DE2928904A1

DE2928904A1 - Verfahren und vorrichtung zum plattieren der anschlusstifte einer gedruckten leiterplatte

Info

Publication number: DE2928904A1
Application number: DE19792928904
Authority: DE
Inventors: Charles Douglas Eidschun
Original assignee: Micro-Plate Inc
Current assignee: Micro-Plate Inc
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1979-07-13
Publication date: 1980-01-31
Also published as: BE877535A; GB2039952B; SE7905652L; NL7905419A; FR2431241A1; JPS5516499A; US4186062A; FR2431241B1; CH643005A5; GB2039952A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Plattieren der Anschlußstifte einer gedruckten Leiterplatte

Die Erfindung befaßt sich mit dem Plattieren der Anschlußstifte einer gedruckten Leiterplatte, wobei nacheinander von der Kupferbasis der Anschlußstifte aus Zinn-Blei bestehendes Lot entfernt, anschließend gespült und dann auf den Anschlußstiften eine Plattierung mit Nickel und Gold oder anderen Metallen hergestellt wird.

Bei der Herstellung gedruckter Leiterplatten sind die einzelnen Stufen des Ätzens, der Nickel-und Go]dplattierung und zwischengeschalteter Wasch- und Trockenschritte allgemein bekannt. Eine gedruckte Leiterplatte kann in ihrer Dicke zwischen 0,8 mm und 3 mm schwanken. Die Platten sind verhältnismäßig steif und haben in der Regel Rechteckform. Bei Ausbildung als Steckkarten sind sie an einem Rand mit Anschlußstiften versehen, die eine Nickel- und Goldplattierung erfordern. Die meisten gedruckten Leiterplatten sind mit einem aus Zinn und Blei bestehenden Lot bedeckt, das entfernt werden muß, bevor Nickel mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 0,0012 bis 0,012 mm und Gold mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 0,00076 bis 0,005 mm aufgebracht werden kann. Normvorschriften für die Goldplattierung von Anschlußstiften gedruckter Leiterplatten schreiben vor, daß unter gar keinen Umständen Lötzinn, Nickelplattierung oder Goldplattierung eine Verunreinigung oberhalb einer Trennlinie bilden dürfen. Wenn dies doch vorkommt, muß die Leiterplatte in der Regel als Ausschuß zurückgewiesen werden. Es ist daher wichtig, daß die Leiterplatte von der Trennlinie an in von den Anschlußstiften fortweisender Richtung vollständig abgedichtet ist.

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Es ist auch erforderlich, daß auf den Anschlußstiften über die gesamte Länge der Platte die Schicht mit ausreichender Dicke aufgetragen wird. Die Vorschriften lassen Abweichungen von 10% nach oben und unten von der Nenndicke zu.

Die Trennlinie wird bei den meisten Geräten durch ein Abdeckband gebildet. Damit ist einerseits die Genauigkeit begrenzt, und andererseits gelangen durch das Abdeckband selbst Verunreinigungen auf die gedruckte Leiterplatte, abgesehen davon, daß das Abdeckband nur einmal benutzt werden kann und damit nicht unerhebliche Kosten für die großen bei der Herstellung benötigten
Längen des Abdeckbandes anfallen.

Es wurde bereits versucht, die gedruckten Leiterplatten zwischen einander gegenüberliegenden Riemen in den einzelnen Verarbeitungsstufen hindurchlaufen zu lassen. Hier ergibt sich jedoch das Problem, daß beim Zusammenpressen der Riemen zur Bildung einer Abdeckung ein Spalt an den beiden Enden der gedruckten Leiterplatte verbleibt, wenn der Riemen sich nicht ausreichend an die scharfe Kante der Leiterplatte anpassen kann. Bei der erforderlichen Verwendung von unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten und bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten können an diesem
Spalt Verschmutzungen auf der gedruckten Leiterplatte hervorgerufen werden. Von Wichtigkeit ist daher, die Wahrscheinlichkeit einer Leckbildung so klein wie möglich zu halten und eine sichere Abdichtung zu schaffen, wenn ein Riemen als Transportmechanxsmus verwendet wird. Ferner erfordert die Plattierung an der Verbindung zwischen dem Gold und dem Lot, um bei einem "reflow" eine Golddiffusion zu ermöglichen, daß die Plattierungsdicke am oberen Teil des Anschlußstiftes mit höchster Präzision erfoDgt, und normalerweise darf hier die Schichtdicke nur einen Bruchteil der Gesamt-

