DE102016224909A1 - Use of ultrasonic waves to increase the porosity of tin surfaces on a circuit board and method - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verwendung von Ultraschallwellen zur Erhöhung einer Porosität oder Rauheit von Zinnoberflächen auf einer Leiterplatte, umfassend Verfahrensschritte, bei denen in einem ersten Schritt eine Leiterplatte mit Zinnoberflächen über eine erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit getaucht wird und die Leiterplatte während der ersten Dauer mit Ultraschallwellen bestrahlt wird; in einem zweiten Schritt die Leiterplatte über eine zweite Dauer hinweg in eine zweite Flüssigkeit getaucht wird; und in einem dritten Schritt die Leiterplatte getrocknet wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls entsprechende Verfahren und ein entsprechendes Erzeugnis.The invention relates to a use of ultrasonic waves for increasing a porosity or roughness of tin surfaces on a printed circuit board, comprising method steps in which, in a first step, a printed circuit board with tin surfaces is immersed in a first alkaline liquid over a first duration and the printed circuit board during the first Duration is irradiated with ultrasonic waves; in a second step, the circuit board is immersed in a second liquid for a second duration; and in a third step, the circuit board is dried. The invention also relates to corresponding methods and a corresponding product.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung von Ultraschallwellen zur Erhöhung einer Porosität oder Rauheit von Zinnoberflächen auf einer Leiterplatte sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte mit porösen oder rauen Zinnoberflächen und ein Verfahren zur Herstellung einer mit einem duroplastischen Kunststoff umhüllten Leiterplatte, sowie ein entsprechendes Erzeugnis.The present invention relates to a use of ultrasonic waves to increase a porosity or roughness of tin surfaces on a printed circuit board and a method for producing a printed circuit board with porous or rough tin surfaces and a method for producing a coated with a thermosetting plastic circuit board, and a corresponding product.

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Herstellung von vorzugsweise bestückten Leiterplatten.The field of application of the invention extends to the production of preferably populated printed circuit boards.

Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik gehen Verfahren hervor, bei denen elektrische Komponenten auf einer Leiterplatte angeordnet und dort mittels Lötzinn mechanisch und galvanisch mit elektrischen Leitungen verbunden werden. Anschließend wird die Leiterplatte in ein Reinigungsbad gegeben, um Fette und Flussmittel, welche im Lötzinn enthalten sind, zu entfernen. In einem weiteren Schritt kann eine Schutzschicht auf die Leiterplatte aufgetragen werden, um die elektrischen Komponenten, die elektrische Leitungen und die Zinnoberflächen der Lötpunkte beispielsweise vor Verschmutzung oder Korrosion oder mechanischem Verschleiß zu schützen. Die Schutzschicht umfasst beispielsweise einen Kunststoffverguss aus einem duroplastischen Kunststoff oder einem Epoxid oder einer Epoxid-Gießverbindung oder aus einem Gießharz (epoxy mold compound, EMC) oder aus einem Lack.From the well-known state of the art processes emerge in which electrical components are arranged on a printed circuit board and are connected there by means of solder mechanically and galvanically with electrical lines. Subsequently, the circuit board is placed in a cleaning bath to remove fats and flux contained in the solder. In a further step, a protective layer can be applied to the printed circuit board in order to protect the electrical components, the electrical lines and the tin surfaces of the soldering points, for example against soiling or corrosion or mechanical wear. The protective layer comprises, for example, a plastic encapsulation made of a thermosetting plastic or an epoxy or an epoxy casting compound or of an epoxy resin (EMC) or of a paint.

Das oben genannte Verfahren hat den Nachteil, dass der beispielsweise epoxidbasierte Kunststoffverguss zwar auf der teils rauen Oberfläche des Substrats der Leiterplatte, beispielsweise einem glasfaserverstärkten Epoxid, gut haftet, allerdings auf den Lötzinn enthaltenden glatten Lötstellen weniger gut haftet. Dadurch ist es möglich, dass eine Umhüllung beispielsweise aus einem duroplastischen Kunststoff sich aufgrund dessen an entsprechenden Stellen letztendlich ablöst oder aufgrund mechanischer Spannungen brüchig wird.The abovementioned method has the disadvantage that, for example, epoxy-based plastic encapsulation adheres well to the partly rough surface of the substrate of the printed circuit board, for example a glass-fiber-reinforced epoxy, but adheres less well to the smooth solder joints containing solder. This makes it possible that an envelope, for example made of a thermosetting plastic, eventually becomes detached at corresponding points or becomes brittle due to mechanical stresses.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Leiterplatten bereitzustellen, welche zur Umhüllung durch ein EMC besser geeignet sind.It is therefore the object of the present invention to provide printed circuit boards which are more suitable for being enveloped by an EMC.

