A nyomtatott áramkörök (NYÁK) iránti igény az utóbbi években tovább növekedett, melyet részben a fogyasztói szokások változása idézett elő. Az okos eszközök elterjedésének következményeképp életünk minden területén megtalálhatók az elektronikai berendezések, melyek alapja a nyomtatott áramkör. Egyes iparágakban, mint például a repülőgépiparban, orvostechnikában vagy az autóiparban megnőtt a funkcionalitás és a kiterjedt képességek iránti kereslet. Annak érdekében, hogy ezen erősen megnövekedett keresleti oldallal a gyártók meg tudjanak birkózni, mindenképp szükséges tovább fejleszteni a meglévő NYÁK gyártási technológiákat és berendezéseket (Tempo, 2020).
A technológia rohamos fejlődésével már a legegyszerűbb műszaki cikkekben lévő NYÁK lapoknak is a lehető legjobb minőségűnek kell lenniük, ezért a fejlett gyártási folyamatoknak és a gyártott termékeknek szigorú minőségi, villamossági és környezetvédelmi előírásoknak kell megfelelniük (Khandpur, 2005).
A NYÁK, vagy nyomtatott áramkör gyártás az elektronikai ipar alapja. A nyomtatott áramkörök olyan mechanikai kapcsolódási alapot jelentenek az elektromos komponenseknek, ahol az egyes elektronikai alkatrészeket vezetőképes nyomvonalak kötik össze. A NYÁK lapok tulajdonképpen különböző maratási technológiák által kialakított hordozóeszközök, különféle elektronikai alkatrészek számára. Attól függően, hogy az adott áramköri lap milyen szerepet tölt be, különböző alkatrészeket, különböző mennyiségben tartalmaz. Minden esetben már a tervezés első lépésekor szükséges pontosan meghatározni a NYÁK betöltendő szerepét, így a továbbiakban megtervezhetők a rajta lévő egységek, azok mennyisége és az összeköttetés módja (MCL, 2017). Ez a folyamat magába foglalja a NYÁK lapon lévő egységek megfelelő működésének és sebességének, az anyag- és hőmérséklettűrési határoknak, a tápfeszültség tartományoknak, az alkatrészek sűrűségének tervezését, valamint az összeszereléshez és hibaelhárításhoz szükséges egyéb információkat, adatokat (Coombs, 2008).
Az átadott tervek alapján a gyártó legyártja az előírt termékeket, prototípusokat. Maga a NYÁK-gyártás egy rendkívül összetett, komplex folyamat, mely során legalább számos különböző technológiai lépést különböztetünk meg. Amellett, hogy ennyi, különféle folyamatot kell elvégezni, maga a gyártás fázisai is eltérhetnek egymástól, attól függően, hogy milyen típusú NYÁK lapot kell gyártani. Más-más technikákat, vagy más sorrendben kell alkalmazni egyoldalú, kétoldalú, illetve többrétegű vagy éppen flexibilis NYÁK lapok gyártása esetén. Éppen ezért alap követelmény, hogy a gyártók jól felszerelt, rugalmasságot nyújtó berendezésekkel tudják végezni a gyártást.
A NYÁK gyártás kritikus pontja a kémiai aranyozás, avagy ENIG (electroless nikkel immersion gold) egy rendkívül bonyolult és összetett technológia, melynek célja az arannyal bevont rézréteg hosszú távú védelme a korrózió, illetve egyéb (környezeti, villamos) hatások ellen. Mivel az arany nem képes oxidációra, így az ilyen paneleknek könnyebb a tárolása, mivel nem függenek a környezeti hőmérséklettől (Coombs, 2008).
Az AUTER Elektronikai Kft. Magyarország egyik meghatározó, nyomtatott áramköri lapokat gyártó vállalkozása. Lépést tartva a korszerű, innovatív gyártási technológiákkal és a flexibilis NYÁK lapok iránti, illetve az aranyozott fémbevonatok alkalmazására vonatkozó növekvő kereslettel, a cég kutatás - fejlesztési projekt keretein belül kifejlesztett és létrehozott egy olyan aranyozó sort, mellyel akár a flexibilis, akár a merev NYÁK lapok aranyozása is lehetséges, különösebb leállás, vagy gépi átállítás nélkül.
