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FAQ

  • Welche Endoberfläche soll ich für meinen Lötprozess nehmen?

    Leiterplatten-Endoberflächen

    Bei dem Design einer Baugruppe müssen natürlich nicht nur die funktionalen Eigenschaften des fertigen Produktes, sondern auch die Fertigungsbedingungen berücksichtigt werden. Dabei spielen vor allem die Fügeverfahren eine wesentliche Rolle, da diese erst aus den einzelnen Komponenten ein funktionsfähiges Ganzes entstehen lassen. Die Lötbarkeit der Leiterplatte entscheidet wesentlich über die Fertigbarkeit einer Baugruppe. Da das eigentlich gut lötbare Kupfer sehr schnell oxidiert und korrodiert, muss die Oberfläche einer Leiterplatte noch während ihrer Herstellung durch Beschichtung geschützt werden.

    Neben der Lager- und Lötfähigkeit einer Leiterplattenoberfläche kann auch die Bondbarkeit oder Klebbarkeit eine Anforderung darstellen. Die 3 stoffschlüssigen Fügefahren: Löten, Schweißen und Kleben stellen durchaus unterschiedliche Anforderungen an die Endoberfläche, da auch die Wechselwirkungen zwischen Grund- und Zusatzwerkstoffen sehr unterschiedlich sind. Während es beim Löten in der Regel zum Schmelzen des Zusatzwerkstoffes und somit zum Benetzen der Grundwerkstoffe mit flüssigem Lot und anschließender Diffusion kommen muss, wird beim Schweißen (Bonden) der Stoffschluss durch Diffusion im ausschließlich festen Zustand hergestellt. Beim Kleben spielt ebenfalls die Benetzung und die anschließende Adhäsion die wichtigste Rolle.

    Es gilt also die, für den jeweiligen Fügeprozess, geeignetste (Kosten/Nutzen) Beschichtung zu wählen.
    Unsere Oberflächen:

    • OSP (Entek) = OrganicSurfaceProtection

      

Eine sehr dünne, mit dem Auge nicht sichtbare, Schutzschicht auf Imidazol-Basis, welche eine schwache Bindung mit der Kupferoberfläche eingeht, so dass der Sauerstoff der Atmosphäre diese nicht mehr oxidieren kann.
Beim Löten werden die Schichten thermisch zersetzt, so dass sie nach dem Prozess nicht mehr wirksam sind.



      Pro: sehr preiswert und absolut ebene Oberfläche


      Contra: nur etwa 6 Monate lagerfähig, thermisch nicht beständig, was zu Problemen beim mehrfachen Löten führt


      Fügeprozess: Löten

    • HAL = HotAirLeveling oder auch HASL = HotAirSolderLeveling



      Dabei handelt es sich um umgeschmolzene Lotschichten aus SnPb (Zinn-Blei) oder in der bleifreien Variante SnCu (Zinn/Kupfer). Das Lot wird aus dem flüssigen Lotbad im Tauchverfahren aufgebracht, wobei überschüssiges Lot mit sehr heißer Luft unter hohem Druck durch sognannte Luftmesser abgestreift wird.



      Pro: sehr preiswert und lange lagerfähig (über 12 Monate)


      Contra: keine ebenen Oberflächen, daher nicht für feine Strukturen geeignet


      Fügeprozess: Löten

    • 
Immersion Tin = chemisch Zinn (Sn)



      Nasschemisch, stromlos abgeschiedene Zinnschichten erreichen eine Dicke von etwa 1µm. Dickere Schichten sind in diesem Prozess kaum realisierbar, da die Abscheiderate stark absinkt, sobald die Zinnschicht das Kupfer „dicht“ bedeckt.



      Pro: mittlerer Preis, mittlere Lagerfähigkeit, gute Lötbarkeit, ebene Oberfläche


      Contra: mechanisch empfindlich (Kratzer), schmilzt beim Löten, was zu Problemen beim mehrfachen Löten führt, Gefahr der Whiskerbildung


      Fügeprozess: Löten


    • Immersion Silver = chemisch Silber (Ag)



      Nasschemisch, stromlos abgeschiedene Silberschichten erreichen eine Dicke von etwa 1µm. Dickere Schichten sind in diesem Prozess kaum realisierbar, da die Abscheiderate stark absinkt, sobald die Zinnschicht das Kupfer „dicht“ bedeckt.



