TEHNOLOGIA IMPRIM ĂRII DESENELOR CABLAJELOR IMPRIMATE

1. TEHNOLOGIA IMPRIMĂRII DESENELOR CABLAJELOR IMPRIMATE Tehnologie electronică - Curs 10

2. Imprimareaimaginii (desenului) cablajuluiimprimatconstăîntranspunereaimaginiidesenului, la scara 1:1, pesuportulcablajului, operaţieînurmacăreia se obţine: • imagine pozitivă - suntacoperite cu peliculăprotectoareviitoareleconductoareimprimate; • imagine negativă - suntacoperite cu peliculăprotectoareviitoareleregiuniizolatoare. Peliculaasigurăprotecţiasuprafeţelor la ataculagenţilorcorodanţişipoatefi din lac (fotolac) saucernealăserigrafică (amestec de uleiuri cu coloranţi, sicativanţi, întăritori). Aceastăoperaţieestecomunătuturortehnologiilor, exceptândcazulîn care se executăcorodaremecanicăfărămetalizare. In tehnologiile de sinteză, imprimareaimaginiieste o operaţie din cadrulfabricăriişabloanelorsaumăştilorserigrafice. Tehnologie electronică - Curs 10

3. Calitateatehnologiei de imprimare se apreciazăînprimulrândprinpreciziapoziţionăriitraseelor (liniilor)1 şiprinrezoluţiesaulăţimeaminimărealizabilă a traseelor. Precizia se măsoarăprinabatereamaximă a poziţiilorşidimensiunilortraseelorfaţă de poziţiaideală (stabilităprinproiect), în mm sauμm. Practic, pecablaj se imprimărepere (Oxy) faţă de care se poatemăsurapoziţiagăurilor (centrele) şi a traseelor. Rezoluţia se exprimăîn „număr maxim de traseerealizabilepe 1cm2sauprinlăţimeminimă (mm, μm) de traseurealizabilfărăpericol de întreruperesauatingere a peliculelorprotectoare. Înapreciereatehnologiei de imprimare, intervinşialţifactori: productivitatea, complexitateainstalaţiilorşiproceselor, costuri, etc. Înprezent se folosescmaimultetehnologii de imprimare: procedeulfotografic, procedeulserigraficşi (rarînprezent) procedeul offset; artizanal se foloseştevopsireamanuală, rar cu şablonul. Tehnologie electronică - Curs 10

4. Înmajoritateatehnologiilor de imprimare se foloseşte un clişeufotografic (reproducerefoto) care esteimagineadesenuluicablajului, la scara 1:1, pe film sauplacăfotografică. Originalulreproduceriifotografice se obţineprincopiere (foarterar, necesitădesen la scara 1:1), prinfotografiere (de regulă) cu reducere de scarăsauprinimpresionare cu fasciculluminos (mairar). De pe original se scot câtecopiiestenevoie, princopiere; copiile se facîntotdeaunape film. Suportuloriginaluluifotografictrebuiesăaibă mare stabilitatedimensionalăîntimpşi la acţiuneafactorilor de mediu; se folosescplăci din sticlă (foartebunedargreu de manipulat) saufilmepesuport din nitroceluloză (celemaifolosite, inclusivpentrucopii) de 0,5 – 1 mm grosime. Emulsiafolosită (halogenură de argintîngelatină) este cu granulaţieextrafinăşi ca urmare cu sensibilitateredusăşi grad de contrast foarte mare, cu mare stabilitatedimensionalăîntimpultratamentelorchimice. Tehnologie electronică - Curs 10

5. Fotografierea Fotografierea se face cu aparatespeciale, cu distanţăfocală mare (l – 2 m), cu obiectivefoartebinecorectate la aberaţiigeometrice, cu care se pot fotografiadesene de maridimensiuni (uzualpână la 1,5x2 m), obţinândimaginipefilmesauplăci cu dimensiunimari (până la format A3 – 594 x 420 mm). Punerea la punct se face pegeam mat, pe care se proiecteazăşirigle gradate, un rastrusauimagini ale unorrepere, pentrustabilireaexactă a reducerii de scală - prinaceastăreducere se eliminămulte din defecteleinerentedesenului (acesta se executămărit, la 2:1, 4:1, rarpână la 10:1). Cu precauţii, procedeulasigurăabateripoziţionaleşidimensionale de 40 – 60μm. Tehnologie electronică - Curs 10

