TEHNOLOGIA REALIZARII CABLAJELOR IMPRIMATE - Metoda fotografica

TEHNOLOGIA REALIZARII CABLAJELOR IMPRIMATE

Metoda fotografica

Notiuni Generale

Cablaj imprimat:este un cablaj prefabricat in care legaturile conductoare intre componentele discrete sunt realizate sub forma de benzi sau suprafete conductoare depuse pe un suport izolant.

Avantajele utilizarii cablajelor imprimate sunt:

-micsorarea greutatii si a volumului subansamblurilor functionale fata de circuitele cablate conventional cu sirma de conexiune.

-stabilitatea si uniformitatea parametrilor electrici si mecanici ai subansamblurilor functionale realizate prin cablare imprimata.

-disiparea caldurii in atmosfera este mai buna decat in cazul cablarii conventionale cu conductor circular.

-productivitate mare,deoarece se reduce simtitor cantitatea de lucru pentru asamblare.

-reducerea numarului de puncte de control,deci in afara de executie si verificarea este mai rapida.

-fiabilitate ridicata,deoarece posibilitatile de executie si montare incorecta sant reduse.

Dezavantajele utilizarii cablajelor imprimate sunt:

-cablajul imprimat trebuie protejat la actiunea umiditatii;suportul fiind relativ flexibil,efectele vibratiilor centrului placii de cablaj imprimat trebuie micsorate prin montarea adecvata pe sasiu;legaturile de inalta frecventa sunt greu de ecranat;cablarea imprimata nu este adaptabila la modificari ulterioare.

Metoda care ofera o excelenta calitate a placii de circuit imprimat este metoda foto.Desi la inceput metoda fotografica necesita echipamente suplimentare si procesul de intelegere si aprofundare al fluxului tehnologic consuma o oarecare cantitate de timp,eforturile vor fi recompensate in final prin calitatea net superioara a cablajului imprimat fabricat.

Procedeul fotografic consta in:

- generarea filmului tehnic de fabricatie(controlul intermediar al calitatii filmului)

- transferul imaginii structurii de interconectare pe laminatul cu fotorezist(plasarea si fixarea filmului pe laminatul placat cu cupru si acoperit cu o folie sensibila la radiatia ultravioleta;introducerea laminatului in instalatia UV;expunerea laminatului la radiatia ultravioleta; developarea laminatului expus cu ajutorul unei substante de developare a fotorezistului; controlul intermediar pentru fazele de expunere si developare.)

- corodarea laminatului si obtinerea placii de circuit imprimat-PCB

- gaurirea placii

- operatii si verificari finale(perierea si curatarea PCB;acoperirea cu aliaj de lipit a structurilor de cupru;verificarile finale si controlul tehnic de calitate.

Avantaje: trasee fine(rezolutie buna definita prin grosimea celei mai fine linii conductoare sau ca numarul de linii rezolvate pe milimetru), utilaj redus.

Dezavantajele procedeului fotografic sunt: costuri ridicate(acoperirea intregii placi cu material fotosensibil), productivitate scazuta , cere calificare in executie. Procedeul este convenabil pentru fabricatie in serie mica de precizie.

O alta metoda fotografica pentru obtinerea cablajelor imprimate foloseste fotorezist solid rezistul solid (riston) este o folie uscata (livrata in diferite grosimi 18-60mm si latimi 100-610 mm) , protejata de o folie poliester Mylar (grosime 25mm) pe cealalta fata . Procesul tehnologic consta in:

-laminarea intr-un laminor special , indepartind folia de polietilena , laminarea care se poate face pe o fata sau pe ambele fete ale suportului fenolic placat ; viteza de laminare este reglabila in trepte de la 1 la 1,8m/min.

