Forum: Platinen Wie genau ist der Ablauf bei der PCB-Fertigung?


von Hui B. (hui)


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Hallo,

Ich hab mir Ausnahmsweise Mal eine Kleinserie Platinen beim PCB-Pool 
machen lassen, da ich den Stencil dafür benötigte weil ein QFN drauf 
musste und so der Preis attraktiv war.

Sonst bestelle ich normalerweise woanders (grössere Strukturen mit 
HAL-Oberfläche).
Deshalb haben mich folgende Punkte verwundert:
1.) Wie genau ist der Ablauf bei der Herstellung, dass man nachher noch 
blankes Kupfer sehen kann? Die Platinen wurden chemisch verzinnt. Ich 
habe immer gedacht, dass das nach dem Stopplack einfach in ein Bad 
kommt, und somit dann alle freien Flächen automatisch verzinnt werden. 
Man kann jedoch noch blankes Kupfer erkennen. Siehe Photo. Machen die 
extra eine Maske für's Verzinnen???
2.) Ich kenn mich da beim PCB-Pool nicht aus: Ist es dort normal, dass 
die Platinen einfach alle zusammen lose in einem Beutel geliefert 
werden, weder vakuumverpackt, noch mit einem Silikonbeutel?

Edit:
Sorry für das schlechte Bild. Aber ist ziemlich schwierig so nahe zu 
fotografieren...

von Falk B. (falk)


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@  Hui Bu (hui)

>1.) Wie genau ist der Ablauf bei der Herstellung, dass man nachher noch
>blankes Kupfer sehen kann?

Ziemlich genau, schließlich machen PCB-Pool 6mil = 0,15mm Strukturen 
standardmäßig.

>Man kann jedoch noch blankes Kupfer erkennen. Siehe Photo. Machen die
>extra eine Maske für's Verzinnen???

Keine Ahnung.

>2.) Ich kenn mich da beim PCB-Pool nicht aus: Ist es dort normal, dass
>die Platinen einfach alle zusammen lose in einem Beutel geliefert
>werden, weder vakuumverpackt, noch mit einem Silikonbeutel?

Ja, ist für die meisten Sachen auch kaum ein Problem.

>Sorry für das schlechte Bild. Aber ist ziemlich schwierig so nahe zu
>fotografieren...

Makromodus eingeschaltet? Das Blumensymbol.

von Uwe (Gast)


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Hallo,

na also alle LP lose im Beutel kann doch Kratzer ergeben?


> Ziemlich genau, schließlich machen PCB-Pool 6mil = 0,15mm Strukturen
> standardmäßig.

schaut mal auf den Bohr und Stopplackversatz! Das ist nicht genau, schon 
fast grenzwertig. Da ist bei den Oblong fast kein Restring mehr. Aber 
wird schon gehen.

Uwe

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Uwe schrieb:

> na also alle LP lose im Beutel kann doch Kratzer ergeben?

Ja, und?  Sind doch keine optischen Bauteile.

> schaut mal auf den Bohr und Stopplackversatz! Das ist nicht genau, schon
> fast grenzwertig. Da ist bei den Oblong fast kein Restring mehr.

Der Restring ist ja aber vor allem dafür da, die fertigungsbedingten
Toleranzen auszugleichen.  Geringere Toleranzen müsstest du schließlich
auch bezahlen.

Wäre außerdem die Frage, ob der Restring denn überhaupt für deren
Prozess ausreichend groß war.  Es kann aber muss nicht sein, dass sie
diesbezüglich fehlerhafte Jobs ablehnen.

von Hui B. (hui)


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1. Vielen Dank für die Antworten.

Falk Brunner schrieb:
>>1.) Wie genau ist der Ablauf bei der Herstellung, dass man nachher noch
>>blankes Kupfer sehen kann?
>
> Ziemlich genau, schließlich machen PCB-Pool 6mil = 0,15mm Strukturen
> standardmäßig.

Ähm, das habe ich eigentlich gar nicht gemeint. Lol. Ich meinte nur, wie 
der Ablauf denn genau ist (nicht die Genauigkeit des Ablaufs), dass es 
freies Kupfer geben kann, bei chemisch Zinn.
Das hat mich eben etwas verwundert, da ich das nicht erwartet hätte.

von M. B. (Firma: TH Nürnberg) (ohmen)


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Vielleicht ist nachträglich LS abgeplatzt...

von MaWin (Gast)


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> 1.) Wie genau ist der Ablauf bei der Herstellung,
> dass man nachher noch blankes Kupfer sehen kann?

