Az elektronikai szereléstechnológia kiindulópontja a nyomtatott huzalozású alaplemez, amelynek egyik legnagyobb gyártója Magyarországon a HITELAP Zrt. A vállalat technológiai palettája egy sor új eljárással gyarapodott. Az alábbiakban ezeket kívánjuk bemutatni

A HITELAP Zrt. ez évben ünnepli alapításának 20 éves évfordulóját. Az alapítás óta a cég jelentős változásokon ment keresztül, új infrstruktúrát épített ki. Gépparkja a mai korszerű technológiák alkalmazásának megfelelően teljes egészében átalakult. A tulajdonosi figyelemnek köszönhetően ezt a megújulási folyamatot még a 2002-es elektronikai válság sem törte meg, sőt a távol-keleti piaci konkurencia erősödése ellenére is folytatni tudta.
A cég alapvető filozófiáinak egyik jelentős pontja a technológiai fejlődés követése. Az utóbbi években a félvezetőiparban bekövetkezett jelentős változások fokozott követelmények elé állították a nyomtatott huzalozású alaplemezt gyártókat, hiszen a félvezető-fejlesztés során egyre újabb tokozási formák és kivezetőrendszerek jelentek meg a piacon, amellyel együtt jelentős mértékben tovább csökkentek a méretek és nőtt az eszközök kivezetéseinek száma. Mindezek mellett egyre nagyobb hangsúlyt kap az eszközök által termelt hőmennyiség mind intenzívebb elvezetése.
A HITELAP Zrt. az intenzív vevői kapcsolatok eredményeképp felismerte, hogy az előbbi problémakörök megoldása érdekében megfelelő válaszokat kell találnia annak érdekében, hogy a vevői elégedettség ne csökkenjen.
A HITELAP Zrt. fejlesztési tevékenységét három nagy területre koncentrálta:

• a szelektív élfémezés technológiájának gazdaságos megoldása
• padek alatti viák feltöltése és fémezése (plug-in)
• új alaplemez-kialakítás nagy teljesítményű eszközök beültetéséhez.

Szelektív élfémezés
A szelektív élfémezés praktikusan azt jelenti, hogy az eddigi kétdimenziós technika mellett belép egy harmadik dimenzió. Az élfémezést (Z-irány) a felhasználók több célból is nagy előszeretettel használják. Egyrészt vannak olyan mikrotokozások, amelyek kivezetőinek beforrasztása tulajdonképpen félbevágott fémezett furatokba történik. Itt a technológiai különlegességét az a jelentéktelennek tűnő probléma okozza, hogy a fém és epoxi mechanikai megmunkálása alapvetően eltérő paramétereket és szerszámokat igényelne. Megoldandó tehát az, hogy olyan műanyag-fém felület-átmenetek keletkezzenek, amelyek semmiféle anyagmaradványt, sorját nem tartalmazhatnak (lásd 1. ábra).
Mint az a fotón is látható, a probléma megoldódott: kulcsa a furatfémezés és a galvanizálási technológia közé beiktatott, igen precíz mechanikai megmunkálás, amely biztosítja a fémezni nem kívánt felület tisztaságát, fémmentességét, és kizárja ún. sorja képződését a befejező megmunkálás során.

