Vorbereitung der Innenlagen für den Pressvorgang
Hier sind wir wieder, um unsere virtuelle Werkstour fortzusetzen, um alle Schritte, die zur Herstellung einer Leiterplatte erforderlich sind, verständlicher zu machen.
Nach der automatisch optischen Inspektion (AOI) der Innenlagen werden folgende weitere Schritte durchgeführt:
- Stanzen der Registrierungsbohrungen;
- Vorbereitung der Kupferoberfläche .
1. Um die notwendigen Registrierungsbohrungen auf den Innenlagen zu erhalten, werden diese gestanzt. Somit können die Innenlagen für den Pressvorgang richtig zueinander ausgerichtet werden. Der Bediener legt jede Innenlage in die Stanzmaschine ein, die mit Hilfe eines optischen Systems die Innenlage selbst ausrichtet und die Registrierungsbohrungen stanzt.
Die Innenlagen werden mit einer „prognostizierten“ Größenänderung (Skalierung) in Bezug auf die Nennwerte bedruckt: In der Tat ändern die Innenlagen während des Pressvorgangs, aufgrund von Temperatur und Druck, sowie in Abhängigkeit vom Basismaterial und dem Kupferanteil, ihre Größe geringfügig. Diesen Veränderungen muss entgegengesteuert werden. Da man im Mikron (µ) Bereich arbeitet, kann die Anpassung nicht nach "Bauchgefühl" gemacht werden. Die Größenanpassung (Skalierung) beim Pressen beruht auf jahrelanger Erfahrung.
Die Form der Registrierungsbohrungen ist ebenfalls wichtig, um zu verhindern, dass die Innenlagen beim Pressvorgang gegeneinander verdreht sind.
Wie wir bereits erwähnt haben, erfordert die Herstellung von Leiterplatten ein breites Spektrum an Fachkenntnissen und Erfahrung, in dem chemische und mechanische Verfahren häufig vermischt werden.
2. Nach dem Stanzen der Innenlagen wird die Kupferoberfläche für den Pressvorgang vorbereitet. Das Hauptziel dieses Schrittes ist es, die Kupferoberfläche ausreichend anzurauen, um die bestmögliche Haftung mit dem Prepreg während des Pressvorgangs zu gewährleisten, mit dem Ziel, eines der kritischsten Risiken bei Leiterplatten zu vermeiden: die Delamination.
Die Aufbereitung der Kupferoberfläche erfolgt durch ein chemisches Verfahren, das von Technikern typischerweise als „Schwarzoxid“ bezeichnet wird. Es beruht auf der Oxidation der Kupferoberfläche, die ihr Aussehen von glänzend zu geschwärzt ändert. Entsprechend dieser Veränderung nimmt die Rauheit der Kupferoberfläche zu.
Ein weiterer Schritt zur Vermeidung der Delamination ist das „Trocknen der Innenlagen“ nach dem Schwarzoxidverfahren. Dieser thermische Prozess sorgt dafür, dass die Feuchtigkeit aus den Innenlagen entweicht, denn die Verdampfung von Feuchtigkeit während des Pressvorgangs kann dazu führen, dass das Harz des Prepregs nicht an den Innenlagen oder der Kupferfolie der Aussenlagen haftet.
Die Delaminierung kann sich nach dem Pressen, in Form von "Blasen" unter der Kupferfolie oder sogar noch später nach dem Ätzen der Aussenlagen zeigen, was zu "weißen Flecken" auf der Leiterplattenoberfläche führt oder in Form eines rosafarbenen Rings sichtbar wird.
Der rosafarbene Ring wird nach der Auflösung des Oxids während des Galvanisierungsprozesses sichtbar und weist auf eine lokale Delamination an der Schnittstelle zwischen Innenlage und Bohrung hin.
Aus diesem Grund ist eine ordnungsgemäße Vorbereitung der Kupferoberfläche in Verbindung mit dem Ausschluss von Feuchtigkeit ein "Muss", um Delamination während des Pressvorgangs zu verhindern.