Realizarea cablajelor imprimate multistrat

În prezent există cîteva sute de metode pentru realizarea cablajelor imprimate multistrat, diferenţa dintre ele constînd, în principal, din modul de realizare a conexiunilor electrice la straturi.
Practic, se utilizează două grupe de procedee de interconectare (fig. 4.12):
a) procedeele chimice (,,de galvanizare”)
b) procedeele mecanice (prin sudură, lipire, nituire).

Peste 80% din cablajele multistrat produse în prezent în lume sînt realizate pe baza procedeelor chimice care prezintă următoarele avantaje:
— permit interconectarea unui mare număr de straturi
— asigură o densitate ridicată de montaj a componentelor electronice.
— sînt compatibile cu automatizarea.
Diferentele existente între cele două grupe de procedee din punct de vedere al obţinerii unei găuri metalizate reies şi din fig. 4.13. care prezintă structura unui cablaj cu 2 straturi conductive cuprinse între 3 straturi izolante („suporturi dielectrice”). Unele găuri sînt în contact cu primul strat, iar altele cu al doilea strat — conectarea realizîndu-se prin procedee chimice (fig.4.13a) sau prin procedee mecanice (fig. 4.13. b).

Cel mai răspîndit procedeu mecanic de „metalizare” a găurilor constă in Introducerea unor capse metalice (avînd lungimea puţin mai mare decît grosimea stratului izolant — v. fig. 4.13 b) în găurile cablajului finit, urmată de bercluirea (răsfrîngerea) ambelor extremităţi ale capsei.

Este evident că acest procedeu comportă numeroase inconveniente: este laborios şi puţin fiabil (întrucît probabilitatea unui contact perfect între capsă şi conductorul imprimat este destul de redusă), implică toleranţe foarte strînse pentru găuri şi capse, necesită un consum relativ ridicat de materiale (capse) etc.
În consecinţă, este mai avantajoasă realizarea pe cale chimică a cablajelor imprimate multistrat (şi a găurilor metalizate respective). Acest proces tehnologic este ilustrat de fig. 4.14… 4.18, pentru un cablaj multistrat avînd 5 straturi conductive (2 — exterioare, 3 — interioare) din folie de cupru (depusă pe un suport izolant) şi 4 straturi izolatoare intermediare (necesare pentru lipire, izolare şi rigidizare). v. fig. 4.14 a.

Numărul straturilor conductive (de obicei între 4 şi 20) constituie unul din parametrii importanţi ai cablajului imprimat multistrat. în general, cu cît acest număr este mai mare, cu atît cablajul realizat este mai compact, iar lungimea totală a conductoarelor sale imprimate este mai mare. Numărul straturilor este totuşi limitat de complexitatea şi preţul de cost al cablajului multistrat obtenabil.

Cele 5 straturi conductive (cu suportul lor izolant) se prelucrează iniţial separat, începînd cu straturile interioare (fig. 4.14 b) ale căror folii de cupru sînt acoperite selectiv cu fotorezist (utilizînd 3 fotoşabloane diferite, corespunzătoare celor 3 configuraţii de circuit necesare) şi prelucrate conform metodei fotografice.
După corodare şi îndepărtarea stratului de fotorezist, straturile conductive interioare se prezintă schematic ca în fig. 4.15 a.

Urmează „asamblarea” celor 5 straturi conductive cu cele 4 straturi izolatoare intermediare — prin suprapunere şi presare (fig. 4.15 b), pentru a forma o structură unitară, „cablajul multistrat”.

Întrucît cele 2 straturi conductive exterioare au rămas neprelucrate, în etapa următoare (fig. 4.16 a) se realizează şi acoperirea selectivă, cu fotorezist, a foliilor de cupru respective (utilizînd alte 2 fotoşabloane diferite, ce corespund configuraţiilor circuitelor de realizat în aceste straturi), operaţie după care acestea sînt prelucrate conform metodei fotografice.

Dar corodarea straturilor exterioare nu se poate realiza decît după prelucrarea găurilor traversînd ansamblul celor 5 straturi. În acest scop, este necesară protejarea prealabilă a straturilor conductive exterioare (cu fotorezist depus pe ele) prin acoperirea acestora cu un strat (lac) de protecţie — operaţie după care se poate efectua găurirea transversală a ansamblului (fig. 4.16 b).

Urmează îndepărtarea unui strat tubular de material dielectric din interiorul găurilor (corespunzînd suporturilor izolante şi straturilor izolatoare intermediare), astfel încît unul din straturile conductive intermediare (de ex. al 2-lea în fig. 4.17 a) să iasă puţin în relief, depăşind profilul longitudinal al găurii.

În continuare, după îndepărtarea stratului (lacului) de protecţie de pe straturile conductive exterioare, se realizează metalizarea cu cupru, pe cale chimică, a găurilor — atît în interiorul lor cît şi la extremităţi (fig. 4.17 b) — realizîndu-se astfel contactul electric dintre stratul conductiv intermediar şi straturile conductive exterioare. (Este evident că se poate realiza astfel şi un contact electric între mai multe straturi intermediare.)
Pentru îngroşarea stratului de cupru depus în interiorul găurii prin metalizare chimică. În continuare se efectuează şi o metalizare galvanică a acesteia — mai întîi tot cu cupru şi apoi, pentru protejare, cu aliaj Sn-Pb, Sn-Ni (sau chiar cu aur — în cazul unor cablaje mai pretenţioase) — conform fig. 4.18 a. De remarcat că prin această metalizare galvanică se realizează şi o îngroşare a straturilor conductive exterioare, in zonele extremităţilor găurii.

Abia acum se poate finaliza şi prelucrarea straturilor conductive exterioare prin corodare, operaţie după care fotorezistul este îndepărtat din zonele protejate ale acestor straturi (fig. 4.18 b). De menţionat că, în general, extremităţile găurilor metalizate sînt izolate electric de traseele straturilor conductive exterioare (daca schema de principiu corespunzătoare cablajului imprimat multistrat nu impune altfel).