Direct Imaging – nauwkeurige structurering van printplaten

Structureer printplaatlay-outs digitaal en direct met hoge precisie met behulp van ultraviolet LED-licht.
De elektronicamarkt vraagt ​​al jaren om steeds kleinere, lichtere en betrouwbaardere elektronische apparaten en zal dat ook in de toekomst blijven doen.

Met het oog op de toenemende behoefte aan steeds complexere elektronische componenten met een toenemende integratie van steeds meer functies op chips en andere elektronische componenten, groeien ook de eisen aan complexiteit en miniaturisatie van geleiderbanen, pads en andere structuren op de printplaat. Met geleiderspoorbreedtes en -afstanden van minder dan 50 my bereikt de technologie van contactbelichting met behulp van belichtingsmaskers, die wijdverspreid is in de printplaatindustrie, zijn grenzen. Directe Laser Imaging (LDI), waarbij een laser geleid door een complex spiegelsysteem de lay-outbeelden op de lichtgevoelige laag van de printplaat in kaart brengt, was een tijdlang de enige en extreem onderhoudsintensieve technologie die aan deze miniaturisatie-eisen voldeed. PRECOPLAT vertrouwt nu op een meer kosteneffectieve en hulpbronnenbesparende technologie van directe beeldvorming op basis van ultraviolet LED-licht, de zogenaamde microspiegel digitale beeldvorming, ontwikkeld door de Duitse boormachine- en belichtingstechnologiespecialist Schmoll Maschinen.

Lasereenheid van het MDI-systeem van Schmoll voor het structureren van printplaten - Auteur: Schmoll Maschinen GmbH
Lasereenheid van het MDI-systeem van Schmoll voor het structureren van printplaten

Het volautomatische MDI-systeem van Schmoll wordt gekenmerkt door het feit dat hooggeconcentreerd UV-licht met een gedefinieerde golflengte wordt gericht via een microchip die is uitgerust met duizenden uiterst nauwkeurige microspiegels en dat de lay-out wordt uitgevoerd op een pad dat kort en energetisch minder verliesgevend is vergeleken met de laserprintplaat ontstaat. Door het kortere lichtpad en het lagere vermogensverlies zijn alleen LED’s nodig als lichtbron en kun je het stellen zonder lasers die storingsgevoelig zijn en een aanzienlijk kortere houdbaarheid hebben. Door gebruik te maken van meerdere golflengten kan het systeem ook zorgen voor een geschikt lichtspectrum voor het maken van lichtgevoelige soldeermaskers. Omdat de belichtingskoppen met spiegelsystemen flexibel in alle richtingen kunnen worden uitgelijnd, is het mogelijk om met weinig moeite en zonder extra insteltijd een grote verscheidenheid aan paneelformaten te gebruiken. Zoals gebruikelijk worden reproduceerbare resultaten met de hoogste nauwkeurigheid gegarandeerd door het gevestigde gebruik van lineaire aandrijvingen en directe positiemeetsystemen.

Vergeleken met conventionele LDI-systemen (laser direct imaging) hebben MDI-machines ook aanzienlijk minder ruimte nodig en is de algehele energiebalans aanzienlijk beter. Omdat de LED's minder energie nodig hebben om de benodigde belichtingsenergie te genereren, is ook de energiebehoefte voor machine- en ruimtekoeling lager.  

De door PRECOPLAT gebruikte MDI-TTG (Tandem Table) van Schmoll Maschinen bereikt een theoretische resolutie van 15my, maar vindt zijn praktische beperking in de maximale fysieke prestatie van de daaropvolgende natchemische processen zoals etsen en galvaniseren, die momenteel 50my bedraagt. In 2022 werden de eerste volautomatische apparaten in gebruik genomen. De systemen bieden PRECOPLAT-klanten maximale flexibiliteit voor alle toepassingsgebieden, van prototype tot serieproductie.

Share:

Meer artikelen

Gegalvaniseerd nikkelgoud (hard en bond goud)

Ook wel hard gold plating genoemd. In tegenstelling tot het ENIG-proces wordt nikkel ook gebruikt als diffusiebarrière voor koper, maar wordt het goud galvanisch afgezet, dat wil zeggen met behulp van een externe stroombron. Hierdoor kunnen aanzienlijk grotere laagdiktes van 0,8 – 5 µm worden gerealiseerd. Dit ‘harde goud’ wordt gebruikt voor printplaten met connectorstrips die meerdere keren kunnen worden aangesloten. Hoe dikker het goud, hoe hoger het aantal paringscycli (bijvoorbeeld: 0,4 µ Au = 20 paringscycli, 2 µ = 500 paringscycli).

