Нужен ли «Москвичу» полный привод,
или Как выбрать китайскую установку прямого экспонирования?

Предыстория

Сегодня сформировалась и набирает обороты тенденция отказа от классических систем экспонирования в пользу технологии прямого, бесшаблонного формирования рисунка.

Большинство солидных производств, изготавливающих печатные платы высокого класса точности, внедрили и успешно эксплуатируют подобное оборудование. Более чем десятилетний опыт применения прямого экспонирования на отечественных предприятиях позволяет однозначно говорить о преимуществах данного метода.

Это и сокращение временных и финансовых издержек на изготовление и хранение фотошаблонов, и значительное повышение точности формируемого рисунка, его сложности, плотности элементов, и многое другое.

За последние годы на российские предприятия были поставлены десятки установок прямого экспонирования европейских производителей. За редким исключением средняя обобщенная спецификация таких машин представляет собой некий собирательный образ. Выглядит все это примерно так: один стол, несколько фотоголовок, оснащенных двумя-четырьмя светодиодными излучателями, свет от которых объединяется и попадает на матрицу микрозеркал, формирующую изображение, фокусирующееся при помощи объектива на поверхности заготовки. Такие установки хорошо зарекомендовали себя с точки зрения баланса производительности, универсальности и гибкости настройки процесса.

Так сложилось, что, несмотря на большой интерес к подобным машинам и высокий спрос, их поставки на территорию РФ сегодня значительно затруднены. Остается рассматривать китайские аналоги.

Как там у них?

Проанализировав китайский рынок оборудования и в частности систем прямого экспонирования, можно смело сказать, что предлагаемые там установки не только не отстают от европейских аналогов по своим параметрам, но и в некоторых аспектах даже превосходят их.

Но есть одна существенная особенность. Восток — дело тонкое. Производство печатных плат в Под­небесной, его организация, философия и экономика отличается от того, к чему мы привыкли в России и Европе. Это напрямую сказывается на особенностях применяемого и предлагаемого оборудования.

Первым и самым главным отличием является объем выпускаемой продукции. Установки с одним столом, а тем более с одной фотоголовкой — большая редкость.

Второе — это превалирование гражданской продукции массового потребления. При такой структуре спроса себестоимость начинает играть огромную роль. Поэтому китайские установки обладают минимально достаточными характеристиками для решения конкретных задач, что дает возможность снизить их стоимость за счет отказа от необязательных, по их мнению, опций.

Из первых двух следует третье отличие — отказ от гибкости и универсальности единицы оборудования в пользу ее специализации под конкретную задачу. О том, что это значит с точки зрения прямого экспонирования, чуть ниже.

Большинство китайских машин для прямого экспонирования фоторезиста построены на базе лазерных диодов (ЛД) с длиной волны 405нм. КПД таких машин из-за узкой спектральной полосы излучения (405 ±10 нм), которая выходит за диапазон эффективной работы большинства фоторезистов (320–380 нм), не оптимален. Однако это компенсируется избыточной мощностью и сравнительно низкой ценой устройства.

Экспонирование паяльной маски, в свою очередь, требует большей энергии. Причем спектральный диапазон чувствительности маски у’же, и, соответственно, КПД описанных систем снижается еще сильнее. В итоге мощности данных лазеров становится недостаточно для обеспечения достойной производительности оборудования.

Существуют машины с более мощными и дорогими лазерными источниками или кратным увеличением их числа. Такие машины значительно дороже, но способны обеспечить требуемую производительность.

Однако есть еще один нюанс: применение более длинноволнового излучения ухудшает полимеризацию, а значит, снижает стойкость маски, что может привести к дефектам.

Для белой глянцевой маски, напротив, применяемой длины волны не хватает для компенсации эффекта обратной трапеции, связанного с недостаточным проникновением излучения в материал.

