DE102017122059A1

DE102017122059A1 - Verfahren zur Herstellung einer Endoberfläche und Leiterplatte

Info

Publication number: DE102017122059A1
Application number: DE102017122059.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Bisges
Original assignee: Plasma Innovations GmbH
Current assignee: Plasma Innovations GmbH
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-03-28
Also published as: WO2019057450A1; EP3685639A1

Abstract

Um ein Verfahren zur Herstellung einer Endoberfläche auf mindestens einer freiliegenden metallischen Fläche einer Leiterplatte zu schaffen, welche die metallische Fläche auf der Leiterplatte wirksam vor Oxidation schützt und ein zuverlässiges Löten der Bauteile sicherstellt, wird erfindungsgemäß ein zweistufiges Beschichtungsverfahren vorgeschlagen, welches die folgenden Schritte umfasst:
- Beschichten der mindestens einen freiliegenden metallischen Fläche mit einem elektrisch leitfähigen Haftvermittler,
- Aufbringen einer leitfähigen, metallischen Oberflächenschutzschicht auf dem Haftvermittler mittels eines atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Endoberfläche auf mindestens einer freiliegenden metallischen Fläche einer Leiterplatte sowie eine Leiterplatte mit einer nach dem Verfahren herstellbaren Endoberfläche.
Eine „Leiterplatte“ ist ein rigider oder flexibler Träger für elektronische Bauteile. Sie dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung der Bauteile. Der Träger umfasst elektrisch isolierendes Material mit daran haftenden, elektrisch leitenden Flächen, wie insbesondere lötfähigen Anschlussflächen, Kontaktflächen und Leiterbahnen. Als isolierendes Material ist faserverstärkter Kunststoff oder bei flexiblen Leiterplatten Polyimid üblich. Die elektrisch leitenden Flächen werden zumeist aus einer dünnen Schicht Kupfer, üblich sind 35 µm, geätzt.
Bedrahtete Bauelemente werden konventionell in Lötaugen gelötet. Oberflächenmontierten Bauelemente (engl. Surface Mounted Devices, kurz SMD) werden indes direkt auf lötfähige Anschlussflächen (pads) gelötet. SMD-Bauteile erhöhen die Packungsdichte und erlauben eine beidseitige Bestückung. Außerdem ist die Handhabung in automatischen Bestückungssystemen wesentlich einfacher. Bei bedrahteten Bauteilen besteht ein Problem darin, mit allen Anschlüssen die Lötaugen zu treffen und die zulässigen Biegeradien der Anschlussdrähte einzuhalten.
Beim Löten der Bauteile wird eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Anschlüssen der Bauteile und den metallischen Anschlussflächen auf der Leiterplatte hergestellt, wobei eine flüssige Phase durch Schmelzen eines Lotes (Schmelzlöten) entsteht. Die metallischen Anschlussflächen auf der Leiterplatte neigen, abhängig vom Material mehr oder weniger zur Reaktion mit dem umgebenden Luftsauerstoff zu einem Metalloxid. Dadurch werden die Benetzungsfähigkeit mit dem Lot selber und die Ausbildung einer intermetallischen Phase zwischen den beiden zu verbindenden Oberflächen erschwert. Voraussetzung für eine hohe Qualität einer in der SMD-Technik hergestellten Schaltung ist jedoch eine einwandfreie Verlötung der SMD-Bauteile.
Es ist daher erforderlich nach dem Ätzen der Leiterbahnstruktur sowie der Anschluss- und ggf. Kontaktflächen die freiliegenden metallischen Flächen, insbesondere die lötfähigen Anschlussflächen, vor einer Oxidation zu schützen, da andernfalls der Lötvorgang beeinträchtigt ist.
Zum Schutz der freilegenden metallischen Flächen vor Oxidation wird eine Endoberfläche aufgebracht.
Zum Aufbringen dieser Endoberfläche(n) finden folgende Verfahren bei Leiterplatten Anwendung (vgl. http://www.leiterplattenakademie.de/publikationen/cad-bg/cad_lp_bg_012.pdf vom 18.09.2017):