A kémiai aranyozás során a nyomtatott áramkör (rigid, flexibilis) egyéb bevonattól mentes rezes felületére 4-6 mikron vastagságú jól forrasztható nikkel bevonat kerül, majd ezt a nikkel bevonatot az oxidációs folyamatoktól védő 0,05-0,15 mikron vastagságú aranybevonattal látjuk el kémiai folyamatok segítségével. Ennek a két rétegnek a jó minőségű leválasztásához több kiegészítő kémiai folyamat elvégzése szükséges, melyek célja a tapadást megakadályozó szennyeződések eltávolítása, a tapadás javítás a kontaktfelület növelésével, továbbá a nikkel leváláshoz szükséges kémiai aktiválás elvégzése, és a műveletek közötti öblítés a zavaró vegyszermaradékok eltávolítása érdekében. Az aranyozásra alkalmas berendezés tervezésénél figyelembe kell venni az egyre növekvő igényt az aranyozott felületű flexibilis (szalagkábel, tasztatúra, flex-rigid áramkör), továbbá a kis szériás és/vagy gyors gyártású termékekre. A megelőző évek gyártási tapasztalatait figyelembe véve a kapacitás és a legnagyobb legyártható méret is fontos tervezési szempont.
Az AUTER Kft innovatív fejlesztésének eredményeképpen egy gyártósoron valósul meg mind a rigid, mind a flexibilis NYÁK gyártása. Az azonos technológiai sornak köszönhetően nem szükséges a gépek átállítása az aranyozási technológia előkészítési eljárásában. A hagyományos technológiában szükséges átállással együtt járó termeléskiesés és rendkívüli költségek az új, innovatív technológiai eljárásnak köszönhetően nem terhelik a NYÁK gyártási költségeket, így a vállalat működése versenyképesebb, számításaink szerint az előállítási költség mintegy 10%-kal csökkenthető. Az innovatív aranyozási technológiában nincs szükség átállási időre, így a NYÁK-ok iránti megnövekedett igényt jóval nagyobb hatékonyság mellett lehet kielégíteni.
A fejlesztés során a gyártósor kritikus pontja volt az aranyozni kívánt kártyák, illetve flex lapok befogására használt szerszámok precíz tervezése, ugyanis ezek jelentős mértékben képesek befolyásolni a kapacitást és a minőséget, valamint a technikai személyzet igényét. A kifejlesztett egyedi tervezésű kémiai aranyozó sorral, termékfüggően változtatható aranyozási rétegvastagságot tudunk biztosítani. Az AUTER Kft aranyozási technológia fejlesztésének kémiai szempontból legkritikusabb pontja a nikkelfürdő működési paramétereinek (automatikus) biztosítása volt. A nikkel leválasztás egy autokatalitikus kémiai folyamat, amelyet a kívánt felületi minőség érdekében néhány paraméterrel (pH, hőmérséklet, nikkel tartalom, hipofoszfit tartalom) szűk tartományon belül kellett tartanunk egy precíziós adagoló automatikával. A PLC vezérlésnek (emelő-továbbító) biztosítani kellett a további fürdők hőmérséklet és szint szabályozását, valamint az áramkörök hordozására konstruált szerszámok út-idő diagram szerint programozott továbbítását a különböző kémiai fürdők között.
A versenyképesség és hatékonyság javítását szolgáló fejlesztés egyértelműen szolgálja az innovációs fejlődést és a hosszútávú fenntarthatóságot, hiszen a fejlesztési folyamattal megújuló aranyozó gépsor és technológia a NYÁK gyártással szemben támasztott piaci igényeket teljeskörűen, hatékonyan és gazdaságosan tudja kielégíteni.
Irodalomjegyzék
- Coombs, C. F., Jr. (Szerkesztő) (2008). Printed Circuits Handbook, 6th Edition, The McGraw-Hill Companies, USA; DOI: 10.1036/0071467343
- Khandpur, R. S. (2005). Printed Circuit Boards, The McGrow-Hilll Companies Inc., USA, DOI: 10.1036/0071464204, 2005
- MCL (2017). A guide tot he NYÁK manufacturing process, USA (https://www.mclNYÁK.com/NYÁK-manufacturing-process/)
- Tempo, (2020). https://www.tempoautomation.com/blog/top-6-pcb-industry-trends-and-the-manufacturing-challenges-they-present/
+36 1 2200 661