Die Aufgabe wird ausgehend von einer Verwendung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren gemäß der Ansprüche 4 und 7 sowie durch ein Erzeugnis gemäß Anspruch 10. Die jeweils nachfolgenden rückbezogenen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved on the basis of a use according to claim 1. The object is also achieved by a method according to the claims 4 and 7 and by a product according to claim 10. The respective subsequent dependent claims give advantageous developments of the invention.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, eine neue Verwendung von Ultraschallwellen zur Erhöhung einer Porosität oder Rauheit von Zinnoberflächen oder verzinnten Oberflächen auf einer Leiterplatte vorzusehen, umfassend Verfahrensschritte, bei denen in einem ersten Schritt eine Leiterplatte mit Zinnoberflächen über eine erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit getaucht wird und die Leiterplatte während der ersten Dauer mit Ultraschall bestrahlt wird; in einem zweiten Schritt die Leiterplatte über eine zweite Dauer hinweg in eine zweite Flüssigkeit getaucht wird; und in einem dritten Schritt die Leiterplatte getrocknet wird.The invention includes the technical teaching to provide a new use of ultrasonic waves for increasing a porosity or roughness of tin surfaces or tinned surfaces on a circuit board, comprising method steps in which in a first step, a circuit board with tin surfaces over a first duration in a first alkaline liquid is dipped and the printed circuit board is irradiated with ultrasound during the first period; in a second step, the circuit board is immersed in a second liquid for a second duration; and in a third step, the circuit board is dried.

Die Erhöhung der Porosität oder der Rauheit kann dabei durch die Schaffung von mikroskopischen konkaven Strukturen oder Hohlräumen oder Ablagerungen in den Zinnoberflächen verwirklicht sein.The increase in porosity or roughness can thereby be realized by the creation of microscopic concave structures or cavities or deposits in the tin surfaces.

Anders als im Stand der Technik bekannt wird das alkalische Bad und der Ultraschall dabei eingesetzt, um das zinnhaltige Lot auf der Leiterplatte durch die alkalische Flüssigkeit anzugreifen, so dass sich dort konkave Strukturen bilden. Untersuchungen von entsprechend behandelten Zinnoberflächen mittels optischer Mikroskopie haben eine solche Aufrauhung gezeigt. Diese neue Funktion kann durch eine wirksame Gestaltung der Bestrahlung mit Ultraschallwellen gezielt herbeigeführt werden, insbesondere für die besondere Situation, in der anschließend die Leiterplatte mit einem Verguss aus einem duroplastischen Kunststoff umhüllt wird. Gerade dann sind diese Hohlräume zur Erhöhung der effektiven Oberfläche nutzbar.Unlike in the prior art, the alkaline bath and the ultrasound are used to attack the tin-containing solder on the circuit board by the alkaline liquid, so that form concave structures there. Investigations of correspondingly treated tin surfaces by means of optical microscopy have shown such roughening. This new function can be specifically brought about by an effective design of the irradiation with ultrasound waves, in particular for the special situation in which subsequently the circuit board is encased with a potting made of a thermosetting plastic. Just then these cavities are available to increase the effective surface.

Eine solche wirksame Gestaltung kann beispielsweise derart herbeigeführt werden, indem eine bereits gereinigte Leiterplatte für die Verwendung verwendet wird, oder dass die erste Dauer eine Zeitdauer, die zum Reinigen bereits ausreicht, überschreitet.Such an effective design can for example be accomplished by using an already cleaned circuit board for use, or the first duration exceeding a time already sufficient for cleaning.

