Tehnologia de realizare a circuitelor imprimate - realizarea cablajelor multistrat

TEHNOLOGIA DE REALIZARE A CIRCUITELOR IMPRIMATE

REALIZAREA CABLAJELOR MULTISTRAT

Circuitele electronice ajuta la conectarea componentelor active si pasive dintr-un circuit,acesta nefiind altceva decat niste trasee din cupru care strabat straturi izolatoare fiind astfel si ele izolate unele fata de altele.

Aceste trasee datorita tehnologiei avansate pot sa aiba grosimi foarte mici cca 0,101mm. Datorita acestui fapt se pot crea circuite de conectare foarte complexe si pe suprafete foarte mici , prin utilizarea cablajului multistrat. Pentru a putea face o comparati trebuie sa spunem ca parul uman are o grosime de cca0,07mm

Astazi placile de circuit se utilizeaza in aproape toate echipamentele care folosesc circuite electrice .

Se disting mai multe tipuri de circuite imprimate:

- simplu placat -are o folie de cupru aplicata pe un suport ozolator de obicei pertinax sau sticlotextolit.

- dublu placat-acesta este format din doua folii de cupru izolat intre ele de un material dielectic care in afara de cele mentionate mai inainte mai poate sa fie kevlar,kalit,teflon,etc.

- multistrat-acestea contin mai multe straturi de circuite izolate intre ele printr-un dielectric de obicei de acelasi tip

- flexibile-in acest caz materialul izolator este fabricat dintr-un dielectric flexibil care in final va avea o flexibilitate ridicata.

Fabricarea circuitelor multistrat porneste de la un prefabricat (placat cu cupru) compus din doua straturi de cupru separate intre ele de un dielectric.

Acesta se curata de impuritati si se degreseaza datorita faptului ca dorind sa executam circuite de foarte mare acuratete si de grosimi mici , se da o mare importanta acestei operatii pentru ca altfel circuitul nou creat ar putea fi distrus in timp , de catre eventualele resturi ramase pe suprafata de cupru (corodat).

Dupa aceasta operatie acest prefabricat va fi acoperit cu un strat fotosensibil de material numit rezist.

Materialul cu care a fost acoperit este sensibil de asemenea la radiatia ultravioleta de aceea in timpul lucrului se foloseste o lumina galbena. Acest material este aplicat prin presare cu o rola fierbinte care sa asigure omogenizarea acesteia pe suprafata de cupru .Daca acest strat de rezist nu este corect aplicat si uniform , se vor crea brese prin care ar putea patrunde substanta de corodare distrugand astfel prin intrerupere circuitul in lucru.

Odata facuta aceasta acoperire , in cablajul (prefabricatul) creat se practica in cele patru colturi niste gauri tehnologice care vor ajuta la o buna fixare a acestuia si apoi a straturilor care vor urma sa fie suprapuse peste aceasta. Dupa ce se realizeaza aceste gauri , pe acest prefabricat se aplica filmul

creat inainte cu imaginea cablajului care se doreste sa fie executat pe acest nivel de cablaj.

Pentru fiecare nivel de circuit imprimat pe care il vom crea se va aplica un alt film creat pentru acel nivel , care va trebui sa se suprapuna foarte precis , acesta fiind ghidat de cei patru pini tehnologici care patrund foarte precis in gaurile tehnologice executate.

Prefabricatul acoperit cu film este expus apoi unei lumini albe foarte puternice. Observam ca acolo unde filmul nu a fost transparent stratul de material fotosensibil nu a fost fixat pe folia de cupru si acesta va putea fi indepartat la urmatorul pas din procesul tehnologic adica prin developare.

Prin acest proces stratul de material fotosensibil care nu a fost expus la lumina datorita filmului foto va fi inlaturat.pe portiunile unde fotorezistul a fost expus la lumina , acesta a ramas fixat pe placa formad o pelicula subtire care acopera portiunea din folia de cupru luand forma filmului prin care a fost expus la lumina si protejeaza astfel portiunea respectiva din folia de cupru pentru urmatoarea etapa tehnologica.

