Technologien

Leiterplatten sind das Kernstück elektronischer Geräte. Ätztechnisch hergestellte Leiterbahnen sorgen dabei für die elektrische Verbindung zwischen einzelnen Bauteilen.

Abhängig vom Verwendungszweck werden grundverschiedene Anforderungen an diese Platinen gestellt, so dass sie auch in ihrer Ausführung vollkommen andersartig sein können.

Um dieser Vielfalt qualitativ gerecht zu werden, unterliegt unser Produktionsverfahren folgenden Standards und Vorgaben:

Basismaterial

Das Standard-Basismaterial FR4 gehört dauerhaft zu unserem Lagerbestand. Darüber hinaus beschaffen wir auf Anfrage weitere FR4 Materialvarianten auch in verschiedenen Stärken.

Wir verarbeiten Basismaterial in Stärken von 0,50 mm bis 3,2 mm, Kupferendstärken bis 135 µ mit Kriechstromfestigkeitswerten (CTI) bis zu 600 Volt und einem TG-Wert von 150 Grad Celsius.

BezeichnungNEMAIPC-4101Tg C°CTE <
Tg ppm/K
CTE >
Tg ppm/K
Zersetzungs-
temperatur C°
T260 minT288 minEigenschaft
epoxy-paper-glass CEM1 10 100 - - -      
epoxy-glass FR4 21 135 70 270 310 20 3 standard
epoxy-glass FR4 24 150 70 270 310 20 3 higher Tg
epoxy-glass FR4 94 150-200 70 270 310 20 3 low halogen
epoxy-glass FR4 99 150 45 240 325 30 5 therm. Filler
epoxy-glass FR4 124 150 45 230 325 30 5 therm. Filler

Datenformate

Wir verarbeiten folgende Datenformate:

  • Layoutdaten:
    Standardformate
    • Gerber 274x
    • Eagle
  • Weitere Formate:
    • Gerber
    • ODB++
  • Bohr- und Fräsdaten:
    • Excellon (Standardformat für alle Bohrdaten)
    • Drillfile in Sieb & Meyer Format 3000

Qualität

Qualitätsstandards
Wir stellen Leiterplatten gemäß der Norm IPC-A-600 Klasse 2 oder auch gemäß Klasse 3 her. Darüber hinaus können wir auch nach folgenden Standards produzieren:

  • PERFAG 1
  • PERFAG 2
  • PERFAG 3
  • IPC-SM-840
  • IPC-R-700
  • IPC-A-600
  • IPC-6012
  • IPC-2221

Qualitätssicherungen
MicroCirtec ist nach DIN EN ISO 9001 und UL© zertifiziert.

Produktionsparameter, Produktionsbedingungen und Rohstoffe werden mit kalibrierten Messgeräten bewertet und registriert.

Prüfverfahren
Die Qualität der Leiterplatten wird während der Produktion kontinuierlich auf folgende Weise geprüft:

  • zerstörungsfreie Prüfung

Bei automatischen und optischen Prüfungen halten wir uns an die Richtlinie IPC-A 600, Klasse 2. Spezifische Prüfverfahren können bei Bedarf jederzeit auch an andere Spezifikationen angepasst werden.

  • destruktives Testen
    • Schliffbilderstellung (Feststellen der galvanischen Kupferabscheidung und Dicke der Oberflächenschutzschicht)
    • Adhäsionstest
    • Pressure Cooker Test (Multilayer werden regelmäßig thermischen Schocktests unterzogen)
  • Dokumentation der Parameter
    Automatische Erfassung und Speicherung folgender Parameter über 10 Jahre:
    • Produktionsparameter
    • qualitätsgebundene Ergebnisse
    • Zeiterfassung, einschließlich der jeweiligen Mitarbeiter
  • Elektrische Prüfung
    Bei der elektrischen Endprüfung werden Leiterplatten auf Unterbrechungen und Kurzschlüsse geprüft. ( > 10 Ohm : Unterbrechung; < 10 MegOhm: Schluss)
    MicroCirtec setzt folgende Testsysteme ein:
    • Prüfadapter/Paralleltester
    • Fingertester (Flying Probe)
  •  X-Ray
    Röntgenfluoreszenzspektrometrie zur Schichtdickenmessung und Materialanalyse (Metalle)