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goldschichtdicke an den anderen Stellen des Anschlußstiftes betragen .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Plattieren der Anschlußstifte einer gedruckten Leiterplatte zu schaffen, bei dem die Trennlinie mit außerordentlicher Präzision und mit der erforderlichen Abdichtung eingehalten werden kann, und bei dem die Schichtdicke örtlich steuerbar ist, so daß ein guter elektrischer Kontakt mit der Leiterplatte herstellbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die folgenden Schritte gelöst:

a. Erfassen der gedruckten Leiterplatte zwischen nachgiebigen Riemen,

b. Einpressen der Leiterplatte zwischen den Riemen derart, daß eine abgedichtete Trennlinie am oberen Teil der Anschlußstifte gebildet wird,

c. Hindurchbewegen der Leiterplatte durch ein Sprühsystem durch Bewegung der Riemen,

d. Erzeugung einer umgekehrten Strömung einer Elektroplattierungsflüssigkeit an einer Stelle dicht unterhalb der Trennlinie, um dort einen Strömungsbereich mit verringertem Druck zu schaffen,

e. Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Elektroplattierungsflüssigkeit und den Anschlußstiften, wobei das Plattierungsmetall in unmittelba-

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'rer Nähe der Trennlinie mit verringerter Dicke aufgebracht wird und der Druck an den Enden des Zwischenraums, der durch den Eingriff der Leiterplatte mit den Riemen gebildet wird, verringert wird.

In Weiterbildung der Erfindung besteht eine Vorrichtung zur Durchführung des Plattierungsverfahrens darin, daß Mittel zum Transport einer gedruckten Leiterplatte in Längsrichtung entlang einer Bezugslinie, einander gegenüberliegende Riemen zur Erfassung der gedruckten Leiterplatte an einer den oberen Teil der Anschlußstifte bildenden Trennlinie, Mittel zum Gegeneinanderpressen äer Riemen, und ein Sprühsystem zum Überfluten der Anschlußstifte vorgesehen sind, daß oberhalb der Düsen eine Führung angeordnet ist, auf die die Flüssigkeit auftrifft und nach unten rezirkuliert wird, daß die Führung oberhalb der Düsen konkav und an einer Stelle zwischen den Düsen und der Trennlinie umgekehrt konvex ausgebildet ist, so daß ein Venturi-Effekt erzeugt wird, und ein verminderter Druckbereich am Ende des Venturi-Abschnittes unmittelbar neben der Trennlinie besteht.

Die Führung sorgt dabei in ihrem oberen Teil einerseits für eine toleranzfreie Bewegung der Riemen und andererseits an ihrer Unterseite für eine Strömung der Plattierungsflüssigkeit derart, daß die meiste Flüssigkeit abwärts von den Riemen fortgeleitet wird. Der dabei entstehende Venturi-Effekt bewirkt daher einen Unterdruck am Rand der Leiterplatte, der eine Verunreinigung der Leiterplatte oberhalb des Plattierungsbereiches verhindert. Die gekrümmte Führung ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit Schlitzen versehen, durch die die Dicke der Plattierungsschicht nahe der Trennlinie und die Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar unterhalb der Trennlinie vorgegeben werden kann.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines

erfindungsgemäß ausgebildeten Gerrites in Blickrichtung auf die Beladest. Lit»¹;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung durch den

mittleren Teil der Plattierungsvorrichtung des in Fig. 1 dargestellten Gerätes;

Fig. 3 _ eine Querschnittsdarstellung entlang

der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstel

lung einer die Plattierungsstation durchlaufenden gedruckten Leiterplatte;

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Fig. 5-20 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Behandlung der Kontaktstifte, wobei Fig. 5-12 eine Anordnung zeigen, bei der eine Diffusion zwischen dem Gold und der Lotlegierung stattgefunden hat. Fig. 13-20 zeigen andere Verbindungen;

Fig. 21 eine schematische Darstellung der Arbeitsphasen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gerätes;

Fig. 22 einen Teil des in Fig. 21 dargestellten

Gerätes;

Fig. 23 einen Querschnitt entlang der Linie

23-23 von Fig. 22 und

Fig. 24 eine perspektivische Darstellung der

Abdeckriemen mit der Höhenjustiervorrichtung.

