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Zwischenkratzen bei der Metallabscheidung

Frage: Für ein Gerät der Raumfahrt müssen wir große Körper zylindrischer Form mit Silber bis zu einer Schichtdicke von 0,3-0,5 mm aufgalvanisieren. Die Silberschicht darf kei- nerlei organische Substanzen enthalten, deswegen setzen wir ein zusatzfreies cyanidisches Silberbad üblicher Zusammensetzung ein. Das Verfahren funktioniert gut, allerdings erhalten wir bei diesen Schichtdicken oft rauhe und unebene Schichten. Wir versuchen sie nachträglich zu polieren, oft gelingt es aber nicht, die erforderliche Glätte zu erzielen. Unsere Galvaniseure meinen, man hätte die Schicht früher in solchen Fällen während des Galvanisierens „zwischengekratzt“. Ist das überhaupt ein Verfahren, das man heute noch anwendet?

Lösemittel-Entfettung oder Lösungsmittel-Entfettung? Was ist richtig? Ist diese Bezeichnung überhaupt korrekt? Versteht man darunter die Entfettung mit Löse- bzw. Lösungsmittel oder könnte man darunter die Entfettung eines Löse- bzw. Lösungsmittels verstehen?
Welche Haarspalterei sagt der Praktiker. Jeder weiß doch, daß unter Lösemittel-Entfettung ein Verfahren verstanden wird, bei dem mittels Lösemittel, meist sogar HKW, Teile entfettet werden. Und ob man nun Löse- oder Lösungsmittel sagt, hat höchstens akademische Bedeutung.

Mehr als zehn Jahre Umweltschutzberatung im Bereich der Galvanotechnik und metallverarbeitenden Industrie haben zu der grundsätzlichen Erfahrung geführt, daß der Umweltschutz zwar allgemein befürwortet wird, doch sobald dieses Thema auf das eigene Unternehmen zukommt, in der Mehrzahl der Fälle plötzlich Augen und Ohren verschlossen sind und Produktions- und Kosteninteressen gegenüber denen des Umweltschutzes Vorrang haben.
Hier wird eine Vogel-Strauß-Politik betrieben, die nur erstaunen kann und in krassem Gegensatz zu der ansonsten geübten Umsicht steht, mit der man sich um den Pfennig müht und betriebliche Risiken weitestgehend einzuschränken sucht. Dabei birgt das Nichtbeachten der gesetzlichen Umweltanforderungen erhebliche Risiken in sich (Abb. 1). Man mag Ordnungsstrafen bis zu 100000,- DM und strafrechtlichen Verurteilungen je nach Mentalität noch relativ kühl gegenüberstehen, Schadenersatzleistungen hingegen, die aus Umweltschäden folgen, sollten nicht so leicht genommen werden. Sie erreichen rasch eine Größenordnung, die an die Substanz eines Unternehmens geht und dessen Existenz gefährdet.

In den verschiedensten Industrien, vor allem in der Oberflächentechnik und auch in der Galvanotechnik müssen Metallteile so gereinigt und entfettet werden, daß eine Weiterveredelung dauerhaft möglich ist.
In sehr vielen Fällen wird dies mit wäßrigen Lösungen gemacht, sehr häufig aber auch mit chlorierten Kohlenwasserstoffen. Welches Verfahren der Metallreinigung oder Entfettung eingesetzt wird, hängt vielfach auch von den zu behandelnden und zu reinigenden Teilen, also von den Erfordernissen die an die Reinheit und Güte der Oberfläche gestellt werden, ab.

Der Nutzen neutraler, externer Ingenieurleistungen

Der Oberflächentechniker als Unternehmer sieht sich heute zwischen dem existenzbedingt verkaufsorientierten Fachhersteller von Anlagen und Chemikalien und dem verbrauchsminimierend orientierten Gesetzgeber immer häufiger in einer Situation, in der er hinsichtlich einer technisch und wirtschaftlich optimierten Planung überfordert ist. Erfahrene eigene Fachkräfte sind heute teilweise nicht einmal mehr in großen Konzernen vorhanden. Hier beginnt sich ein neues Gebiet der Unternehmensberatungen zu etablieren: Ingenieurbüros wickeln für den Unternehmer die Planung und Durchführung z. B. der Sanierung des Betriebes im Hinblick auf Erfüllung der Forderungen der Umweltschutzgesetzgebung ab. Im Gegensatz zu Firmen, die z. B. nur auf dem Abluft- oder Abwassersektor tätig sind, werden hier auch Möglichkeiten der Stoffsubstitution bzw. Veränderung der Fertigungsverfahren oder sogar der Struktur einbezogen, die teilweise dadurch eine wesentlich breitere und effektivere Ausgangsbasis für die Gesamtplanung ermöglichen, um zu einem wirtschaftlichen Resultat zu gelangen, als wenn z. B. eben nur die Abluft zur Erfüllung der gesetzlichen Auflagen zu behandeln ist.

