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PSA- Vorproduktionstechnik

Kundendaten (Gerber) werden zur Erstellung der Fertigungsdaten für die jeweilige Leiterplatte verwendet (Artworks für Bildverarbeitungsprozesse und Bohrdaten für Bohrprogramme). Ingenieure vergleichen Anforderungen/Spezifikationen mit den Möglichkeiten, um die Konformität sicherzustellen und die Prozessschritte sowie die zugehörigen Prüfungen festzulegen.

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Wesentliches Problem

Materialien verschiedener Art werden von zugelassenen Quellen bezogen und bis zum Bedarf in kontrollierten Umgebungen gelagert. Mithilfe von FIFO-Systemen wird spezifisches Material für eine bestimmte Bestellung in die Produktion freigegeben, wobei die Grundmaterialien auf die benötigten Größen zugeschnitten werden. Alle verwendeten Materialien können bis zu ihrer Herstellungscharge zurückverfolgt werden.

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Innere Schicht

Im ersten Schritt wird das Bild mithilfe einer Kunstfolie auf die Plattenoberfläche übertragen. Dabei kommen lichtempfindliche Trockenfilme und UV-Licht zum Einsatz, die den durch das Bild freigelegten Trockenfilm polymerisieren. Dieser Prozessschritt wird in einem Reinraum durchgeführt.

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Ätzen der Innenschicht

In Schritt 2 wird das unerwünschte Kupfer durch Ätzen von der Platte entfernt. Anschließend wird der verbleibende Trockenfilm entfernt, sodass die Kupferschaltung entsprechend dem Design zurückbleibt.

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AOI der inneren Schicht

Überprüfung der Schaltkreise anhand digitaler „Bilder“, um sicherzustellen, dass die Schaltkreise dem Entwurf entsprechen und fehlerfrei sind. Dies geschieht durch Scannen der Platine. Anschließend überprüfen geschulte Prüfer alle beim Scannen festgestellten Anomalien.

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Laminierung

Die inneren Schichten werden mit einer Oxidschicht versehen und anschließend mit Prepreg zur Isolierung zwischen den Schichten „gestapelt“. Kupferfolie wird oben und unten auf den Stapel aufgebracht. Der Laminierungsprozess nutzt eine Kombination aus spezifischer Temperatur und Druck über eine bestimmte Zeit, um das Harz im Prepreg fließen zu lassen und die Schichten zu einem festen Mehrschichtpaneel zu verbinden.

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Bohren

Nun müssen die Löcher gebohrt werden, die später die elektrischen Verbindungen innerhalb der Multilayer-Leiterplatte herstellen. Dies ist ein mechanischer Bohrprozess, der optimiert werden muss, um eine korrekte Ausrichtung aller Verbindungen innerhalb der Innenlagen zu gewährleisten. Die Platten können dabei gestapelt werden. Alternativ kann das Bohren auch mit einem Laser erfolgen.

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Parathormon- Durchkontaktiertes Loch

Durchkontaktierung erzeugt eine hauchdünne Kupferschicht, die die Lochwand und das gesamte Panel bedeckt. Ein komplexer chemischer Prozess, der streng kontrolliert werden muss, um eine zuverlässige Kupferschicht auch auf der nichtmetallischen Lochwand zu gewährleisten. Obwohl die Kupfermenge allein nicht ausreicht, wird nun eine elektrische Kontinuität zwischen den Schichten und durch die Löcher gewährleistet.

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Plattenbeschichtung

Die Plattenbeschichtung folgt auf die PTH-Beschichtung und sorgt für eine dickere Kupferschicht auf der PTH-Schicht – typischerweise 5 bis 8 µm. Diese Kombination dient der Optimierung der zu beschichtenden und zu ätzenden Kupfermenge, um die Anforderungen an Leiterbahnen und Abstände zu erfüllen.

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Bild der äußeren Schicht

Ähnlich wie der Innenschichtprozess (Bildübertragung mit lichtempfindlichem Trockenfilm, Bestrahlung mit UV-Licht und Ätzen), jedoch mit einem Hauptunterschied: Wir entfernen den Trockenfilm dort, wo wir das Kupfer behalten/die Schaltkreise definieren möchten, damit wir später im Prozess zusätzliches Kupfer aufbringen können. Dieser Prozessschritt wird in einem Reinraum durchgeführt.