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Aus den Zeichnungen, und insbesondere aus der Explosionsdarstellung von Fig. 4 ist ersichtlich, daß auf der Rückseite 11 der gedruckten Leiterplatte 10 zahlreiche Leiter 12 angebracht sind. Löcher 14 dienen zum späteren Einführen der Anschlußdrähte von Transistoren, Widerständen, Kondensatoren und ' anderen elektronischen Elementen. Die gedruckte Leiterplatte wird mit anderen elektronischen Elementen einer fertigen Einheit mit Hilfe von Anschlußstiften 15 verbunden, die an der gedruckten Leiterplatte angebracht sind und eine diskrete Trennlinie 16 zu der durch die Leiter 12 und die Löcher 14 gebildeten Schaltung aufweisen.'Die Anschlußstifte 15 enden mit ihrem unteren Teil in einer Sammelschienenverbindung 18, an deren Ende j;.i.ch ei>Plattierstift 19 befindet. Die Sammelschienenverbindung 18 und der Plattierstift 19 werden primär für die Verarbeitung und PJattierung benötigt und werden üblicherweise entfernt, bevor die gedruckte Leiterplatte für ihren endgültigen Bestimmungszweck fertiggestellt wird.

Das in Fig. T dargestellte Plattiergerät 20 besitzt mehrere Hauben 21, die mit Fenstern 22 versehen sind, durch die die gedruckten Leiterplatten beim Durchlauf durch das Gerät betrachtet werden können. An der rechten Seite des in Fig. 1 dargestellten Gerätes ist eine Magazinzuführung 24 vorgesehen.

Zum besseren Verständnis des gesamten Verfahrens ist in Fig. 21 das Plattiergerät 20 schematisch mit seinen Bearbeitungsphasen dargestellt. Die Leiterplatten 10 werden einer am rechten Ende der Maschine vorgesehenen Beladestation 25 zugeführt. Unmittelbar nach Passieren der Beladestation 25 werden die Leiterplatten einer Entplattierungsvorrichtung 26 zugeführt, in der auf den Anschlußstiften befindliches Zinn-Blei - nachfolgend als Lötzinn bezeichnet - entfernt wird. Anschließend wird eine Spülstation 28 durchlaufen, der eine Scheuerstation 29 und dann eine

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Aktivierungsstation 30 folgt, worauf erneut eine Spülstation 31 durchlaufen wird. Damit ist die Entfernung des Lötzinns abgeschlossen. Nach Beendigung jedes Elektroplattierungs- oder Ätzvorganges wird die Positionierungsvorrichtung 35 aktiviert/ um die gedruckte Leiterplatte 10 vor ihrem Eintritt in die nächste Plattierungszelle genau zu positionieren, damit die Trennlinie ebenfalls ihre genau vorgeschriebene Lage einnimmt. Die Positionierungsstation 35 in Fig. 21 bewirkt die Einstellung der Position der gedruckten Leiterplatte, bevor diese in die Plattierungszelle 36 eintritt, wo eine Nickelplattierung erfolgt. Nach Verlassen der Nickelplattierungszelle 36 wird die Platte in einer Spülstation 38 gespült, bevor sie in einer Aktivierungsstation aktiviert wird. Anschließend erfolgt erneut eine Spülung in einer Station 40 und eine Neupositionierung in einer Positionierungsstation 41, bevor die Goldplattierung erfolgt.

