Baugruppentechnologie der Elektronik: Leiterplatten
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| Language: | Undetermined |
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Berlin
Verl. Technik [u.a.]
1994
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| Edition: | 1. Aufl. |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 421 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3341010971 |
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| adam_text | Titel: Bd. leiter. Baugruppentechnologie der Elektronik. Leiterplatten
Autor:
Jahr: 1994
Inhaltsverzeichnis
Schreibweise und Formelzeichen der wichtigsten Größen.......................... 11
1 Einführung............................................................ 15
1.1 Elektronische Systeme.................................................. 16
1.2 Technische Realisierung elektronischer Geräte und Anlagen.................. 20
1.3 Begriffsbestimmungen................................................... 27
1.4 Elektronische Baugruppe ? Das Verdrahtungsproblem..................... 32
1.5 Elemente elektronischer Baugruppen und daraus abgeleitete prinzipielle Realisie-
rungsmöglichkeiten ? Die Kompaktbaugruppe............................ 42
1.6 Entwicklungstendenzen der Baugruppentechnologie......................... 45
1.7 Hauptprobleme der Baugruppentechnologie ............................... 53
1.7.1 Übergang von der Mikrostruktur der Schaltkreise auf die Makrostruk-
tur des Verdrahtungsträgers...................................... 53
1.7.2 Anpassung der Verdrahtungsdichte an steigende Verbindungsdichte .... 54
1.7.3 Entwicklung neuer technologischer Verfahren für die elektrische Verbin-
dung von Leiterzügen unterschiedlicher Ebenen eines Verdrahtungsträgers 56
1.7.4 Gewährleistung der elektrischen Eigenschaften der Verdrahtung....... 58
1.7.5 Gewährleistung der Kontaktierbarkeit von Bauteilen mit kleinen An-
schlußrastern ................................................... 59
1.7.6 Beherrschung des Problems steigender Verlustleistungsdichte.......... 60
1.7.7 Beherrschung des Problems der Fehlanpassung der thermischen Län-
genausdehnungskoeffizienten der Montagepartner................... 65
1.7.8 Sicherung der Prüfbarkeit........................................ 66
1.7.9 Übergang zur flexibel automatisierten Montage..................... 68
1.7.10 Sicherung einer hohen Erzeugniszuverlässigkeit..................... 70
1.7.11 Steigende Prozeßhygieneforderungen .............................. 74
2 Realisierungsbeispiele elektrischer Baugruppen.............................. 76
2.1 Baugruppen in Leiterplattentechnik....................................... 79
2.1.1 Baugruppen mit starren Verdrahtungsträgem....................... 79
2.1.1.1 Baugruppen mit steckbaren Bauteilen.............................. 79
2.1.1.2 Baugruppen mit aufsetzbaren Bauteilen............................ 80
2.1.1.3 Baugruppen in Mischtechnik..................................... 82
2.1.2 Baugruppen mit flexiblen Verdrahtungsträgern...................... 83
2.2 Baugruppen in Hybridtechnik ........................................... 85
2.2.1 Diekschichttechnik.............................................. 87
2.2.2 Dünnschichttechnik............................................. 89
2.3 Kompaktbaugruppen................................................... 91
2.3.1 Leiterplattentechnik............................................. 92
2.3.2 Dickschichttechnik.............................................. 95
2.3.2.1 Mehrschichttechnik............................................. 96
2.3.2.2 Mehrlagentechnik___........................................... 100
2.3.3 Dünnschichttechnik............................................. Hl
2.3.4 Kombination von Dick- und Dünnschichttechnik................... 112
8 Inhaltsverzeichnis
2.3.5 Polymer-Metallschicht-Technik................................... 116
2.3.6 Implantationstechnik............................................ 119
3 Systematisierung der Verdrahtungsträgerarten............................... 123
3.1 Systematisierung der Verdrahungsträger aus konstruktiver Sich............... 124
3.2 Systematisierung der Verdrahtungsträger aus technologischer Sicht............ 125
4 Leiterplatten........................................................... 133
4.1 Systembetrachtungen zur Leiterplattentechnologie.......................... 133
4.1.1 Entwicklungsgeschichte.......................................... 133
4.1.2 Begriffe der Leiterplattentechnik.................................. 135
4.1.3 Prozeß der Leiterplattenkonstruktion und -fertigung................. 136
4.1.4 Leiterplattenarten............................................... 137
4.1.4.1 Einebenenleiterplatten (EEL)..................................... 138
