Технологии в электронной промышленности №8'2007

Productronica '2007. Печатные платы. Закат Старого света

Владимир Городов

Выставка Productronica, которая организуется раз в два года, является традиционной площадкой для демонстрации новых технологий, оборудования и материалов для производства электроники и печатных плат. Прошедшая с 13 по 16 ноября этого года выставка собрала 1481 компанию из 35 стран мира. Мюнхен, город с полуторамиллионным населением, во время проведения этой выставки принял около семидесяти тысяч гостей, в том числе 32 тысячи иностранцев (из них 380 граждан России).


На первый взгляд, выставка поражает своими размерами (рис. 1). Выставочный комплекс занимает полный пролет между двумя станциями метро: Messestadt-West и Messestadt-Ost. Для удобства посетителей, между холлами работает ленточная дорожка. В этом году выставка занимала 10 холлов по 11 тысяч кв. м каждый и охватывала следующую тематику: «Производство дисплеев и полупроводниковых изделий», «Технологии производства печатных плат», «Производство микроизделий», «Технологии обработки кабелей», «Производственная логистика», «Контрактное производство», «Технологии монтажа компонентов», «Технологии пайки», «Контроль, измерения и управление качеством». Огромная экспозиция не позволяет сделать всеобъемлющий обзор, поэтому в этой статье ограничимся обзором технологий производства печатных плат.

Начало рабочего дня Productronica '2007

Первые впечатления

Можно предположить, что тенденции развития производства печатных плат в Европе отражаются на объеме экспозиции по этой тематике на выставке Productronica: если в 1999 году площадь, отведенная на печатные платы, составляла 33 000 кв. м, то в 2007 году она была чуть более 18 000 кв. м. В сложившейся ситуации европейские компании, производители оборудования, вынуждены:

  • размещать производства ближе к потребителям (как правило, это Южный Китай);
  • переориентировать производство на выпуск технологического оборудования для других областей, например, на выставке было объявлено, что в июне 2007 года компания HMS была приобретена компанией RENA, специализирующейся на производстве оборудования для изготовления солнечных батарей;
  • разрабатывать прецизионное высокотехнологичное оборудование, востребованное в Азии, например компания Posalux продемонстрировала новый 6-шпиндельный станок серии g-line, с производительностью до 6120 отв./мин.

Большинство компаний демонстрировали немного улучшенное оборудование, разработанное несколько лет назад. Но, несмотря на это, сильные европейские компании анонсировали свои разработки.

Новинки

Швейцарская компания PrintProcess показала не имеющую аналогов в мире установку автоматического оптического совмещения печатных плат перед экспонированием — ExpoAligner (рис. 2). Напомним, что эта установка, использующая новейшие технологии совмещения, но нацеленная на небольшие производства, была впервые в мире представлена на прошедшей в Москве выставке ExpoElectronica '2007. Отличие модели, экспонированной в Мюнхене, заключается в новой системе размещения камер, позволяющей проводить совмещение по реперным знакам, произвольно расположенным в поле заготовки, например, расположенным по диагонали. К важным особенностям установки следует отнести возможность работы со сверхтонкими материалами (от 20 мкм), высокую точность совмещения (±5 мкм) и возможность работы с большим диапазоном размеров заготовок (от 100×160 мм до 660×590 мм). Несколько установок ExpoAligner сразу же были приобретены некоторыми ведущими компаниями в Европе, в том числе AT&S.

Установка для печатных плат ExpoAligner на Productronica

Помимо этого, на выставке была представлена полностью автоматическая линия сборки слоев перед прессованием второго поколения Layup 2 (рис. 3), включающая новую технологию скрепления пакета многослойных печатных плат, что является комбинацией технологий ривертирования и бондирования. Теперь при скреплении пакета заклепками они дополнительно подогреваются. За счет этого производится дополнительная сварка слоев пакета. Следует отметить, что этот метод лишен известных недостатков бондирования, например, для каждой толщины пакета и типа базового материала не требуется подбор режимов. Модуль установки заклепок с нагревом теперь доступен и в установках Rivolino и Rivomat, хорошо зарекомендовавших себя на российском рынке.

