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Technische Verbesserungen bei der Leiterplattenfertigung hieß das Leitthema der diesjährigen EIPC- Sommerkonferenz. Das anschließende ElPC-Seminar befaßte sich mit Trends bei der Mikromontage und dem CAD/CAM-Einsatz in der Leiterplattenentwicklung und -Produktion. Im folgenden geben wir uns interessant erscheinen- de Referate auszugsweise wieder.

Probleme, Problemlösungen und Tendenzen

1. Einleitung

Die Herstellung von Leiterplatten im Siebdruckverfahren ist nach wie vor ein gebräuchliches und zugleich kostengünstiges Herstellungsverfahren. Das Aufbringen des Leiterbildes ist auf relativ einfache Weise möglich, das Leiterbild kann beliebig oft und exakt zum Abdruck kommen und das Verfahren selbst zeichnet sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit aus. Diese Fakten sowie der Zwang, optimale Qualität und Quantität zu günstigen Preisen herstellen zu müssen, eröffnen dem Siebdruck immer wieder neue Chancen und Anwendungen.

1 Allgemeine Bemerkungen

Die Gleichmäßigkeit elektrolytisch abgeschiedener Metallüberzüge ist Voraussetzung für die Herstellung hochwertiger Leiterplatten. Häufig beobachtete Mängel an fertiggestellten Leiterplatten sind Hülsenausgasungen, Hülsen- bzw. Kantenrisse und schlechte Lötbarkeit nach Lagerung, Diese Fehler können u. a. auch die Folge ungleichmäßiger Metallauflagen sein.
Im Bereich der Leiterplattenfertigung werden Kupfer, Zinn, Nickel, Gold, Silber, die Piatinmetalle und die Legierung Bleizinn elektrolytisch abgeschieden. In der Metallresist-Technik sind die Abscheidung von Kupfer und Zinn bzw. Bleizinn notwendige Verfahrensschritte, um die gedruckte Schaltung herstellen zu können.

ln meinem Vorwort zur Productronica '81 hieß es: „Im Zeichen einer sich langsam wiederbelebenden Konjunktur werden von dieser Fachmesse besondere Impulse erhofft".
In der Tat hat sich die Konjunktur nur äußerst langsam erholt und manche Leiterplatten- und Zulieferbetriebe haben den Wettlauf mit der Zeit sogar verloren.

Hoher Zusatzverbrauch
in einebnenden Hochglanzkupferbädern

Frage: Der Verbrauch an Zusätzen in unseren Kupferbädern beträgt das Doppelte bis Dreifache der vom Lieferanten angegebenen Mengen. Wir haben schon mit verschiedenen Bädern gearbeitet, aber große Unterschiede konnten wir nicht feststellen. Wenn der Kupferüberzug auf den wichtigen Flächen hochglänzend und gut eingeebnet sein soll, reichen die angegebenen Zusatzmengen nicht. Da wir mehrere Kupferbäder mit großem Volumen betreiben, sind unsere Kosten sehr hoch und wir würden uns freuen, wenn jemand aus Ihrem Leserkreis zu unserem Problem Stellung nehmen könnte. Zur Information: Wir verkupfern verhältnismäßig kleine Teile, die auf Gestelle aufgesteckt und vor dem Ein- fahren in die Kupferbäder entfettet und vernickelt werden. Die Teile haben eine komplizierte Form und setzen eine hohe Streukraft des Elektrolyten voraus.

Bericht über ein Seminar von M + T in Stuttgart*)

Herr Lausmann begrüßte nach einer kurzen Einführung von Herrn Wölfle die mehr als 80 geladenen Gäste zu einem praxisnahen Seminar. Die Gründung der Firma M-T reicht zurück in das Jahr 1908, wo sie vor 75 Jahren als Tochtergesellschaft der Goldschmidt AG, Essen, in den USA gegründet wurde. 1958 erfolgte dann die Gründung als Tochter der holländischen Firma Metallic in Wuppertal, woraus die heutige M+T Chemicals entstand. Durch den Kauf der englischen Firma Alcan wurde eine große Palette von chemischen Nickeiverfahren übernommen.

Während die Leipziger Frühjahrsmesse in der Hauptsache auf die Fertigung elektronischer/mikroelektronischer Bauelemente ausgerichtet war („Galvanotechnik“ 5/83, S. 562-564), befaßte sich die Leipziger Herbstmesse (4. bis 10. September 1983) mit der Mikroelektronik als Produktivitätsfaktor und zeigte die Nutzung dieser Technik usw. Dabei zeigte sich, daß sich die durchaus hoffnungsvollen Ansätze aus dem Frühjahr dieses Jahres für einen Aufwärtstrend auch in den RGW(Comecon)- Staaten nicht weiterentwickelt haben.

Die Mehrzahl der über 500 Aussteller aus der Bundesrepublik Deutschland und aus Berlin (West) rechnet gegenwärtig nicht mit positiven Entwicklungen im innerdeutschen Handel.

