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Industrie du Circuit Imprimé : Le Phototraceur est-il toujours nécessaire ?

Par JP Birraux de First EIE

Publication: Octobre 2008

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L’exposition JPCA 2008 vient juste de fermer ses portes. Nous avons compté sur le stand de notre distributeur japonais Dynatron le nombre de visiteurs intéressés par notre dernier modèle le RP725DL ; ils furent extrêmement nombreux. Beaucoup seraient surpris, considérant la foule autour des stands des fournisseurs de LDI, mais nous restons persuadés que les Phototraceurs ont toujours un futur dans l’industrie des Circuits Imprimés. Il s’agit juste de bien définir leurs limites et leurs capacités.
 

En 2007 First EIE et les autres principaux fournisseurs ont installé environ 250 Phototraceurs, un nombre resté stable depuis 5 ans, qui doit être comparé aux 400 LDI déjà en production dans le monde ; 250 reste un très grand nombre. Le marché mondial du Film Argentique est d’environ 800,000 m2 par an, et le LDI a pris à ce jour seulement une part de marché inférieure à 5%. Aujourd’hui encore les principaux fabricants de film mettent au point de nouvelles références qui ne sont pas seulement destinées à être moins chères au mètre carré. Ces nouveaux films permettent un traçage à plus haute résolution et garantissent une meilleure stabilité géométrique. Récemment, un Leader des châssis d’exposition annonçait la possibilité d’une mise à l’échelle du film par rapport au panneau, par étirement mécanique directement dans la machine à exposer. Et, peut-être le point le plus important, les Phototraceurs restent imbattables, et de loin, en terme de coût de revient, sans oublier qu’ils sont devenus extrêmement fiables et simples d’utilisation.

Si l’Industrie du Circuit Imprimé a encore besoin d’un Phototraceur, comment celui-ci doit-il être ?

Les célèbres Phototraceurs à tambour internes comme les Crescent 30/40, RP102, Fire900, etc., sont devenus hors spécifications techniques. Leur vitesse de traçage est trop lente au vu des hautes résolutions demandées aujourd’hui. Leur précision géométrique est trop instable à cause du long trajet du faisceau Laser qui nécessite un re-calibrage très fréquent. Leurs systèmes de chargement automatique sont compliqués et très encombrants. Les Phototraceurs à plat disponibles sont soit très bon marché mais imprécis, soit capables de tracer des masques de semi-conducteurs, ce qui n’est vraiment pas utile pour des Circuits imprimés, mais coûtent plus du million de dollars.

La technique phare aujourd’hui est celle du Tambour Externe. Tous les modèles de Phototraceurs First EIE de la série RP regroupent tous les éléments techniques qui positionnent le Système Tambour externe loin devant toutes les autres techniques.

- Haute précision mécanique. Tolérances inférieures à 3 microns à 3 Sigma.
- Tête optique à 256/512 faisceaux.
- Basse vitesse de rotation du tambour.
- Spot de 4 microns.
- Construction simple et fiable.
- Compatible avec tous les formats de fichier utilisés dans cette industrie.
- Vitesse de traçage rapide ; durée inférieure à 2minutes à 4000 dpi

La maintenance est minimum, le MTBF (temps moyen entre pannes) de la tête optique First EIE est supérieur à 100 000 heures. A l’heure actuelle la géométrie du cliché est le paramètre le plus important du phototraçage ; Malgré cela, au cours d’un récent séminaire, un fournisseur de film nous a laissé entendre que moins de 20% des ateliers de fabrication de circuits imprimés travaillaient pour le phototraçage sans contrôle de température et d’humidité. Nous vous expliquons ci-dessous pourquoi cette situation est inacceptable. Les facteurs de température et d’humidité de la salle de phototraçage doivent être parfaitement contrôlés pour permettre une évaluation de la précision et de la répétitivité de l’impression.

Lorsque l’humidité relative de l’air ambiant autour du Phototraceur s’élève, le film s’allonge ; lorsque l’humidité relative de l’air ambiant s’abaisse, le film se rétracte. Le film doit absolument rester à la même humidité relative pendant le traçage et pendant les contrôles dimensionnels.(Exemple : +5% de variation d’humidité entraîne une expansion du film de 30 μm pour 600mm) Quand la température augmente, le film s’agrandit. Comme pour le facteur d’humidité, cet allongement est réversible et non permanent. Il est aussi impératif d’exposer et mesurer le film à la même température.

(Exemple : +2°c d’élévation de température entraîne un allongement du film de 24 μm pour 660 mm). Les conditions recommandées pour les films et les Phototraceurs sont 21±1°C et 55±5% d’humidité. Ces valeurs doivent être maintenues dans les chambres de Phototraçage et de mesure, faute de quoi des variations dimensionnelles importantes du film peuvent se produire. Une autre source de déformation géométrique des films est le niveau de vide dans le tambour externe. La base polyester du film n’est pas assez résistante pour supporter une dépression importante. Les Phototraceurs First EIE de la série RP, grâce aux têtes optiques à 256 ou 512 faisceaux, ont une vitesse de rotation du tambour de 130 tr/min maximum, et peuvent utiliser un niveau de vide minimum pour maintenir les films.