Galvanisch verzinnen, danach mechanisch blank bürsten,
dabei sind bei deiner Platine an 2 Stellen nicht besondern
gut haftende Lötstopmaskenstückchen mit abgegangen,
und haben das nicht verzinnte Kupfer wieder freigelegt.

> Ist es dort normal, dass die Platinen einfach alle zusammen
> lose in einem Beutel geliefert werden, weder vakuumverpackt,

Ja, warum auch anders ?

> noch mit einem Silikonbeutel?

Besser nicht, denn was willst du da mit Silikon ?
Glaub' denen einfach, die haben mehr Kenntnisse vom Job als du.

von Hui B. (hui)


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Jörg Wunsch schrieb:
> Wäre außerdem die Frage, ob der Restring denn überhaupt für deren
> Prozess ausreichend groß war.  Es kann aber muss nicht sein, dass sie
> diesbezüglich fehlerhafte Jobs ablehnen.

Der Restring war gross genug! Für etwas gibt's ja DRC in Eagle...
Einige 0.6er Vias (0.3 Bohrung) sind auch arg knapp am Rand. Aber ich 
denke, das geht noch OK.

von Hui B. (hui)


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MaWin schrieb:
> Galvanisch verzinnen, danach mechanisch blank bürsten,
> dabei sind bei deiner Platine an 2 Stellen nicht besondern
> gut haftende Lötstopmaskenstückchen mit abgegangen,
> und haben das nicht verzinnte Kupfer wieder freigelegt.

Ahh, vielen Dank. Das ist eine plausible Erklärung!

>> Ist es dort normal, dass die Platinen einfach alle zusammen
>> lose in einem Beutel geliefert werden, weder vakuumverpackt,
>
> Ja, warum auch anders ?

Ich kenne das von anderen Lieferanten anders: Einzeln Vakuumverpackt. 
Wieso? Weil eine Leiterplatte wenn möglich keiner Feuchte ausgesetzt 
werden soll.

>> noch mit einem Silikonbeutel?
>
> Besser nicht, denn was willst du da mit Silikon ?

Mein Fehler: Ich meinte diese Trocknungsbeutelchen. Nicht Silikon...
Jetzt bin ich doch tatsächlich auch drauf reingefallen (Silica != 
Silikon)

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Hui Bu.

> Der Restring war gross genug! Für etwas gibt's ja DRC in Eagle...

Wenn Du in die DRC Vorgaben Mist schreibst, macht der DRC den Mist 
auch..... insofern ist auch bei DRC Misstrauen angesagt. ;O)

>> 2.) Ich kenn mich da beim PCB-Pool nicht aus: Ist es dort normal, dass
>> die Platinen einfach alle zusammen lose in einem Beutel geliefert
>> werden, weder vakuumverpackt, noch mit einem Silikonbeutel?
> Mein Fehler: Ich meinte diese Trocknungsbeutelchen. Nicht Silikon...
> Jetzt bin ich doch tatsächlich auch drauf reingefallen (Silica !=
> Silikon)

Weil Silicagel für das Trockenhalten von Leiterplatten nicht ausreichend 
ist....und ob die Vacuumverpackung wirklich dicht war, stellst Du auch 
immer erst zu spät fest.

Um delaminieren zu vermeiden, sollten die Leiterplatten 5-6h bei 
70°C-80°C im Trockenofen getrocknet (getempert) werden, und dann 
innerhalb von 24h verarbeitet werden.
Damit bist Du auf der sicheren Seite.

Ist aber nur nötig, wenn Du Multilayer auf der Welle oder im Reflow 
verarbeitest.

Lediglich doppelseitig oder manuelle Bestückung benötigt das nicht.


Mit freundlichem Gruß: bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

von Christian B. (luckyfu)


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MaWin schrieb:
> Galvanisch verzinnen, danach mechanisch blank bürsten,

sehr unwahrscheinlich, da galvanisches Zinn sich nahezu nicht löten 
lässt.
Es wird in der Fertigung als Ätzresist verwendet, danach aber wieder 
gestrippt.