Im Verlauf von rechts nach links gelangt die Leiterplatte zunächst in die Goldauftragungsstation 42 und anschließend in die Goldplattierungsstation 45. Danach folgt eine Rückgewinnungsstation 46, in der die überschüssige Goldlösung, die auf der gedruckten Leiterplatte haftet, zurückgewonnen wird, und anschließend durchläuft die Leiterplatte die letzte Spülstation 48 und die sich daran anschließende Trockenstation 49. Danach werden die Leiterplatten in der Entladestation 50 in Magazinen gestapelt. Bei einer praktischen Ausführungsform betrug die Länge des ersten Abschnittes bis zur ersten Positionierungsvorrichtung

4.3 Meter, die Länge bis zur zweiten Positionierungsvorrichtung

3.4 Meter und die Länge bis zur Entladestation 3,7 Meter, was einer Gesamtlänge von 11,4 Meter entspricht. Die Höhe des Gerätes betrug etwa 1,70 Meter. Vorn und an den Enden des Gerätes sind Positionierungsknöpfe vorgesehen, mit denen sorgfältig die Position der Leiterplatte einstellbar ist.

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Die Positaonierungsstationen sind wichtig für die Durchführung des gesamten Verfahrens, da sie die genaue Lage der Trennlinie kontrollieren. Die gedruckten Leiterplatten 10 werden in der Beladestation 25 in einem Magazin angeordnet, das mehrere vertikale Schlitze 27 aufweist. Das Magazin wird dann dem Eingangsteil des Plattiergerätes 20 zugeführt, in dem ein Luftzylinder 51 die einzelnen Leiterplatten der Entplattierungsstation zuführt. Das Magazin wird fortgeschaltet, so daß es sich über den Eingang des Plattiergerätes bewegt und bei jeder Betätigung des Luftzylinders jeweils eine Leiterplatte 10 dem ersten Paar von vertikalen Führungen zugeführt wird. Aus Fig. 22 ist ersichtlich, daß die vertikalen Führungen 52 parallel und in einem Abstand zueinander verlaufen, wobei ihre Abmessungen so gewählt sind, daß sie jeweils lose eine gedruckte Leiterplatte aufnehmen können. Eine Rollenführung 54, die in Fig. 23 dargestellt ist, ist mit dem oberen Bereich der gedruckten Leiterplatte 10 in Eingriff, während deren unterer Teil auf einer Rollenkette 55 läuft, die in einem Ausschnitt eines Führungskörpers 53 angeordnet ist. Die Positionierungsvorrichtung 35 wird mittels eines Handrades 71 angehoben oder abgesenkt, das seinerseits die Rollenkette 55 anhebt oder absenkt, so daß damit die Lage der gedruckten Leiterplatte präzise eingestellt wird, wenn diese mit den gegenüberliegenden Abdeckriemen 60 in Eingriff kommt. Wie Fig. 24 zeigt, ist eine zusätzliche Ausrichtung für die Abdeckriemen 60 an der Stelle vorgesehen, an der sie auf die Zahntrommeln 61 auflaufen, und diese zusätzliche Ausrichtung besteht aus zwei einander gegenüberliegenden Rollen 62, die in Rollkontakt mit den Riemen 60 stehen. Es ist wichtig, daß die Abdeckriemen 60 einander so gegenüberliegen, daß sie eine Trennlinie 16 an beiden Seiten der gedruckten Leiterplatte 10 definieren, die in ihrer Lage genau übereinstimmen. Andernfalls erfolgt die Plattierung auf einer

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Seite der Leiterplatten höher oder niedriger als auf der anderen. Der Mechanismus zur Ausrichtung der Riemen ist vollständig unabhängig von der Positionierungsvorrichtung, und demzufolge sind zwei Einstellungen erforderlich.

