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1 Einleitung


Die Mikroelektronik hat in den beiden letzten Jahrzehnten eine große wirtschaftliche Bedeutung erlangt und nimmt heute eine wichtige Schlüsselfunktion ein. Der Fortschritt vieler Industriezweige basiert zunehmend auf mikroelektronischen
Bauelementen, insbesondere hochintegrierten Si-Halbleiterschaltungen (ICs), zu denen sowohl Standard-ICs (Speicher, Mikroprozessoren etc.) als auch anwendungsspezifische ICs (sog. ASICs) zählen. Die traditionellen Entwicklungslokomotiven der Mikroelektronik sind wegen ihrer regelmäßigen und relativ einfachen Chiparchitektur die dynamischen Speicher (DRAMs) in MOS-Technologie.

In der Galvanotechnik hat die Schichtdicke un- ter den qualitätsbestimmenden Merkmalen die größte Bedeutung erlangt. Bei funktionellen Beschichtungen ist sie die primäre Produkteigenschaft, bei dekorativen und korrosionshemmenden Schichten ist sie als indirekte, relativ schnell zu ermittelnde Meßgröße in den meisten Fällen gleichfalls ein wichtiges Gütemerkmal. Qualitätskontrollen in Galvanikbetrieben schließt des- halb in den meisten Fällen eine Schichtdickenmessung ein.
Um sicherzugehen, daß die angestrebte Schicht- dicke tatsächlich erreicht wird, muß jede einzelne Produkteinheit kontrolliert werden. Tatsächlich wird bei Bauteilen mit hohen Sicherheitsanforderungen so verfahren. Mit geringerem Auf- wand läßt sich eine vertretbare Produktqualität erzielen, wenn statistische Meßmethoden angewendet werden. Diese ermöglichen es, auf der Basis einer begrenzten Anzahl von Messungen Rückschlüsse auf die Qualtität der Serie zu ziehen. Gesteigerte Sicherheit gegen Ausfall geht somit mit einer vergrößerten Anzahl von Messungen einher. Dabei ist nicht nur häufiger, sondern teilweise auch an schwer zugänglichen Stellen des Teils zu messen.

Galvanische Al-Überzüge weisen sehr gute Korrosionsschutzeigenschaften auf [1], sie können als funktionelle Überzüge z. B. in der Elektronik Verwendung finden. Jedoch enthalten die zur Abscheidung dieser Überzüge verwendeten nichtwäßrigen Elektrolyte (Sigal- sowie NBS-Bad) teuere chemische Verbindungen, auch das Verfahren ihrer Vorbereitung ist äußerst kompliziert, weshalb sie in der Praxis nur beschränkt genutzt werden. Der einfachste und mithin leicht anwendbare organische Elektrolyt, aus dem Aluminium abgeschieden werden kann, ist die konzentrierte Lösung von AIBr3 in aromatischen Lösungs- mitteln. Doch lassen sich aus dieser Lösung nur dünne und grobkörnige Al-Überzüge gewinnen, die aber das Grundmetall nicht zur Genüge gegen Korrosion schützen.
Wie bereits Frenkel und andere [2] bewiesen haben, besitzen Al-Legierungen mit Metallen wie Cr, Mo, Nb, Ta und Ti eine bedeutend höhere Korrosionsbeständigkeit als reines Aluminium. Die Verbesserung der Schutzeigenschaften von Al-Überzügen aus aromatischen Lösungen durch Mitabscheidung von Molybdän, Niob und Zirkon wurden untersucht.

Die Erzeugung von Diffusionsmessing als welches Prägematerial wurde in der Münze Berlin insgesamt drei Jahre untersucht. Ziel der Arbeit war grundsätzlich die Klärung der Frage, ob die praktische Möglichkeit besteht, galvanisch abgeschiedene Zinkschichten auf Kupfer-Zink-Legierungen wie CuZnt 0 oder CuZnf 5 durch thermische Behandlung einzudiffundieren, was auch unter Normaldruck erfolgen sollte.
Für die Diffusion wurde zunächst das bis dahin bestehende Tombakglühverfahren unter Luftzutritt angewendet. Dabei zeigten sich teilweise positive Ergebnisse. Es entstanden zwar messingfarbene Oberflächen, jedoch waren sie durch Luftoxidation punktförmig verfärbt. Wegen gleichzeitig bestehender starker Umweltbelastung dieses Verfahrens, bedingt durch einen hohen Anteil an abgeätzten Kupfer- und Zinkoxiden mit Schwefelsäure, mußte zunächst ein Ersatz für diese Glühmethode gefunden werden.

