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Im vergangenen Jahr belief sich die weltweite Leiterplattenproduktion auf etwa 97 Mrd. $. Davon wurden in Asien 94 % hergestellt, während sich der europäische Anteil auf 2,2 % belief.
Nach dem Tiefpunkt im Corona-Jahr 2020 mit einem Produktionsvolumen in Europa von nur 1,4 Mrd. € hat sich die europäische Leiterplattenindustrie in den letzten beiden Jahren auf nunmehr knapp 1,7 Mrd. € erneut erholt und liegt damit 11,5 % unter dem Stand von 2010. Die Zahl der Firmen ging allerdings im gleichen Zeitraum um 43 % auf nur noch 172 Unternehmen zurück.
Vor dem geopolitischen Hintergrund des Handelskrieges der USA mit China, des Krieges zwischen Russland und der Ukraine sowie des wirtschaftlichen Rückgangs Chinas nach den überzogenen Corona-Maßnahmen wurden die Prognosen 2023 für das globale wirtschaftliche Wachstum auf nur + 2,1 % (nach + 3,1 % im Vorjahr) revidiert.

Der Autor besucht seit über 40 Jahren PCB-Hersteller in Südostasien, wobei er diese Tätigkeit während der Covid-Pandemie einstellen musste. Zuletzt reiste er im Januar 2020 nach Singapur und Vietnam. Er besuchte die meisten großen Leiterplattenhersteller in Singapur, Malaysia, Thailand, Vietnam, den Philippinen und Indonesien, einige häufiger als zehnmal im Laufe der Jahre. Er nahm zahlreiche Fotos von den besuchten Werken auf, die dem besseren Verständnis der Leiterplattenindustrie in der Region dienen. Zwei davon zeigt diese Kolumne.

Als der Autor 1995 damit begann, Umsatzdaten von weltweit führenden Leiterplattenherstellern im NTI-100 zu sammeln, stand die 100 für die Top-100-Hersteller. Anfang 2000 änderte er die Bedeutung in ,Hersteller mit einem Umsatz von 100 Mio $ pro Jahr und mehr‘. Inzwischen besteht die Liste aus 115 Unternehmen – und ein gutes Dutzend steht kurz davor, die Eintragsvoraussetzung zu erfüllen. 46 der aktuell gelisteten Unternehmen (40 %) sind in China zu Hause. Der Marktanteil Chinas liegt (noch) hinter Taiwan (33 %) und Japan (21,6 %) an dritter Stelle (21,3 %).

Vor 80 Jahren begann mit der Einreichung des Patents US2441960A von Paul Eisler das Zeitalter der modernen Leiterplatte. Sie ist heute aus der Elektronik nicht mehr wegzudenken. Eislers Erfindung zählt zu den Technologien, die die Menschheitsgeschichte verändert haben. Dipl. Ing. Manfred Hummel gibt mit diesem Artikel einen Überblick über die komplexe Historie.
Mit dem 19. Jahrhundert begann ein Zeitalter unglaublicher Erfindungen. Um nur einige wenige Beispiele zu nennen: Die Erfindung der Telegrafie ermöglichte es, Informationen schnell über die ganze Welt zu verbreiten. Elektromotoren ersetzten Dampfmaschinen. Ganze Regionen wurden mit Strom versorgt. Die Unterhaltung wurde bereichert durch Radiogeräte, Filme und Kino. Auch entstanden Nähmaschinen, der Verbrennungsmotor und die ersten Autos. 1880 wurde die Glühbirne von Tomas Alva Edison populär, und Städte und Dörfer wurden erleuchtet.

Die Korrosion von Leiterbahnen auf keramischen Schaltungsträgern erfordert einen Spalt zwischen dem Vergussmaterial und dem Keramiksubstrat, in welchem Feuchtigkeit kondensieren kann. Innerhalb dieses Mikroklimas treten hohe Konzentrationen von Metallionen auf und diese können Dendriten von einer Elektrode zur anderen bilden. Stoffe, die Schwefel oder andere korrosive Elemente enthalten, wirken bei geringen Konzentrationen als Katalysator. Begleitet wird dendritisches Wachstum von Teilentladungen, welche den Luftspalt sowie die hohe elektrische Feldstärke an der Metallisierungskante ausnutzen. In dieser Arbeit wird eine phänomenologische Studie zum Dendritenwachstum in Tröpfchen verschiedener Flüssigkeiten auf verschiedenen Keramik- substraten vorgestellt und mit der Zeit und dem Leckstrom korreliert. Darüber hinaus wird das ,Worst-Case-Szenario‘ von delaminiertem Silikongel mit eingeschlossenem Wasser betrachtet, um das dendritische Wachstum zwischen Silikongel und Keramiksubstrat beschreiben zu können. Durch einen Vergleich der Ergebnisse verschiedener Korrosionsuntersuchungen konnte ein besseres Verständnis der Einflussfaktoren der Korrosion und ihrer Wechselwirkungen erreicht werden. Darüber hinaus werden die verschiedenen möglichen chemischen Edukte und Produkte im Rahmen dieser Arbeit diskutiert. Abschließend wird eine kurze Zusammenfassung zu Korrosionsursachen und Korrosionsschutz gegeben.