Die Abdeckriemen 60 sind vorzugsweise Zahnriemen, die von den Zahntrommeln 61 gesteuert werden. Zur Verminderung der Reibung sind die Riemen in ihrem mittleren Bereich mit einer Ausnehmung 64 (Fig. 2) versehen. Wenn die Riemen 60 in die Führung 56 eintreten, läuft der gezahnte Bereich gegen einen Polytetrafluoräthylenstreifen 65. Ein solcher Streifen ist an beiden gegenüberliegenden Führungen 56 vorgesehen, jedoch befindet sich hinter dem einen eine Ausnehmung, die eine Luftblase 66 enthält. Die Luftblase 66 dient dazu, einen Gegendruck zwischen den Riemen 60 zu erzeugen,damit an der Trennlinie 16 auch zugleich eine Abdichtung bewirkt wird. Der Eintritt in die Postionierungsvorrichtung erfolgt unmittelbar vor der Nickelplattierung. Die Positionierungsvorrichtung enthält zwei einander gegenüberliegende Führungen 68, die die gedruckte Leiterplatte mit ihrer unteren Kante auf die Rollenkette 55 ausrichten. Ein federbelasteter Nocken 70, der pneumatisch betätigt wird, empfängt seinen Steuerbefehl vom vorderen Ende der gedruckten Leiterplatte, so daß er dann zurückfährt. Nachdem die gedruckte Leiterplatte den Nocken passiert hat, der gegenüber der Leiterplatte unter Federvorspannung steht, fährt der Anschlag wieder heraus, und die gedruckte Leiterplatte betätigt einen Endschalter, der seinerseits bewirkt, daß der Anschlag mit dem hinteren Ende der gedruckten Leiterplatte in Eingriff kommt und diese nach vorn bewegt, wobei sie an ihrem oberen Teil durch die Rolle 54 geführt wird, und anschließend wird die Leiterplatte der nächsten Gruppe von Abdeckriemen 60 zugeführt. An der Positionierungsvorrich-

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tung 35 wird die Leiterplatte in ihre richtige Lage gebracht. Zusätzlich kann an dieser Station der Führungskörper 53 für die Rollenkette 55 mittels des Handrades 71 angehoben oder abgesenkt werden. Die Anhebung oder Absenkung der Rollenkette kann auch erfolgen, bevor die Leiterplatte die Positionierungsstation 35 erreicht.

Die in Fig. 2 dargestellten Führungen 56 besitzen einen gekrümmten Teil, der eine Folie 75 bildet, und der vordere Teil 76 befindet sich unmittelbar oberhalb von Löchern 78, deren Durchmesser etwa 0,8 mm und deren Abstand etwa 6,4 mm beträgt. Die Anordnung 80 zur Zuführung der Plattierungsflüssigkeit ist so bemessen, daß die vom Häuptreservoir abgepumpte Flüssigkeit in ihrer Strömung allmählich begrenzt wird und demzufolge die Strömungsgeschwindigkeit und der Druck stetig zunehmen, um eine Kavitation, Blasenbildung und andere Unterbrechungen der flüssigen Konsistenz zu verhindern. Wenn die Flüssigkeit die Anordnung 80 verläßt, ist sie nach oben gerichtet und wird dann durch die gekrümmte Folie 75 nach unten umgelenkt. Dies bewirkt einen Venturieffekt in dem Bereich, in dem die Krümmung umkehrt, und dieser Bereich wird nachfolgend als Venturibereich 81 bezeichnet. Unter Umständen wird mehr Plattierungsflüssigkeit an der Trennlinie benötigt. In diesem Falle werden in der Folie 75 Schlitze 82 vorgesehen, die eine Breite zwischen 0,5 mm und 5 mm sowie einen Abstand zwischen 6,4 mm bis 25 mm besitzen. Wenn die Plattierung an der Trennlinie minimal sein soll, werden die Schlitze 82 nicht benutzt. Bei einer praktischen Ausführung besitzt der gekrümmte Teil der Folie einen Radius von 14,3 mm. Dieser Radius wird je nach der für die Trennlinie benötigten Konzentration der Flüssigkeit erhöht oder vermindert.