Hier würde ich darauf tippen, daß die Lötstopmaske schon drauf ist aber 
so dünn, daß scheinbar blankes Kupfer durchschimmert.
Ansonsten ist chemisch Zinn, neben Entek, die am wenigsten haltbare 
Oberflächenpassivierung.

der Übliche Fertigungsablauf ist folgender:
Daten aufbereiten
Platinenmaterial zuordnen
Platinenmaterial reinigen
Löcher bohren
Reinigen
Platinen mit Leitfähiger Schicht überziehen (z.B. sog. Braunoxidation, 
Komplexbildung mit dem Kunstharz des Laminat für eine hochohmig 
leitfähige Schicht)
Fotofilm auflaminieren
Fotofilm belichten
Fotofilm entwickeln
Galvanisches verkupfern
galvanisch verzinnen
Fotofilm entfernen
Kupfer ätzen
Zinn entfernen
Lötstopp aufbringen
Oberflächenpassivierung
2. NC (nicht durchkontaktierte Bohrungen, Ausfräsungen, Platinen 
vereinzeln)
Reinigen
E-Test
Endkontrolle
Verpackung und Versand

Das ist der Fertigungsablauf einer einfachen durchkontaktierten Platine.

von Uwe N. (ex-aetzer)


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MaWin schrieb:
> Galvanisch verzinnen, danach mechanisch blank bürsten,
> dabei sind bei deiner Platine an 2 Stellen nicht besondern
> gut haftende Lötstopmaskenstückchen mit abgegangen,
> und haben das nicht verzinnte Kupfer wieder freigelegt.

Galvanisch verzinnen?? Du meinst ch.Zinn.
Galvanik benötigt eine durchgehende, leitfähige Oberfläche, bei einer 
fertig strukturierten (geätzen) LP ist das nicht mehr gegeben.

"Mech.Blankbürsten" geht auch nicht, da ch.Zinn 1-2µm stark ist und der 
Lötstop irgendwo zw.16-40µm dick ist.

@Hui Bui:
Ich vermute, da ist beim Transport der LPs was abgeplatzt. Sind diese 
Stellen überall auf der gleichen Position?

Gruss Uwe

von Praktikus (Gast)


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Hallo,
Christian B. (luckyfu)  du scheinst ja aus dem Bereich zu kommen, erst 
mal danke für die grobe Beschreibung des Ablaufs.
Würdest du eventuell etwas mehr im Detail erzählen wie der 
Fertigungsablauf vor sich geht, bzw. gibt es gute Links in dem das 
detailiert dargestellt wird. Ein Zückerchen wäre noch ein Video über die 
Herstellung.
Das interessiert mich (und sicherlich auch andere) einfach nur aus 
Neugier, besonders über die Blichtung (Vorlage) würde ich gerne mehr 
erfahren (da wird doch wahrscheinlich nicht mehr mit einer Folie wie im 
Hobbybereich gearbeitet sondern irgendwie über eine Optik direkt die 
Struktur auf der Platine belichtet... oder ? )

Praktikus

von Christian K. (Firma: Atelier Klippel) (mamalala)


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Christian B. schrieb:
> ...
> Löcher bohren
> Reinigen
> Platinen mit Leitfähiger Schicht überziehen (z.B. sog. Braunoxidation,
> Komplexbildung mit dem Kunstharz des Laminat für eine hochohmig
> leitfähige Schicht)
> Fotofilm auflaminieren
> Fotofilm belichten
> Fotofilm entwickeln
> Galvanisches verkupfern
> ...

Sicher mit der Reihenfolge? Ich kenne das so das nach dem leitfähig 
machen der Lochwände erstmal die Galvanik kommt und dann der Rest. Sonst 
wären ja auch z.B. die Restringe um die Pads und Vias deutlich höher als 
der Rest der Kupferschicht.

Wie gesagt, das ist die Reihenfolge die ich halt kenne.

Grüße,

Chris

von Hui B. (hui)


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Uwe N. schrieb:
> @Hui Bui:
> Ich vermute, da ist beim Transport der LPs was abgeplatzt. Sind diese
> Stellen überall auf der gleichen Position?

Hab mir Mal ein paar angesehen. Ist glaube tatsächlich, dass dort die 
Stoppmaske abgeplatzt ist. Denn einige Boards haben gar nichts, bei 
einigen sind nur gewisse Stellen betroffen, und dann sieht das 
freistehende Kupfer auch anders aus, etc.
Es scheint einfach gewisse Stellen auf der Platine zu geben, wo das 
gehäuft auftritt, aber ob es auftritt scheint dann doch zufällig 
verteilt...

@Christian: Vielen Dank!