Die zweite alkalische Flüssigkeit ist dabei beispielsweise Wasser oder destilliertes oder vollentsalztes Wasser. Die alkalische Flüssigkeit besteht vorzugsweise aus einer Mischung eines alkalischen Lösungsmittels mit vollentsalztem Wasser, wobei die Mischung beispielsweise zu 20 Volumenprozent aus der Lösung und zu 80 Volumenprozent aus dem Wasser besteht. Die Flüssigkeiten haben beispielsweise eine Temperatur von 60°C, wobei das Verfahren mit jeder Temperatur zwischen Gefrier- und Siedepunkt durchführbar ist. Die Ultraschallwellen haben beispielsweise eine Intensität von 15 Watt pro Liter der jeweiligen Flüssigkeit. Die erste Dauer beträgt beispielsweise 20 Minuten und die zweite Dauer beispielweise 10 Minuten.The second alkaline liquid is, for example, water or distilled or demineralized water. The alkaline liquid preferably consists of a mixture of an alkaline solvent with demineralized water, the mixture consisting for example of 20% by volume of the solution and 80% by volume of the water. The liquids have, for example, a temperature of 60 ° C, the method with each temperature between freezing and boiling point is feasible. For example, the ultrasonic waves have an intensity of 15 watts per liter of the respective liquid. For example, the first duration is 20 minutes and the second duration is 10 minutes.

Um eine möglichst gute Rauheit oder Porosität zu gewährleisten, kann eine erste oder eine zweite Dauer von mehr als 20 oder 30 oder 40 oder 50 oder 60 Minuten besonders vorteilhaft sein. In order to ensure the best possible roughness or porosity, a first or a second duration of more than 20 or 30 or 40 or 50 or 60 minutes may be particularly advantageous.

Die Verwendung wird weiter verbessert, indem die Leiterplatte während der zweiten Dauer mit Ultraschall bestrahlt wird. Dadurch werden Mikrorisse in den Zinnoberflächen weiter vergrößert. The use is further improved by ultrasonically irradiating the circuit board for the second duration. This further increases microcracks in the tin surfaces.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Verwendung sieht vor, dass die Leiterplatte über die erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit mit einem pH-Wert von ungefähr 10,5 bis 11,5 getaucht wird.A preferred embodiment of the invention provides for the circuit board to be submerged for the first time in a first alkaline liquid having a pH of about 10.5 to 11.5.

Bei diesen Werten wurde eine besonders gute Rauheit der Zinnoberflächen und somit eine besonders starke mechanische Haftung eines anschließend aufgetragenen EMC gemessen.At these values, a particularly good roughness of the tin surfaces and thus a particularly strong mechanical adhesion of a subsequently applied EMC was measured.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte mit porösen oder rauen Zinnoberflächen, umfassend Verfahrensschritte, bei denen in einem ersten Schritt eine gereinigte Leiterplatte mit Zinnoberflächen bereitgestellt wird und über eine erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit getaucht wird und die Leiterplatte während der ersten Dauer mit Ultraschall bestrahlt wird; in einem zweiten Schritt die Leiterplatte über eine zweite Dauer hinweg in eine zweite Flüssigkeit getaucht wird; und in einem dritten Schritt die Leiterplatte getrocknet wird.The object is further achieved by a method for producing a printed circuit board with porous or rough tin surfaces, comprising method steps in which a cleaned circuit board is provided with tin surfaces in a first step and immersed over a first duration in a first alkaline liquid and the circuit board is irradiated with ultrasound during the first period; in a second step, the circuit board is immersed in a second liquid for a second duration; and in a third step, the circuit board is dried.

Die Bereitstellung einer gereinigten Leiterplatte bedeutet dabei beispielsweise die Bereitstellung einer Leiterplatte, die sauber, frei von Fett, frei von Flussmittel oder Flussmittelrückständen, frei von unverlöteter Lotpaste oder frei von lösbaren Kohlenstoffverbindungen ist, wobei das Flussmittel harzbasiert, acrylharzbasiert oder wasserlöslich sein kann.The provision of a cleaned circuit board means, for example, the provision of a circuit board which is clean, free of grease, free of flux or flux residues, free of unsoldered solder paste, or free of soluble carbon compounds, which flux may be resin based, acrylic resin based, or water soluble.