Design Richtlinien

Unsere Richtlinien sollen ein funktionales, hochwertiges und wirtschaftliches Leiterplattendesign sicherstellen, welches Ihren und unseren Qualitätsanforderungen genügt. Die wichtigsten technischen Parameter und Kenngrößen unserer Leiterplattenfertigung haben wir als Download ausführlich für Sie zusammengefasst.

Unser kompetenter Vertrieb berät und betreut Sie jederzeit persönlich zum Aufbau Ihres individuellen Leiterplattendesigns.

Bitte kontaktieren Sie uns!

Layout

Das Layout einer Leiterplatte ist entscheidend für die Funktionalität der elektronischen Schaltungen und somit des Endprodukts. Die erfahrenen Experten unseres Vertriebs und unserer Inhouse-CAM-Abteilung arbeiten Hand in Hand, um Sie von Anfang an bei der Umsetzung Ihres Layouts zu unterstützen. MicroCirtec sorgt dabei für die strenge Einhaltung Ihrer Spezifikationen. Selbst wenn unsere Machbarkeitsprüfung Optimierungspotential aufzeigen sollte, können unsere Spezialisten nach Rücksprache mit Ihnen, die Herstellbarkeit Ihres Designs realisieren. Darüber hinaus berät unsere CAM-Abteilung Sie zu Nutzensetzungen auch in wirtschaflicher Hinsicht.

Mechanik

Wir bohren, fräsen und ritzen Ihre Leiterplatten nach Ihren Angaben und Wünschen.
Die Art der mechanischen Bearbeitung ist insgesamt abhängig von Ihren individuellen Spezifikationen, der Bestellmenge und Ihren Vorgaben als Kunde. In unserem Bohr- und Fräszentrum arbeiten wir mit modernen vollautomatischen CNC-Bohr- und Fräsmaschinen.

Ritzen
Die Technik mit dem geringsten Materialverschnitt für die mechanische Endbearbeitung von rechteckigen Platinen bzw. Nutzen und geraden Außenkonturen, ist das sogenannte Kerbfräsen oder Ritzen.

Die Leiterplatten werden zwischen jeweils einem Ritzfräser ober- und unterhalb der Leiterplatte positioniert. CNC gesteuert wird eine tiefendefinierte Rille in das Material eingefräst, wodurch ein Reststeg oder eine Sollbruchstelle übrig bleibt. An dieser Nut kann die Leiterplatte sofort oder auch nach weiteren Verarbeitungsschritten, beispielsweise dem Bestückungsprozess, manuell oder mit Nutzentrenner vereinzelt werden.

Vorteil: Da kein Platz für ein Fräser benötigt wird, können die Leiterplatten somit im „0-Abstand“ angeordnet werden, so dass Kerbfräsen bei größeren Auftragsvolumina eine kostengünstige Alternative ist.

Konturenfräsen
Alternativ zum Ritzen bietet MicroCirtec Konturfräsungen an. Vorteil gegenüber dem Ritzen ist, dass die Außenkonturen dabei in den speziellsten Formen und Ausbrüchen wie beispielsweise rund, oval, Wellenform, zickzack usw. bearbeitet werden. Folgendes ist dabei zu beachten:

  • Soll die Lieferung im Fräsnutzen erfolgen, ist in der Regel ein Abstand von 2,0 mm innerhalb des Nutzens ausreichend, um Frässtege zwischen den Einzelplatinen platzieren zu können.
  • Soll die Lieferung nicht im Nutzen erfolgen, muss ein Abstand von mindestens 8,0 mm von Platine zu Platine berücksichtigt werden, um die Leiterplatten letztlich vereinzeln zu können.

Auch Mischvarianten beider mechanischer Endbearbeitungen sind üblich. Wir beraten Sie gerne dabei, welche mechanische Endbearbeitung für Sie die Beste ist.