1. Bei der Methode HAL, auch HASL (englisch Hot Air Solder Leveling) wird die fertige produzierte Leiterplatte in ein Bad aus flüssigen Zinn-Blei getaucht und nachfolgend mit heißer Luft das überschüssige Zinn-Blei auf der Oberfläche weggeblasen, um eine möglichst glatte Oberfläche an den lötfähigen Anschlussflächen zu erhalten. Damit wird das Kupfer durch eine Schicht aus Zinn-Blei überzogen, welche auch dem herkömmlichen Lötzinn entspricht. HAL ist wegen der kostengünstigen Durchführung die am weitesten verbreitete Methode zur Herstellung einer Endoberfläche, weist aber als Nachteil durch ungleiche Verteilung der Zinn-Blei-Beschichtung an der Oberfläche relativ große Unebenheiten auf und kann bei sehr feinen Strukturen zu Kurzschlüssen führen.
2. Bei der Methode Chemisch-Zinn (englisch Immersion Tin) wird die oberste Schicht des Kupfers mit Hilfe von Thioharnstoff durch Zinn chemisch ausgetauscht. Der chemische Austausch von Kupferatomen durch Zinnatome endet von selbst, wenn die Kupferoberflächen auf der Leitplatte vollständig durch Zinn in einer Dicke von ca. 0,7 µm bis 1,2 µm abgedeckt sind. Der Vorteil von Chemisch-Zinn ist die sehr ebene Oberfläche und das Vermeiden von problematischen Stoffen wie Blei im Endprodukt. Die Nachteile sind der Aufwand und Kosten in der Fertigung, der Einsatz von krebserregendem Thioharnstoff und die Problematik, dass die reine Zinnoberfläche Whisker ausbilden kann.
3. Die Methode OSP (englisch Organic Solderability Preservative) ist eine Oberflächenbehandlung basierend auf organischen Substanzen wie Benzotriazol, Imidazol oder Benzimidazol, welche mit der obersten Kupferschicht eine 100 nm dicke metallorganische koordinative Bindung eingehen und so das Kupfer vor Oxidation schützen. Von Vorteil ist neben der ebenen Oberfläche die günstige Herstellung, nachteilig ist aber die begrenzte Lagerzeit. OSP sollte nicht bei Leiterplatten mit Durchsteckbauelementen eingesetzt werden, da die Oberflächenpassivierung in den Lötaugen nicht gewährleistet ist.
4. Bei der Methode ENIG (englisch Electroless Nickel Immersion Gold) wird zunächst eine ca. 3 µm bis 6 µm Schicht chemisch Nickel auf die Kupferoberfläche aufgebracht. Die Nickelschicht stellt eine Barriere für Gold zur Kupferschicht dar, da sonst das Gold in das Kupfer diffundieren würde. Auf die Nickelschicht wird eine ca. 50 nm bis 100 nm dicke Schicht chemisch Gold aufgebracht, dabei wird die oberste Nickelschicht durch Gold chemisch ausgetauscht. Der Vorteil dieser Methode ist neben der ebenen Oberfläche die vergleichsweise lange Lagerfähigkeit. Nachteilig ist der vergleichsweise hohe Prozessaufwand und die damit verbundenen Kosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Endoberfläche auf mindestens einer freiliegenden metallischen Fläche einer Leiterplatte zu schaffen, welche die metallische Fläche auf der Leiterplatte, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, wirksam vor Oxidation schützt und ein zuverlässiges Löten der Bauteile sicherstellt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zwei Beschichtungsschritte, nämlich

1. Beschichten der mindestens einen freiliegenden metallischen Fläche mit einem elektrisch leitfähigen Haftvermittler und
2. Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Oberflächenschutzschicht umfassend metallische Bestandteile auf dem Haftvermittler mittels eines atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens Mindestens 90 Gew. %, vorzugsweise mindestens 95 Gew.% der Oberflächenschutzschicht sind die metallischen Bestandteile. Die übrigen Bestandteile der Oberflächenschutzschicht sind vorzugsweise anorganischorganische Hybridpolymere mit Korrosionsschutzeigenschaften oder ein Acyrlat.