Der Vorteil dieses Verfahrens kann darin zu sehen sein, dass die Applikation der alkalischen Flüssigkeit und der Ultraschallwellen ausschließlich zur Erhöhung oder Erzeugung der Porosität oder Rauheit dient, im Gegensatz zur Ablösung oder Abtrennung von Verschmutzungen. Dadurch kann die Aufrauhung besonders gezielt erreicht werden, da kein unbekannter Freiheitsgrad in Form der Stärke einer Ablagerung oder Verschmutzung durch beispielsweise Fett oder Flussmittel oder Lotplaste vorhanden ist, der zu einer Unvorhersagbarkeit des Maßes der Porosität oder Rauheit führen könnte. Eine entsprechend behandelte Leiterplatte eignet sich besonders gut zur späteren Umhüllung mit einem Epoxid-Kunststoffverguss, beispielsweise aus einem duroplastischen Kunststoff oder aus einem Gießharz oder aus einem Lack.The advantage of this method can be seen in the fact that the application of the alkaline liquid and the ultrasonic waves only serves to increase or create the porosity or roughness, in contrast to the detachment or separation of contaminants. Thereby, the roughening can be achieved in a particularly targeted manner, since there is no unknown degree of freedom in the form of the strength of a deposit or contamination by, for example, grease or flux or solder paste, which could lead to unpredictability of the degree of porosity or roughness. A suitably treated printed circuit board is particularly well suited for later wrapping with an epoxy plastic encapsulation, for example of a thermosetting plastic or of a casting resin or of a paint.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer mit einem duroplastischen Kunststoff umhüllten Leiterplatte, umfassend Verfahrensschritte, bei denen in einem ersten Schritt eine gereinigte Leiterplatte mit Zinnoberflächen bereitgestellt wird und über eine erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit getaucht wird und die Leiterplatte während der ersten Dauer mit Ultraschall bestrahlt wird; in einem zweiten Schritt die Leiterplatte über eine zweite Dauer hinweg in eine zweite Flüssigkeit getaucht wird; in einem dritten Schritt die Leiterplatte getrocknet wird; und in einem vierten Schritt die Leiterplatte mit einem duroplastischen Kunststoff umhüllt wird.The object is further achieved by a method for producing a coated with a thermosetting plastic circuit board comprising method steps in which a cleaned circuit board is provided with tin surfaces in a first step and immersed over a first duration in a first alkaline liquid and the circuit board is irradiated with ultrasound during the first period; in a second step, the circuit board is immersed in a second liquid for a second duration; in a third step, the printed circuit board is dried; and in a fourth step, the circuit board is wrapped with a thermosetting plastic.

Dadurch lässt sich eine mit einem EMC umhüllte Leiterplatte bereitstellen, deren Umhüllung besonders gut an der Leiterplatte haftet und daher besonders beständig und belastbar ist.As a result, it is possible to provide a printed circuit board enveloped by an EMC whose cladding adheres particularly well to the printed circuit board and is therefore particularly resistant and resilient.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine entsprechend hergestellte und gegebenenfalls umhüllte Leiterplatte.The object is likewise achieved by a correspondingly produced and possibly enclosed printed circuit board.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von fünf Figuren näher dargestellt.Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of five figures.

Es zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2a einen ersten Zustand einer verschmutzen Zinnoberfläche gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2b einen zweiten Zustand einer gereinigten Zinnoberfläche gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2c einen dritten Zustand einer porösen Zinnoberfläche gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • 2d einen vierten Zustand einer Zinnoberfläche mit einem duroplastischen Kunststoff gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Show it:
  • 1 an embodiment of the invention,
  • 2a a first state of a soiled tin surface according to an embodiment of the invention,
  • 2 B a second state of a cleaned tin surface according to an embodiment of the invention,
  • 2c a third state of a porous tin surface according to an embodiment of the invention, and
  • 2d a fourth state of a tin surface with a thermosetting plastic according to an embodiment of the invention,

Gemäß 1 ist eine Anzahl von Leiterplatten 1 in einem Becken 2 eines Ultraschallbads angeordnet. Die Verwendung des Ultraschallbads dient dem Zweck der Erhöhung der Porosität, also der Erzeugung oder Vergrößerung von mikroskopischen - hier nicht weiter dargestellten - Hohlräumen 5 innerhalb von - hier nicht weiter dargestellten - Zinnoberflächen 7 auf den Leiterplatten 1.According to 1 is a number of circuit boards 1 arranged in a tank 2 of an ultrasonic bath. The use of the ultrasonic bath serves the purpose of increasing the porosity, ie the generation or enlargement of microscopic - not shown here - cavities 5 within - not shown here - tin surfaces 7 on the circuit boards 1 ,