La résolution de phototraçage est à considérer avec attention. Même avec le plus performant des Phototraceur, imager un film à 8000 dpi prend du temps. Et qui dit, durée dit échauffement et variation d’humiinterieurdité et donc instabilité du film. Plus de 80% des clichés destinés aux circuits imprimés doivent être tracés à 8000 dpi maximum. Bien entendu des applications comme certains HDI, Circuits flexibles ou bien hors circuit imprimés requièrent une haute résolution supérieure à 12000 dpi. Des fournisseurs de Phototraceurs annoncent des résolutions allant jusqu’à 120000 dpi ! Qu’est que cela veut dire ? Que de tels équipements doivent être capables de garantir un positionnement mécanique de la tête optique tous les 0,2μm ! Ce qui est hors de sens pour un équipement valant moins de 500000€. Sans des interféromètres, hors d’une atmosphère ultra contrôlée, le mieux que l’on puisse espérer atteindre est le Pixel de 1 μm à 25000dpi, ce qui représente déjà un sacré challenge. Tracer des lignes et des éléments inférieurs à 10μm est possible aujourd’hui sur du film argentique. Les différents fournisseurs ont fait d’importants efforts en développant de nouvelles gélatines photosensibles permettant le traçage de lignes et espaces jusqu’à 5μm. First EIE avec l’uniformité entre faisceaux, avec la finesse du point lumineux des nouvelles têtes optiques STH 512 faisceaux installés sur les modèles de la séries SST ont réussi à tracer des lignes de 5 μm avec une tolérance inférieure au μm.

Un Phototraceur doit être précis, il doit tracer à la juste résolution, il doit être fiable. Et doit, et surtout, être compatible avec le format du fichier à tracer. First EIE ne développe ni ne commercialise de logiciel de CFAO, mais à rendu sa plate-forme MPS (Modular Plotting Software) totalement compatible avec tous les formats disponibles sur le marché ; sauf bien entendu avec ceux qui appartiennent et qui sont bloqués par un fournisseur de CFAO et de Phototraceur. Les logiciels de CFAO et les ordinateurs devenant de plus en plus puissants et performants, les ingénieurs de développement des fichiers Gerber ont de plus en plus tendance à composer des oeuvres un peu folles. Et comme en plus, il se déroule aujourd’hui un petit jeu Marketing entre les différents fournisseurs de CFAO et de Phototraceurs, il est grand temps de revenir à des choses simples en termes de fichier.

L’Industrie du Circuit Imprimé a encore besoin de Phototraceurs, et ils doivent :

- Etre précis.
- Garantir des lignes parfaites.
- Garantir une très bonne géométrie.
- Avoir un Tambour Externe à faible vitesse de rotation.
- Êtres rapides.
- Tracer à la juste résolution.
- Êtres compatibles avec tous les fichiers.
- Êtres fiables.

Pour servir l’industrie du Circuit Imprimé First EIE lance la nouvelle série RP700 :

- Dimension maximum des films : 28”x 36” – 710 x 914 mm.
- Double système de chargement vertical : 2 x 150 films.
- Résolution sélectionnable jusqu’à 25000 dpi.
- Tête Optique STH 512 faisceaux.

First EIE SA est reconnue pour son intégration systématique des technologies les plus avancées dans la conception et la fabrication des gammes de Phototraceurs RP et d’imprimantes Jet d’encre CP400. Grâce à cette politique industrielle, First EIE à été classée par JMS (Japanese Marketing Survey), pour la deuxième fois consécutive, fournisseur majeur pour les Phototaceurs livrés à l’industrie du circuit imprimé. Les équipements conçus par First EIE SA prennent leur supériorité dans trois domaines : Optique, Mécanique et Electronique.

A ce jour plus de 570 Phototraceurs à Tambour Externe sont en production dans le monde. En 2003, First EIE a mis sur le marché une nouvelle ligne d’équipements, les imprimantes jet d’encre utilisées pour le marquage digital des légendes sur les circuits imprimés. Ces imprimantes de la série CP400 bénéficient de 25 ans d’expérience dans l’imagerie industrielle. First EIE SA a construit sa réputation avec l’aide d’un réseau de 20 agents et Distributeurs. Chaque partenaire dispose d’un personnel pour la vente et la maintenance des équipements First EIE, et ce depuis plus de 20 ans pour certains.

Pour la France et la Belgique, c’est la société ADL INTERNATIONAL qui est en charge de la distribution de toute la gamme des machines First EIE et ce, depuis 20 ans.

http://www.adl.fr

http://www.firsteie.com

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