Da die freiliegenden metallischen Flächen meist schon mit einer Oxidschicht versehen sind und schlechte Hafteigenschaften zu Loten zeigen, wird in dem ersten Beschichtungsschritt der elektrisch leitfähige Haftvermittler auf die mindestens eine freiliegende metallische Fläche aufgebracht. Der vorzugsweise als Kleber oder Paste vorliegende Haftvermittler gleicht die durch die Oxidation verursachten Unebenheiten der metallischen Flächen aus. Zugleich sorgt er für ein gute Anbindung der nach dem Aushärten des Haftvermittlers aufgebrachten Oberflächenschutzschicht. Die Paste und der Kleber umfassen Metallpartikel und ein organisches oder anorganischesBindemittel, unterschiedliche Additive sowie je nach Aushärtungsmechanismusggf. zusätzlich ein Lösungsmittel oder ein Vernetzungsmittel. Die elektrische Leitfähigkeit wird durch Kontaktstellen der Metallpartikel untereinander sowie die geeignete Einbettung der Metallpartikel in das Bindemittel des Haftvermittlers gewährleistet. Der Auftrag erfolgt vorzugsweise in einem Druckverfahren oder mittels Dispenser.
Die am Markt verfügbaren leitfähigen Farben und Pasten als Haftvermittler sind jedoch nicht für Lötprozesse ausgelegt. Sie zeigen daher eine schlechte Benetzbarkeit für das Lot (Zinn).
Dieser Nachteil der Haftvermittler wird im zweiten Verfahrensschritt durch das Aufbringen einer gut lötfähigen metallischen Oberflächenschutzschicht auf dem gehärteten Haftvermittler mittels eines atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens ausgeräumt. Überraschend hat sich in Versuchen gezeigt, dass die sich durch den Plasmabeschichtungsprozess ergebende metallische Oberflächenschutzschicht sehr wenig Oxidation zeigt sowie langzeitstabil eine gute Benetzbarkeit und Haftfestigkeit für Lot aufweist. Gleichzeitig bildet sich beim Lötprozess stets eine intermetallische Phase zwischen dem Lot und der derart hergestellten Oberflächenschutzschicht aus.
Die Erzeugung eines atmosphärischen Plasmas, auch als Niedertemperaturplasma bezeichnet, zum Aufbringen einer Beschichtung auf einem Substrat ist aus der EP 1 230 414 B1 an sich bekannt. Durch Hindurchleiten eines Arbeitsgases durch eine Anregungszone wird ein Plasmastrahl eines Niedertemperaturplasmas unter atmosphärischen Bedingungen erzeugt. Die Erzeugung des Gasplasmas erfolgt durch eine Gasentladung. In den Plasmastrahl wird getrennt von dem Arbeitsgas das metallische Beschichtungsmaterial eingespeist. Abweichend von den thermischen Plasmen erreicht die Temperatur eines Niedertemperaturplasmas im Kern des Plasmastrahls bei Umgebungsdruck weniger als 900 Grad Celsius.
Das Plasmabeschichtungsverfahren ermöglicht eine Abscheidung der metallischen Beschichtungsmaterialien aus dem kaltaktiven Atmosphärendruck-Plasma direkt auf die Oberfläche des gehärteten Haftvermittlers. Mit dem Plasmabeschichtungsverfahren lassen sich homogene metallische Oberflächenschutzschichten mit reproduzierbaren Schichtdicken automatisiert erzeugen. Das Plasmabeschichtungsverfahren ist daher für die preiswerte und massenhafte Herstellung von Endoberflächen auf Leiterplatten besonders geeignet.
Als Haftvermittler kommen elektrisch leitfähige Pasten auf Silber-, Carbon- oder Zinn-Antimon-basis in Betracht:

• Elektrisch leitende Paste auf Silberbasis zeichnet sich durch eine sehr hohe Leitfähigkeit und eine gute Haftung auf den freiliegenden metallische Flächen aus. Die Härtung des Haftvermittlers erfolgt bei 50°C bis 175°C abhängig vom Leiterplattenmaterial.
• Elektrisch leitende Paste auf Carbonbasis zeichnet sich durch eine sehr gute Haftung aus und eine hohe Abriebfestigkeit aus. Die Härtung des Haftvermittlers erfolgt bei 50°C bis 175°C abhängig vom Leiterplattenmaterial
• Elektrisch leitfähige Paste auf Zinn-Antimon-Basis zeichnet sich durch ein gute mechanische Beständigkeit und geringe erforderliche Schichtdicken aus. Nach dem Härten bleibt eine hohe Flexibilität und Biegefähigkeit erhalten, so dass sich dieser Haftvermittler insbesondere für flexible Leiterplatten eignet.