Pentru a evita contaminarea prin oxidare si praf a suprafetelor curate , laminarea se face imediat dupa curatarea si pregatirea suprafetelor placilor intr-o atmosfera fara praf si vapori chimici (praful asezat pe placa conduce la formarea de gauri in fotorezist , iar vaporii chimici pot duce la polimerizarea rezistului si in portiuni unde nu trebuie sa aiba loc). Se lucreaza cu manusi din bumbac la lumina de tuburi fluorescente galbene;

-iluminarea la lampi cu vapori cu mercur (ultraviolete) , folsind clisee de sticla . Rama de expunere se videaza , lampile cu mercur sint racite sau se folosesc filtre de caldura (se lucreaza la 25 ) pentru a nu se influenta viteza reactiilor de polimerizare a rezistului . Prin expunere se obtine

imaginea cablajului imprimat pe suportul placat , dar se intareste si legatura adeziva intre imagine si suport;

- indepartarea foliei de polister;

- developarea prin actiune mecanica si chimica a tricloretanului sub jet ; spalarea in jet de apa;

- corodarea.

Fotorezistul solid poate fi utilizat si la obtinerea cablajelor imprimate prin metoda aditiva de acoperire galvanica , cind se aplica pe stratificatul izolant neplacat.

In cazul transpunerii imaginii cablajului imprimat de pe film (fotosablon) pe semifabricatul placat prin metoda fotografica , principalele etape ale procesului tehnologic respectiv sunt prezentate in figura urmatoare:

Aceasta metoda permite obtinerea unor rezolutii si precizii maxime, deci a unor trasee fine de cablaj ,dar are dezavantajul productivitatii scazute si este costisitoare. In consecinta se utilizeaza cu precadere in productia de serie mica si de unicate.

Rolul acestor etape in transformarea semifabricatului placat reiese din figurile a -b.

Dupa o spalare si o degresare prealabila a foliei de cupru, acesta se acopera cu un strat fotosensibil de FOTOREZIST.

In faza urmatoare , se expune stratul de fotorezist la lumina prin intermediul fotosablonului (realizat anterior, ca mai sus) transferandu-se astfel configuratia circuitului imprimat de realizat pe folia de cupru.

Fig. a

Dupa developare si fixare fotografica , anumite zone din fotorezist devin insolubile , iar celelalte pot fi dizolvate si indepartate cu ajutorul unui solvent special. Astfel, la fotorezistul negativ, portiunile expuse la lumina polimerizeaza si devin insolubile , spre deosebire de fotorezistul pozitiv la care zonele neexpuse luminii devin insolubile.

Se obtine astfel o acoperire a foliei de cupru cu fotorezist , doar zonele corespunzatoare portiunilor transparente ale fotosablonului. Stratul ramas se fixeaza pentru a-i mari rezistenta la reactivul de corodare.

Fig b

Urmeaza faza de prelucrare a foliei de cupru.

Cea mai importanta etapa consta in corodare (specifica metodelor substractive), implicand imersarea semifabricatului placat intr-o cuva (de dimensiuni adecvate) cu clorura ferica. Au loc reactii chimice determinand corodarea si indepartarea foliei de cupru numai in zonele neacoperite cu stratul protector de fotorezist corespunzand , in cazul fotorezistorului negativ , zonelor neexpuse la lumina (deci portiunilor opace ale fotosablonului). Crodarea poate dura zeci de minute si se considera incheiata atunci cand in zonele neacoperite de fotorezist apare suportul electroizolant al semifabricatului.

Dupa corodare se realizeaza succesiv:

- indepartarea stratului protector de fotorezist (depus pe traseele circuitului imprimat);

- debitarea/decuplarea placii la dimensiunile finale;

- efectuarea gaurilor necesare montarii componenetelor pe placa si a placii in aparat/echipament;

- debavurarea muchiilor placii si a gaurilor;

- curatarea (cu apa calda si spirt);

- lacuirea - in scopul asigurarii potectiei anticorozive si al facilitarii efectuarii lipirilor cu cositor.

Se obtine astfel un produs finit - placa cu cablaj imprimat (sau cu "circuite imprimate") - pe care urmeaza sa se monteze (prin implantare si lipire) toate componentele pasive si active prevazute.