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Abstract

Die COB-Technik wird heutzutage wegen der gestiegenen Anforderungen an die Miniaturisierung in der Mikroelektronik und wegen des starken Preisdruckes immer häufiger eingesetzt. Dennoch
sind nicht alle Fragen von geeigneten d.h. bond- und lötbaren Leiterplattenoberflächen hinreichend geklärt.
Der vorliegende Beitrag stellt die Ergebnisse einer Studie dar, die zeigen soll, daß durch Wahl entsprechender Prozeßparameter auf chemischen Dünngoldschichten auch mit einem leistungsstarken Thermosonic-Bond- verfahren prozeßsicher gebondet werden kann. Die Untersuchungen zeigen dabei auf, welche Leiterplattenoberflächen (Rauhigkeit, Schichtdicken etc.) geeignet und unter Kostenaspekten sinnvoll sind.
Es wird ebenso versucht, die von verschiedenen Seiten aufgestellten Forderungen an eine bondbare Oberfläche kritisch zu beleuchten und zu hinterfragen.
Letzendlich muß es das Ziel sein, gemeinsam mit Leiterplattenherstellern, Bestückern und Bondgeräteherstellern einen unter Zuverlässigkeits- und Kostenaspekten optimierten COB-Prozeß darzustellen. Der vorliegende Beitrag versucht einen Schritt in diese Richtung.

1 Einleitung

Die elektrolytische Kupferabscheidung stellt einen wichtigen technologischen Teilschritt bei der Herstellung von Leiterplatten dar. Die Qualität der abgeschiedenen Kupferschichten beeinflußt entscheidend die Zuverlässigkeit der Leiterplatte. Eigenschaften der galvanisch erzeugten Schichten stehen dabei in enger Wechselbeziehung mit ihrer Struktur. Um solche Eigenschaften, wie zum Beispiel gute Streufähigkeit und Einebnung des Kupferelektrolyten, hohe Duktilität und niedrige innere Spannungen der Kupferschichten zu gewährleisten, kommen verschiedenartige Additive zum Einsatz. Es ist deshalb wissenswert zu erfahren, wie sich die Struktur der Kupferschichten durch den Einfluß von Elektrolytzusätzen verändert. Wie aus der Praxis der Leiterplattenverkupferung bekannt ist [8], treten bei der Einhaltung der geforderten Schichtqualität Probleme vor allem bei Neuansatz und beim Ausarbeiten des Kupferelektrolyten auf.

Seit einigen Jahren wiederholt sich zum Ende des Schuljahres das gleiche Bild: Politiker appellieren an Wirtschaft und Handwerk, Ausbildungsplätze zu schaffen, damit jeder Schulabgänger seine Chance zum Einstieg in unsere Industrie- und Dienstleistungsgesellschaft wahren kann und nicht schon am Anfang seines Lebens das Gefühl bekommt, nicht gebraucht zu werden. Diese Feuerwehraktionen machen deutlich, daß die bedarfsgerechte Entwicklung des Arbeits „marktes” von der Wirtschaft viel zu wenig beachtet wird. Welche Berufsbilder sind gefragt, um die Produkte der Zukunft, wie sie in den road maps beschrieben werden, herzustellen? Anstelle konkreter Arbeitsmarktanalysen und praktischen Folgerungen treten Allgemeinplätze von der großen Bedeutung der Ausbildung von Facharbeitern und Ingenieuren für die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft und den Industriestandort Deutschland.

Nachfolgend ist eine Empfehlung des schweizerischen Bundesamtes für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) wiedergegeben, die auf der Beobachtung basiert, daß sich unter gewissen Bedingungen Metallhydroxidschlämme durch Nachreaktionen erwärmen und in der Folge ggf. zu Bränden führen können.
Diese Empfehlung beruht offenkundig auf allerersten Beobachtungen und ist noch nicht durch eingehende Untersuchungen umfassend bestätigt. Bislang sind in Deutschland derartige Fälle nicht bekannt geworden; das schließt aber Einzelfälle nicht grundsätzlich aus. Es besteht jedoch bei der deutschen Reglementierungs-Wut durchaus die Gefahr, daß man aufgrund der nachfolgenden ersten Empfehlung auch bei uns die Handhabung von Schlämmen weiter kompliziert. Deshalb kommt einer weitergehenden Untersuchung des angesprochenen Phänomens dahingehend Bedeutung zu, daß die Bedingungen der offenbar seltenen Fälle derartiger Schlammerwärmungen sehr genau definiert werden, um nicht pauschal sämtliche Schlämme mit zusätzlichen Auflagen zu belasten.