Die Reinheit der Stoffe, die in der Galvanotechnik eingesetzt werden, ist eine wichtige Voraussetzung für die hohe und reproduzierbare Qualität galvan scher Überzüge. Dies betrifft in besonderem Maße auch das Wasser, dessen mengenmäßiger Anteil an diesen Stoffen im Durchschnitt etwa 95 Prozent beträgt. Der Einfluß der Wasserinhaltsstoffe auf die einzelnen galvanischen Verfahren ist verhältnismäßig wenig untersucht und wird in den galvanischen Betrieben – zum Schaden der Qualität, vor allem in der funktionellen Galvanotechnik - leider auch zu wenig beachtet.

Wer Abwasser in ein Gewässer einleitet, muß eine Abwasserabgabe zahlen. Er soll dadurch veranlaßt werden, das Abwasser möglichst schadlos zu beseitigen.
Abwasser in diesem Sinne ist das durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften veränderte und das bei Trockenwetter damit zusammen abfließende Abwasser (Schmutzwasser) sowie das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Flächen abfließende Wasser (Niederschlagswasser). Zusätzlich ist nicht etwa noch ein Entledigungswille oder ein objektives Beseitigungsbedürfnis bzw. ein Entsorgungsbedürfnis erforderlich. Insbesondere der Entledigungswille wird im Abwasserabgabengesetz durch das Erfordernis des Einleitens in ausreichender Weise berücksichtigt. Nur wer Abwasser zweckgerichtet unmittelbar in ein Gewässer verbringt und sich dadurch des Abwassers entledigen will, ist abgabepflichtig.

Rund 250 000 Tonnen chlororganischer Lösemittel werden in der Bundesrepublik Deutschlandjährlich verbraucht und gelangen nach ihrer Verwendung auf unterschiedlichen Wegen in die Umwelt. Die meisten gehen in die Atmosphäre, in der sie unterschiedlich schnell abgebaut werden. Teile gelangen jedoch auch in den Abfall und ins Wasser, insbesondere auch durch Unfälle in den Boden und damit ins Grundwasser. Eine lange Zeit zu sorglosen Umganges mit diesen Stoffen und eine mangelhafte Kenntnis ihrer Eigenschaften (zum Beispiel durchdringen sie Beton, wenn er nicht besonders geschützt ist) haben zu zahlreichen, oft zu spät erkannten Grundwasserverschmutzungen und damit zu einer Gefährdung des Trinkwassers geführt. Zum Glück kann allerdings von einer generellen Bedrohung des Wassers durch chlororganische Lösemittel nicht gesprochen werden.

Die Leiterplatten-Qualität ist unbestritten eines der am meisten diskutierten Themen in der Branche. Nicht nur innerbetrieblich, sondern vor allem zwischen Kunden und Lieferanten kann es dabei verkommen, daß von unterschiedlichen Bewertungskriterien ausgegangen wird, denn hausinterne Spezifikationen oder Kunden-Liefervorschriften sind nicht überall im Einsatz. Auch kommt es öfters vor, daß vorhandene Standards veraltet sind und nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen. Wo es keine klaren Richtlinien und Beurteilungsgrundlagen gibt, sind aber Fehlinterpretationen, die sich in der Regel negativ für den Leiterplattenhersteller auswirken, unausweichlich.

1 Einleitung


1985 war das Jahr des 25jährigen Jubiläums des Lasers, eines Instruments, das wie kaum ein anderes in so kurzer Zeit Anwendungen in den verschiedenartigsten Bereichen von Wissenschaft und Technik gefunden hat. Das Marktvolumen für Lasersysteme wird in vielen hundert Millionen US-Dollar gemessen und die jährliche Zuwachsrate liegt bei nahezu dreißig Prozent. Im folgenden seien nur einige Beispiele für Anwendungen des Lasers aufgezählt:

- Glasfasertechnologie zur Nachrichtenübertragung
- Audio-Video-Technologie, z. B. Compact-Disc-Abspielgeräte
- Datenerfassung und -Speicherung in der Computertechnik
- Materialbearbeitung wie Schneiden, Bohren, Fräsen
- Oberflächenveredelung wie Härten und Legieren gegen Reibungsverschleiß und Korrosion
- Medizin, z. B. in der Chirurgie, Augenheilkunde
- LICVD = Laser-Induced Chemical Vapour-Deposition
- Drucktechnik
- Leiterplatten-und Halbleitertechnik
- Ultrahochauflösende Spektroskopien
- Kinetische Messungen im Ferntosekundenbreich
- Fotochemie
- Meteorologie
- Geodäsie und Navigation, z.B. Laserkreisel [1]
- Militärtechnik


In den anschließenden Kapiteln werden die Einsatzgebiete des Lasers in der Leiterplattentechnik beschrieben. An einzelnen Stellen erscheint es da- bei sinnvoll, auch auf Anwendungen in der Halbleitertechnik bzw. Selektivgalvanik einzugehen, da Fortschritte in diesen Bereichen auch die Leiterplattentechnik befruchten können. Zunächst sollen jedoch das Prinzip des Lasers und die verschiedenen Lasersysteme dargestellt werden.