Drucke

Die klassische Farbe der Leiterplatte ist grün. Die Farbigkeit wird durch Auftragen von sogenannten Lötstopplacken erreicht, die wir neben der grünen Farbe auch in weiß, rot, blau und schwarz anbieten.

Lötstopplacke, auch Soldermask genannt, dienen in erster Linie dem Schutz der Kupferstrukturen vor Oxidation und Beschädigung der Oberfläche.

Die Lötstopplackbeschichtung wird über das Fotodruckverfahren realisiert: Dabei wird die Leiterplattenoberfläche mit einem durch UV-Licht polymerisierbaren Speziallack versehen (eingesetzte Verfahren sind Gießen oder Siebdruck) und anschließend fototechnisch belichtet. Die beim Belichtungsprozess verwendeten nicht polymerisierten Bestandteile bleiben wasserlöslich und werden, selbst im Mikrometerbereich konturenscharf herausentwickelt. Um die geforderten elektro-physikalischen Eigenschaften des Lacks zu erreichen, erfolgt anschließend eine thermische Endaushärtung.

MicroCirtec verwendet ausschließlich Lötstopplacke auf Epoxydharzbasis, da diese zusätzlich die Kriechstromfestigkeit auf der Oberfläche der Leiterplatten verbessern.

Oberflächen

Wir setzen alle Arten der Veredelung ein, wie:

  • Heißluftverzinnung bleifrei (HAL)  
  • Chemisch Nickel Gold (NiAu oder ENIG)
  • ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)
  • Chemisch Zinn (Chem.Sn)
  • Chemisch Silber (Chem.Ag)
  • Hartvergoldung und OSP (Organic Surface Protection)
  • Galvanisch Nickel Gold (Steckervergoldung)
VerfahrenHALchem.
SN
chem.
Silber
OSPchem.
Ni/Au
Hartgold
Metall/Legierung Sn0, 7CU
Sn0, 7Cu0, 1Ni
Sn98, 2Ag0, 3Cu0, 7Ni0, 02
Zinn Silber Organic 99,9Au 99,5Au
Schichtstärke µ <10 <1 02,-0,4 0,02-0,06 0,05-0,12 Au
/4-8 Ni
0,8-5 Au
Planarität befriedigend sehr gut sehr gut sehr gut sehr gut sehr gut
Lagerfähigkeit bei
stabilen Konditionen
≤ 12 Monate < 6 Monate < 6 Monate < 6 Monate < 12 Monate < 12 Monate
Mehrfachlötbarkeit sehr gut befriedigend gut bedingt sehr gut -
reaktivierbar ja ja ja ja bedingt bedingt
Al-Draht-Bonden nein nein bedingt nein ja -
Au-Draht-Bonden nein nein nein nein nein -
Drucktasten-Kontakt nein nein nein nein ja ja
Einpresstechnik ja ja ja nein nein nein

Heißluftverzinnung (HAL = Hot Air Leveling)

Der Begriff Heißluftverzinnung wird sowohl für das Produktionsverfahren als auch für die Oberfläche von Leiterplatten mit 99,55 % SN (Zinn), 0,3 % Ag (Silber), 0,15 -0,05 % Ni (Nickel), verwendet. Sie soll das darunter liegende Kupfer der Lötstellen vor Oxidation schützen.

Die Leiterplatten werden in eine Heißschmelze (> 260°C) aus den genannten Metallen eingetaucht. Danach werden die zu verzinnenden Oberflächen mit heißer Druckluft plan und die Bohrungen frei geblasen. Die Oberfläche ist für mehrfaches Löten sehr gut geeignet und bis zu 12 Monaten lagerfähig.

HAL ist bei radialer Bestückungs- und einseitiger SMD-Technik qualitativ und preislich sehr attraktiv. Unser Lot ist bleifrei und erfüllt die RoHS-Richtlinien.