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Im Austrittsweg für die Plattierungsflüssigkeit ist in der Anordnung 80 eine obere, ortsfeste durchbohrte Platte 88 und eine untere verschiebbare, durchbohrte Platte 89 vorgesehen. Die untere Platte 89 ist unterhalb der gedruckten Leiterplatte in ihrer Längsrichtung verschiebbar. Auf diese Weise kann die Größe des negativen Druckes in der Kammer oberhalb der Platte 88 durch Drosselung der Strömungsgeschwindigkeit gesteuert werden. Bei hoher Strömungsgeschwindigkeit bewirkt der am Spalt an den Enden der gedruckten Leiterplatten erzeugte negative Druck einen Luftstrom in den Plattierungsbereich, durch den dieser verunreinigt werden kann, oder die Einführung von Luftblasen in die rezirkulierende Elektroplattierungsflüssigkeit. Dieser negative Druck kann vermindert oder virtuell auf Atmosphärendruck durch Verschiebung der unteren Platte 69 und durch Regulierung des Durchmessers der Bohrung durch die obere Platte 88 stabilisiert v/erden. Diese Einstellung erfolgt, um die Blasenbildung der Flüssigkeit und die Leckbildung an den Enden der gedruckten Leiterplatten kleinzuhalten.

Die Entladestation 50 ist der Beladestation vergleichbar, weil auch hier ein Magazin 25 mit mehreren parallelen, vertikalen Schlitzen 27 versehen ist, das mit den gedruckten Leiterplatten gefülltwird, und das dann mittels eines Ubertragungsmechanismus von einer Rollenkette einer Führung zugeführt wird. Dies ist erwünscht, da sichergestellt werden muß, daß die gedruckte Leiterplatte sich etwas oberhalb des Schlitzes 27 befindet, wenn sie in das Magazin 25 eintritt. Wenn das Magazin gefüllt ist, werden die gedruckten Leiterplatten entfernt und gestapelt. Hier ist die Bearbeitung abgeschlossen, denn die Platten sind gespült und haben die Trockenstation 4 9 durchlaufen, so daß sie nun mit elektronischen Komponenten bestückt werden können.

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m Die Riemen 60 sind zwar als Zahnriemen dargestellt, jedoch

können auch glatte Riemen verwendet werden, die ein Antriebsrad mit ausreichender Spannung umschlingen. Die Riemen brauchen auch nicht in der Mitte mit der dargestellten Ausnehmung 64 versehen zu werden, denn bei Anwendungen, bei denen die Friktion kein wesentliches Problem darstellt, können diese zusätzlichen Kosten dann eingespart werden. Bei dem beschriebenen Bearbeitungsablauf sind mehrere Stationen zum Waschen, Spülen, Scheuern und dergleichen vorgesehen. Je nach Bedarf können diese Stationen auch entfallen, oder es können zusätzliche Stationen vorgesehen werden. Der Grundgedanke der Erfindung befaßt sich mit der Entplattien , und der Plattierung, wobei insbesondere die Abdeckung bei der Plattierung genau und mit reproduzierbaren Toleranzen gesteuert werden kann.

In Fig. 5-20 sind die Anschlußstifte 15 in ihren Bearbeitungsstufen dargestellt. Nachdem das Lötzinn von dem Anschlußstift gemäß Fig. 5 entfernt worden ist, befindet sich gemäß der Querschnittsdarstellung in Fig. 6 unterhalb der Trennlinie nur Kupfer. Oberhalb der Trennlinie ist zum Zwecke der Entwicklung der Verbindung Lötzinn mit einer Dicke zwischen 0,025 und 0,076 mm verblieben. Anschließend wird gemäß Fig. 7 und 8 Nickel auf den Anschlußstift plattiert, jedoch in genauer Abstandsbeziehung /um Restteil des Lötzinns. Um diesen Zwischenraum zu erhalten, wird die Höhe der Trennlinie während des Nickelplattlerungsprozesses etwas niedriger gelegt als bei der vorherigen Entfernung des Lötzinns .

