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Bericht über ein Kundenseminar der ZEVAC GmbH

Am 22. April 1998 veranstaltete die ZEVAC Selektiv-Löttechnik GmbH in Dortmund ein Seminar zum Thema Löten von BGA und CSP, zu dem Kunden aus Nordrhein-Westfalen eingeladen waren. Lothar Pietrzak, der Geschäftsführer der ZEVAC Selektiv-Löttechnik GmbH, Oberpframmern betonte bei der Begrüßung, daß im Seminar praxistaugliche und bewährte Lösungen für die Montage und Reparatur von BGA und CSP aufgezeigt werden sollen. Die ZEVAC GmbH bietet nicht nur geeignete Lötgeräte für BGA und CSP an, die ZEVAC GmbH unterstützt auch die Anwender bei der Einführung dieser innovativen Bauformen.

Eine Zwischenbilanz


Seit nun fast drei Jahren beobachtet und unterstützt Polyclad Leiterplattenhersteller beim Einstieg in die Microvia-Technologie in Europa. Die Lernphase hat bei allen Beteiligten mittlerweile zu Produkten geführt, die den High Density Interconnection (HDI)-Bereich qualitativ ermöglicht und eine Kostenreduzierung für das Endprodukt beinhaltet.
Der Start war einfacher als gedacht. Polyclad hatte eine Lizenz von Parlex für die Herstellung und den Einsatz einer zweifach mit Epoxidharz beschichteten Kupferfolie (Resin Coated Foil RCF) für starre Multilayerschaltungen ohne Aluminium als Wärmeableitung erworben. Die RCF ist unter der Bezeichnung PCL-CF 400 bei UL gelistet. Ihr Aufbau ist in Abb. 1 dargestellt.

Nach mehr als fünf Jahren Vorlauf in Japan beginnt nun die Technologie der sequentiellen Multilayer (Sequential Built Up - SBU) auch den Rest der Welt - Europa, die USA und das übrige Asien zu erobern.
Mit Recht wird diese Entwicklung als die bedeutendste Technologieinnovation seit der Entwicklung von Mehrlagenschaltungen angesehen. Die erzielbaren Kosteneinsparungen werden dazu führen, daß nicht nur dort substituiert wird, wo es technisch erforderlich ist, sondern das gesamte Multilayersegment ist hiervon betroffen.
Der in Japan erreichte Marktanteil von derzeit 20 Prozent mit weiteren überproportionalen Steigerungsraten von 50 und mehr Prozent pro Jahr zeigt deutlich, daß es sich hierbei nicht um eine Marktnische für Spitzentechnologie handelt. Die Hoffnung mancher Zulieferer, für neue Produkte wie photosensitive Dielektrika mit guter Kupferhaftung auch einen hohen Preis erzielen zu können, werden sich beim Übergang zur Massenproduktion nicht realisieren lassen.

IPC Printed Circuits EXPO '98 in Long Beach/USA

Der Erfolg IPC EXPO-Veranstaltungen liegt nicht in der Statistik - mehr Besucher, mehr Vorträge, mehr Aussteller - sondern in der Effizienz. Hier wurde ein Forum mit offenen Strukturen geschaffen, das die Leiterplattenindustrie neben vielen lokalen Veranstaltungen einmal im Jahr zusammenbringt.
Hier wird fleißig (und manchmal auch mühsame) Verbandsarbeit an neuen Richtlinien geleistet, hier wird ein breites Programm geboten für Neulinge, um sich mit der Industrie vertraut zu machen, hier werden gehaltvolle Expertengespräche auf hohem Niveau geführt, hier treffen sich Kunden und Abnehmer, um mit Muße außerhalb einer hektischen Messeveranstaltung miteinander zu sprechen (beim Golf, beim Frühstück oder einfach so...) - und dies durchaus zielgerichtet, im Interesse der Unternehmen.