Einige technische Exponate aus dem Angebot der DDR-Kombinate, die nach wie vor innerhalb der RGW-Staaten technisch „tonangebend“ sind, werden im folgenden Bericht kurz beschrieben.

Bericht überein Wissenschaftliches Kolloquium am 26. 9. 1983 anläßlich des 60. Jahrestages der Gründung des Forschungsinstitutes für Edelmetalle und Metallchemie (FEM), Schwäbisch Gmünd

Nicht Remineszenzen, sondern ein Überblick über den aktuellen Beitrag, den das Institut heute für Forschung und Entwicklung leistet, bildeten den Hauptinhalt des Kolloquiums, zu dem der Institutsleiter Dr. Ch. J. Raub etwa 100 in- und ausländische Gäste aus den Bereichen Hochschule, Forschungs- und Entwicklungsindustrie und Industrie begrüßen konnte. Es war keine Rückschau, die eigentlich berechtigt gewesen wäre, denn bis vor wenigen Jahren war das FEM weltweit das einzige Institut dieser Art, das nicht nur Forschung betrieb, sondern auch der Industrie diente.

Sechzig Jahre Sherardisieren


Zur Feier ihres Jubiläums veröffentlichte die Zinc Al- loy Rust Proofing Company, mit vier Werken eine der größten Sherardisierungsanstalten in England, eine Broschüre, die sich mit der Geschichte dieses Verfahrens befaßt. Es wurde im Jahre 1900 von Sherard Cowper-Coles, einem unabhängigen Erfinder durch Zufall entdeckt, als er Versuche machte, Stahlteile in geschlossenen Gefäßen in Anwesenheit von Zinkstaub als „inerter“ Füllung zu glühen. Er meldete noch im gleichen Jahr ein Patent an und erhielt für seine Erfindung 1904 auf der Ausstellung in St. Louis eine Goldmedaille. Im Jahre 1907 ehrte ihn die Britische Ingenieurorganisation mit einer Ehrenmedaille.

Schadenfälle aus der Praxis

Mitteilung aus dem Institut für Werkstoffkunde der Technischen Hochschule Darmstadt (Institutsleiter: Prof. Dr.-Ing. K. H. Kloos)

Fortsetzung von früheren Veröffentlichungen

Zink

Funktionell galvanisch verzinkt — Schadenfall f-4.4

Schaden

Spannelemente (Drahtdurchmesser etwa 5 mm) aus verqütetem (Zugfestigkeit etwa 1600 N/mm^ Federdraht C (Werkstoff-Nr. 1.1200, unlegierter Kohlenstoffstahl mit einem C-Gehalt > 0,50 Gew.%) wurden zu- nächst anodisch in alkalischer Lösung entfettet, dann gespült, in 5%iger inhibierter Salz- säure aktiviert, erneut gespült und mit einer Schichtdicke von 10 ym in einem schwach sauren Elektrolyten verzinkt.

Teil III: Der Zusammenhang von Ursache und Folge (Korrelation)

Bei der Fehlersuche wird oft vermutet, daß die Fehler durch bestimmte Faktoren verursacht werden. So kann man annehmen, daß ein bestimmter organischer Zusatz die Lötfähigkeit eines Schichtmetalles, z. B. von Kupfer negativ beeinflußt. Andererseits versucht man Eigenschaften eines Elektrolyten oder Überzuges zu verbessern und vermutet, daß dies durch bestimmte Maßnahmen geschehen kann. Beispielsweise setzt man voraus, daß ein erhöhter Schwefelsäuregehalt die Streuung eines sauren Kupferelektrolyten und damit auch eine Eignung zum Durchkontaktieren von Leiterplatten verbessert.
In beiden Fällen läßt sich durch Versuche feststellen, ob die Vermutung annähernd stimmt. Will man jedoch aus diesen Annahmen Folgerungen ziehen, die eine größere Reichweite haben, d. h. etwa man erwägt in der Serienfertigung den Elektrolyten zu ändern oder eine neue Dosiereinrichtung für Zusätze anzuschaffen, dann genügen solche orientierende Versuche nicht, sondern man müßte eine ganze, meist sehr kostspielige und langwierige Versuchsserie aufbauen.

Teil 2: Berechnungen in der Leiterplattentechnik (Beispiel)

Ein Beitrag für die Praxis der Galvanotechnik von Dipl.-Ing. Hans Zwach

Programmpraktiken

Bei der Eingabe des Programmes, auf dessen Grundlage bestimmte Berechnungen durchgeführt werden sollen, ist es notwendig, einige Praktiken zu beachten, die für den Taschencomputer SHARP PC 1211 (der in Teil 1 beschrieben wurde) erläutert werden.

1. Jedes Programm erhält einen Namen, unter dem es auf einer Tonbandkasette zu finden ist. Das Programm für das später aufgeführte Beispiel wurde unter der Bezeichnung „LP-1„ gespeichert. Beim Gerät SHARP PC 1211 werden Programme von der Tonbandkassette mit Befehl CLOAD (name) ENTER abgerufen.