      Pro: mittlere Lagerfähigkeit, gute Lötbarkeit, ebene Oberfläche


      Contra: Korrosionsgefahr bei schwefelhaltiger Atmosphäre, Gefahr der Silbermigration in feuchter Umgebung

      
Fügeprozess: Löten, Leitkleben, mechanisches Kontaktieren


    • ENIG = ElectolessNickelGold oder auch chemisch Gold (NiPAu)



      Diese Oberfläche besteht aus zwei Schichten. Zunächst wird eine ca. 6µm dicke stromlos abgeschiedene Nickel-Phosphor-Schicht (NiP) aufgebracht, die anschließend mit einer ebenfalls stromlos abgeschiedenen 0,1µm dünnen Goldschicht geschützt wird. Den eigentlichen Oxidationsschutz übernimmt die Goldschicht, während das Nickel-Phosphor für die chemische, thermische und mechanische Stabilität in der Lötstelle verantwortlich ist.



      Pro:sehr gute Lötbarkeit, gute Lagerfähigkeit (12 Monate), ebene Oberfläche


      Contra: relativ teuer, Korrosionsprobleme bei fehlerhafter NiP-Schicht


      Fügeprozess: Löten, Drahtbonden (Aludraht), Leitkleben, mechanisches Kontaktieren


  • Welches Basismaterial ist für meine Anwendung geeignet?
    Typ Ausführung Verwendung Kontur
    FR2 Hartpapier, Phenolharz,
Cu ein- und zweiseitig,
18, 35, 70 µm Ein- und zweiseitige Leiterplatten,
nicht durchkontaktierte Leiterplatten Fräsen / Ritzen,
stanzbar bei
Raumtemperatur
    CEM1 Kern: Papier, Epoxydharz
Außen: Glasgewebe, Epoxydharz,
Cu ein- und zweiseitig,
18, 35, 70 µm Ein- und zweiseitige Leiterplatten,
doppelseitige, nicht durchkontaktierte
Leiterplatten Fräsen / Ritzen
    CEM3 Kern: Papier, Epoxydharz
Außen: Glasgewebe, Epoxydharz,
Cu ein- und zweiseitig,
18, 35, 70 µm Ein- und zweiseitige Leiterplatten,
doppelseitige, nicht durchkontaktierte
Leiterplatten Fräsen / Ritzen,
stanzbar bei
Raumtemperatur
    FR4 Glasgewebe, Epoxydharz,
Cu ein- und zweiseitig,
18, 35, 70, 105 µm
(Andere auf Anfrage) Ein- und zweiseitige Leiterplatten,
doppelseitige, durchkontaktierte
Leiterplatten, Multilayer Fräsen / Ritzen
    FR4 High Tg
(FR5) Glasgewebe, Epoxydharz,
Cu ein- und zweiseitig,
18, 35, 70, 105 µm
(Andere auf Anfrage) Ein- und zweiseitige Leiterplatten,
doppelseitige, durchkontaktierte
Leiterplatten, Multilayer Fräsen / Ritzen
    Teflon Teflon, Glasgewebe,
Cu Ein- und zweiseitig,
18, 35, 70 µm
(Andere auf Anfrage) Ein- und zweiseitige Leiterplatten,
doppelseitige, durchkontaktierte Leiterplatten, Multilayer,
Hochfrequenz-Leiterplatten >1 GHz Fräsen / Ritzen
    Polyimid Cu ein- und zweiseitig,
18, 35 µm Ein- und zweiseitige Leiterplatten,
doppelseitige, durchkontaktierte Leiter-
platten, Multilayer, Starr-Flex-Leiter-
platten, Hochtemperatur-Leiterplatten Fräsen / Lasern, stanzbar bei 
Raumtemperatur

    Standardstärken für starres Material sind: 0,5 mm / 0,8 mm / 1,0 mm / 1,2 mm / 1,6 mm / 2,0 mm / 2,4 mm / 3,2 mm / andere Stärken auf Anfrage



    Polyimid kann auch glasfaserverstärkt als starres Basismaterial eingesetzt werden. Dicke 1,6 mm, andere Stärken auf Anfrage

  • Welche Designregeln soll mein Layouter beachten, damit die Leiterplatte nicht zu teuer wird?