Presse-Workshop am 19. Mai 1998 bei der Isola AG in Düren

Seit einem Jahr verbindet die Isola AG die Bekanntgabe ihres Jahresabschlusses mit einer umfassenden Information der Öffentlichkeit über neue Produkte und anstehende Projekte.
Nach Vorstandsmitglied Michael Kowalski konnte der Isola Konzern in 1997 seine Marktstellung als Zulieferer der Elektronik- und Elektroindustrie weiter ausbauen. Das Unternehmen partizipierte an der steigenden Nachfrage nach Basismaterialien für die Leiterplattenindustrie. Der Trend zu höherer Integration und hochwertigeren Schaltungen verursachte ins- besondere eine verstärkte Nachfrage nach Multilayer-Laminaten und Prepregs. Bei FR4- Standardprodukten sowie Papier- und Composite-Materialien konnte Isola seine Marktposition behaupten.

Nach jahrelangen Versuchen und Erfahrungen scheinen die japanischen Hersteller von SBU-Multilayer-Schaltungen die Vor- und Nachteile der beiden vorherrschenden Prozesse, der Photovia- und Laservia-Technik, im Griff zu haben. Gegenwärtig wird das japanische Produktionsvolumen von Multilayern mit Photovias auf 10 000 m^2 und mit Laservias auf 32 000 m^2 im Monat geschätzt. Die Gesamtproduktion von Multilayern liegt in Japan zwischen 650 000 und 700 000 m^ pro Monat. Der Anteil von SBU- Multilayern an der Gesamtproduktion beträgt heute folglich ca. 6 Prozent.

Möglichkeiten zum Einsatz anhand von Beispielen aus der Praxis

Einführung

Im Leiterplattenbereich lautet derzeit die Devise: Miniaturisierung. Die zwei wichtigsten Strukturmerkmale einer Leiterplatte sind die Abmessungen der Durchkontaktierungen und die der Leiterbahnen. Bei vielen Firmen laufen daher Versuche, um die durchgehenden Durchkontaktierungen durch Sacklöcher mit wesentlich kleineren Durchmessern zu ersetzen. Daneben gibt es viele Bestrebungen und Ansätze, um die Leiterbahnstrukturen zu verkleinern, wie z.B. aus dem Bericht „Herstellen von Feinleitertechnik in der Praxis” [1] hervorgeht.
Beim Aufbau einer Elektronikbaugruppe wird nach kompakteren, multifunktionellen Aufbauweisen gesucht. Die MID-Technologie bietet hierzu, wie mehrmals in der Fachzeitschrift „Galvanotechnik” beschrieben, sehr guten Perspektiven. Hier geht es ebenso dar- um, die Verdrahtungsdichte zu erhöhen.
Das LPT Labor der Siemens N. V./Belgien hat eine Technologie zur Strukturierung von Leiterplatten in Feinstleitertechnik und zur Strukturierung von 2,5 DMID-Teilen entwickelt: das Laserdirektstrukturierverfahren (LDS).

Zusammenfassung

Mit den BGA und CSP sind Bauformen auf den Markt gekommen, die aufgrund ihrer Anschlußgestaltung beim Design der Leiterplatte, in der Baugruppenproduktion und bei Reparaturen neue Herausforderungen stellen. Die neuen Bauelementbauformen und ihre typischen, für das Design und die Produktionsprozesse relevanten Merkmale werden beschrieben und mit denen von FPD (QFP) verglichen.
Die Anforderungen an das Layout der Leiterplatte werden unter diskutiert. Auf die Problematik von Feinstleiterstrukturen und Mikrovias wird eingegangen. Eine Übersicht über den aktuellen Stand der Leiterplattentechnik einschließlich der Verfügbarkeit wird gegeben. Anhand von Layoutbeispielen aufgezeigt, was wie realisierbar ist. Wenn BGA bzw. CSP nur wenige Anschlußreihen aufweisen, ist eine Entflechtung mit Leiterbreiten, -abständen und Vias wie bei Standard-SMT- Baugruppen möglich. Praxisorientierte Hin- weise für das Design von Leiterplatten mit BGA und CSP werden gegeben.