OSP (organische oppervlaktebescherming)

OSP is een organische oplossing die selectief wordt afgezet op soldeerbare koperoppervlakken met een laagdikte van 0,02 tot 0,06 µm met behulp van een dompel- of spoelbad. Het oppervlak is vlak en zeer geschikt voor fijne SMD-montage. Meerdere soldeerprocessen zijn niet mogelijk omdat de transparante laag ontleedt bij temperaturen boven de 150 °C.

De houdbaarheid is beperkt tot 6 maanden.

Chemisch zilver (chem Ag.)

Chemisch zilver is een metalen eindoppervlak dat gemakkelijk meermaals kan worden gesoldeerd met een laagdikte van 0,15 - 0,45 µ, en dat zonder externe elektriciteit op soldeerpunten wordt afgezet (vergelijkbaar met het chemische tinproces). Het oppervlak is vlak en zeer geschikt voor SMD-montage.

Een bewaartermijn van maximaal 6 maanden is mogelijk. Net als bij chemisch tin verliest het oppervlak zijn soldeerbaarheid door schommelingen in de omgevingstemperatuur en vochtigheid. De oppervlakken mogen in geen geval in contact komen met materialen die zwavel bevatten (zoals bepaalde soorten inpakpapier).

Chemisch tin (chemisch Sn)

Chemisch tin is een metalen afwerking die heel gemakkelijk te solderen is. Op het koper van de soldeerpunten wordt zonder externe elektriciteit een dunne laag van ca. 0,8 - 1,2 µ tin aangebracht, die voorkomt dat het koper oxideert. Het oppervlak van de pads is zeer vlak en daardoor bijzonder geschikt voor SMD, CoB en HDI en press-in technologie.

De bewaartijd mag niet langer zijn dan 6 maanden. Vocht- en temperatuurverschillen tijdens opslag kunnen de soldeerbaarheid beïnvloeden.

ENEPIG (Electroless Nikkel Electroless Palladium Immersion Gold)

Tussen de nikkel- en goudprocesstappen in het ENIG-proces wordt palladium ook als tussenlaag (0,05 - 0,25 µ dik) in het uiteindelijke oppervlak ingebracht zonder externe elektriciteit.

Deze extra laag is niet alleen ideaal voor alle soldeervarianten, maar wordt vooral gebruikt voor het verbinden van gouddraad. Het proces wordt als een zeer dure speciale toepassing beschouwd.

Chemisch nikkelgoud (ENIG = Electroless Nickel Immersion Gold)

ENIG of chemisch nikkelgoud is een metalen, zeer gemakkelijk te solderen oppervlak. Het wordt op de koperlaag van de soldeerverbindingen afgezet met een laagdikte van 4 - 9 µ nikkel en idealiter 0,05 - 0,1 µ goud, waardoor het koper niet gaat oxideren. De afzetting vindt plaats zonder externe elektriciteit met behulp van katalytische processen en het elektrische potentiaalverschil (valentie) van de gebruikte metalen.

Het oppervlak is zeer vlak, de meervoudige soldeermogelijkheid is geschikt voor SMD-, COB- en HDI-technologie en aluminiumdraadverlijming en heeft een houdbaarheid van maximaal 12 maanden.

Het oppervlak is IPC-4552 gespecificeerd en voldoet aan de huidige eisen van RoHs en WEE.

Heteluchtvertinnen (HAL = Hot Air Leveling)

De term heteluchtvertinnen wordt gebruikt voor zowel het productieproces als het oppervlak van printplaten met 99,55% Sn (tin), 0,3% Ag (zilver) en 0,15 -0,05% Ni (nikkel). Het is bedoeld om het koper onder de soldeerverbindingen te beschermen tegen oxidatie.

De printplaten worden ondergedompeld in een hotmelt (> 260°C) gemaakt van de genoemde metalen. Vervolgens worden de te vertinnen oppervlakken met hete perslucht vlak gemaakt en worden de gaten losgeblazen. Het oppervlak is zeer geschikt voor meervoudig solderen en kan tot wel 12 maanden bewaard worden.

HAL is qua kwaliteit en prijs zeer aantrekkelijk als het gaat om radiale montage en enkelzijdige SMD-techniek. Ons soldeer is loodvrij en voldoet aan de RoHS-richtlijnen.