In einem ersten Verfahrensschritt 101 werden fünf Leiterplatten 1, die jeweils - hier nicht weiter dargestellte - Lotstellen in Form von Zinnoberflächen 7 aufweisen, über eine erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit 3 getaucht. Während dieser Dauer werden die Leiterplatten 1 mit Ultraschallwellen 4 bestrahlt. Die Temperatur der ersten alkalischen Flüssigkeit beträgt beispielsweise etwa 60°C, die Frequenz der Ultraschallwellen beträgt beispielsweise etwa 40 kHz, die Leistung der Ultraschallwellen beträgt beispielsweise etwa 15 Watt pro Liter der ersten alkalischen Flüssigkeit 3, und der pH-Wert der ersten alkalischen Flüssigkeit beträgt beispielsweise etwa 11.In a first process step 101 become five circuit boards 1 , each of which - not shown here - Lotstellen in the form of tin surfaces 7 have a first duration in a first alkaline liquid 3 dipped. During this period, the circuit boards become 1 with ultrasonic waves 4 irradiated. The temperature of the first alkaline liquid is for example about 60 ° C, the frequency of the ultrasonic waves is for example about 40 kHz, the power of the ultrasonic waves is for example about 15 watts per liter of first alkaline liquid 3 and the pH of the first alkaline liquid is about 11, for example.

Da die Leiterplatten 1 noch nicht gereinigt sind, also noch Verschmutzungen 6 wie Fette und Rückstände von Flussmitteln oder unverlötete Lotpaste aufweisen, kann die Badezeit und Ultraschall-Bestrahlungszeit beispielsweise mehr als 20 Minuten betragen. Dadurch wird gewährleistet, dass im Anschluss an die Reinigung, also im Anschluss an die Abtragung von Verschmutzungen 6 wie Fetten und Rückständen von Flussmitteln oder unverlöteter Lotpaste, in den Zinnoberflächen 7 auf der Leiterplatte 1 durch die gemeinsame Einwirkung der ersten alkalische Flüssigkeit 3 und der Ultraschallwellen 4 Hohlräume 5 erzeugt werden.Because the circuit boards 1 not yet cleaned, so still dirt 6 For example, as with fats and flux residues, or with unsoldered solder paste, the bath time and ultrasound irradiation time may be more than 20 minutes. This ensures that, following the cleaning, ie after the removal of soiling 6 such as fats and residues of flux or unsoldered solder paste, in the tin surfaces 7 on the circuit board 1 by the joint action of the first alkaline liquid 3 and the ultrasonic waves 4 cavities 5 be generated.

Im alternativen Fall von bereits vorab gereinigten Leiterplatten 1, die also beispielsweise frei sind von Verschmutzungen 6 wie Fetten oder Flussmittel oder unverlöteter Lotpaste, kann die Badezeit und Ultraschall-Bestrahlungszeit von beliebig geringer Dauer sein, beispielsweise eine Minute betragen, da in diesem Fall keinen schützende Schicht von Verschmutzungen 6 vorhanden ist und sofort die Erzeugung von Hohlräumen 5 in den Zinnoberflächen 7 angeregt wird.In the alternative case of already pre-cleaned printed circuit boards 1, so for example, are free of contamination 6 such as fats or flux or unsoldered solder paste, the bathing time and ultrasound irradiation time may be of any small duration, for example one minute, since in this case no protective layer of soiling 6 is present and immediately the generation of cavities 5 in the tin surfaces 7 is stimulated.

In einem zweiten Verfahrensschritt 102 werden die Leiterplatten 1 in einer zweiten Flüssigkeit 8, die beispielsweise aus vollentsalztem Wasser besteht, optional unter Einwirkung von Ultraschallwellen 4 gereinigt. Die Ultraschallwellen können außerdem die Hohlräume 5 der Zinnoberflächen 7 vergrößern und somit die Porosität der Zinnoberflächen 7 weiter verbessern. Die Dauer dieses Verfahrensschritts kann beispielsweise 10 etwa Minuten betragen.In a second process step 102 become the circuit boards 1 in a second liquid 8th , which consists for example of demineralized water, optionally under the action of ultrasonic waves 4 cleaned. The ultrasonic waves can also cause the cavities 5 the tin surfaces 7 increase and thus the porosity of the tin surfaces 7 improve further. The duration of this process step may be, for example, about 10 minutes.

