Cablaje Imprimate

I.Generalitati

Utilizarea cablajelor (circuitelor) imprimate constituie actualmente solutia constructiva cea mai performanta si mai raspândita de interconectare a componentelor în circuite electrice/electronice din montaje, aparate si echipamente electronice. Folosite pentru prima data în 1945 (în aparatura militara), cablajele imprimate au înlocuit, treptat si pretutindeni, vechile cablaje “spatiale”, filare (conventionale), întroducând modificari importante în constructia si tehnologia echipamentelor electronice atât profesionale cât si de larg consum.

Principalele avantaje ale cablajelor imprimate sunt:

-realizeaza o mare densitate de montare a componentelor, permitând reducerea

volumului si greutatii (deci miniaturizarea) aparatelor electronice;

-asigura pozitionarea precisa si fixa a componentelor si a interconexiunilor acestora în

circuite-permitând cresterea fiabilitatii în functionare si reducerea/compensarea cuplajelor parazite dintre componente si/sau circuite;

-asigura o rezistenta superioara a echipamentelor electronice (din care fac parte) la

solicitari mecanice, termice si climatice, îmbunatatind totodata considerabil mentenabilitatea acestora ;

-simplifica si reduc durata operatiilor de montaj, facilitând automatizarea acestora,

reducând posibilitatile de montare eronata si asigurând un înalt grad de reproductibilitate;

-fac posibila unificarea si standardizarea constructiva a subansamblelor (blocurilor,

modulelor) functionale din structura aparatelor/echipamentelor electronice, permitând interconectarea simpla, rapida, precisa si fiabila a acestora.

Exista totusi si unele dezavantaje, minore, ale cablajelor imprimate:

-orice modificari ulterioare ale circuitelor (si uneori, chiar ale componentelor) sunt

relativ dificil de efectuat;

-majoritatea tipurilor de cablaje imprimate sunt sensibile la soc termic- ceea ce impune

unele precautii la lipirea terminalelor componentelor.

II.Structura si clasificarea cablajelor imprimate

Un cablaj imprimat este un sistem de conductoare plate (imprimate) amplasate în unul, doua sau mai multe plane paralele si fixate (cu adeziv) pe suprafata unui suport electroizolant (dielectric) care asigura si sustinerea mecanica a componentelor.

a). Suportul electroizolant al circuitelor imprimate este realizat din materiale având proprietati fizico – chimice, electrice, mecanice si termice adecvate.

Exista mai multe categorii de asemenea materiale, dar cele mai frecvent utilizate în prezent pentru cablaje rigide sunt (fig. 2.1):

Pertinaxul (temperatura maxima de lucru 105°C) – pe baza de textura din hârtie impregnata cu rasini fenolice – ce constituie materialul standard pentru solicitari normale în cele mai diverse aplicatii.

Steclotextolitul (temperatura maxima de lucru 150°C) – pe baza de textura din fibre de sticla impregnata cu rasini expodice – larg utilizat în aparatura electronica profesionala întrucât permite obtinerea unor performante superioare.

Fig. 2.1. Principalele materiale electroizolante utilizate ca suport al circuitelor imprimate

În ultimul timp, pentru realizarea cablajelor profesionale sunt utilizate si suporturi ceramice având proprietati termice excelente dar si rezistenta mecanica redusa.

Circuitele imprimate flexibile utilizeaza drept suport materiale termoplasate ca: ACLAR (max. 200°C), TEFLON (max. 274°C), KAPTON (max. 400°C).

b). Traseele conductoare se realizeaza din materiale având proprietati adecvate: rezistivitate electrica redusa, buna sudabilitate, rezistenta mare la coroziune. În general cel mai frecvent utilizat material este cuprul electrolitic de înalta puritate, formând o folie de grosimi normalizate uzuale: 35 mm sau 70 mm aplicata pe suprafata suportului electrolitic izolant (împreuna cu care formeaza semifabricantul “placat” din care, prin operatii tehnologice specifice se obtin cablajele imprimate având diferite structuri, configuratii, dimensiuni etc.).

În unele aplicatii profesionale se pot utiliza si aurul, argintul sau nichelul. În scopul facilitarii lipirii terminalelor componentelor ca si pentru asigurarea unor contacte electrice fiabile folia de cupru se acopera uneori cu o pelicula de cositor, de aur sau de argint.

c). Adezivi utilizati pentru fixarea foliei de cupru pe suportul electroizolant de tip Pertinax – de regula, rasini speciale - trebuie sa reziste la temperatura de lipire si sa fie suficient de elastici (pentru a prelua - la lipire – diferentele de dilatare dintre suport si folie).

Materialele electroizolante de tip Steclotextolit nu necesita adezivi.

Semifabricatele placate cu cupru se produc la diferite dimensiuni - mai frecvente fiind: 900 X 900 mm sau 900 X 1800 mm. Din acestea se debiteaza placile cu viitoarele cablaje imprimate ale caror dimensiuni nu trebuie sa depaseasca 240 X 360mm – pentru cablaje simplu/dublu strat si 200 X 240 mm – pentru cablajele multistrat, astfel încât procesul tehnologic de realizare a acestora sa nu devina prea dificil.

În fig. 2.2 se prezinta o clasificare a cablajelor imprimate dupa numarul planelor în care sunt amplasate traseele conductoare precum si dupa caracteristicile mecanice ale suportului izolant:

a). cablajele cu o fata (“cablaje simplu strat “ sau “cablaje monostrat”) - sunt cele mai vechi si mai frecvent utilizate cablaje imprimate, fiind destinate, în special aparaturii electronice de larg consum. Au cel mai simplu proces tehnologic de fabricatie si cele mai reduse costuri de productie, dar nu permit obtinerea de mari densitati de montaj, motiv pentru care ponderea lor pe ansamblul productiei de cablaje imprimate este în scadere;