Автоматическая линия сборки слоев перед прессованием Layup 2 на Productronica

Главной разработкой этого года можно назвать новый источник излучения для установок экспонирования, изготовленный на основе УФ-светодиодов и специальной оптической системы. Более того, совместно с одним швейцарским заводом компания PrintProcess провела сравнение четырех источников света (рассеянный 6 кВт, светодиодный 3 кВт, коллимированный 5 кВт и лазерная засветка по технологии LDI). Результаты эксперимента будут опубликованы в ближайшее время.

Компания Posalux (Швейцария) представила сразу несколько новых разработок в сверлении печатных плат: станки серии Ultraspeed g-line теперь имеют два линейных привода стола, разнесенных на максимальное расстояние друг от друга (для минимизации неперпендикулярности движения), а станина снабжена противовесами (рис. 4), двигающимися в противофазе со столом. Это позволило повысить скорость перемещения стола (без увеличения нагрузки на пол), снизить вибрации станка и повысить производительность на 10%. Также экспонировалась новая 3-позиционная прижимная пята, имеющая специальную конструкцию. Теперь при перемещении в прижимную пяту подается сжатый воздух, создающий воздушную подушку между заготовкой и пятой. Это позволило довести производительность до 1020 отв./мин, за счет уменьшения величины подъема пяты до 0,3 мм без потери точности. На выставке можно было увидеть сразу три новых шпинделя: синхронный PX60S с керамическими подшипниками для контурного фрезерования, отличающегося повышенным моментом на малых оборотах, новый синхронный шпиндель PX250S с частотой вращения 250 000 об/мин и асинхронный шпиндель PS325 с рекордно высокой частотой вращения в 325 000 об/мин. Эти шпиндели позволяют достичь оптимальных режимов резания при малых диаметрах сверла, увеличивая его ресурс и повышая производительность станка в целом. Помимо этого, синхронный шпиндель обеспечивает постоянный крутящий момент и постоянные обороты на протяжении всего цикла сверления.

Система противовесов станков Posalux на Productronica

На стенде итальянской компании Pola&Massa была представлена установка снятия заусенцев, которую можно отнести к новому поколению подобных моделей (рис. 5). Теперь операция автоматического снятия заусенцев доступна для слоев толщиной от 45 мкм. Добиться таких результатов в автоматическом режиме при механической обработке пока не удалось ни одной компании, поэтому именно такие машины имели огромный успех (более 40 работающих линий для обработки слоев печатных плат со внутренними микропереходами). Экспонировалась и одна из последних разработок Pola&Massa в области механической обработки поверхности — Planarizer (рис. 6).

Автоматическая установка снятия с печатных плат заусенцев/подготовки поверхности заготовок толщиной от 45 мкм
Установка Planarizer

Как следует из названия, установка предназначена для планаризации медной поверхности. Это устройство позволяет получать ровную, плоскую планарную поверхность медного покрытия с точностью обработки до ±1–2 мкм. Данная операция применяется при обработке печатных плат с заполнением глухих отверстий, силовых печатных плат с толстой медной фольгой и в других приложениях, где требуется одинаковая толщина проводящего слоя.

Немецкая фирма TOP показала новую технологию прессования многослойных печатных плат. Суть технологии заключается в интеграции нагревательных элементов в пресс-форму совместно с применением комбинированных материалов, обеспечивающих высокую теплопроводность, то есть плиты пресса не нагреваются, а наоборот, выполняются из теплоизоляционных материалов. Благодаря этому обеспечивается равномерность нагрева пакета по плоскости. Также это дает возможность загрузки большого количества пакетов в один просвет пресса без градиента температур по толщине. Более того, возможно прессование различных типов печатных плат (с различным термопрофилем) в одном цикле на разных этажах пресса.

Компания Pal-Galvour объявила об успешном завершении запуска крупнейшей в Европе химико-гальванической линии (производительность — 940 кв. м в день, рис. 7) на известном заводе Schweizer Electronic AG. Выпуск опытной партии показал отличную равномерность покрытия по полю печатной платы (СКО — 4,7%, рис. 8).

