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einseitige Platinen
Die optimale Lösung für eine kostengünstige Massenfertigung von Platinen.
Multilayer
Mehrlagige Multilayer garantieren eine hohe Verpackungsdichte und Leistung.
Doppelplatine
Ermöglichen eine beidseitige Verdrahtung und Bauteilbestückung.
flexible u. starrflexible
Diese Leiterplatten sind platzsparend und ermöglichen eine gute Signalspurdichte.
- große Auswahl an Basismaterialien und Oberflächen
- modernste Fertigungstechnologien zum Fräsen, Ritzen und Laserschneiden
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Arbeitsumfang der Leiterplattenherstellung
Einseitige Leiterplatten
Aufgrund der wenigen Arbeitsschritte können einseitige Platinen schnell und günstig gefertigt werden, da der Belichtungsprozess und Durchkontaktierung entfallen. Die Kupferstrukturen für den elektrischen Schaltungsaufbau befinden sich dabei auf der Platinenunterseite, auf welcher die einzelnen SMD-Bauteile bestückt und verlötet werden. Typische Einsatzbereiche sind die Serienfertigung einfacher Schaltungen oder als Aluminiumkernplatten im LED-Bereich.
Multilayer-Platinen
Die Herstellung von Multilayern-Platinen ist im Gegensatz zu einfachen Leiterplatten wesentlich kostenintensiver, da aufgrund der Innenlagen zusätzliche Fertigungsschritte erforderlich sind. Diese inneren Lagen bestehen aus Kupferfolie, Lötpads und kupferkaschierten Dünnlaminaten und sind über durchkontaktierte Bohrungen miteinander verbunden, weshalb Leiterplatten mit bis zu 48 Lagen und dichten Schaltstrukturen gefertigt werden können.
Beidseitige Leiterplatten
Doppelseitige Platinen zählen zu den klassischen Leiterplattenprodukten und können beidseitig mit Bauteilen bestückt werden. Für den Schaltungsaufbau sind an den jeweiligen Oberflächen Leiterbahnen angebracht, welche über durchkontaktierte Bohrungen miteinander verbunden sind. Dadurch ist die Herstellung mit längeren Fertigungszeiten verbunden, da eine elektrisch leitende Schicht an den Bohrwandungen angebracht werden muss.
Flexible und halbflexible Leiterplatten
Bei komplexen Anwendungen sind flexible und starrflexible Leiterplatten aufgrund der Kosten-, Platz- und Gewichtsersparnis die optimale Lösung. Diese biegsamen Platinen werden meist aus Polyamidfolien gefertigt und die Konturbearbeitung erfolgt je nach Anforderung, Stückzahl und Layout mittels Fräsen, Ritzen oder Laserschneiden. Dabei gilt: Flexible Leiterplatten müssen vor der Bearbeitung getrocknet und innerhalb von 8h bestückt und verlötet werden.
Prozesskette der Leiterplattenherstellung
1. Layout / Design
Die Entwicklung und das Design von Leiterplatten erfolgt mit CAD-Programmen und ist die Basis für eine optimale Funktion und Performance der elektronischen Schaltung.
Für die nachfolgende Belichtung der Lötstoppmasken, Kupferstrukturen oder anderen Druckbildern werden Filme mittels eines Laserplotters nach Vorgabe erstellt.
Durch die Belichtung des Films wird eine lichtempfindliche Folie auf einen Kern aus Epoxidharz und Glasgewebe laminiert, welche exakt dem Layout entspricht.
Mit einer Ammoniaklösung werden die freiliegenden Kupferrückstände maßgenau weggeätzt, weshalb die definierten Leiterbahnbreiten sicher erreicht werden.
Für eine exakte Positionierung der inneren und äußeren Lagen werden Aufnahmelöcher durch Bohren oder Stanzen in das Leiterplattenmaterial eingebracht.
Die Innenlagen werden mit den Stiften der Multilayer-Presse exakt positioniert und mit den äußeren Lagen deckungsgleich zusammengepresst.
7. Zuschneiden der Basismaterialien
Das Basismaterial wird meist mehrschichtig mittels Ritzen, Laserschneiden oder HSC-Fräsen auf das gewünschte Fertigungsformat zugeschnitten.
In die Leiterplattenpakete werden die Lochbilder für eine spätere Drahtbestückung und die Durchkontaktierungen mit automatisierten Bohrprozessen eingebracht.
Zur fehlerfreien Durchkontaktierung der verschiedenen Leiterplattenlagen werden die Lochwände automatisiert mit einem dünnen Kupferfilm überzogen.
Bei der Belichtung der Außenlagen werden die Platinen-Oberflächen unter Reinraumbedingungen mit einem lichtempfindlichen Film laminiert.
Für eine optimale Leitfähigkeit werden die Löcher der Panels durch eine galvanische Kupferabscheidung mit einer dünnen Kupferschicht überzogen.
Unerwünschte Kupferrückstände zwischen den Leiterbahnen werden mit einer stark alkalischen Lösung ohne Beschädigungen des Leiterbildes weggeätzt.
13. Aufdruck der Lötstoppmaske
Um einen Kurzschluss beim Bestücken zu vermeiden werden außer beide Seiten der Leiterplatte mit einem Lötstopplack auf Epoxidharzbasis bedruckt.
Die Oberflächenbehandlung ermöglicht prozesssichere Lötarbeiten ohne die Kupferbahnen der Leiterplatten zu beschädigen.
Der Bestückungsdruck beinhaltet el. Schriftzeichen mit den Bestückvorgaben, weshalb eine fehlerfreie Leiterplattenbestückung auch garantiert ist.
Mit Konturenfräsen oder Stanzen werden alle nicht durchkontaktierten Bohrungen gesetzt und die Leiterplatte toleranzgenau auf Endmaß gebracht.
THT- und SMD-Komponenten werden an modernen Handarbeitsplätzen oder mit automatisierten Bestückungsautomaten an der Platine angebracht.
Im finalen Fertigungsschritt werden die Leiterplatten auf Kurzschlüsse, offene Verbindungen oder Beschädigungen wie z.B. Kratzer und Risse überprüft.
Fragen zum Thema „Leiterplattenherstellung“
Was bedeutet Leiterplattenherstellung?
Die Leiterplattenherstellung ist ein Prozess mit aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten zur Produktion von Platinen.
Die Arbeitsschritte der Leiterplattenherstellung sind die Entwicklung und Layout, Herstellung des Leiterplattenkerns, Ätzen, Oberflächenbeschichtung, Lötstopplack und Bestückungsdruck, Elektrische Prüfung, Bestückung und die finale Funktionsprüfung.
Leiterplatten werden in verschiedenen Formen und Ausführungen hergestellt. Dazu zählen ein- und beidseitige Platinen, mehrschichtige Leiterplatten (Multilayer), starre Leiterplatten, flixible und starrflexible Platinen.
Die Kosten für die Herstellung von Leiterplatten (PCBs) können stark variieren und sind von der Art der Leiterplatte, Material, Arbeitsaufwand (Entwicklung, Bestückung, Beschichtung) und der Bestellmenge abhängig. Die Kosten liegen dabei je nach Anwendung zwischen einigen Cent bis zu mehreren Euro pro Stück.
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