Microvias zur elektrischen Verbindung der Lagen in Leiterplatten machen bei HDI-PCBs hohe Anschlussdichte möglich. Suboptimale Bodenanbindung, die zu Feldausfällen führt, kann mit Temperaturwechsel- (TWT) und Interconnect Stress Test (IST) entdeckt werden. Im Allgemeinen sind Microvias sehr zuverlässige Strukturen, da sie sich meist nur von einer Lage zur nächsten erstrecken und somit der mechanische Stress aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung von Basismaterial und Kupfer vergleichsweise gering ausfällt. Dennoch können natürlich auch Microvias aufgrund thermischer Belastungen ausfallen, wobei der bekannteste Ausfallmechanismus das Abreißen der Microvias vom Lochboden ist. Dieser Effekt tritt verstärkt bei ‚stacked‘ Microvias auf, ist jedoch auch bei anderen Aufbauten detektierbar. In der Schliffanalyse erscheint dieses Fehlerbild als dünne, zum Teil schwer erkennbare Trennlinie, die sich bei näherer Untersuchung, z. B. mittels FIB, als Separation herausstellt.

Im NTI-100-Bericht für 2021 wurden die 146 führenden Leiterplattenhersteller der Welt aufgelistet mit der Feststellung, dass sich der Konzentrationsprozess der Weltproduktion auf die asiatischen Mitglieder der NTI-100-Liste stetig fortsetzt [1]. Dieser Auftakt der Kolumne gibt anhand vieler Beispiele weitere Informationen darüber, wie sich die PCB-Branche in Südostasien gegenwärtig weiterentwickelt und dass die umfangreichen Investitionen der großen Boardproduzenten zu weiteren Verschiebungen in der NTI-100-Liste für 2022 führen werden. Weitere Beispiele behandelt die Kolumne in Heft 5/2023.

Mit der Ausgabe 9/2023 zum Thema ‚80 Jahre Leiterplatte‘ beginnt eine Artikelserie, in der wir ‚Veteranen‘ der Branche zu ihrem Lebenswerk und zu der Geschichte der Leiterplatte befragen. Auftakt ist ein Interview mit Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Scheel, einem der Mitgründer des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) in Berlin. Er leitetet lange Jahre die Abteilung für Baugruppentechnologie und gilt als ‚Vater der elektrooptischen Leiterplatte‘ (EOCB).

Einführung: Dies ist der 26. NTI-100 Bericht. Wie in den letzten Jahren lautet eine grobe Schlussfolgerung: ‚Groß wird noch größer und noch schneller‘. Aufgrund der für den Dollar günstigen Wechselkurse im Jahr 2022 rechnete der Autor mit einigen Veränderungen in der Rangliste, aber sie glich ungefähr jener des Jahres 2021. Die japanischen Hersteller überraschten den Autor. Ihre Position bleibt trotz eines Wertverlusts des Yens von 20 % gegenüber dem Dollar in der Welt gegenüber 2021 fast unverändert. Inländische Kunden wollten wegen der Unterbrechung der Lieferkette in China Leiterplatten aus dem eigenen Land beziehen, was zu einem guten Auftragseingang führte. Wie in der Vergangenheit möchte sich der Autor bei verschiedenen Handelsorganisationen und vielen Firmen und Freunden bedanken, die wichtige Informationen zur Verfügung gestellt haben, die die Erstellung dieses Berichts ermöglichten. Für eventuelle Fehler in diesem Bericht trägt der Autor die volle Verantwortung.

Die neue Leiterplattenoberfläche EPAG (Electroless Palladium, Autocatalytic Gold) betritt voraussichtlich im Juni 2014 den Leiterplattenmarkt und wird dann kommerziell erhältlich sein. Die Erstinstallation erfolgt bei der APL Oberflächentechnik GmbH in Lörrach. EPAG wird von Atotech unter dem Handelsnamen PallaBond vertrieben. Für APL war es wichtig, eine neue, innovative Oberfläche zur Erweiterung des Produktportfolios einzuführen. Denn die Elektronikbranche hat sich verändert und wird sich weiter verändern, so dass die neue Oberfläche EPAG eine ideale, zukunftsträchtige Ergänzung darstellt. Nachfolgend werden die Eigenschaften der neuen Oberfläche vorgestellt.