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Direktmetallisierung
Die Direktmetallisierungsverfahren ersetzen seit Jahren die bis dahin üblichen konventionellen Durchmetallisierungsverfahren auf Chemisch-Kupfer-Basis. Der Vorteil der Direktmetallisierung liegt in der Möglichkeit der einfachen horizontalen Prozessführung sowie in der geringen Anzahl der Behandlungsschritte, die zum einen die Prozesskosten als auch die Prozesszeit wesentlich reduzieren. Chemische Vorteile liegen in der Umweltfreundlichkeit dieser Prozesse, da diese ohne Formaldehyd und Schwermetalle auskommen. Ausserdem lassen sich nahezu alle üblichen Basismaterialien problemlos direktmetallisieren. Im wesentlichen wird zwischen drei Verfahrensvarianten unterschieden, die auf unterschiedliche Weise leitfähige Schichten aufbauen: Direktmetallisierung auf der Basis leitfähiger Polymere, Graphit-Kolloiden, Kohlenstoff-Dispersionen oder Palladium-Kolloiden
Zu den bekanntesten Direktmetallisierungsprozessen gehören zum Beispiel Shadow, Blackhole, Neopact oder Envision. Der Aufbau einer Anlage für die Direktmetallisierung ist von dem jeweiligen Verfahren abhängig
Eine Anlage für die Direktmetallisierung mit Graphit-Kolloiden könnte beispielsweise wie folgt aussehen:
Im ersten Prozessschritt werden die Bohrungsinnenwände der Leiterplatte in einem Tauchbad mit Zwangsdurchflutung und Ultraschallunterstützung gereinigt und konditioniert (Cleaner/Conditioner). Nach einem Spülvorgang werden in einem weiteren Tauchbad mit Zwangsdurchflutung Graphit-Kolloide auf der gesamten Substratoberfläche einschliesslich der Bohrungsinnenwände angelagert (Conductive Colloid). Überschüssige Graphitanhaftungen in den Bohrungen werden in einem anschliessenden Tauch- oder Sprühverfahren entfernt, so dass eine gleichmässig dünne leitfähige Graphitschicht entsteht (Fixer). In einer weiteren Spüle werden Chemierückstände entfernt und die Leiterplatten gereinigt (Neutralizer). Bei einer Temperatur von ca. 70°C im anschliessenden Trocknungsmodul wird die vollständige Vernetzung der Graphit-Kolloide erreicht (Trockner). Ein nachfolgendes Inspektionsmodul ermöglicht die Kontrolle der Direktmetallisierung bevor in einem Mikro-Etch Sprühverfahren das Graphit von der Leiterplattenoberfläche entfernt wird und das Kupfer für die nachfolgenden Verfahren aufgerauht wird (Micro-Etch). Im letzten Spülvorgang wird die Leiterplatte nochmals gereinigt, erhält optional einen Anlaufschutz (Antitarnish), wird mit DI-Wasser gespült und in einem Trockner abschliessend fleckenfrei getrocknet.
Technische Spezifikationen
Bauart:
- Module in PP- oder PVC-Ausführung mit Abquetschwalzen oder Luftmessern zur Minimierung der Verschleppung
Flut- und Sprühsysteme:
- Tauchbad mit Flutwanne
- Schwalldüsenrohre
- Sprührohre mit Fine Line Flachstrahldüsen mit Bajonett-Schnellwechselsystem
- Sprühdruckeinstellung getrennt für oben/unten, manuell oder motorisch, Druckanzeigen digital
- Düsenüberwachung über Durchflussmesser mit Grenzwertüberwachung
Mediumüberwachung:
- Vollautomatische Dosierung über Flächensteuerung oder Leitwert
- Behälterdosiersysteme für Fertiglösung
- Ansatzbehältersysteme
- Exakte Prozessüberwachung und Chemikaliendosierung
Spültechnik:
- Mehrfachkaskaden mit Sprüh- und/oder Schwalltechnik
- Standby-Schaltung des Wasserzulaufes
- Überwachung der Durchflussmengen
Filtertechnik:
- Schnellwechselfilter
Trocknung:
- Hochdruckdüsensysteme mit Hochleistungsgebläsen
- Heisslufttrocknung
Anlagensteuerung:
- SPS-Maschinensteuerung mit Prozessvisualisierung über Touch Screen Bediengerät oder PC