По этим причинам оптимальными для маски являются знакомые нам машины с приме­нением комбинации светодиодов разных длин волн (365–420 нм). Однако в отличие от европейских машин мощность используемых диодов значительно выше, что позволяет обеспечить высокую производительность при экспонировании маски. Работа на оптимальной для маски длине волны не только повышает КПД установленного источника, но и предполагает высокое качество самого ре­зультата экспонирования для широкого спектра материалов.

Несмотря на высокую эффективность таких установок, применять их для фоторезиста в Китае не принято, поскольку они дороже, а их характеристики выходят за рамки понятия «минимально необходимого и достаточного». При разделении техпроцессов, обусловливающих необходимость иметь разные машины для фоторезиста и для маски, приобретение более дорогой установки только для резиста действительно кажется избыточным.

А что у нас?

Опираясь на многолетний опыт работы с отечественными и европейскими производствами печатных плат, можно смело сказать, что для среднестатистического предприятия в нашей стране выбор не столь однозначен.

Специфика большинства российских предприятий предполагает многофункциональность и универсальность оборудования. Это связано как с большой номенклатурой изделий и применяемых материалов при небольшом объеме, высокими требованиями к качеству и классу печатных плат, необходи­мостью максимально эффективно использовать имеющиеся площади, так и с другими особенностями.

Исходя из таких вводных данных и вышеизложенного, применение установки со светодиодными излучателями как универсальной машины становится оправданным. Более того, избыточная для фоторезиста мощность может быть программно снижена и конвертирована в увеличение срока службы источников по сравнению с режимами, при которых они работают «на полную».

Такая установка с правильным набором опций позволит не только эффективно выполнять экспонирование фоторезиста на внешних и внутренних слоях печатных, но и избежать потери производительности и качества при экспонировании всех видов паяльной маски.

Первые ласточки

Ряд российских компаний уже имеет опыт эксплуатации китайских установок прямого экспонирования. Одними из первых на наш рынок пришли установки компании TZTek, которые успели себя хорошо зарекомендовать.

В линейке TZTek представлены как недорогие установки на лазерных диодах, так машины с мощными комбинированными светодиодными излучателями. Оба типа могут быть оснащены всеми необходимыми опциями для производства внутренних и внешних слоев, а также для экспонирования паяльной маски. Скорость экспонирования этих машин действительно впечатляет. При выборе из двух доступных комплектаций с шестью или двенадцатью экспонирующими головами возникает вопрос в целесообразности использования второго варианта — тонким местом в обеспечении максимальной производительности становится оператор. При этом по своим точностным эксплуатационным характеристикам данные установки не уступают европейским аналогам.

Из косвенных, но не менее важных преимуществ можно отметить хорошую языковую адаптацию и качественную техническую поддержку от производителя, предлагаемую на английском языке.

Подводя итоги, хочу сказать, что за год, про­веденный под санкциями, стало ясно, что китайские технологии и оборудование вполне способны заменить привычные нам европейские бренды. При этом разнообразие оборудования с точки зрения технологичности и диапазона цен очень велико. Есть из чего выбирать. Но важно понимать особенности китайского рынка, их взглядов на производство и тонкости технологии, чтобы с этим выбором не ошибиться.

Нужен ли «Москвичу» полный привод?

Проведем понятную аналогию: предположим, вы собрались купить новый китайский «Москвич».

Допустим, есть две комплектации: переднеприводная и полноприводная. Какой же «Москвич» взять? Если ездить в лес и на рыбалку — конечно, полный привод будет весомым преимуществом, если только по городу — зависит от того, как в вашем городе чистят дороги. А если и в качестве такси по городу, и на дачу по выходным, и в путешествие по Карелии? Китайский шофер взял бы оба, а то и целый парк разных «Москвичей». А сколько и каких «Москвичей» нужно вам?

Это, конечно, шутка, и нужно признать, в ней есть одна неточность: к сожалению, у «Москвича» пока нет полноприводной версии, а у TZtek установки с групповым излучателем на мощных светодиодах есть.