Chemisch Nickel Gold (ENIG = Electroless Nickel Immersion Gold)

ENIG oder Chemisch Nickel Gold ist eine metallische, sehr gut lötbare Endoberfläche. Sie wird auf der Kupferschicht der Lötstellen mit einer Schichtstärke von 4 - 9 µ Nickel und idealerweise 0,05 - 0,1 µ Gold abgeschieden, wodurch die Oxidation des Kupfers verhindert wird. Die Abscheidung erfolgt außenstromlos mit Hilfe von katalytischen Prozessen sowie des elektrischen Potentialunterschieds (Wertigkeit) der eingesetzten Metalle.

Die Oberfläche ist sehr plan, die mehrfache Lötfähigkeit für SMD, Cob und HDI-Technik sowie Aludrahtbonden geeignet und verfügt über eine Lagerfähigkeit von bis zu 12 Monaten.

Die Oberfläche ist IPC-4552 spezifiziert und erfüllt die aktuellen Anforderungen von RoHs und WEE.

ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)

Zwischen den Prozessschritten Nickel und Gold beim ENIG-Prozess wird beim ENEPIG zusätzlich Palladium als Zwischenschicht (0,05 – 0,25 µ Dicke) außenstromlos in die Endoberfläche eingefügt.

Diese zusätzliche Schicht ist nicht nur hervorragend für alle Lötvarianten geeignet, sondern wird vor allem für das Golddrahtbonden verwendet. Das Verfahren gilt als sehr teure Spezialanwendung.

Chemisch Zinn

Chemisch Zinn ist eine metallische, sehr gut lötbare Endoberfläche. Eine dünne Schicht von ca. 0,7 - 1,2 µ Zinn wird außenstromlos auf dem Kupfer der Lötstellen abgeschieden, wo es die Oxidation des Kupfers verhindert. Die Oberfläche der Pads ist sehr plan und eignet sich somit besonders für SMD-, CoB- und HDI- und Einpresstechnik.

Die Lagerzeit sollte 6 Monate nicht überschreiten. Feuchtigkeit und Temperaturunterschiede während der Lagerung können die Lötfähigkeit beeinträchtigen.

Chemisch Silber (chem Ag.)

Chemisch Silber ist eine metallische, sehr gut mehrfach lötbare Endoberfläche mit einer Schichtstärke von 0,2 - 0,4 µ, die außenstromlos auf Lötstellen abgeschieden wird (ähnlich dem Prozess Chemisch Zinn). Die Oberfläche ist plan und eignet sich gut für die SMD Bestückung.

Eine Lagerzeit von bis zu 6 Monaten ist möglich. Ähnlich wie bei Chemisch Zinn verliert die Oberfläche ihre Lötfähigkeit durch Schwankungen der Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit. Die Oberflächen dürfen keinesfalls mit schwefelhaltigen Materialien in Berührung kommen (wie beispielsweise bestimmte Arten von Packpapier).

OSP (Organic Surface Protection)

OSP ist eine organische Lösung, die durch ein Tauch- oder Spülbad selektiv auf lötbare Kupferoberflächen mit einer Schichtstärke von 0,2 bis 0,6 µ abgeschieden wird. Die Oberfläche ist plan und eignet sich gut für feine SMD-Bestückung. Mehrfache Lötprozesse sind nicht möglich, da sich die transparente Schicht bei Temperaturen jenseits von 150 °C zersetzt.

Die Lagerfähigkeit ist auf maximal 6 Monate begrenzt.

Galvanisch Nickel Gold (Steckervergoldung)

Im Unterschied zum ENIG-Prozess wird zwar auch Nickel als Diffusionssperre zum Kupfer eingesetzt, jedoch wird das Gold galvanisch, das heißt mit einer Außenstromquelle abgeschieden. Somit können wesentlich größere Schichtdicken von 1 - 4 µ erreicht werden. Dieses „Hartgold“ wird für Leiterplatten mit Steckerleisten eingesetzt, die mehrfach gesteckt werden. Je dicker das Gold, umso höher die Anzahl der Steckzyklen (Beispiel: 0,4 µ Au = 20 Steckzyklen, 2 µ = 500 Steckzyklen).

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