In einem dritten - hier nicht weiter dargestellten - Verfahrensschritt kann die Leiterplatte getrocknet werden. In einem vierten - hier nicht weiter dargestellten - Verfahrensschritt kann die Leiterplatte mit einer Epoxid-Gießverbindung oder einem Gießharz oder einem duroplastischen Kunststoff überzogen werden. Die erfindungsgemäß erzeugten Hohlräume erhöhen dabei die effektive Fläche über die der Epoxid Kunststoffverguss an der Zinnoberfläche anliegen kann, außerdem können sich beispielsweise Hinterschneidungen bilden die eine Haftung weiter verbessern.In a third - not shown here - process step, the circuit board can be dried. In a fourth - not shown here - process step, the circuit board can be coated with an epoxy casting compound or a casting resin or a thermosetting plastic. The cavities produced according to the invention thereby increase the effective area over which the epoxy can be applied Kunststoffverguss on the tin surface, in addition, for example, undercuts can form the adhesion further improve.

Gemäß 2a ist auf einer Leiterplatte 1 eine Zinnoberfläche 7 angeordnet. Auf dieser Zinnoberfläche befindet sich eine Verschmutzung 6 in Form von Rückständen eines Flussmittels.According to 2a is on a circuit board 1 a tin surface 7 is arranged. On this tin surface is a pollution 6 in the form of residues of a flux.

Die Leiterplatte 1 ist in einer ersten alkalischen Flüssigkeit 3 angeordnet und wird durch Ultraschallwellen 4 bestrahlt. Durch diese Einwirkung löst sich die Verschmutzung 7 kontinuierlich ab.The circuit board 1 is disposed in a first alkaline liquid 3 and is caused by ultrasonic waves 4 irradiated. By this action, the pollution dissolves 7 continuously off.

Gemäß 2b ist die Zinnoberfläche 7 der Leiterplatte 1 nun gereinigt, also sauber, also frei von den Verschmutzungen 7. Wird eine erste alkalische Flüssigkeit mit einem pH-Wert von 11, einer Temperatur von 60°C, einer Frequenz der Ultraschallwellen von 40kHz und einer Leistung der Ultraschallwellen von 15 Watt pro Liter der ersten alkalischen Flüssigkeit 3 gewählt, so tritt der dargestellte Zustand beispielsweise bereits vor Ablauf von 20 Minuten ein.According to 2 B is the tin surface 7 the circuit board 1 now cleaned, so clean, so free of the dirt 7 , Is a first alkaline liquid with a pH of 11, a temperature of 60 ° C, a frequency of ultrasonic waves of 40kHz and a power of ultrasonic waves of 15 watts per liter of the first alkaline liquid 3 For example, the state shown appears, for example, already before the expiry of 20 minutes.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann nun die Einwirkung von der ersten alkalischen Flüssigkeit 3 und den Ultraschallwellen 4 weiter andauern. Es ist auch erfindungsgemäß möglich, eine entsprechend saubere und trockene Leiterplatte 1 in der ersten alkalischen Flüssigkeit 3 anzuordnen. Jedenfalls wirkt die erste alkalische Flüssigkeit 3 in Verbindung mit den Ultraschallwellen 4 dann unmittelbar auf die Zinnoberfläche 7 ein.According to one embodiment of the invention, the action of the first alkaline liquid can now 3 and the ultrasonic waves 4 continue. It is also possible according to the invention, a correspondingly clean and dry circuit board 1 in the first alkaline liquid 3 to arrange. Anyway, the first alkaline liquid works 3 in conjunction with the ultrasonic waves 4 then directly on the tin surface 7 one.