Als Haftvermittler kommen außerdem elektrisch leitfähige Klebstoffe, auch als Leitkleber bezeichnet, in Betracht. Leitkleber sind metallisch gefüllte (ca. 60-80 Gew. % Metallbestandteile) Klebstoffe, insbesondere auf Epoxidharzbasis, die in einem Temperaturbereich zwischen 120 °C und 180 °C ausgehärtet werden. Die elektrische Leitfähigkeit beruht darauf, dass sich durch die statistische Verteilung der metallischen Bestandteile in der organischen Matrix leitfähige Pfade ausbilden. Die Leitkleber sind unempfindlich gegenüber Temperaturwechseln. Der Leitkleber kann durch Druckverfahren, Dispensen und direkte Strahlsysteme aufgebracht werden.
Ein wegen seiner guten elektrischen Leifähigkeit besonders bevorzugter Leitkleber ist ein Silberleitkleber mit in der organischen Matrix eingebetteten Silber-Partikeln.
Im zweiten Verfahrensschritt wird eine gut lötfähige und mit dem Lot benetzbare Oberflächenschutzschicht mit geringer Oxidationsneigung dadurch erzeugt, dass mittels des atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens Partikel aus Kupfer auf die ausgehärtete Schicht des Haftvermittler-Schicht aufgebracht werden.
Die Oxidation der Oberflächenschutzschicht kann weiter dadurch reduziert werden, dass mittels des atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens mit einer Schutzschicht überzogene Partikel aus Kupfer aufgebracht werden. Die Schutzschicht bewirkt außerdem, dass die Kupferpartikel im Plasmastrahl noch nicht verkleben. Zugleich lässt sich mit der Beschichtung die Benetzbarkeit mit dem Lot weiter verbessern. Die Schutzschicht besteht insbesondere aus einem anorganisch-organischen Hybridpolymer mit Korrosionsschutzeigenschaften. Derartige anorganisch-organischen Hybridpolymere sind auch unter dem Markennamen ORMOCER® der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. München bekannt. Alternativ besteht die Schutzschicht aus einem Acyrlat.
Wenn mittels des atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens Partikel einer oxidationsbeständigen Kupfer-Legierung, insbesondere einer Kupfer-Zinn Legierung, aufgebracht werden, bleibt die Oberflächenschutzschicht sogar nach einem Salzsprühtest langzeitstabil lötfähig. Gleichzeitig bildet sich beim Löten stets eine intermetallische Phase zwischen dem Lot und der Oberflächenschutzschicht.
Die Endoberfläche wird vorzugsweise selektiv lediglich auf einzelnen der freiliegenden metallischen Flächen hergestellt und zwar insbesondere nur auf den Anschlussflächen der Leiterplatte, an denen Bauteile angelötet werden.
Die verbleibende Oberfläche der Leiterplatte, d.h. die Leiterbahnen, die isolierenden Bereiche der Leiterplatte und ggf. vorhandene Kontaktflächen, wird vorzugsweise mit einem haftabweisenden Material vor dem Herstellen der Endoberfläche beschichtet, um eine Anhaftung des Haftvermittlers und/oder des metallischen Beschichtungsmaterials zu vermeiden.
Das haftabweisende Material ist beispielweise ein Lötstopplack; er schützt die nicht mit der Endoberfläche versehenen metallischen Bereiche der Leiterbahn, insbesondere die Leiterbahnen zugleich vor Oxidation.
Die Leiterbahnstruktur einschließlich der freiliegenden Anschlussflächen besteht vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer. Die Leiterbahnstruktur einschließlich der Anschlussflächen kann jedoch auch aus einer Silberleitfarbe, Graphit oder Stahl bestehen. Auch elektrisch leitfähige organische und/oder transparente Materialien sind als Leiterbahnstruktur möglich.
Alternativ zu festen Leiterplatten kommen auch dünne Flexleiterplatten, z. B. auf Basis von Polyimid-Folien, PET-Folien oder Verbundfolien z.B. Aluminium/PET zum Einsatz. Die damit aufgebauten Leiterplatten sind zwar teurer, können jedoch platzsparend durch Falten in engsten Strukturen z. B. in Fotoapparaten, Videokameras oder auch Smartphones eingesetzt werden. Die Endoberfläche kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch auf einer flexiblen Leiterplatte hergestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Leiterplatte,
2A)-E) eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Herstellung einer Endoberfläche auf einer Leiterplatte,
3 eine schematische Darstellung der Herstellung einer Lötverbindung zwischen einem SMD-Bauteil und einer Leiterplatte nach 2 sowie
4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung eines atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens.

