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4-2012

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Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion - Fertigungstechnik, Materialien und Qualitätsmanagement

Aktuelles Die

Aktuelles Die Plasmareinigung dient in der Elektronikfertigung vor allem zum Entfernen von Öl- und Trennmittelresten, von Oxiden und zum Desmearen von Leiterplatten. Da verschiedene Gase eingesetzt werden können, lassen sich verschiedene unerwünschte Ablagerungen auf einfache Weise entfernen (Bildquelle: Diener electronic) cken erfolgt, entfallen auch hier energieintensive Trocknungsprozesse. Das Verfahren ermöglicht bei unterschiedlichsten Anwendungen in der Elektronikfertigung, wie etwa vor Bondprozessen, dem Bestücken von Leiterplatten und Folienleiterplatten sowie bei der Herstellung von MID-Strukturen, die bedarfsgerechte und zuverlässige manuelle oder vollautomatisierte Reinigung. Einen positiven Zusatzeffekt bietet das Verfahren bei der Herstellung von MIDs mit der LDS-Technologie (Laser-Direktstrukturierung), wobei dem auf die Anwendung abgestimmten thermoplastischen Kunststoff ein spezielles Additiv zugesetzt wird. Um dieses zu aktivieren, induziert der Laserstrahl eine physikalisch-chemische Reaktion. Dabei wird das Additiv in der Polymermatrix aufgebrochen und wirkt als Katalysator bei der anschließenden reduktiven Verkupferung. Nach der Laserstrukturierung verbleiben auf der Oberfläche aktive Ablationsrückstände, die ebenfalls metallisiert werden und dadurch Probleme verursachen können. Diese Rückstände lassen sich mit der CO 2 -Schneestrahltechnik abreinigen, wobei die feinen Schneekristalle die aufgerauten LDS-Strukturen zusätzlich einebnen. Dies führt zu einer vereinfachten Aufbauund Verbindungstechnik bei LDS-MIDs, wie beispielsweise dem Drahtboden, dem Bestücken mit ungehausten Chips oder in der Flip-Chip-Technologie. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich das Reinigungsmodul direkt in das Laserstrukturiersystem integrieren lässt. Plasma – Reinigung und Aktivierung Plasma, ein gasförmiges Gemisch aus Atomen, Molekülen, Ionen und freien Elektronen, ermöglicht die effiziente Oberflächenbehandlung elektronischer Bauteile und Komponenten aus unterschiedlichen Materialien. Dabei erfolgt eine gleichzeitige Abreinigung organischer Verschmutzungen sowie die Aktivierung der Oberfläche. Diese Doppelfunktion beruht auf einer physikalischen und chemischen Reaktion. Je nach Anwendungsfall kommen Niederdruckplasmen oder inlinefähige Atmosphärendruckplasmen zum Einsatz. Mit ersteren können sowohl oxidierende als auch reduzierende Prozesse durchgeführt werden. Im oxidierenden Plasma lassen sich organische Verschmutzungen vor dem Löten oder Bonden abreinigen. Reduzierende Plasmaprozesse kommen in erster Linie zur Optimierung von Bondverbindungen durch Reduktion galvanisch aufgebrachter Metallschichten zum Einsatz. Die Oberflächenreinigung und -aktivierung durch Atmosphärendruckplasmen kommt in der Elektronikindustrie beispielsweise vor dem Bedrucken, Verkleben oder Vergießen von Elektronikplatinen und Halbleitern, bei der Herstellung optoelektronischer Bauelemente sowie vor dem Drahtbonden zum Einsatz. Ein Verbundprojekt beschäftigt sich auch mit Barrierebeschichtungen durch inline-fähige Atmosphärendruck-Plasmaverfahren zum selektiven Alterungsund Korrosionsschutz elektronischer Komponenten. Für die Kontrolle des Reinigungsergebnisses stehen Lösungen wie kompakte, inlinefähige Fluoreszenz-Messgeräte zur Verfügung, mit denen sich organische Verunreinigungen unter anderem auf Bondpads nachweisen lassen. Doris Schulz Das kompakte, inline-fähige Fluoreszenzmessgerät CleanoSpector eignet sich u.a. zur Kontrolle von Bondpads auf organische Verunreinigungen (Bildquelle: SITA Messtechnik) 8 4/2012