Anschließend wird gemäß Fig. 9 und 10 Gold aufplattiert, wobei die Trennlinie soweit nach oben verschoben wird, daß das Gold den Lötzinnrest umschließt. Wenn dann der "reflow" stattfindet, was in Fig. 11 und 12 dargestellt ist, fließen das Zinn und Blei

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zusammen und werden eine Lotlegierung, und das Gold diffundiert in die Lotlegierung. Dies führt zu einer funktionellen Verbindung zwischen dem Gold und dem Lot die bisher nicht erreichbar war, weil Toleranzen von + oder - 1 mm mit bekannten Maschinen nicht eingehalten werden können. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, beträgt die Größe des Zwischenraums zwischen dem Nickel und dem Lötzinnstreifen 0,5 - 0,75 mm. Die Überplattierung des Goldes auf das in Fig. 8 dargestellte Lötzinn beträgt ebenfalls 0,5 - 0,75 mm. Die Dicke des Goldes ist jedoch auf 2,5 μ beschränkt, da bei einer größeren Dicke als 2,5 μ keine Diffusion des Goldes in die normalerweise 0,0005 - 0,01 mm Dicke Lötzinnschicht während des "reflow" stattfindet.Die Plattierungszelle läßt sich leicht so einstellen, daß eine verminderte Golddicke an der Überplattierung erfolgt und ferner die Dicke schnell oder stufenförmig zunimmt, wenn der Abstand von der Trennlinie größer wird. Die größere Dicke auf dem Kontaktbereich des Anschlußstiftes ist wesentlich für gute Verschleißeigenschaften·

Es sind noch andere Arten von gedruckten Leiterplatten auf dem Markt. Wenn die gedruckte Leiterplatte eine Kupferoberfläche besitzt, erfolgt die Nickel-und Goldplattierung gemäß Fig. 13 Hierbei wird das Gold über das Nickel plattiert, um eine Gold-Kupferverbindung zu erzeugen. Bei anderen Platten wird eine Zinnoberfläche verwendet, und in Fig. 17-20 sind die Stufen für die Entplattierung und Plattierung einer solchen Leiterplatte dargestellt.

Wenn ein stufenweises Plattieren nicht erforderlich oder unerwünscht ist, kann die erfindungsgemäße Maschine nach einfachem Werkzeugwechsel ebenfalls eingesetzt werden. Die stufenweise Plazierung ist ein unmittelbares Ergebnis der Steuerung der Lösung (verringerte Bewegung) und der Anodenabschirmung. Da die Bewegung

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der Lösung am Bezugspunkt bei der vorliegenden Maschine das Ergebnis der Stromungsgeometrie hinsichtlich der Riemenführung, der Schlitze und der Richtungsumkehr ist, kann durch Verringerung der Anzahl der Schlitze am Bezugspunkt bei der Grenzfläche zwischen den Abdeckungen eine Verringerung der Strömung erzielt werden. Eine Verringerung der Anzahl der Schlitze verschließt ferner das Fenster zur Anode, wodurch wiederum die Stromdichte und die daraus resultierende Plattxerungsdicke verringert wird. Demzufolge kann der in Fig. 10 dargestellte Auftrag durch die Anzahl dor Sc¹ 'itzc und die Strömung der Lösung sehr genau beeinflußt

Bs/wa/dm

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Claims

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER Micro-Plate, Inc. 246/1O1 Patentansprüche:

1.' Verfahren zum Plattieren der Ansehlußstifte einer gedruckten Leiterplatte, bei dem naehoimndor von eier Kupi"orba:£is der Anschlußstifte aus Zinn-Blei bestehendes r,ot entfernt, anschließend gespült und da η auf dm An.sehLußs MTt on eine Plai-tierung mit Nickel und Gold oder anderen Metallen hergestellt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a. Erfassen der gedruckten Leiterplatte zwischen nachgiebigen Riemen,

b. Einpressen der Leiterplatte zwischen den Riemen derart, daß eine abgedichtete Tren> inie am oberen Teil der Anschlußstifte gebildet wird,

d. Erzeugung einer umgekehrten Strömung einer Elektroplattierungsflüssigkeit an einer Stelle dicht unter-