1 zeigt schematisch eine Leiterplatte (1) mit einer Leiterbahnstruktur umfassend Anschlussflächen (2), an denen Kontaktflächen (13) von SMD-Bauteilen (12) angelötet werden.
Auf den freiliegenden Anschlussflächen (2) der Leiterplatte (1) wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Endoberfläche (10) hergestellt. Die Endoberfläche (10) umfasst zwei Schichten, nämlich eine Schicht umfassend einen elektrisch leitfähigen Haftvermittler (4) sowie eine metallische Oberflächenschutzschicht (5) (vgl. 2B) 2C)).
Die Herstellung erfolgt in folgenden Verfahrensschritten:
2A) zeigt die Beschichtung der Oberfläche der Leiterplatte (1) mit einem Lötstopplack (3), wobei ausschließlich auf den Anschlussflächen (2) aus Kupfer kein Lötstopplack (3) aufgebracht wird. Die verbleibende Oberfläche der Leiterplatte (1), das heißt die Leiterbahnen zwischen den Anschlussflächen (2) und die isolierenden Bereiche zwischen den Leiterbahnen und Anschlussflächen werden mit dem Lötstopplack (3) überzogen. Der Lötstopplack (3) dient als haftabweisendes Material, damit die Endoberfläche (10) in einem automatisierten Prozess selektiv lediglich auf den freiliegenden Anschlussflächen (2) hergestellt werden kann. Der Lötstopplack (3) kann im Wege des Siebdrucks, durch Walzenauftrag oder Sprühen auf der verbleibenden Oberfläche der Leiterplatte (1) aufgebracht werden.
2B) zeigt das Beschichten der Anschlussflächen (2) mit dem elektrisch leitfähigen Haftvermittler (4) im Wege eines nicht dargestellten Druckprozesses. Bei dem Haftvermittler handelt es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um einen leitfähigen Silber-Klebstoff mit 70 - 80 Gewichtsprozent Silberbestandteilen, die in einer Matrix aus Epoxidharz eingebettet sind. Das Aushärten des elektrisch leitfähigen Silber-Klebstoffs erfolgt unter gezielter Zufuhr von Wärme in einem Temperaturbereich zwischen 150 und 180° C.
2C) zeigt das Aufbringen einer metallischen Oberflächenschutzschicht (5) aus Kupfer auf dem ausgehärteten Haftvermittler (4) mittels eines atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens. Zur Durchführung des atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens wird ein zur Oberfläche der Leiterplatte (1) relativ beweglich angeordnetes Plasmabeschichtungsgerät (6) verwendet, dessen Aufbau- und Funktionsweise anhand von 4 näher erläutert wird. Das Plasmabeschichtungsverfahren ermöglicht eine Abscheidung von metallischem Beschichtungsmaterial direkt auf der Oberfläche des gehärteten Haftvermittlers (4). Bei dem Beschichtungsmaterial handelt es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um Kupfer.
Das in 4 dargestellte Plasmabeschichtungsgerät (6) dient zur Erzeugung eines atmosphärischen Plasmas in einem atmosphärischem Plasmakopf (16). In dem Plasmakopf (16) wird durch Hindurchleiten eines Arbeitsgases durch eine nicht dargestellte Anregungszone ein Plasmastrahl unter atmosphärischen Bedingungen erzeugt. Die Erzeugung des Plasmas erfolgt innerhalb der Anregungszone durch eine Gasentladung. In den Plasmastrahl wird über eine separate Einspeisung (17) das metallische Beschichtungsmaterial (Kupfer) eingespeist. Durch eine Relativbewegung (19) des Plasmabeschichtungsgerätes (6) in Pfeilrichtung zur Oberfläche der Leiterplatte (1) werden mit dem Plasmastrahl (18) die Metallpartikel (8) aus Kupfer sowohl auf die mit Lötstopplack (3) beschichteten Oberflächen als auch die freiliegenden Anschlussflächen (2) aufgebracht. Die im Wege des Plasmabeschichtungsverfahrens auf den Anschlussflächen (2) abgeschiedenen Metallpartikel (8) bilden die Oberflächenschutzschicht (5) aus Kupfer aus. Aufgrund der haftabweisenden Eigenschaften des Lötstopplacks (3) können die Metallpartikel (8) auf den übrigen Oberflächenbereichen der Leiterplatte, wie dies insbesondere in 2D), 2E) erkennbar ist, problemlos abgereinigt werden, so dass lediglich die Oberflächenschutzschicht (5) aus Kupfer auf den Anschlussflächen (2) verbleibt. Das Abreinigen erfolgt beispielsweise durch Abbürsten der Oberfläche. 2 E) zeigt die gereinigte Oberfläche (9) des Lötstopplacks nach dem Abbürsten der Metallpartikel (8). Das Verfahren zur Herstellung der Endoberfläche auf den Anschlussflächen (2) der Leiterplatte (1) ist damit abgeschlossen.
Anhand von 3 wird nachfolgend erläutert, wie auf die Leiterplatte (1) ein SMD-Bauteil (12) mit seinen Kontaktflächen (13) angelötet wird:
Auf die mit der Endoberfläche (10) versehenen Anschlussflächen (2) wird, wie in 3B) dargestellt, eine Lötpaste (11) aufgebracht. Die Lötpaste (11) ist eine pastöse Mischung aus Lot-Metallpulver und Flussmittel und dient zum Löten des SMD-Bauteils (12) im Wege des Wideraufschmelzlötens (Reflow-Löten).
Nach dem Aufbringen der Lötpaste (11) wird in dem in 3C) dargestellten Schritt die Leiterplatte (1) mit den SMD-Bauteil (12) bestückt. Hierzu werden die Kontaktflächen (13) des SMD-Bauteils (12) auf den mit der Endoberfläche (10) und der Lötpaste (11) versehenen Anschlussflächen (2) aufgesetzt. Nun wird die bestückte Leiterplatte (1) ausreichend erhitzt, so dass das in der Lötpaste enthaltene Lot schmilzt. Gleichzeitig aktiviert die erhöhte Temperatur das Flussmittel in der Lötpaste.
Nach dem Abkühlen des Lots ist das Verlöten des SMD-Bauteils (12) mit der Leiterplatte (1) abgeschlossen, wie dies in 3D) angedeutet ist.
Bezugszeichenliste

