EPP 5-6.2020

SIT-Resist Aurosit
2149 (schwarz) nach
dem ENiG-Prozess.
Foto: Peters
Schematischer
Prozessablauf.
Foto: Peters
Erhöhte Sicherheit durch kombinierte Finish-Oberflächen
In der Leiterplattenfertigung erhalten
die vom Lötstopplack freigestellten
Kupferoberflächen typisch
ein „Finish“, um sie einerseits
bis zu den Bestückungsbzw.
Lötprozessen zu konservieren,
andererseits um definierte
dauerhafte Kontaktoberflächen
zu schaffen. Es existieren verschiedene
Verfahren, die sich sowohl
in ihrer technischen Funktion
als auch in den anfallenden
Prozess- und Materialkosten unterscheiden.
In der Regel erhält die Leiterplatte
nur ein einzelnes Finish über
die gesamte Oberfläche, welches
die Hauptanforderungen erfüllen
soll. Um die geforderten
Eigenschaften komplett zu erfüllen,
werden dabei Teilbereiche
der Leiterplatte mit Finish-Eigenschaften
versehen, die technisch
nicht notwendig sind und daher
zu unnötig höheren Kosten führen.
Alternativ müssen, um die
Kosten geringer zu halten, qualitativ
Abstriche gemacht werden.
Interessant sind unter diesem
Aspekt kombinierte Finish-Oberflächen
auf einer Leiterplatte, die
auch unter den Begriffen Mixed
Metal und Selective Imaging
Technologie geführt werden. In
diesem Beitrag wird der selektive
ENiG Prozess von Lackwerke
Peters näher betrachtet.
Der selektive ENiG Prozess wird
bevorzugt für die Fertigung von
mobilen Endgeräten mit HDI-
Technologie eingesetzt. Speziell
die Kombination von ENiG mit organischer
Surface Protection
(OSP) vereinbart die positiven Eigenschaften
der beiden Finish-
Technologien. ENiG liefert planare
Oberflächen mit ausgezeichneten
Kontakteigenschaften; sie
sind für das Drahtbonden geeignet,
abriebfest und lötfähig. OSP
hingegen ermöglicht Lötverbindungen
mit hohen Festigkeitswerten.
Mobile Endgeräte werden oft
mechanisch stärker belastet und
entsprechende, mit BGA-bestückte
Baugruppen müssen
demzufolge vermehrt Stresstests
wie Falltests oder Tumble-
Tests (in einer rotierenden Trommel)
überstehen. ENiG-basierte
Lötverbindungen können hier
durchaus unzureichende Festigkeiten
zeigen. Während OSP hier
sehr gute Werte aufweist, ist es
im Gegenzug aber für getrennte
Kontaktstellen (Tippkontakte,
Schaltkontakte, Drehschalter)
nicht geeignet.
Ein weiterer nicht unerheblicher
Vorteil in diesem Kontext ist die
Reduzierung der Goldmenge auf
der Leiterplatte und das entsprechende
Einsparpotential, wodurch
sich der Einsatz der SENiG-
Technologie auch für andere Baugruppen
mit BGA-Bestückung
anbietet.
Für die Leiterplattenproduktion
bedeutet dieses selektive Finish-
Verfahren einen zusätzlichen Fertigungsprozess,
der aber auf typischerweise
beim Leiterplattenhersteller
vorhandenem Equipment
durchgeführt werden kann,
und in der gesamtwirtschaftlichen
Betrachtung i. d. R. eine positive
Bilanz aufweist.
Eine Möglichkeit ist es, die Teilbereiche,
die nicht vergoldet werden
sollen, zu maskieren. Hier
bieten sich Plating Resiste an,
die z. B. im klassischen Siebdruck-Verfahren
selektiv auf die
zu maskierenden Bereiche gedruckt
werden. Nach dem ENiG-
Prozess können die Resiste dann
alkalisch gestrippt werden. Das
anschließende OSP-Finish kann
üblicherweise ohne weitere
Maskierung aufgebracht werden.
Die speziell für diese Technologie
entwickelten Plating Resiste
zeichnen sich durch eine hervorragende
Beständigkeit ohne Leaching
im ENiG-Prozess aus und
beeinflussen somit die Standzeit
und das Metal Turn Over (MTO)
der ENiG Bäder nicht negativ.
Weiterhin sind ein großes Prozessfenster
bezüglich der Trocknung
und leichte Strippbarkeit
wichtige Parameter, die ein SIT-
Resist erfüllen sollte.
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Foto: Phoenix Contact
EPP Mai/Juni 2020 39