Elaborarea și Montarea Circuitelor Electronice

1. Tehnologiile de fabricare ale plachetelor imprimate

1.1. Generalităţi

De al începuturile electronicii, dezavantajele cablajelor cu fire au determinat încercări de realizare a conexiunilor într-o singură etapă, prin procedee mai bune. Incă din 1906, T.A. Edison propune realizarea conductoarelor sub formă de benzi metalice, obţinute prin depuneri de pulberi pe suport izolant urmate de ardere. Prin 1930, la firma Hesho Werken (Hermsdorf, Germania), se realizau conexiuni prin depuneri de săruri de argint pe plăcuţe ceramice; prin ardere se obţineau conductoare peliculare din argint, foarte aderente la suport. Din această perioadă datează denumirea de conductor imprimat. Toate procedeele inventate până prin 1940 s-au dovedit inaplicabile în practică.

Tehnica cablajelor imprimate se dezvoltă după ce în 1943, Eisler, în Anglia, brevetează primul procedeu de fabricare al cablajelor imprimate, aplicabil în practică, prin corodarea chimică a unei folii de cupru lipită pe suport izolant. Invenţiile lui Eisler stau la baza majorităţii tehnologiilor actuale de fabricaţie a cablajelor imprimate. Destul de curios, ideile lui Eisler au cunoscut o mare răspândire abia după 1952 – 1953, dar în prezent probabil că nu există echipamente electronice care să nu folosească cablaje imprimate.

Prin cablaj imprimat se înţelege un ansamblu de conductoare de conexiune plasate în unul, două sau mai multe planuri paralele, fixate pe un suport rigid sau flexibil şi formând un ansamblu. Conductoarele, realizate sub formă de benzi sau suprafeţe metalice, se numesc conductoare imprimate.

Prin circuit imprimat, se înţelege de obicei, ansamblul suport izolant, conductoarele imprimate şi componente fixate definitiv pe suport. Adesea, noţiunile de cablaj imprimat şi circuit imprimat, se confundă.

Tehnologia cablajelor imprimate are numeroase şi importante avantaje, printre care:

- asigură un grad de compactizare ridicat;

- se reduce volomul si dificultatea operaţiilor de montare şi asamblare, care pot fi complet automatizate;

- asigură o mare reproductibilitate în dispunerea pieselor şi conductoarelor de conexiune, ceea ce simplifică enorm reglajele, acordările şi permite controlul cuplajelor parazite;

- identificarea pieselor şi traseelor este uşoară şi se simplifică depanarea;

- consumul de cupru se reduce drastic, conductoarele putând fi dimensionate în funcţie de cerinţele electrice (intensitate curent, inductanţă şi rezistenţă etc.);

- fiabilitatea şi mentenabilitatea produselor sunt ridicate;

- costurile sunt reduse.

Singurul dezavantaj – dacă se poate vorbi despre aşa ceva, este că, pentru a pune în valoare avantajele, execuţia trebuie făcută pe maşini, în sistem industrial; realizarea artizanală (manuală) nu este corespunzătoare, cu excepţia unor cablaje simple, de exemplu pentru teste.

In prezent, progresele tehnologice au determinat:

- ieftinirea cablajelor, a căror utilizare şi în montaje experimentale a devenit o practică curentă;

- diversificarea tipurilor de cablaje imprimate (flexibile, multistrat), a tehnologiilor de asamblare (asamblarea cu piese montate pe suprafaţă);

- extinderea tehnologiilor specifice cablajelor imprimate la realizarea unor componente imprimate (rezistoare, bobine, condensatoare), a unor componente precum şi în alte domenii (bobinaje pentru motoare electrice miniatură, suspensii şi arcuri pentru mecanisme fine etc.)

In fig. 1.1 sunt prezentate numai câteva dintre utilizările actuale ale cablajelor imprimate.

Fig. 1.1. Utilizări ale cablajelor imprimate: a – cablaj imprimat pentru montaje electronice; b – condensator imprimat; c – bobine imprimate; d – element de comutator rotativ; e – micromotor pe cablaj imprimat

Diversitatea cablajelor este foarte mare şi clasificările se pot face din mai multe puncte de vedere.

- După însuşirile mecanice ale suportului izolant, există cablaje pe suport rigid şi pe suport flexibil.

- După numărul de plane în care se află conductoarele, există cablaje monostrat, dublu strat şi multistrat.

- După modul de realizare a contactelor dintre conductoarele aflate în plane diferite, există cablaje cu găuri nemetalizate şi cu găuri metalizate.

- După tehnologia de fabricaţie, există:

- Cablaje realizate prin tehnologii subtractive, în care, plecând de la un suport izolant placat cu folie de cupru, conductoarele se obţin prin îndepărtarea metalului în regiunile care trebuie să fie electroizolante.

- Cableje ralizate prin tehnologii aditive, în care conductoarele se obţin prin depunere de metal pe suprtul izolant.