Nr.	Bezeichnung
1	Leiterplatte
2	Anschlussfläche
3	Lötstopplack
4	Haftvermittler
5	Oberflächenschutzschicht
6	Plasmabeschichtungsgerät
7	-
8	Metallpartikel
9	Gereinigte Oberfläche
10	Endoberfläche
11	Lötpaste
12	SMD-Bauteil
13	Kontaktflächen
14	-
15	-
16	Plasmakopf
17	Einspeisung
18	Plasmastrahl
19	Relativbewegung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1230414 B1 [0013]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Endoberfläche (10) auf mindestens einer freiliegenden metallischen Fläche (2) einer Leiterplatte (1) umfassend die Schritte - Beschichten der mindestens einen freiliegenden metallischen Fläche (2) mit einem elektrisch leitfähigen Haftvermittler (4), - Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Oberflächenschutzschicht (5) umfassend metallische Bestandteile auf dem Haftvermittler (4) mittels eines atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler (4) eine elektrisch leitfähige Paste oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler (4) ein Silberleitkleber oder eine Silberpaste ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens Partikel (8) aus Kupfer aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens mit einer Schutzschicht versehene Partikel (8) aus Metall, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht aus einem anorganisch-organischen Hybridpolymer mit Korrosionsschutzeigenschaften oder einem Acyrlat besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des atmosphärischen Plasmabeschichtungsverfahrens Partikel (8) einer oxidationsbeständigen Kupfer-Legierung, insbesondere einer Kupfer-Zinn Legierung, aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Endoberfläche (10) lediglich auf einzelnen der freiliegenden metallischen Flächen (2) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die freiliegenden metallischen Flächen (2) lötfähige Anschlussflächen (2) umfassen und die Endoberfläche (10) ausschließlich auf den Anschlussflächen (2) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Oberfläche der Leiterplatte (1) mit einem für die metallische Oberflächenschutzschicht haftabweisenden Material (3) vor dem Herstellen der Endoberfläche beschichtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die freiliegenden metallischen Flächen (2) der Leiterplatte aus Aluminium, Kupfer, einer Silberleitfarbe, Graphit oder Stahl bestehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Endoberfläche (10) auf einer flexiblen Leiterplatte hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der Oberflächenschutzschicht der Haftvermittler gehärtet, getrocknet oder venetzt wird.
Leiterplatte (1) mit mindestens einer freiliegenden metallischen Fläche und einer Endoberfläche auf der mindestens einen metallischen Fläche herstellbar mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13.