Verlässliche Qualität hat für Rosenberger höchste Priorität. Mit dem Gradientenverfahren – einer Schraubstrategie, bei der man die Änderung des Drehmoments misst – beherrscht das Unternehmen Elektronik- Schraubfälle prozesssicher. Vorteile bietet das Verfahren vor allem dann, wenn wegen hoher Bauteiltoleranzen eine Drehmomentsteuerung an ihre Grenzen stößt. Wer einen tieferen Blick in die Elektronik seines Autos wagt, findet nicht selten Hochfrequenz-Bauteile der Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH & Co. KG. So unscheinbar die einzelnen Produkte im eingebauten Zustand auch aussehen mögen, so präzise müssen sie gefertigt sein. Rosenberger investiert deswegen gezielt in modernste Konstruktions- und Fertigungsverfahren. So lassen sich auch Bauteile prozesssicher montieren, die aufgrund nicht zu beeinflussender Toleranzbreiten sonst zu Problemen führen würden. Ein Beispiel sind etwa gegossene Gehäuseteile, die verschraubt werden müssen Damit die Oberflächen nicht oxidieren und stets ein guter elektrischer Kontakt sichergestellt ist, werden die Gehäusehälften vernickelt. Dabei lässt sich nicht verhindern, dass sich in den Sacklöchern für die selbstfurchende Verschraubung mehr oder weniger Nickel ablagert. Das führt dazu, dass das Eindrehmoment stark schwankt. Auch mit einem zweistufigen Anzugsverfahren – der Kombination von Drehmomentsteuerung mit Weiterdrehen um einen bestimmten Winkel – hat man häufig kein Glück. Denn dann kann es vorkommen, dass das Sollmoment erreicht wird, der Schraubenkopf aber noch nicht aufliegt. Eine hohe Ausschussquote wäre die Folge, was nicht akzeptabel ist. Lösen lassen sich solche Probleme mit der neuen Gradientenstrategie von Atlas Copco Tools: Dabei wird als Steuergröße nicht das Drehmoment erfasst, sondern dessen Änderung im Verlauf des Anziehens – der Gradient. Charakteristisch für den Moment der Kopfauflage ist ein sehr steiler Anstieg – sprich Betriebsausstattung Gradientenverfahren egalisiert Schwankungen der Maßhaltigkeit Der Tensor SL eignet sich auch für knifflige Schraubfälle (Bilder: Atlas Copco Tools) Gradient – des Drehmoments. Sobald dieser einen vorab zu ermittelnden Wert übersteigt, weiß man, dass die Schraube eingedreht ist. Das große Plus dabei ist, dass es nun keine Rolle mehr spielt, ob während des Anzugs das Drehmoment in einem größeren Bereich schwankt; ausschlaggebend ist nur der Gradient. Das Drehmoment dient aber weiterhin als Kontrollgröße. Das Verfahren eignet sich für alle Schraubfälle, in denen das Eindrehmoment Schwankungen unterworfen ist – wie beim Eindrehen von Gehäuseschrauben in teilvernickelte Gewinde. Mit dem Gradientenverfahren kann Rosenberger nach dem Eindrehen der Schraube exakt zum richtigen Zeitpunkt auf das Anziehen um einen bestimmten Drehwinkel um schalten – sobald der Gradient die Kopfauflage anzeigt. Sollte es dennoch zu einem Durchdreher kommen, kann dies das System erkennen, weil das Winkelfenster nach oben begrenzt ist. Und: Der exakte Wert für den Gradienten ist mithilfe von Atlas Copco schnell zu finden. Elektroschrauber der Tensor- SL-Baureihe von Atlas eignen sich auch für sicherheitskritische Schraubfälle bei kleinen Drehmomenten, da sich alle Schraubdaten rückverfolgbar dokumentieren lassen. Da es aber eine Reihe weiterer Fälle gibt, in denen sich das Gradientenverfahren sinnvoll einsetzen lässt, will Rosenberger den neuen, noch besseren Tensorschrauber STR mit Power-Focus-4000- Steuerung. Interessant ist das flexibel einsetzbare Schraubwerkzeug vor allem hinsichtlich der Entwicklung neuer Produkte. Und ein mobiles Messgerät von Atlas Copco bietet noch weitere Analysemöglichkeiten hinsichtlich der Messung von Drehmoment, Drehwinkel und Vorspannkraft. Atlas Copco Tools Central Europe GmbH www.atlascopco.com Die Schraubkurve bei Rosenberger lässt Schwankungen und den steilen Anstieg kurz vor Ende des Anzugs erkennen 4/2012 9

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