6. Impresionarea cu fasciculluminos Impresionarea cu fasciculluminos se realizeazăpeutilajespeciale, controlate de calculatoare. In principiu, un cap de iluminarefocalizează un fasciculpe film (placă) foto. Traseele se executăprindeplasareaîncoordonate (comandată de calculator) a meseipe care estefixatfilmuliarlăţimeaestedeterminată de diametrulfasciculului, stabilit cu o diafragmă cu deschiderecomandată de calculator. Înprezent, calculatoarele de comandăacceptăfişiereînformatelefurnizate de majoritateaprogramelor de desenare a cablajelor cu ajutorulcalculatoarelor. Acestprocedeueste net superior fotografierii - abaterileînpoziţieşidimensiuni (pe film) sunt de 4 – 1μm. Procedeul se poatefolosişipentruformareaimaginii direct de suportdaraparprobleme, deoareceemulsiafotosensibilă de acoperire a suporturilor (fotolac) estesensibilă la radiaţiiultraviolete, greu de focalizat. Pentrumenţinereastabilităţiidimensionale, developarea, fixareaşispălăriletrebuieexecutatedupăprescripţiileproducătorilor, oriceindisciplinătehnologicăcompromiţândrezultatul. Tehnologie electronică - Curs 10

7. Imprimareaimaginiiprinprocedeulfotografic • În prima etapă, dupăcurăţare, se procedează la depunereauneipelicule de fotolacpesuport. Dupăuscare, se pozeazăclişeulfotografic, cu emulsiaîn contact cu pelicula de fotolacşi se preseazăpentru contact bun. Urmeazăimpresionareafotolaculuiprinexpunere la radiaţiibogateîn ultraviolet, după care urmeazădeveloparea, înurmacăreiasuprafeţelesuportului care trebuieprotejaterămânacoperite cu peliculăprotectoare. Tehnologie electronică - Curs 10

8. Imprimareaimaginiiprinprocedeulfotografic Tehnologie electronică - Curs 10

9. Substanţelefotosensibile de acoperire (fotolac) suntformate din gelatină cu întăritori, impregnată cu substanţefotosensibile, care pot fi: de tip pozitivsau de tip negativ. Fotosensibilizatoriipozitivisuntsubstanţeorganice, slab acide, în mod normal insolubileînapă. Sub influenţaluminiidisociazăşiînrevelatori (bazici, ca hidroxidul de potasiu) formeazăsărurisolubileînapă (fixator). In regiunileneiluminaterămânpeliculeprotectoare. Există o mare varietate de asemeneasubstanţe (Pozitiv 20, AZ 1350, KAR3). Fotosensibilizatoriinegativisuntsubstanţeorganicemacromoleculare, obişnuitsolubileînfixatori. Priniluminare, înurmatratăriiînrevelatori, acesteapolimerizează, devenindinsolubile, formândpeliculerezistente. Fotolacurile au sensibilitateredusă, cu maximeîn UV şi pot fi manipulate la luminăredusă (trebuieevitatăexpunerea la luminasolară). Pelicula de fotolactrebuiesă fie câtmaisubţire (0,1 - 0,5 mm) şiuniformăpentrureducereatimpului de iluminare, reducereaefectelor difracţiei1 pemarginileopaceşiimpresio-nareauniformăîngrosime a peliculei. Tehnologie electronică - Curs 10