Was haben Galvanotechnik und Meeresverschmutzung miteinander zu tun? Schlämme aus der Galvanik enden nachweislich vielfach auf den Sonderabfall-Deponien und nicht in den Ozeanen.
Das ist - leider - noch immer die Praxis. Ein erheblicher Teil der Galvanik-Schlämme wäre zu einem reellen Preis verwertbar. Z. Zt. scheinen jedoch die Deponien aufgrund des insgesamt rückläufigen Abfallaufkommens mit Dumpingpreisen um Abfall zu werben, so daß dieser Weg der Entsorgung billiger erscheint als die offerierten Verwertungswege.

Verbund- und integrierte Systeme erzielen hohe Zuwachsraten, nachsorgende Technologien hatten größte Marktanteile, aber stagnieren

Die Umwelttechnologie-Entwicklung in Deutschland ist nach der jüngsten Untersuchung der Unternehmensberatung Helmut Kaiser, Tübingen, gespalten.

Die nachsorgenden, also die traditionellen Reinigungstechnologien halten die eindeutig größten Marktanteile, aber stagnieren. Additive Systeme, die die nachsorgenden ergänzen, werden hohe Zuwachsraten erzielen, ebenso wie die integrierten Technologien, die in den Produktionsprozeß eingegliedert sind.

Die folgenden Ausführungen basieren auf Befragungen bei Unternehmen und öffentlichen Auftraggebern sowie den Auswertungen der staatlichen Ausgaben und Programme, der Gesetze und deren Vollzug für den deutschen Raum.

Wesentliche Verpflichtungen zur Reduzierung der Emissionen flüchtiger Kohlenwasserstoffe

Am 29. September 1997 ist das Protokoll zur Bekämpfung von Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) in Kraft getreten. Dieses inter- nationale Übereinkommen, das im Rahmen des Genfer Übereinkommens über weiträumige Luftverunreinigung im November 1991 in Genf auch von Deutschland gezeichnet worden war, sieht wesentliche Verpflichtungen zur Reduzierung der Emissionen flüchtiger Kohlenwasserstoffe vor. Die Vertragsstaaten verpflichten sich, die Emissionen dieser Stoffe zu begrenzen und gegenüber der zweiten Hälfte der 80er Jahre um 30 % zu verringern. Für Deutschland bedeutet das: Die jährlichen nationalen Emissionen müssen bis zum Jahr 1999 gegenüber dem Niveau von 1988 um 30 % abgebaut werden. Außerdem werden in dem Protokoll bestimmte Maßnahmen festgelegt, die die Parteien durch- führen müssen, um ihre Emissionen nach dem Stand der Technik zu begrenzen. Bundesumweitministerin Dr. Angela Merkel: „Wir haben diese Aufgabe bereits erfüllt. Schon 1994 haben wir in ganz Deutschland über 33 % weniger flüchtige organi-che Verbindungen emittiert als im Basisjahr 1988.“

Die in unterschiedlichsten Produktionsprozessen entstehenden Geruchs- und Schadstoffemissionen sind vielfach an Aerosole gekoppelt. Dabei reicht deren Größenspektrum vom Mikrobereich bis zum mit bloßem Auge sichtbaren Aerosol. Der Einfluß auf den Menschen und die Beeinträchtigung der Gesundheit ist zu verhindern oder zu minimieren. Aufwendige Hallenbelüftungen verdünnen zwar die Konzentration, eliminieren aber nicht die Emissionen. Erfassung am Entstehungsort, filtern und energiesparende Luftrückführung sind die Alternativen, wenn sich Emissionen schon nicht vermeiden las- sen.

So wie anorganische Stoffe ihre beste Löslichkeit im anorganischen Wasser aufweisen, so lassen sich organische Substanzen in der Regel optimal in organischen Flüssigkeiten lösen.
In der Oberflächentechnik betrifft dieses insbesondere die Lösung von Ölen, Fetten und ähnlichen Stoffen sowohl zur Reinigung der Oberflächen für anschließende Beschichtungen als auch den Ansatz von definierten Öl- oder Fett-Lösungen zur definierten Oberflächenbefettung zwecks Korrosionsschutz.
Im Bereich der Lackiertechnik bilden organische Flüssigkeiten vielfach die Basis für die Dispersion oder Lösung von Farben zum Zweck dekorativer und korrosionsschützender Anstriche. Auch wenn heute ein zunehmender Teil der Anstrichstoffe in Wasser verdünnt angeliefert wird, so benötigt deren Produktion dennoch organische Lösemittel.