4.1.4.2 Nichtdurchkontaktierte Zweiebenenplatten (ZEL)................... 139
4.1.4.3 Leiterplatten mit tiefgelegtem Leiterbild............................ 139
4.1.4.4 Einebenenleiterplatten mit Brückendruck........................... 139
4.1.4.5 Durchkontaktierte Zweiebenenplatten (DKL)....................... 140
4.1.4.6 Mehrlagenleiterplatten (MLL).................................... 141
4.1.4.7 Mehrschichtleiterplatten......................................... 144
4.1.4.8 Mehrdrahtleiterplatten (MDL).................................... 144
4.1.4.9 Flexible Leiterplatten (FLP)...................................... 145
4.1.4.10 Starr-flexible Leiterplatten ....................................... 146
4.1.4.11 Metallkernleiterplatten .......................................... 147
4.1.4.12 Formleiterplatten............................................... 148
4.1.4.13 Dreidimensional gespritzte Leiterplatten ........................... 150
4.1.5 Grund verfahren zur Herstellung von Leiterplatten................... 150
4.2 Vormaterial für Leiterplatten............................................ 152
4.2.1 Basismaterial für starre Leiterplatten.............................. 152
4.2.1.1 Herstellung von Schichtpreßstoffen................................ 155
4.2.1.2 Eigenschaften starrer Basismaterialien............................. 158
4.2.2 Vorpolymerisierte Materialien.................................... 164
4.2.3 Basismaterialien für flexible Leiterplatten........................... 165
4.2.4 Metallfolien.................................................... 166
4.2.5 Prüfung von Vormaterialien für Leiterplatten....................... 167
4.3 Leiterbildoriginale...................................................... 171
4.3.1 Bildträger ..................................................... 172
4.3.2 Herstellverfahren ............................................... 174
4.3.2.1 Zeichentechnik................................................. 175
4.3.2.2 Klebetechnik................................................... 176
4.3.2.3 Lichtzeichenverfahren........................................... 177
4.3.2.4 Laserlichtzeichen ............................................... 179
4.3.3 Reproduzieren.................................................. 181
4.3.4 Genauigkeitsvergleich........................................... 182
4.3.5 Prüfung von Leiterbildoriginalen.................................. 184
4.4 Konstruktion von Leiterplatten.......................................... 185
4.4.1 Außenabmessungen............................................. 190
4.4.2 Durchbrüche und Konturaussparungen............................ 191
4.4.3 Leiterschichten und Oberflächenveredlungen........................ 193
4.4.4 Kennzeichnungen............................................... 196
4.4.5 Schichtaufbau von Mehrlagenleiterplatten.......................... 197
Inhaltsverzeichnis 9
4.4.6 Leiterbildgestaltung............................................. 198
4.4.6.1 Anschlußflächen................................................ 199
4.4.6.2 Leiterfelder.................................................... 200
4.4.6.3 Leiterzüge..................................................... 201
4.4.6.4 Leiterabstände ................................................. 202
4.4.6.5 Fertigungsbedingte Leiterbildelemente............................. 203
4.4.7 Berechnungsbeispiel............................................. 204
4.4.8 Gedruckte Funktionselemente.................................... 207
4.5 Technologische Verfahrensschritte........................................ 210
4.5.1 Mechanische Bearbeitung........................................ 211
4.5.1.1 Spanlose Bearbeitung ........................................... 211
4.5.1.2 Spanabhebende Bearbeitung...................................... 214
4.5.2 Reinigen....................................................... 229
4.5.2.1 Chemische Reinigung ........................................... 230
4.5.2.2 Mechanische Reinigung.......................................... 231
4.5.2.3 Hinterätzen.................................................... 234
4.5.2.4 Ausrüstungen.................................................. 243
4.5.3 Druckverfahren................................................. 255
4.5.3.1 Fotodruckverfahren............................................. 256
4.5.3.2 Siebdruck...................................................... 267
4.5.4 Ätzen........._................................................ 278
4.5.4.1 Naßchemisches Ätzen........................................... 279
4.5.4.2 Trockenätzen .................................................. 287
4.5.5 Vorbehandlung von Basismaterialoberflächen zur additiven Metallab-