10. Depunereafotolacului se poate face prin: • imersiaplăcilorînbăi (fotolaclichid) şiuscareînpoziţieverticală (apar „bavuri” – îngroşări ale peliculei la marginile de jos ale plăciişigăurilor); • stropire (spray) şiuscareorizontală, eventual cu centrifugare (fotolacultrebuiesă fie fluid, cu uscarelentă, dar tot aparbavuri); • depunereapeliculeisemiuscatepreluate de pe un prefabricat „sandwitch” (folieplasticăsuport, fotolacsemiuscat, folieprotectoare) şipresare cu rulou- estemetodaoptimă. Tehnologie electronică - Curs 10

11. Depunereafotolacului: a) bavuridupăimersie, b) cu folieprefabricată Tehnologie electronică - Curs 10

12. Iluminarea se face de la sursebogateînradiaţiiultraviolete.Se folosesc: lămpi cu xenon, becuri cu vapori de mercurîndescărcareiniţială, lămpi cu arc, becuri cu incandescenţă supraalimentate. Echipamenteleindustrialepentruimprimarefotograficăsunt sub formă de dulapuri cu unulsaumaimultesertare (rame) în care se plaseazăplăcilesensibilizate (încamere cu luminăslabă de la becuri cu incandescenţă).Fiecaresertar are sistemulpropriu de iluminare. Tratamentulchimic se face încamere cu luminăslabă, înbăi. Dupăspălare, plăcile pot fiexpuse la luminăobişnuită. Procedeulfotograficasigurăfoartebuneprecizii (abateritotale, faţă de proiect, sub 60 – 100μm) şirezoluţii (trasee cu lăţimea sub 100μm). Este un procedeufoarteversatil, iartimpuldintrefinalizareadesenuluişiterminareaimprimăriiestescurt (ore). De asemeneaesteieftin, utilajele nu suntpretenţioase, esteaccesibilşiamatorilor.Singuruldezavantajesteproductivitatearelativscăzutăfaţă de celelaltemetode. Cânddupăimprimareadesenuluiurmează o corodarechimică, procedeul se numeşteadeseafotogravură, tehnicăutilizatăînmultedomenii: pentruobţinereaclişeelor offset, pentrurealizareagravurilorartistice, pentruexecutareaunorforme complicate din foliimetalicesubţiri (de exempluşabloane). Tehnologie electronică - Curs 10

13. Înacestprocedeu se foloseşte o mascăserigrafică, constânddintr-o reţea de fire foartesubţiri (sităserigrafică) cu ochiurileparţialobturate; regiunileneobturatereproducimagineacablajului la scara 1:1 • Imprimareaimaginiiprinprocedeulserigrafic Tehnologie electronică - Curs 10

14. Suportulbinecurăţat, se aşeazăşi se fixează pneumatic pemasa-suport. Deasupra, la micădistanţă, se aşează o ramă cu mascaserigraficăbineîntinsă. In mască se pune o cantitate de cerneală (numităserigrafică). Cu ajutoruluneiraclete, printranslare cu apă-sareamăştiipesuport, se forţeazătrecereacerneliiprinochiurilelibere ale măştii; înurmaracleteimasca se ridicăpractic vertical iarpesuportrămânândpelicula de cerneală. Cerneala are o mică „întindere” şiacoperăurmelefirelorsitei. Dupăuscareşi control vizual, se poatetrece la următoareleoperaţii. Tehnologie electronică - Curs 10

15. Siteleserigrafice se fabrică din: • fire de oţelaliat, cu diametre de 30 – 50μm, cu densitatea de 60 - 120 fire/cm; • fire din poliestersaupoliamidă, de circa 40μm diametru, cu 80 - 200 fire/cm. Sitele din fire plasticesuntmaiieftineşimai fine, dar au alungireaireversibilă mare şi nu rezistă la maimult de 150 - 200 imprimări (treceri ale racletei). Sitelemetalicesuntmairezistente, putândfiutilizatepentru 500 - 600 de imprimări (chiar 1000, dacă se acceptă o calitatemairedusă, adicăerorimaimari la poziţionareatraseelor). Tehnologie electronică - Curs 10