Der Ärger ist groß, wenn eine Anlage steht, nur weil ein Sensor für die Ortsbestimmung der Fahrwagen versagt und die Steuerung das Programm nicht wieder starten kann. Automatisierung setzt sichere Technik auch im Detail voraus. Die Positionsbestimmung von Fahrwagen mit hülfe eines praktisch störungsfreien metallischen Lochstreifensystems ist ein Bei- spiel für einen kleinen aber wichtigen Entwicklungsschritt zur Fertigungssicherheit bei Galvanoautomaten. Die größten Automatisierungsmöglichkeiten liegen jedoch im Bereich der Peripherie der Beschichtungsanlagen.

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Zusammenfassung


Durch den steigenden Kostendruck in der Leiterplattenindustrie sind Verfahren gefragt, die einen automatisierten Fertigungsablauf gewährleisten. Das Belichten von Leiterplatten war in der Vergangenheit weitgehend ein personalgebundener Prozeß, denn automatische Belichtungsysteme waren mit hohen Investitionen von ca. 1 Mio. DM und mehr verbunden.
FSL Deutschland GmbH konzipierte ein automatisches Durchlaufsystem zur einseitigen Belichtung von Leiterplatten speziell für mittelständische Unternehmen, die aus Kosten- gründen solche Systeme bislang nicht einsetzen konnte. Es entstand ein System, bei dem die Investitionen zwischen 315 000 - 350 000 DM liegen. Über CCD-Kameras werden die Leiterplatten optisch ausgerichtet, belichtet und den nachfolgenden Systemen z.B. Entwicklungsanlagen zugeführt. Es sind 200 Belichtungen pro Stunde möglich in Abhängigkeit des Resists bzw. Lötstopplacks.

Produktionsausbeute japanischer Leiterplattenhersteller

Jedes Jahr im Juni veröffentlicht die JPCA den Bericht „Der gegenwärtige Stand der japanischen Leiterplattenindustrie“. Ein Ab- schnitt der 1993er Ausgabe ist besonders interessant; er
behandelt die Produktionsausbeuten, die in den japanischen Leiterplattenunternehmen erzielt wurden. Natürlich hängt die Höhe der Produktionsausbeute von der Kompliziertheit der hergestellten Erzeugnisse und dem technologischen Niveau des Herstellers ab. Die Daten in Tab. 1 und Kommentare dazu sind daher als eine allgemeine Einschätzung der Ausbeuten anzusehen, die gegenwärtig in der japanischen Leiterplattenindustrie erzielt werden.

Fachverband Elektronik-Design (FED) aktiviert die Normenarbeit

Es ist nur allzu verständlich, daß sich ein schöpferisch tätiger Mensch nur ungern durch Vorschriften einengen läßt. So geht es auch den Leiterplattenkonstrukteuren, Layoutern, Designern oder wie immer sie bezeichnet werden. Bisher ging das relativ problemlos. Anders als in der Mechanik, wo jedes Detail durch Normen geregelt wird, kam es, von Großbetrieben mit hausinternen Vorschriften einmal abgesehen, bisher in erster Linie darauf an, daß eine Leiterplatte gefertigt werden kann und die gewünschte Funktion realisiert wird. Die Zeiten der uneingeschränkten gestalterischen Freiheiten scheinen zu Ende zu gehen.

Bericht über ein Weiterbildungsseminar der Electronic Forum GmbH am 2/3. Dezember 1993 in Fellbach

Nach einer viel beachteten Veranstaltung vor zwei Jahren zur gleichen Thematik stellte die Electronic Forum GmbH „High Tech in der Leiterplattenindustrie“ wieder in den Mittelpunkt ihres letzten Weiterbildungsseminars im Jahre 1993. Die oft beschworene Suche nach neuen Produkten, um im Wettbewerb bestehen zu können, kann sich nicht im Standardbereich abspielen, sondern zielt auf den High-Tech-Sektor, wobei „High Tech“ allgemein als das Gebiet oberhalb des Stan- dards verstanden wird.