Gemäß 2c wurden über den zuvor beschriebenen Mechanismus in der Zinnoberfläche 7 Hohlräume 6 erzeugt, die eine gewünschte Porosität und Rauheit der Zinnoberflächen 7 bewirken. Im anschließenden Verfahrensschritt wird die Leiterplatte 1 in eine zweite Flüssigkeit 8, bestehend aus vollentsalztem oder destilliertem Wasser, getaucht und wieder mit Ultraschallwellen 4 bestrahlt. Insbesondere durch die Einwirkung der Ultraschallwellen können sich beispielsweise Mikrorisse in der Zinnoberfläche 7 vertiefen. Außerdem und unabhängig davon dient dieser Schritt zusätzlich der Reinigung von Rückständen der ersten alkalischen Flüssigkeit 3.According to 2c were via the previously described mechanism in the tin surface 7 cavities 6 produces a desired porosity and roughness of the tin surfaces 7 cause. In the subsequent process step, the circuit board 1 into a second liquid 8th consisting of demineralised or distilled water, submerged and again with ultrasonic waves 4 irradiated. In particular, by the action of the ultrasonic waves, for example, microcracks in the tin surface 7 deepen. In addition, and independent of this, this step additionally serves to purify residues of the first alkaline liquid 3 ,

Gemäß 2d wurde die Leiterplatte 1 in einem weiteren Verfahrensschritt getrocknet und mit einem duroplastischen Kunststoff 9 wie beispielsweise einem Gießharz überzogen. Dieser liegt auf der Zinnoberfläche 7 auf und dringt insbesondere in die, teils Hinterschneidungen bildenden, Hohlräume 5 in dieser Zinnoberfläche 7 ein, wodurch sich aufgrund der erzeugten Rauheit die Haftung im Vergleich mit einer Anordnung auf einer glatten Oberfläche maßgeblich steigert.According to 2d became the circuit board 1 dried in a further process step and with a thermosetting plastic 9 such as a cast resin coated. This lies on the tin surface 7 on and penetrates in particular in the, sometimes undercuts forming cavities 5 in this tin surface 7 which, due to the generated roughness, significantly increases the adhesion in comparison with an arrangement on a smooth surface.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass die Zinnoberflächen aus Loten bestehen, welche andere Stoffe beinhalten, wie beispielsweise Blei mit oder ohne weiteren Anteilen an beispielsweise Eisen, Antimon, Kupfer und / oder Nickel.The invention is not limited to the preferred embodiments described above. On the contrary, modifications are conceivable which are included in the scope of protection of the following claims. For example, it is also possible for the tin surfaces to consist of solders which contain other substances, for example lead with or without further fractions of, for example, iron, antimony, copper and / or nickel.

Claims (10)