A viák bekerülnek a padek alá
A viák "láthatatlanná" tétele is a méretek minden határon túli csökkentésének következménye.
A BGA tokozások rasztertávolságának csökkenése ugyanis lehetetlenné teszi a padek közti viák realizálását. Ez praktikusan azt jelenti, hogy a viákat a padek alatt kell elhelyezni, minek következtében jelentős felület takarítható meg. A padek forraszthatóságát a furatok miatt bekövetkező felületi egyenetlenség megbízhatatlanná teszi.
Feladat tehát a padek és viák integrálása úgy, hogy a padek jól forrasztható, sík felülete és az elektromos kontaktus biztosított legyen.
A sík felület biztosításához tehát meg kell oldani a furatok olyan anyaggal való feltöltését, amely fémezhető, megfelelő viszkozitással, hőstabilitással rendelkezik, és zsugorodása a műveletek során minimális, továbbá nem gátolja meg a felület-furat megbízható fémes kötését. (Természetesen a feltöltésnek zárványmentesnek kell lennie, még akkor is, ha egyik oldalról zárt, azaz zsákfuratok feltöltéséről beszélünk.)
A kísérletek során fizikai tulajdonságaik miatt a fémpaszták kiestek. Jó eredményt epoxialapú paszták eredményeztek, de ezek közül is csak azok, amelyek a furatfémezéssel kompatibilitást mutattak.
Ilyen epoxialapú anyag előállításában a LACKWERKE PETERS GmbH. foglal el piacvezető pozíciót. Ezt a gyártási technológiát a szakma "plug-in" feltöltésként tartja számon. A HITELAP Zrt. is az általa forgalmazott anyaghoz dolgozta ki technológiáját, amelynek pontos betartása ellenére a magas hőmérsékletű beégetés után számolni kell az anyag kismértékű zsugorodásával, hiszen a mikrométeres tartományba eső tűrések tartása követelmény. Ez annyit jelent, hogy a folyamatot egy preciziós csiszolással is ki kellett egészíteni a kellően sík, jól forrasztható padek érdekében. Az így előállított pad-via kombinációk nagyobbrészt kémiai nikkel-arany felülettel készülnek.

Emelt hővezető képességű alaplemezek
Az elektronika "örökzöld" problémája az elektronikai eszközök termelte jelentős hő­mennyiség elvezetésének mikéntje.
Főleg a nagy fényintenzitású LED-ek, de más félvezető eszközök teljesítményének növelése is mindig nagy kihívást jelentett a nyomtatott huzalozású alaplemezt gyártók számára. E megoldások kapcsán több, nem túl szerencsés megoldás született korábban.
Az utóbbi időben egyre inkább teret hódító megoldásként lehet találkozni a különböző vastagságú alumíniumlemezre felpréselt alaplemezek kínálta megoldásokkal, illetve azok széles variációs lehetőségeivel.
A multilayer technológiánál alkalmazott prepregek segítségével szinte tetszés szerinti rétegszám alakítható ki egy igen alacsony hőellenállású fémhordozón. Ennek lehetőségét a felületszerelt teljesítményeszközök egyre nagyobb elterjedése is jelentősen segíti.
Az egyes alaplemezgyártók kínálatában egyre inkább megjelennek az alumínium-lemezre felvitt nyomtatott huzalozású alaplemezek. Ezek legegyszerűbb típusa az egyoldalas alaplemez, amely a teljesítmény­elemek legegyszerűbb felforrasztását, majd közvetlenül hűtőbordára való felcsavarozását teszi lehetővé, biztosítva a szükséges villamos szilárdsági követelményeket!
Természetesen az epoxi-alumínium kombináció alkalmazása mind a kémiai műveleteknél, mind a mechanikai megmunkálásnál az eddigiekhez képest új technológiai kombinációk bevezetését teszi szükségessé.
A HITELAP Zrt. az erre az alapanyagcsoportra vonatkozó gyártási technológiát is kidolgozta, és ajánlja felhasználóinak.

A fentiekben megkíséreltünk ízelítőt adni abból a munkából, amellyel figyelmünket a technológiai fejlődésre szegezve, igyekszünk vevőink műszaki igényeit kielégíteni és megelégedettségét kivívni.
Számunkra ez azt jelenti, hogy a fejlődés követelményeinek folyamatosan eleget kell tenni, hiszen a fejlesztések egymásra épülnek. Leállni, szünetet tartani nem lehet!
Sőt, mint az az előbbiekből is látható, az elektronikai - főleg a félvezetőalkatrész­fejlesztés - nemcsak elektronikai, hanem mechanikai követelményeket is támaszt, és ezek mindinkább összemosódnak.
Ma már tehát a nyomtatott huzalozású kártya nem csak elektromos csatlakozások megvalósítója, hanem multifunkcionális eleme is egy berendezésnek.

További információ