Austausch von konventionellen Basismaterialien

Wenn die Frage nach der Anwendung von Aluminium gestellt wird, ist es angebracht, diese Frage komplex zu behandeln. Schon die Auslegung des Titels läßt Mißverständnisse zu, weil die Bezeichnung „Aluminium“ eine Materialvielfalt mit unterschiedlichen Verhaltensweisen präsentiert, wie sie bei keinem anderen Metall vorkommt.
Dazu kommt, daß „Aluminium“ oder besser gesagt die in der Technik vorkommenden Aluminiumlegierungen und deren metallurgischer Zustand von der Herstellungsweise und Nachbehandlung beeinflußt wird. Das hat unbedingten Einfluß auf weitere Behandlungen. Bei Fragen der Substitution muß die Überlegung bezüglich der richtigen Materialwahl deshalb bereits hier einsetzen.

Literaturrecherche zu Entwicklung, Eigenschaften, Anwendung und Aspekten, Teil 3

Schluß, die Teile 1 und 2 erschienen in den Heften Nr.9 und 10/1983

2.9 Gold- und Silberlegierungsschichten

2.9.1 Goldlegierungsschichten

2.9.1.1 Beschreibung der Goldlegierungsschichten
Au/Ni: Mit < 1 % Ni bereits als sehr harte Au-Legierungsschicht erkannt [96],
Au/Ni: Mit < 0,2 % Ni (Aw/dor-Hartgold) erzeugt mit gleichstromüberlagerten Stromimpulsen. Beherrschung von Legierungsfärbung und Ni-Gehalt durch Variieren von Spannung und Stromimpulsen [97].

1 Einleitung

Galvanische Überzüge aus reinem Gold haben in der Technik nur eine begrenzte Anwedung gefunden. Sie werden in hoher Reinheit (99,99 %) hauptsächlich in der Halbleiterelektronik angewandt. Die zur Abscheidung von reinem Gold angewandten Elektrolyte beruhen ausschließlich auf der cyanidischen Komplexverbindung des Goldes, dem Goldcyanoaurat (I) [1].
Bei der Abscheidung von Goldlegierungsüberzügen haben dagegen neben alkalischen, sauren und neutralen Elektrolyten auch solche auf Sulfitbasis praktische Anwendung gefunden.
Schon in früheren Arbeiten [2, 3] wurden die Sulfitkomplexe des Goldes und ihre Beständigkeit in wäßriger Lösung untersucht.

Verfahren und Anwendungstechnik

Das breite Anwendungsspektrum der chemischen Nickeiabscheidung und die eng abgegrenzten Spezifikationen erfordern einen intensiven Technologietransfer zwischen Lieferanten und Anwendern.

1. Einführung

Die meisten Metalle besitzen eine Farbe, die sich von weiß bis grau bewegt, Ausnahmen bilden nur Gold und Kupfer. Es ist bekannt, daß Legierungsbestandteile in Gold dessen Farbe ändern und Goldlegierungen aus Elektrolyten spezieller Zusammensetzung abzuscheiden, ist deshalb seit langem gebräuchlich. Durch Änderung der Elektrolytzusammensetzung und der Abscheidebedingungen ist es möglich, eine breite Palette von Farbtönen zu erhalten. Auf diesem Gebiete wurde schon in der Vergangenheit sehr viel Entwicklungsarbeit geleistet und es erschienen mehrere Übersichten in der Literatur [1-4].
In der vorliegenden Arbeit wird die Möglichkeit untersucht, Farbmessungen zur Kontrolle der Farbtöne von Goldüberzügen einzusetzen. Bisher ist in der Praxis der optische Vergleich durch Betrachten von Vergleichsmustern üblich [5,6].

Das Verhältnis von Preis und Nutzen bestimmt den Wert aller Dinge, auch den der Galvanotechnik und von galvanischen Schichten. Wie positiv dieses Verhältnis hier ist, drückte der früher ganz allgemein und heute zum Schaden der Branche weniger gebrauchte Ausdruck von der „galvanischen Veredlung“ aus. Er sagte zu Recht aus, daß der Nutzen beim Galvanisieren den notwendigen Aufwand um ein Vielfaches übertrifft. Man denke nur an den hohen Preis einer wertvollen (dick)-vergoldeten Armbanduhr, an die kupferkaschierte Kunststoffplatte, die durch galvanotechnisches Verfahren zur Leiterplatte wird oder an die Standzeiten hart- verchromter Werkzeuge. Man muß sich dies immer wieder ins Gedächtnis zurückrufen.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

M. Brockstedt, Kiel-Kronshagen Leiterpatten-Schnelldienst, Werk für gedruckte Schaltungen

Das Unternehmen wurde von Hans Jürgen Brockstedt gemeinsam mit seiner Frau Margitta vor zehn Jahren gegründet. Lediglich drei Personen stellten damals überwiegend einseitige Leiterplatten her, wobei zu bemerken ist, daß von Anfang an auch die Layout-Erstellung zu den Leistungen der Firma zählte. Auf Kundenwunsch begann man schon bald mit der Produktion von durchmetallisierten Schaltungen.