Aus Amerika erreicht uns ein weiteres schönes Schlagwort, das für ein neues Unternehmensmodell steht: One-Stop Shopping. Wer diesen Begriff zum ersten Mal hört, der wird ihn zunächst mit einem Supermarkt in Verbindung bringen, indem der Kunde alles kaufen kann, so daß er zur Befriedigung seiner Wünsche sein Auto nur ein einziges Mal verlassen muß. Der Ahnungslose liegt dabei völlig richtig. One-Stop Shopping bezeichnet eine Philosophie, nach der der Leiterplattenhersteller seinen Kunden eine Dienstleistung zur Verfügung stellt, die Design und Layout, Fertigung von Prototypen und Serie sowie die Bestückung umfaßt. „Alles aus einer Hand”-Philosophie ist vom Begriff her ein alter Hut, die Zielsetzung ist jedoch heute eine andere. Verstand man früher darunter den „Gemischtwarenladen”, in dem jeder Leiterplattentyp mit jeder Oberfläche zu haben war- ein Modell von dem selbst potente Hersteller abgegangen sind- so ist heute eine möglichst schnelle und reibungslose Realisierung einer elektronischen Baugruppe der Ansatz. Der Leiterplattenhersteller ist nicht mehr nur Glied in einer Produktkette, sondern übernimmt die Fertigung des Produkts in eigene Regie.

Deutschland hat Spitzenposition zurückgewonnen

Der deutsche Welthandelsanteil bei potentiellen Umweltschutzgütern betrug 1995 18,7 %. Damit liegt Deutschland erstmals seit 1992 wieder an erster Stelle vor den USA (18,5 %), allerdings nur mit einem „hauchdünnen“ Vorsprung; an dritter Stelle folgt Japan (14,5 %) mit seit Jahren aufsteigender Tendenz (Abb. 1). Besonders auffällig ist der Rückgang des deutschen Welthandelsanteils 1993 und der Wiederanstieg 1995. Beides entspricht in etwa der Entwicklung des Welthandelsanteils der deutschen Ausfuhren insgesamt (Abb. 2). Der Rückgang 1993 erklärt sich vor allem dadurch, daß 1993 in den Hauptabnehmerländern Deutschlands - dies sind vor allem die anderen europäischen Länder - eine sehr schwache Konjunktur zu einem Nachfragerückgang führte. Die anderen Weltregionen, insbesondere Asien, wuchsen relativ gesehen stärker, wovon die USA und Japan wegen ihrer größeren Marktnähe besonders profitieren konnten und so ihre Welthandelsanteile ausbauten.

Fraunhofer-Gesellschaft zeigte Beispiele auf der ENVITEC

Umweltschutz und Ökonomie stehen nicht im Widerspruch. Im Gegenteil: Intelligente Umweltschutzmaßnahmen helfen Kosten sparen - insbesondere wenn sie direkt in die Produktion integriert werden. Welche Vorteile der prozeßintegrierte Umweltschutz bietet, zeigten die Forscher der Fraunhofer-Institute für Chemische Technologie ICT, für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, für Verfahrenstechnik und Verpackung IW und für Um- welt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT bei der internationalen Fachmesse für Umweltschutz und Entsorgung ENVITEC auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand.

Pressekonferenz der DAS Dünnschicht Anlagen Systeme GmbH am 28.5.1998 in Dresden

Die DAS Dünnschicht Anlagen Systeme GmbH Dresden stellte auf einer Fachpressekonferenz in Dresden das erfolgreich arbeitende Anlagensystem ESCAPE zur Entsorgung von Prozeßabgasen vor, das in der Chipindustrie in großem Umfang im Einsatz ist. Die in Modulbauweise verfügbaren Anlagensysteme sind geeignet, die verschiedenartigsten problembehafteten Prozeßabgase in den High Tech-Bereichen der Dünnschichttechnologie zu entsorgen (Tab. 1 u. 2).

Teil IV: Berechnung eines Gegenstromspülsystems unter stabilisierten Bedingungen

(Fortsetzung aus Heft 3/1998)

Zusammenfassung

Es werden Beziehungen für die Berechnung der Parameter eines n-stufigen Gegenstromspülsystems unter stabilisierten Bedingungen bei unterschiedlichen Spüleffektivitäten, Volumina der an der Oberfläche von Gegenständen ein- und ausgeschleppten Flüssigkeitsfilme und bei verschiedenen aus den Spülstufen ab- gedampften Wassermengen abgeleitet. Im Ergebnis der Berechnungen ergeben sich die Konzentrationen der Bäder in diesen Spülstufen, Durchschnittskonzentrationen in aus diesen Spülstufen ausgeschleppten Flüssigkeitsfilmen und Rückströme der Spüllösungen. Es werden Resultate der Berechnungen von einigen Fällen angeführt.