    Als Leiterplattenhersteller meinen wir mit Designregeln die Werte, die im Layoutprozess eingehalten werden müssen, damit wir die Leiterplatte am Ende fertigen können.

    Dabei werden Layouts, welche uns für die Fertigung übergeben werden in die drei Kategorien: Standard, Feinleiter und Feinstleiter anhand der geringsten Leitungsbreiten und –abstände grob eingeordnet. Die Grenzen zwischen diesen Kategorien bedeuten jeweils einen Preissprung in unserer Kalkulation, da für die Realisierung der Leiterplatte jeweils aufwändigere Verfahren benutzt werden müssen. Die Parameter, welche für die Preisfindung eine Rolle spielen variieren von Layout zu Layout etwas und verändern sich mit dem Fortschreiten der Entwicklung im Grunde permanent. Nichts desto trotz können wir Empfehlungen geben, wie Sie, entsprechend Ihren technologischen Anforderungen, die für sich günstigste Fertigungsvariante bereits bei der Layouterstellung festlegen können:

    • Feinstleiter (die kostenintensivste Variante)
Leitungsbreiten und Abstände zwischen 0,055 und 0,99 mm
Bohrungen zwischen 0,10 und 0,30 mm
Restringe bis 0,10 mm umlaufend

    • Feinleiter (das Mittelfeld)
Leitungsbreiten und Abstände zwischen 0,100 und 0,149 mm
Bohrungen zwischen 0,30 und 0,50 mm
Restringe bis 0,15 mm umlaufend

    • Standard (die günstigste Variante)
Leitungsbreiten ab 0,150 mm
Bohrungen ab 0,50 mm
Restringe bis 0,20 mm umlaufend

    Es gibt hinsichtlich der Herstellbarkeit K.O.-Kriterien, die unbedingt bereits bei der Layoutplanung berücksichtigt werden müssen:

    Aspect ratio ist das Verhältnis der Leiterplattendicke zum geringsten Bohrdurchmesser. Dieses Verhältnis darf 10:1 nicht überschreiten, da ansonsten Durchkontaktierungen nicht mehr hergestellt werden können.

    Kupfer-Enddicke Leiterbahnbreite / -abstand min. Restring min.
    25µm 55µm 75µm
    35µm 100µm 100µm
    70µm 150µm 200µm
    105µm 250µm 250µm
    140µm 300µm 300µm
    210µm 500µm 500µm
    400µm 900µm 900µm

    Die Kupferdicke der Leiter entscheidet wesentlich über die Herstellbarkeit einer Leiterbreite. Einen Anhaltspunkt bietet die folgende Tabelle, im Zweifel fragen Sie 
bitte nach.


  • Wird nach IPC oder PERFAG produziert? Welche Klassen sind machbar?

    Grundsätzlich kann nach beiden Normen produziert werden, es wird sich nach den Wünschen des Kunden gerichtet. Bei IPC sind die Klassen 1 bis 3 möglich, bei PERFAG nach 1E, 2F, 3D und 4B.

  • Was ist der Unterschied zwischen IPC und PERFAG?

    IPC (Institute for Printed Circuits). Die IPC befasst sich vor allem mit Belangen der Elektronikfertigung wie Leiterplatten, Chipgehäusen und Löten in der Elektrotechnik.

    Die IPC läuft unter dem Obertitel IPC-A600 und hat diverse Unternormen, die IPC -6010 z. B. regelt die Produktion (Toleranzen, Schichtdicken usw.) und Akzeptanz von Leiterplatten.

    PERFAG (PCB ERFA Group) ist die dänische Version der IPC-6010 und beschreibt in etwa die gleichen Kriterien wie die IPC-6010. In einigen Punkten ist sie restriktiver in anderen etwas lockerer als die IPC. Anders als die IPC ist PERFAG keine Norm, der gefolgt werden muss sondern nur eine Spezifikation/Empfehlung, an die sich gehalten werden sollte.