Химико-гальваническая линия Pal-Galvour на Productronica
Первые результаты испытаний на Productronica

Наиболее представительный стенд с реально работающими машинами, демонстрирующий последние достижения в области конвейерной обработки заготовок печатных плат был у компании OCCLEPPO. В отличие от конкурентов компания OCCLEPPO, основанная Франческо Окклеппо в 1963 году, производит оборудование на своей родине, в Италии, и не пыталась перенести производство в Юго-Восточную Азию или Восточную Европу. Компания OCCLEPPO сосредоточила свои усилия на инновациях в области производства печатных плат. Особое внимание уделено автоматическому поддержанию составов растворов, фундаментальности конструкции. OCCLEPPO предоставляет своим потребителям продукт, отвечающий самым высоким требованиям технологического процесса, повторяемости результатов, долговечности и простоте обслуживания оборудования для печатных плат. Среди новшеств — конвейерная горизонтальная гальваническая линия, сочетающая нанесение защитного металлорезиста (олова или меди) с автоматической системой поддержания состава растворов.

Полностью автоматическая горизонтальная гальваническая линия для печатных плат Occleppo

На стенде компании MSC-POLYMER был представлен новый теплопроводный материал COBRITHERM. Этот композиционный материал представляет собой алюминиевую подложку, покрытую медной фольгой. Между собой слои разделены полимеркерамикой, которая обладает повышенной теплопроводностью (порядка 2,4 Вт/м°К), термостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами. Данный материал отлично вписывается в стандартную технологию производства печатных плат с теплоотводящими слоями.

Фирма J-KEМ International AB (Швеция), наряду с хорошо известными в России технологическими процессами для подготовительных и ключевых операций производства всех видов печатных плат: прямой металлизацией System-S, химической и гальванической металлизацией, иммерсионным оловянированием и т. д., показала ряд новых процессов, которые вызвали живой интерес посетителей выставки. Эти процессы предназначены для печатных плат нового поколения. Особый интерес представляет процесс гальванического меднения J-Plate Cu 90H. Этот электролит обладает высокой выравнивающей и рассеивающей способностью, работает при низких плотностях тока, позволяя получить плотное, пластичное покрытие в глухих и микроотверстиях при высоком соотношении минимального диаметра к толщине печатной платы (более чем 1:10). При применении импульсных источников тока удалось получить относительное удлинение медного осадка, в среднем на 17%. К процессам нового поколения относятся и процессы химического высоко- и низкоскоростного меднения Perfecto. Эти процессы стабильны и легко контролируются, позволяя получить плотные качественные осадки на печатных платах повышенной сложности.

Резюме

Из-за падения объемов производства в Европе производители переориентировались на высокотехнологичные (и дорогие) печатные платы. Рынок оборудования, которое производится в Европе, сузился до круга компаний, выпускающих высокотехнологичные установки. Остальным компаниям пришлось уйти с рынка. Тем не менее, выставка Productronica остается лидирующей площадкой демонстрации новых технологий производства электроники в мире, хотя производители печатных плат в Европе не спешат делиться своими секретами. В сложившейся ситуации российские производители могут конкурировать с Западом при условии повышения технического уровня производства при конкурентоспособной стоимости печатных плат. Однако это возможно только при условии точного расчета всех составляющих проекта модернизации или создания производства электронных модулей и выбора оптимальных технологий и оборудования.

Безусловно, автор дал только беглый обзор новинок выставки. Многие темы не были раскрыты, так как требуют рассмотрения в отдельных статьях. Будем надеяться, что редакция журнала «Технологии в электронной промышленности» опубликует их в ближайшее время.

Другие статьи по этой теме


 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо

Дома из бруса недорого
Продажа бруса и бревна. Строительство домов. Форум для дома и дачи
kostroma-srub.ru
Курсы самообороны
Обучение оружия самообороны! Курс безопасного обращения с оружием
boevye-edinoborstva.ru