Übersetzt in die deutsche Sprache von L. Süßmuth.

Der Einsatz alkalischer Permanganat-Desmear-Verfahren bei der Vorbehandlung von Mehrlagenschaltungen vor der stromlosen Kupferabscheidung, hat sich in den letzten Jahren sehr stark ausgebreitet. Dieser Trend, zusätzlich beschleunigt durch erhöhte Anforderungen an die Endqualität der Platten, setzt sich nun bei den doppelseitigen Platten fort und zwar zur Verbesserung der Lötbarkeit.
Zusammen mit neuen hochwirksamen Catalyst Promotern sowie dicht und feinkristallin abscheidenden chemischen Dickkupferbädern, führt die Permanganat-Behandlung zu wirksamen Verbesserungen in der Durchkontaktierungs-Technologie. Der endgültige Prozeß ist gekennzeichnet von ausgezeichneter Haftung, vollständiger Kupferbelegung im Durchlichttest und dichtem, feinkristallinem Kupfer bei weitgehender Eliminierung von Lochwandabhebungen.

Das Einsatzgebiet von Epoxidharz-Laminaten (FR4) ist seit Jahren ausreichend bekannt. Doch die fortschreitenden Entwicklungen mit immer höheren Ansprüchen an die fertigen Schaltungen, und damit auch an das Laminat, bedingen Weiterentwicklungen bei den Laminatoren. Polyimid/Glas-Laminate mit einer Glasumwandlungstemperatur von >260'’C werden immer häufiger auch für nichtmilitärische Schaltungen eingesetzt, jedoch läßt der relativ hohe Preis und die doch in einigen Punkten sehr unterschiedliche Verarbeitbarkeit gegenüber FR4 dieses Produkt nicht als „Standardlaminat“ in der Fertigung zu.

Seit etwa zwei Jahren taucht immer häufiger der Begriff „Fotopolymerfilme und Fotopolymeremulsionen“ auf dem Siebdruck-Schablonensektor auf. Diese Bezeichnung wurde populär durch die Schablonenprodukte der Firma Murakami Screen Co. Ltd., Tokyo, die für ihre Kapillarfilme, Direkt/Indirektfilme und den vorsensibilisierten Emulsionen diesen Begriff einführte, um auf einen anderen Sensibilisator als Diazo hinzuweisen. Was bedeutet dies für die Praxis? Lohnt es sich, dieses Material auf seine Eignung in den verschiedensten Siebdruckanwendungen zu testen? Kann es wirklich mehr bieten als der vorhandene starke Wettbewerb? Warum nicht Diazo sensibilisiert, wenn es doch bisher keine großen Probleme mit den vorhandenen Schablonenmaterialien gab? Diese berechtigten Fragen erwarten eine Antwort, um den interessierten und fachlich engagierten Siebdruckern eventuell eine Problemlösung anbieten zu können.

Bericht von Dipl.-Phys. G. Keller über eine Fachtagung am 2./3. Mai 1988 in Karlsruhe

Erfolgreicher Einsatz
von Trockenfilm-Lötstoppmasken
Flüssige photostrukturierbare Lötstoppmasken
Fotosensitive Lötstoppmasken-Arten
der Beschichtungsverfahren

Ist die Fertigung
mit wäßrig-alkalischen Festresisten
heute bereits vertretbar?
Erfahrungsstand der Recyclingtechnik in der Leiterplattenfertigung
Themenbereich Leiterplattenbestückung
SMDs auf Leiterplatten und Keramik. Konkurrenz oder Ergänzung?
Flexibles automatisches Baugruppenbestückungssystem
Flexible Zelle als Automatisierungs-Baustein
Bestückung flexibler
und starrflexibler Leiterplatten


Übersetzung von Dipl.-Ing. Udo Vogt

Ausgelöst durch die stetig zunehmende Integrationsdichte der Halbleiter, ist ein ungebrochener Trend in Richtung dichterer Leiterplatten-Strukturen zu verzeichnen. Das 100- mil Dual-ln-line-Gehäuse wird ersetzt durch neue 50-mil Dips, vielpolige Chip-Carriers und Pin-Grid-Arrays. Daneben steht der steigende Einsatz von SMDs einschließlich Leadless-Chip-Carriers und Fiat-Packs.
Das bedeutet für die Leiterplattenproduzenten eine Zunahme der Lochdichte mit steigendem Anteil von 0,5 mm, oder noch kleineren Bohrungen. Im gleichen Maße wie die Lochdurchmesser geringer werden, steigen auch die Schwierigkeiten bezüglich des immer ungünstiger werdenden Verhältnisses von Leiterplattendicke zu Bohrdurchmesser.