5 Berechnungsgrundlagen und ihre Lösung

5.1 Lösungsbedingungen

Das Ziel des ausführlicheren Studiums der Spüleffektivität in den vorangegangenen Teilen [21-23] war die Analyse dieses Faktors, welcher einer der wichtigen Parameter für präzisierte Berechnungen der Spülsysteme ist, durchzuführen. Diese Berechnungen ermöglichen weiterhin, die verschiedene Ausschleppungen an Gegenständen aus dem Bad in je- der Spülstufe und gleichfalls die mitunter erheblichen abgedampften Wassermengen aus Spülbädern in Betracht zu ziehen.

Fortsetzung aus Heft 6/98

4.4 Entfettung störender Metall-Ionen aus Prozeß- und Beizbädern

Prozeßbäder werden bekanntlich während des Betriebes mit mehrwertigen Metall-Ionen verunreinigt. Mit Hilfe eines starksauren, makroporösen Kationenaustauschers können diese Metall-Ionen aus Chromsäure- oder Phosphorsäure-Bädern entfernt werden. Zur Bindung der Metalle aus Chromsäure-Bädern ist eine Verdünnung (bis zu 100 g CrOa pro Liter Lösung) notwendig. Bei Chromatierbädern kann analog verfahren werden.

Erstes Projekttreffen

Im Februar 1998 erfolgte im Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (Fh IZM) in Berlin das erste Projekttreffen zum Vor- haben Umweltgerechte Produktgestaltung In der Berliner IKT‘-Branche (U W E), das mit Mitteln der Berliner Senatsverwaltung für Wirtschaft und Betriebe und des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert wird.
Neben einer Projektkurzbeschreibung und -überblick sowie Projektschwerpunkten und -Planung wurden die Kooperationspartner vorgestellt. Dipl.-Ing. H. Griese, Leiter der Abt. Environmental Engineering im Fh IZM, wies in seiner Einleitung zu der Veranstaltung auf die Aktivitäten des Instituts im Bereich Umweltschutz hin, im Rahmen dessen auch das Projekt U W E bearbeitet wird.

Europa streitet um Umwelt-Vorschritten und -Richtlinien verschiedenster Art. Deutschland versucht seine teilweise elitären und für ärmere Länder nur schwer nachvollziehbaren Vorstellungen durchzusetzen. Alles ist im Fluß. Allerdings scheint dieser Fluß zähflüssig und manchmal lavaähnlich zu einer unbeweglichen Masse zu erstarren, die eher Wege irreversibel versperrt als öffnet. So hat der EU-Umweltministerrat im Dezember 1997 immerhin Einvernehmen über einen Kommissionsvorschlag für eine Abfalldeponierichtlinie erreicht, nachdem der erste Vorschlag im Juli 1991 (!) unterbreitet worden war.

1 Einleitung

Moderne Fahrzeugmotoren werden zunehmend aus Leichtmetalllegierungen, vornehmlich Aluminium, gefertigt. Diese Motorenart verfügt fast ausschließlich über Zylinderlaufbuchsen, sogenannte Liner aus Gußeisen. Gerade diese Liner sind wesentliche Kostenverursacher in der Motorenfertigung, da sie neben den Fertigungskosten in ihrer Produktionskette zusätzliche Lagerhaltungs- und Transportkosten generieren. Neben diesem wirtschaftlichen Aspekt wird aus technischer Sicht auch das Eigengewicht des Aggregates erhöht, was sich wiederum in einem höheren Kraftstoffverbrauch widerspiegelt.

Ein Team von US-Astronomen hat einen gigantischen Diamanten am Himmel entdeckt. Diese brandneue Nachricht war erst vor wenigen Wochen auf den Titelseiten vieler Tageszeitungen zu lesen. Man kann sich als Reaktion darauf bildlich vorstellen, wie sich spätestens nach Einbruch der Dämmerung begehrliche Blicke gegen den nächtlichen Himmel gerichtet haben. Manch einer wird gleich daran gedacht haben, wie schön es wäre, würde einem zumindest ein kleiner Splitter davon direkt vor (aus nachfolgend angeführten Gründen besser nicht auf) die Füße fallen. So ein Weltraumdiamant müßte von unvorstellbarem Wert sein und sich auch hervorragend für Finger-, Ohr- oder Nasenringe eignen.