Desmearing von Leiterplatten mit Niederdruckplasma sorgt für höchste Präzision als auch Zuverlässigkeit. Erfahren Sie mehr in unserem Fachbeitrag.
Plasma Desmearing einfach erklärt
Unter Plasma-Desmearing (mit Niederdruckplasma) versteht man die präzise Entfernung von Bohrschmiere auf Leiterplatten (Mehrlagenplatinen / PCBs). Dies ist entscheidender Prozess in der Leiterplattenherstellung, um Rückstände (Smear) in feinen Durchkontaktierungen (Vias) moderner Multilayer-Designs zu entfernen. Die Bohrschmierentfernung sorgt dabei für zuverlässige Verbindungen vor der Metallisierung.
Auftretende Probleme durch Smear
Was ist Smear?
Als Smear bezeichnet man Harzrückstände, welche durch mechanische Bohrungen von Löchern (Vias) bei der Leiterplattenherstellung entstehen. Das mechanische Bohren erzeugt Hitze, die das Harz (z.B. FR4) schmelzen lässt. Beim Abkühlen entsteht, oftmals vermischt mit Bohrmehl, eine isolierende Schicht auf den Kupferinnenlagen im Bohrloch. Diese Schicht wird als „Smear“ oder „Bohrschmiere“ bezeichnet.
Auftretende Probleme
Unbehandelte Multilayer-Leiterplatten haben oftmals Probleme mit schlechten elektrischen Verbindungen, da Smear isolierend wirkt. Eine direkte bzw. zuverlässige Kontaktierung zwischen der Innenlage und der später galvanisch abgeschiedenen Kupferhülse wird dadurch verhindert. Dies führt u.a. zu:
– Fehlstellen & Ausfälle: Ungenügende Anbindung kann zu erhöhten Widerständen, intermittierenden Kontakten oder sogar offenen Stromkreisen führen.
– Reduzierte Zuverlässigkeit: Insbesondere bei High-Reliability-Anwendungen (Medizintechnik, Automotive, Luft- und Raumfahrt) ist Smear inakzeptabel.
Desmearing-Verfahren und ihre Grenzen
Klassischerweise wird Desmearing nasschemisch durchgeführt, meist mit konzentrierten Chemikalien wie Kaliumpermanganat in stark alkalischer Lösung. Nachteile nasschemischer Verfahren:
- Einsatz aggressiver Chemikalien.
- Hoher Wasserverbrauch und Abwasserbelastung.
- Schwierige Prozesskontrolle bei feinsten Strukturen und hohen Aspektverhältnissen.
- Potenzielle Materialunverträglichkeiten bei modernen Leiterplattenmaterialien.
- Weniger gleichmäßige Ergebnisse in tiefen, engen Bohrlöchern.
Niederdruckplasma als top Lösung
Die Niederdruckplasma-Technologie bietet eine überlegene Alternative für das herkömmliche Desmearing mit Nasschemie. Bei diesem Verfahren werden Leiterplatten in eine Vakuumkammer eingebracht. Ein Prozessgas (oder Gasgemisch) wird bei niedrigem Druck (typ. 0,1 – 1 mbar) eingelassen und durch Energiezufuhr (Hochfrequenz oder Mikrowelle) ionisiert, wodurch Niederdruckplasma bzw. Vakuumplasma entsteht.
Plasma erreicht u.a. Mikro-, Blind- und vergrabene Durchkontaktierungen, wo die Nasschemie an ihre Grenzen stößt. Die ist beispielsweise unverzichtbar für HDI-Leiterplatten (High-Density Interconnect). Der Plasma-Desmear-Prozess sorgt für eine Feinstreinigung der Bohrlöcher, entfernt effektiv Smear bzw. Harzrückstände von den Oberflächen. Dies sorgt für saubere Durchkontaktierungswände und verbessert so die elektrische Leitfähigkeit.
Im Gegensatz zu chemischen Methoden ätzt oder schwächt unser Niederdruckplasma das Kupfer nicht an und verbessert auch die Kupferhaftung an Oberflächen. Weitere Vorteile sind zudem:
- Gleichmäßige und kontrollierte Reinigung von Leiterplatten ✓
- Saubere Durchkontaktierung unabhängig von Komplexität ✓
- Klappt für PCB-Materialien wie FR4, Polyimid oder PTFE ✓
- Ideal für HF-, Mikrowellen- und Hochfrequenz-Leiterplatten ✓
- Kein Einsatz von giftigen Chemikalien sowie Entsorgungen ✓
- Erhöhte Arbeitsplatzsicherheit erhöht und Umweltschonung ✓
Kurz gesagt: Desmearing mit Niederdruckplasma ist umweltfreundlich, zuverlässig und kostengünstig.