Herstellungsverfahren
Leiterplatten können für unterschiedliche Anwendungen in unterschiedlichen Verfahren und Oberflächentechniken hergestellt werden.
Als Oberflächen stehen zur Verfügung:
- Chemisch Silber "Standardoberfläche" (Gute Lötbarkeit in blankem Zustand, RoHS-konform)
- Chemisch Nickel-Gold "ENIG" (Gute Lötbarkeit, bondbar, RoHS-konform)
- Kupfer blank (Oxidiert rasch, verschlechterte Lötbarkeit, RoHS-konform)
- Galvanisch Zinn (Neigt zur Oxidation, verschlechterte Lötbarkeit und Zuverlässigkeit der Lötstellen, RoHS-konform)
- Hot-Air-Leveling mit Bleizinn wird ab 2016 nicht mehr angeboten
Die folgende Übersicht ist nicht vollständig, sie soll nur einen Überblick geben.
Chemisch-Silber-Technik mit und ohne Lötstopp
Die gesamte Kupferstruktur der Leiterplatte wird chemisch mit einer dünnen Nickel-Gold-Schicht versehen. Darauf kann optional Lötstopplack mit ausgesparten Lötbereichen aufgebracht werden.
- Anwendung: Feinleiter- und Feinstleitertechnik, Mikrofein- und Mikrofeinstleiterschaltungen, SMD-Bestückung, Mikrowellenschaltungen, Dünnschichtschaltungen, Hybridschaltungen, Chip-Träger, Direktsteckverbindungen.
- Vorteile: Feine Kupferstrukturen möglich, guter Schutz der Oberfläche, gute Lötbarkeit und bedingt bondbar. RoHS-konform.
- Nachteile: Begrenzte Lagerfähigkeit, läuft nach einiger Zeit dunkel an.
Gold-Technik (chem. NiAu) mit und ohne Lötstopp
Die gesamte Kupferstruktur der Leiterplatte wird chemisch mit einer dünnen Nickel-Gold-Schicht versehen. Darauf kann optional Lötstopplack mit ausgesparten Lötbereichen aufgebracht werden.
- Anwendung: Feinleiter- und Feinstleitertechnik, Mikrofein- und Mikrofeinstleiterschaltungen, SMD-Bestückung, Mikrowellenschaltungen, Dünnschichtschaltungen, Hybridschaltungen, Chip-Träger, Direktsteckverbindungen, Bondverbindungen.
- Vorteile: Feine Kupferstrukturen möglich, sehr guter Schutz der Oberfläche, gute Lötbarkeit und bondbar. RoHS-konform.
- Nachteile: Aufwendig und teuer. Begrenzte Lagerfähigkeit.
Ein- oder zweiseitige nicht durchkontaktierte Leiterplatte in Tenting-Technik
Statt eines Metallätzresistes, wird der Galvanoresist mit einer Negativmaske belichtet und als Ätzresist verwendet. Kupferstrukturen und Bohrungen sind also mit Galvanoresist bedeckt / überspannt. Es erfolgt kein Leiterbildaufbau. Die fertigen Leiterplatten können mit fast beliebiger Oberfläche (HAL, NiAu, Chem. Zinn, Chem. Silber,...) und Lötstopp versehen werden.
- Anwendung: Feinleiter- und Feinstleitertechnik, Mikrowellenschaltungen, Dünnschichtschaltungen bei definierten Wellenwiderständen und anderen definierten Leitungsparametern, insbesonders bei vorgegebener Cu-Schichtdicke, Multilayer-Innenlagen, einfache Layouts bei denen keine Durchkontaktierung notwendig ist.
- Vorteile: Feine Kupferstrukturen möglich, weniger aufwendig da Durchkontaktierung und Leiterbildaufbau entfallen.
- Nachteile: Negativmaske erforderlich. Keine Durchkontaktierung.
Bleizinn-Technik HOT-AIR-LEVELING mit und ohne Lötstopp
Nach dem Ätzen wird die gesamte Kupferstruktur mit Bleizinn umschmolzen.
- Anwendung: Relativ breite Leiterbahnen mit großen Strukturabständen bei etwas höherer Strombelastbarkeit, Prototypen auf denen noch Änderungen vorgenommen werden, einfache Schaltungen.
- Vorteile: Sehr guter Schutz der Kupferstrukturen, etwas höhere Strombelastbarkeit, gute Lötbarkeit, einfache Herstellung.
- Nachteile: Keine feinen Kupferstrukturen möglich. Durch das Umschmelzen verringern sich die Flankenabstände zwischen den Kupferstrukturen. Kurzschlüsse durch die Oberflächenspannung des PbSn sind möglich. Bei Reflow- oder Wellenlöten schmelzen des PbSn unter der LSM möglich (Orangenhauteffekt). Größere Gefahr von Verwindungen der Leiterplatte. Nicht RoHS-konform.
Nur-Kupfer-Technik mit Lötstopp und bleiverzinnten PADs
Die Kupferstruktur der Leiterplatte unter dem Lötstopplack ist Kupfer blank. Zur besseren Haftung des Lötstopplackes kann die Cu-Oberfläche optional durch Schwarzoxidation vergrößert werden. Die Pads und andere vom Lötstopp frei gesparten Kupferflächen werden verzinnt (HAL = Hot Air Leveling, Aufschmelzen von Zinn / Bleizinn auf freiliegendes Kupfer)
- Anwendung: Feinleiter- und Feinstleitertechnik, SMD-Bestückung, Dünnschichtschaltungen, Hybridschaltungen, bei definierten Wellenwiderständen und anderen definierten Leitungsparametern.
- Vorteile: Feine Kupferstrukturen möglich, Leitungsparameter werden hauptsächlich von Kupfer und Basismaterial bestimmt, guter Schutz der Strukturen gegen Oxidation und andere Einflüsse durch den Lötstopplack, gute Lötbarkeit.
- Nachteile: Aufwendiger als reine Nur-Kupfer-Technik und Bleizinn-Technik, Lötstoppmaske erforderlich. Nicht RoHS-konform durch PbSn-HAL.