Digitale techniek: printplatenfabricage (1961 – 1977)

Printplatenfabricage

In 1961 is op het Physisch Laboratorium een Chemigrafische Afdeling opgericht voor de vervaardiging van gedrukte bedrading (printed circuit boards). De nauwkeurigheidseisen die aan deze gedrukte bedradingsborden gesteld werden, werden steeds hoger. Bij de invoering van de geïntegreerde schakelingen was het noodzakelijk om (zelf) gespecialiseerde apparatuur te ontwikkelen voor het automatisch boren van de borden en voor de aanmaak van de bedradingsmaskerfilms voor het fotochemisch aanbrengen van de koperen bedradingsbanen.

Coördinatenboor- en reproductieapparaat (COBRA)

In 1966 is het Coördinaten Boor- en Reproductie Apparaat (COBRA) ontwikkeld. Dit ponsband-gestuurde apparaat kon controletekeningen van een print-layout maken, nauwkeurige negatieve en positieve filmbelichtingen van bedradingsbanen maken en heel snel boorgaatjes maken in printplaten. De ponsband moest eerst handmatig worden samengesteld, hetgeen zeer tijdrovend was. De ponsband werd gelezen met een GNT-ponsbandlezer.
In het begin toen de basisontwerpen handmatig werden gemaakt traden er nogal veel fouten in de ontwerpen op. Daarom werd een tekenpenhouder en een papiercassette ontwikkeld. De twee tekeningen van de voor- en achterzijde van een print werden op een lichtbak gelegd om te controleren of alle verbindingen wel bij een doorplatteer-gat terecht kwamen, of verbindingen niet linksaf in plaats van rechtsaf sloegen, of ze wel goed op elkaar aansloten en niet te ver doorliepen. Hiermee werd het aantal fouten in het ontwerp sterk teruggebracht. Toch kwam het nog voor dat als de print klaar deze nog niet goed was en er opnieuw moest worden begonnen.

De cassettes konden op een X-Y beweegbare tafel van het apparaat gemonteerd worden. De teken-, licht- en boorkoppen werden aangebracht op een vaste brug die op deze tafel is geplaatst. De maximale verplaatsing van die tafel is 5,8 inch in zowel de X- als de Y-richting; de minimumverplaatsing 1/120 inch.
De COBRA is tot 1977 in gebruik geweest en door enige andere bedrijven nagebouwd. Meer technische achtergrond is te vinden in een artikel over de COBRA in TNO nieuws (1967).

Coördinaten Boor- en Reproductie Apparaat (COBRA)
Coördinaten Boor- en Reproductie Apparaat (COBRA)

 

COBRA belichtingskop
COBRA belichtingskop

 

COBRA boorkop
COBRA boorkop

 

Tekenkop
Tekenkop van de COBRA

Coördinatenaftasttafel (CAT)

Ter versnelling van de ponsbandfabricage voor de boormachine werd in 1969 door het Laboratorium de CoördinatenAftastTafel (CAT) gebouwd. Met de CAT werden sterk vergrote tekeningen van bedradings- en boorgatenpatronen afgetast en in ponsband vastgelegd met de ponsbandperforator van een Teletype. Door een technicus werd op een polyester tekenvel met een blauw 0,1 inch-raster de lay-out van de print op grote schaal getekend. Deze tekening werd daarna op de trommel van de aftasttafel gespannen. Hierna kon men de coördinaten van de lijnen, de boorgaten en de soldeereilanden aftasten en in het apparaat invoeren. Aldus ontstond er een ponsband die geschikt was voor verdere verwerking via de computer.
Feitelijk was de CAT een vroege versie van een fax-apparaat: de tekening werd lijn voor lijn gescand en omgezet in digitale waarden en posities.
Deze allereerste automatisering voor printproductie is zeer intensief gebruikt tot 1977.

Coördinatenaftasttafel (CAT)
Coördinatenaftasttafel (CAT)
Teletype
Teletype

 

Zelfontwikkelde papertape punch
Zelfontwikkelde papertape punch

In de begin jaren ’70 schakelde het Laboratorium geleidelijk over naar een Electronic Computer-Aided Design (ECAD)-systeem voor het ontwerpen en testen van elektronische ontwerpen en voor het printontwerp, de CALMA [zie ook: ECAE computerhistorie].