Acest procedeu este o reactie chimica prin care cuprul de pe suprafetele neacoperite cu fotorezist se combina cu solutia in care prefabricatul este scufundat pana la indepartarea oricaror reminiscente din acesta.

Dupa ce si aceasta etapa a fost parcursa si prefabricatul este curatat ,inclusiv de stratul de fotorezist care l-a protejat in timpul reactiei chimice obtinem o fata de cablaj propriu zis.

Acest cablaj este acoperit apoi printr-un procedeu chimic de un oxid maro , acesta se va depune astfel intr-un strat foarte subtire pe folia de cupru ramasa schimband astfel caracteristicile chimice ale acestuia prin adeziune , atunci cand cablajul individual va fi combinat pentru a crea un cablaj multistrat schimband astfel culoarea cuprului in negru.

Pentru a putea crea un cablaj multistrat toate , cablajele din fiecare nivel care il compun trebuie sa parcurga aceste etape , apoi fiecare din aceste cablaje singulare sant fixate dupa cum se poate vedea si in figura creandu-se astfel un sandwich fixat cu precizie de pini tehnologici pe orizontala si

prin presare folosind intre fiecare doua straturi un lipici cu caracteristici izolatoare foarte bune.

Cablajul  multistrat obtinut este astfel tinut un timp presat pana cand lipiciul isi va face efectul.

Acest proces se va termina prin prelucrarea acestui cablaj mutlistrat ca un bloc compact indepartand orice rest din procesul tehnologic care ar putea fi ramas accidental.Cablajul obtinut astfel nu are inca nici o legatura electrica intre starturile care il compun , aceasta urmand sa se faca ulterior prin gaurile care se vor realiza. Operatiunea de gaurire trebuie sa fie foarte precisa si in functie de complexitatea circuitului aceasta poate fi coordonata de catre un computer care arata cu exactitate locul unde acestea trebuie facute.Alinierea gaurilor se va face tot tinandu-se seama de gaurile tehnologice.

Dupa ce si aceasta operatie a fost facuta se va depune un strat foarte subtire de cupru atat pe suprafetele exterioare cat si in interiorul gaurilor .

Cablajul  multistrat este astfel conectat dinspre exterior spre interior , dar fara nici o urma pe straturile exterioare in folia de cupru de pe acestea .

Acum cablajul multistrat va urma aceleasi etape ca si unul dintre straturile din interior , pentru ca la final pe straturile exterioare sa avem trseele de cupru de care avem nevoie.La final straturile exteriore sant acoperite cu un strat de material (lac care va proteja cablajul contra oxidarii si distrugerii in timp),iar gaurile si in jurul acestora se va depune un strat subtire de cositor de obicei, sau un alt metal a carui oxid nu afecteaza proprietatile electrice ale acestuia . Straturile din acest multistrat mai pot fi conectate si prin alte metode. Cel mai raspandit procedeu mecanic de "metalizare" a gaurilor consta in introducerea unor capse metalice (avand lungimea putin mai mare decat grosimea stratului izolant) in gaurile cablajului finit, urmata de blancuirea (rasfrangerea)

ambelor extremitati ale capsei.

Este evident ca acest procedeu comporta numeroase inconveniente: este laborios si putin fiabil (intrucat probabilitatea unui contact perfect intre capsa si conductorul imprimat este destul de redusa), implica tolerante foarte stranse pentru gauri si capse, necesita un consum relativ ridicat de materiale (capse) etc.

In consecinta, este mai avantajoasa realizarea pe cale chimica a cablajelor imprimate multistrat (si a gaurilor metalizate respective).

In figura urmatoare se prezinta un cablaj multistrat realizat prin tehnica descrisa mai sus.

Bibliografie:PCB PrimerAutor Don Ecker (EE Services) 22.03.1999

Constructia si tehnologia echipamentelor radioelectronice .

Autori: Vasile M. Catuneanu ; Rodica Strungaru.