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Musterplatte

Zweite elektrolytische Beschichtungsstufe, in der die zusätzliche Beschichtung in Bereichen ohne Trockenfilm (Schaltkreise) aufgebracht wird. Erhöht die Beschichtungsdicke und beträgt durchschnittlich 25 µm/min. 20 µm durch das Loch. Nach der Kupferbeschichtung wird Zinn zum Schutz des plattierten Kupfers aufgetragen.

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Ätzen der äußeren Schicht

Dies ist normalerweise ein dreistufiger Prozess. Der erste Schritt besteht darin, den blauen Trockenfilm zu entfernen. Im zweiten Schritt wird das freiliegende/unerwünschte Kupfer weggeätzt, während die Zinnablagerung als Ätzschutz das benötigte Kupfer schützt. Der dritte und letzte Schritt besteht darin, die Zinnablagerung chemisch zu entfernen, sodass die Schaltkreise erhalten bleiben.

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Äußere Schicht AOI- Automatisierte optische Inspektion

Genau wie bei der Innenschicht-AOI wird die abgebildete und geätzte Platte gescannt, um sicherzustellen, dass die Schaltkreise dem Entwurf entsprechen und keine Defekte aufweisen.

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Lötstoppmaske

Lötstopplack wird auf die gesamte Leiterplattenoberfläche aufgetragen. Mithilfe von Vorlagen und UV-Licht werden bestimmte Bereiche dem UV-Licht ausgesetzt. Die nicht belichteten Bereiche – typischerweise die Bereiche, die als lötbare Flächen dienen – werden während des chemischen Entwicklungsprozesses entfernt. Der verbleibende Lötstopplack wird anschließend vollständig ausgehärtet und erhält so eine widerstandsfähige Oberfläche. Dieser Prozessschritt wird in einem Reinraum durchgeführt.

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Siebdruck

Die gewünschten Zeichen, Logos oder Markierungen werden mit einem speziellen Tinten- oder Beschriftungsverfahren auf die Leiterplattenoberfläche gedruckt. Mithilfe von Vorlagen und präziser Ausrichtung wird der Text auf die dafür vorgesehenen Bereiche aufgebracht, typischerweise zur Bauteilbeschriftung, Polaritätsanzeige oder anderen Identifikationszwecken. Die aufgetragene Tinte wird anschließend ausgehärtet, häufig durch UV-Bestrahlung oder thermische Trocknung, um eine dauerhafte und gut lesbare Oberfläche zu gewährleisten. Dieser Schritt erfolgt in einer kontrollierten Umgebung, um Genauigkeit und Sauberkeit zu gewährleisten.

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Oberflächenbeschaffenheit

Anschließend werden verschiedene Oberflächenbehandlungen auf die freiliegenden Kupferflächen aufgetragen. Dies dient dem Schutz der Oberfläche und einer guten Lötbarkeit. Zu den verschiedenen Oberflächenbehandlungen gehören beispielsweise Chemisch Nickel, Immersion Gold, HASL, Immersion Silver usw. Es werden stets Dicken- und Lötbarkeitstests durchgeführt.

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Profilerstellung

Dabei werden die Fertigungsplatten auf Grundlage des in den Gerber-Daten definierten Kundendesigns in spezifische Größen und Formen zugeschnitten. Für die Bereitstellung der Array- oder Verkaufsplatten stehen drei Hauptoptionen zur Verfügung: Ritzen, Fräsen oder Stanzen. Alle Abmessungen werden anhand der vom Kunden bereitgestellten Zeichnung gemessen, um die maßliche Richtigkeit der Platte sicherzustellen.

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ET- Elektrischer Test

Wird zur Überprüfung der Integrität der Leiterbahnen und der Durchgangslochverbindungen verwendet, um sicherzustellen, dass auf der fertigen Platine keine Unterbrechungen oder Kurzschlüsse vorhanden sind. Es gibt zwei Testmethoden: Flying Probe für kleinere Volumina und Fixture-based für größere Volumina.

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Endkontrolle

Mithilfe manueller Sichtprüfung und AVI wird die Leiterplatte mit der Gerber-Platine verglichen. Die Prüfgeschwindigkeit ist höher als beim menschlichen Auge, erfordert aber dennoch eine menschliche Überprüfung. Alle Bestellungen werden außerdem einer vollständigen Prüfung unterzogen, einschließlich Maßhaltigkeit, Lötbarkeit usw.

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Verpackung

Die Bretter werden verpackt und anschließend in Kartons verpackt, bevor sie mit dem gewünschten Transportmittel versendet werden.