Verwendung von Ultraschallwellen (4) zur Erhöhung einer Porosität oder Rauheit von Zinnoberflächen (7) auf einer Leiterplatte (1), umfassend Verfahrensschritte, bei denen in einem ersten Schritt (101) eine Leiterplatte (1) mit Zinnoberflächen (7) über eine erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit (3) getaucht wird und die Leiterplatte (1) während der ersten Dauer mit Ultraschallwellen (4) bestrahlt wird; in einem zweiten Schritt (102) die Leiterplatte (1) über eine zweite Dauer hinweg in eine zweite Flüssigkeit (8) getaucht wird; und in einem dritten Schritt die Leiterplatte (1) getrocknet wird.Use of ultrasonic waves (4) for increasing a porosity or roughness of tin surfaces (7) on a printed circuit board (1), comprising method steps in which in a first step (101) a printed circuit board (1) with tin surfaces (7) over a first duration is immersed in a first alkaline liquid (3) and the printed circuit board (1) is irradiated with ultrasonic waves (4) during the first period; in a second step (102), the printed circuit board (1) is immersed in a second liquid (8) for a second duration; and in a third step, the printed circuit board (1) is dried. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Leiterplatte (1) während der zweiten Dauer mit Ultraschallwellen (4) bestrahlt wird.Use after Claim 1 wherein the printed circuit board (1) is irradiated with ultrasonic waves (4) for the second duration. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Leiterplatte (1) über die erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit (3) mit einem pH-Wert von ungefähr 10,5 bis 11,5 getaucht wird.Use according to one of Claims 1 or 2 wherein the circuit board (1) is submerged over the first duration in a first alkaline liquid (3) having a pH of about 10.5 to 11.5. Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte (1) mit porösen oder rauen Zinnoberflächen (7), umfassend Verfahrensschritte, bei denen in einem ersten Schritt (101) eine gereinigte Leiterplatte (1) mit Zinnoberflächen (7) bereitgestellt wird und über eine erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit (3) getaucht wird und die Leiterplatte (1) während der ersten Dauer mit Ultraschallwellen (4) bestrahlt wird; in einem zweiten Schritt (102) die Leiterplatte (1) über eine zweite Dauer hinweg in eine zweite Flüssigkeit (8) getaucht wird; und in einem dritten Schritt die Leiterplatte (1) getrocknet wird.Method for producing a printed circuit board (1) with porous or rough tin surfaces (7), comprising method steps in which in a first step (101), a cleaned printed circuit board (1) with tin surfaces (7) is provided and immersed in a first alkaline liquid (3) for a first duration, and the circuit board (1) is irradiated with ultrasonic waves (4) for the first time; in a second step (102), the printed circuit board (1) is immersed in a second liquid (8) for a second duration; and in a third step, the printed circuit board (1) is dried. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Leiterplatte (1) während der zweiten Dauer mit Ultraschallwellen (4) bestrahlt wird.Method according to Claim 4 wherein the printed circuit board (1) is irradiated with ultrasonic waves (4) for the second duration. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Leiterplatte (1) über die erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit (3) mit einem pH-Wert von ungefähr 10,5 bis 11,5 getaucht wird.Method according to one of Claims 4 or 5 wherein the circuit board (1) is submerged over the first duration in a first alkaline liquid (3) having a pH of about 10.5 to 11.5. Verfahren zur Herstellung einer mit einem duroplastischen Kunststoff (9) umhüllten Leiterplatte (1), umfassend Verfahrensschritte, bei denen in einem ersten Schritt (101) eine gereinigte Leiterplatte (1) mit Zinnoberflächen (7) bereitgestellt wird und über eine erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit (3) getaucht wird und die Leiterplatte (1) während der ersten Dauer mit Ultraschallwellen (4) bestrahlt wird; in einem zweiten Schritt (102) die Leiterplatte (1) über eine zweite Dauer hinweg in eine zweite Flüssigkeit (8) getaucht wird; in einem dritten Schritt die Leiterplatte (1) getrocknet wird; und in einem vierten Schritt die Leiterplatte (1) mit einem duroplastischen Kunststoff (9) umhüllt wird.Method for producing a printed circuit board (1) covered with a thermosetting plastic (9), comprising method steps in which in a first step (101), a cleaned printed circuit board (1) with tin surfaces (7) is provided and immersed in a first alkaline liquid (3) for a first duration, and the circuit board (1) is irradiated with ultrasonic waves (4) for the first time; in a second step (102), the printed circuit board (1) is immersed in a second liquid (8) for a second duration; in a third step, the printed circuit board (1) is dried; and in a fourth step, the printed circuit board (1) with a thermosetting plastic (9) is wrapped. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Leiterplatte (1) während der zweiten Dauer mit Ultraschallwellen (4) bestrahlt wird.Method according to Claim 7 wherein the printed circuit board (1) is irradiated with ultrasonic waves (4) for the second duration. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Leiterplatte (1) über die erste Dauer hinweg in eine erste alkalische Flüssigkeit (3) mit einem pH-Wert von ungefähr 10,5 bis 11,5 getaucht wird.Method according to one of Claims 7 or 8th wherein the circuit board (1) is submerged over the first duration in a first alkaline liquid (3) having a pH of about 10.5 to 11.5. Leiterplatte (1) die mittels eines der Verfahren 4-9 hergestellt wurde.Printed circuit board (1) produced by one of the methods 4-9.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6792677B1 (en) * 1997-11-18 2004-09-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing an electronic component unit
US20050170077A1 (en) * 2000-11-28 2005-08-04 Shipley Company, L.L.C. Adhesion method
DE102012112738A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Conti Temic Microelectronic Gmbh Electronic module with a plastic-encased electronic circuit and method for its production

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6792677B1 (en) * 1997-11-18 2004-09-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing an electronic component unit
US20050170077A1 (en) * 2000-11-28 2005-08-04 Shipley Company, L.L.C. Adhesion method
DE102012112738A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Conti Temic Microelectronic Gmbh Electronic module with a plastic-encased electronic circuit and method for its production

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