16. Sitele se fixeazăperame din lemn, foartebineşi uniform întinse, după care se formeazămasca. Formareamăştiiserigrafice se poate face prinmetodadirectăsauindirectă. Înmetodadirectăsita se impregnează cu gelatinăsemilichidăfotosensibilă, după care se imprimăimagineacablajuluidupăprocedeuldescrismaisus. Dupătratamentulchimic se obţinemasca, cu ochiuri total obturatesau total libere - marginiletraseelorvoraparepuţinzimţate. Înmetodaindirectă se foloseştefolie de gelatinăfotosensibilăpesuport din folieplastică. Pe folia fotosensibilă se imprimăimagineacablajuluidupăprocedeuldescrismaisus. Dupătratament, pegelatinanedizolvată, încăumedă, se aşeazăsitaserigraficăbineîntinsăperamăşi se presează cu ruloul,apoi se usucăşi se îndepărteazăsuportul din folieplastică. Mascaastfelobţinutăpoateaveaşiochiurinumaiparţialobturate. Tehnologie electronică - Curs 10

17. Măştiserigraficerealizateprinmetodadirectă (a) şiindirectă (b) Tehnologie electronică - Curs 10

18. Gelatina fotosensibilă este de obicei din poliacetat de vinil sau alcool polivinilic, sensibilizat cu bicromat de potasiu - zonele iluminate (cu UV) polimerizează şi devin insolubile, cele neiluminate rămân solubile şi se îndepărtează prin spălare cu apă. Degajarea ochiurilor obturate - pentru refolosirea sitei, este posibilă, dar dificilă. Racleta este din neopren sau poliuretan cu duritate ≈ 60 unităţi. Cerneala serigrafică este greu sicativă, rezistentă la acizi, solubilă în solvenţi organici şi are o mică întindere (20 – 40μm) pentru astuparea spaţiilor ocupate de firele sitei. De regulă, înainte de folosire se diluează cu solvenţi; vâscozitatea optimă se stabileşte prin încercări. Procedeul serigrafic asigură performanţe bune: se pot realiza uşor trasee cu lăţimea de 0,25 – 0,5mm cu precizie de 0,1 – 0,2mm şi are o mare productivitate. In schimb, necesită utilaje destul de complicate şi scumpe, iar timpul dintre finalizarea desenului cablajului până la terminarea imprimării este lung (obţinerea măştii durează mult), de aceea se foloseşte în industrie, pentru serii mari. Serigrafia este mult folosită pentru înscripţionări pe placile de cablaj, după ce au fost procesate şi acoperite cu lac termorezistent. Deoarece precizia cerută de aceste operaţii este redusă (se tolerează abateri circa de 0,1mm), utilajele necesare sunt destul de ieftine. Tehnologie electronică - Curs 10

19. Imprimareaimaginiiprinprocedeul offset Înprocedeul offset se utilizează un clişeuzincografîcconstânddintr-o placămetalicăpe care esterealizat, în relief, desenulcablajului. Înadânciturileclişeului se punecerneală, de tipulceleiutilizateînserigrafie; operaţia se face cu un rulou de umplereşi o racletă care curăţăsuprafaţadupăumplere. Un tambur de imprimare se deplaseazăfărăalunecareîn contact cu clişeul (rotireşitranslaţie) şipreiacernealapesuprafaţasa; tamburul se transleazădeasuprasuportuluicablajuluişi, prindeplasarefărăalunecare, depunecernealapesuport, întregulansambluexecutămişcările cu mare precizie, încât la fiecaretrecerecernealaestedepusăîn exact aceleaşiregiuni. Tehnologie electronică - Curs 10

20. Imprimareaprinprocedeul offset Tehnologie electronică - Curs 10

21. Clişeul zincografic se realizează prin fotogravură, pe plăci din zinc sau aluminiu, prin imprimarea desenului pe placa de metal prin procedeul fotografic, şi corodare pe mică adâncime (sub 0.1 mm). Procedeul offset realizează precizii şi rezoluţii cel puţin la fel de bune ca şi cel serigrafic şi asigură o productivitate foarte mare. In schimb, necesită utilaje mecanice de mare precizie, scumpe şi este puţin folosit în prezent. Tehnologie electronică - Curs 10