scheidung...................................................... 295
4.5.6 Verfahren zur Metallabscheidung................................. 297
4.5.6.1 Stromlose Metallabscheidung..................................... 297
4.5.6.2 Galvanische Metallabscheidung................................... 303
4.5.6.3 Physikalische Metallabscheidung.................................. 309
4.5.6.4 Fehler an Leiterplatten mit metallisierten Bohrungen nach der galva-
nischen Metallabscheidung....................................... 311
4.5.7 Oberflächenschutz von Leiterschichten............................. 318
4.5.7.1 Verschmelzen und Heißbeloten................................... 318
4.5.7.2 Nichtmetallische Schutzüberzüge.................................. 321
4.5.7.3 Chemische Konservierung von Kupferschichten..................... 323
4.5.8 Pressen........................................................ 323
4.5.8.1 Grundlagen.................................................... 325
4.5.8.2 Vorbereitung von Basismateriallagen.............................. 326
4.5.8.3 Preßprozeß und Ausrüstungen.................................... 328
4.6 Verfahrensabläufe zur Herstellung von Leiterplatten ........................ 330
4.6.1 Nichtdurchkontaktierte Leiterplatten.............................. 331
.1.1 Folienätzverfahren.............................................. 331
Stempelschneidverfahren......................................... 332
.3 Fräsverfahren.................................................. 333
..4 Tieflegen von Leiterschichten..................................... 333
.5 Flexible Leiterplatten............................................ 334
Leiterplatten mit Brückendruck................................... 335
1.3 Durchkontaktierte Leiterplatten .................................. 337
?.3.1 Lochmetallisierungsverfahren..................................... 337
?.3.2 Hohlnietverfahren.............................................. 348
?.3.3 Flexible Leiterplatten............................................ 350
i.3.4 Leiterplatten mit Metallkern ..................................... 350
10 Inhaltsverzeichnis
4.6.4 Mehrlagenleiterplatten........................................... 352
4.6.5 Mehrschichtleiterplatten......................................... 354
4.6.6 Mehrdrahtleiterplatten .......................................... 357
4.6.7 Starr-flexible und mehrlagig flexible Leiterplatten.................... 359
4.6.8 Dreidimensionale Leiterplatten................................... 361
4.7 Eigenschaften von Leiterplatten.......................................... 363
4.7.1 Mechanische Eigenschaften....................................... 363
4.7.1.1 Stabilität von Leiterplatten....................................... 363
4.7.1.2 Maßbeständigkeit von Leiterplatten............................... 364
4.7.1.3 Abweichung von der Ebene...................................... 365
4.7.1.4 Haftvermögen metallischer Schichten.............................. 367
4.7.2 Elektrische Eigenschaften........................................ 367
4.7.2.1 Spannungsfestigkeit............................................. 368
4.7.2.2 Isolationswiderstand............................................ 368
4.7.2.3 Ohmscher Widerstand........................................... 369
4.7.2.4 Strombelastbarkeit.............................................. 371
4.7.2.5 Kapazität...................................................... 372
4.7.2.6 Induktivität.................................................... 375
4.7.2.7 Wellenwiderstand............................................... 376
4.7.3 Thermische Eigenschaften und Lötverhalten........................ 378
4.8 Qualitätssicherung bei der Leiterplattenfertigung ........................... 379
4.8.1 Mängel an Leiterplatten......................................... 380
4.8.2 Prüfung und Reparatur an Leiterplatten........................... 382
4.8.2.1 Leiterbildkontrolle und Leiterzugreparatur......................... 384
4.8.2.2 Prüfung und Reparatur von Kontaktflächenveredelungen............. 387
4.8.2.3 Prüfung von Lochmetallisierungen................................ 389
Anhang.................................................................. 395
A.l Angelsächsische Abkürzungen von Begriffen ............................... 395
A.2 Abkürzungen internationaler Vereinigungen ............................... 399
A.3 Umrechnungsfaktoren.................................................. 401
Literaturverzeichnis........................................................ 406
Sachwörterverzeichnis ...................................................... 414
Bildquellenverzeichnis....................................................... 422
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