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halb der Trennlinie, um dort einen Strömungsbereich mit verringertem Druck zu schaffen,

e. Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen

der Elektroplattierungsflüssigkeit und den Anschlußstiften, wobei das Plattierungsmetal1 in unmittelbarer Nähe der Trennlinie mit verringerter Dicke aufgebracht wird und der Druck an den Enden des Zwischenraums, der durch den Eingriff der Leiterplatte mit den Riemen gebildet wird, verr: gert · ■r< .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Anschlußstiften eine Verbindung mit den Leiterbahnen auf der Leiterplatte hergestellt wird, die aus einer auf die Anschlußstifte im Abstand von dem Zinn-Bleilot auf die Leiterbahnen aufgebrachtcnNickelschicht und einer di Nickelschicht bis zum Lot überdeckenden Goldschicht besteht, wobei durch einen "reflow"-Vorgang aus dem Zinn-Bleilot eine Lot-Legierung gebildet und eine Golddiffusionsverbindung in dem das Ende der Nickelplattierung umgebenden Bereich hergestellt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Plattierungsverfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Transport einer gedruckten Leiterplatte (10) in Längsrichtung entlang einer Bezugslinie, einander gegenüberliegende Riemen (60) zur Erfassung der gedruckten Leiterplatte (10) an einer den oberen Teil der An.chlußstifte (14) bildenden Trennlinie (16), Mittel (66) zum Gegeneinanderpressen der Riemen (60), und ein Sprühsystem (80) zum Überfluten der Anschlußstifte (15) vorgesehen sind, daß das Sprühsystem (80) aufwärts gerichtete Düsen (78) enthält, daß oberhalb der Düsen eine Führung (75) angeordnet ist, auf die die Flüssigkeit

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auftrifft und nach unten rezirkuliert wird, daß die Führung oberhalb der Düse (78) konkav und an einer Stelle zwischen den Düsen und der Trennlinie (16) umgekehrt konvex ausgebildet ist, so daß ein Venturi-Effekt erzeugt wird und ein verminderter Druckbereich am Ende des Venturi-Abschnittes (81) unmittelbar neben der Trennlinie (16) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch_ g^ekennzeiclin^t, daß die Führung (75) aus einer Folie besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gckonnzeiclinct, daß in der Folie (75) Schlitze (82) vorgesehen sind, durch die die Dicke der Plattierungsschicht nahe der Trennlinie (16) und die Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar unterhalb der Trennlinie (16) vorgebbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch ge-_ kennzeichnet, daß an der Rückseite eines der Riemen (60) eine Luftblase (66) angeordnet ist, durch die der Anpreßdruck der Rier.ien einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß dort wo sich die Mittel zum Transport der Leiterplatte in Längsrichtung befinden, hinter den Riemen (60) Streifen (65) aus Material mit geringer Reibung angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpe zum Einbringen der Elektroplattierungsflüssigkeit in das Sprühsystem 80, Abführmittel für die Flüssigkeit nach Auftreffen auf die Anschlußstifte (15) und Drosselmittel (88, 89) zur Steuerung der Menge der aus den Düsen (78) austretenden Flüssigkeit und damit des Druckes in der Sprühkammer vorgesehen sind

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (62) zum Anheben und Absenken eines der Riemen (60) vorgesehen sind, durch die die Riemen aufeinander ausrichtbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel für die Riemen (60) aus zwei Rollen (62) bestehen, die durch Anheben oder Absenken wahlweise mit der Oberkante oder Unterkante des einen Riemens in Eingriff gebracht werden können.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 - 10, dadurch gekennz_e^i_chiiet, daß ein Positionierungsmechanismus zur Aufnahme der gedruckten Leiterplatte (10) auf einer ortsfesten Führungsfläche vorgesehen ist, daß ein Führungselement (54) mit dem oberen Bereich der Leiterplatte (10) nachgiebig in Eingriff ist, und daß Mittel

(71) zur vertikalen Einstellung der Trennlinie (16) auf der Leiterplatte vor einer oder mehreren Stationen vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemen in den Plattierungs- und tibertragungsstationen synchron angetrieben werden, wobei der Antrieb in den Plattierungsstationen in einer Zugkonfiguration und in den Übertragungsstationen in einer Stoßbeziehung erfolgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Führungsfläche aus mehreren Rollen (55) besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel aus mehreren, an ihrem unteren Ende angeordneten Rollen (55) bestehen, die je nach der gewünschten Lage

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der Leiterplatte in der folgenden Bearbeitungsstation auf- oder abwärtsbewegbar sind.

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