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