Edit:
Hab mir nun Mal einige unter dem Mikroskop angeschaut, und sieht 
tatsächlich so aus als ob die Stoppmaske da weggebrochen ist. Es ist 
jeweils eine unscharfe Bruchkante zu sehen.

Ok, damit wär für mich das Rätsel also gelöst.
Ist ja auch nichts weltbewegendes und mir persönlich egal. Es hat mich 
einfach kurz gewundert, weil ich das so noch nie gesehen habe.

von Cyblord -. (cyblord)


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von Uwe (Gast)


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Hallo,
Filme zu den einzelnen Arbeitsschritten der Leiterplattenfertigung und 
Beschreibung gibt es hier:

http://www.eurocircuits.de/index.php/lehrfilme


Ausserdem einige andere zum Beispiel Kurzfassung für die Herstellung.

http://www.youtube.com/user/eurocircuits

Uwe

von Christian B. (luckyfu)


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Christian Klippel schrieb:
> Sicher mit der Reihenfolge? Ich kenne das so das nach dem leitfähig
> machen der Lochwände erstmal die Galvanik kommt und dann der Rest. Sonst
> wären ja auch z.B. die Restringe um die Pads und Vias deutlich höher als > der 
Rest der Kupferschicht.

Das stimmt schon so.

bei 35µm Enddicke nimmt man ein Basismaterial mit 2x 18µm Cu. das wird 
durch die Reinigungsprozesse und die Herstellertoleranz vor der Galvanik 
nur noch um die 14µm dick sein. Dann kommt der Film, dieser wird 
auflaminiert und danach wird belichtet und entwickelt. Dabei bleibt 
alles, was kein Leiterzug ist mit Resist bedeckt. Nun hat man die 14µm 
Grund Cu auf der kompletten Platine und schickt diese in die Galvanik. 
Um 20µm Wandstärke in den Bohrungen zu erziehlen muss man aussen mehr 
als 20µm Abscheiden. So kommt es, daß die Platinen am Ende bis zu 50µm 
Cu haben.
Nach der Kupfergalvanik kommt eine Zinngalvanik. diese Diehnt nur als 
Ätzresist. Anschließend wird der Film entfernt und das grund Cu (die 
14µm) abgeätzt. Anschließend wird das Zinn wieder entfernt, wie gesagt, 
darauf kann man nicht löten.

Das ist die Standartform. Vorteil ist: ich muss nur das Galvanisch 
aufbauen, was später auch gebraucht wird und es muss nur das dünne Grund 
Cu weggeätzt werden.

Abweichend hierzu gibt es noch das Tenting Verfahren. Hierbei wird alles 
komplett galvanisiert und danach kommt die Strukturierung. Der Vorteil 
davon ist, es ergibt eine Gleichmäßigere Oberfläche. Bei dem o.g. 
Verfahren gibt es Probleme, wenn man große Flächen und nur vereinzelt 
sehr dünne Leiterzüge hat. Die Galvanik arbeitet dann ungleichmäßig. 
Innenlagen werden üblicherweise im Tenting verfahren hergestellt, auch 
Impedanzkontrollierte Außenlagen.
Tenting heisst es deshalb, weil dabei die Löcher mit Resist abgedeckt 
werden. dies geht jedoch nur bis zu bestimmten Loch / Schlitzgrößen 
bevor der Film reisst. Durch den höheren Einsatz an Material ist dieser 
Weg teurer.

von Christian K. (Firma: Atelier Klippel) (mamalala)


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Ah, OK, Danke. Ich kannte das halt bisher immer nur anders herum. Wieder 
was gelernt ;)

Grüße,

Chris

von MaWin (Gast)


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Ich schrieb:

> Galvanisch verzinnen, danach mechanisch blank bürsten,

Christian schrieb:

> sehr unwahrscheinlich, da galvanisches Zinn sich nahezu nicht
> löten lässt.

Uwe schrieb:

> Galvanisch verzinnen?? Du meinst ch.Zinn.

Richtig, ich meinte eigentlich nur verzinnen,
und hatte nur noch in Erinnerung daß Hui Bu im Originalbeitrag
kein HAL hot air levelling Zinn angab

"Die Platinen wurden chemisch verzinnt"

und hab dann aus dem Kopf galvanisch statt chemisch geschrieben.

Der Schritt des Bürstens ist wohl immer fällig.

von Christian B. (luckyfu)


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Praktikus schrieb:
> (da wird doch wahrscheinlich nicht mehr mit einer Folie wie im
> Hobbybereich gearbeitet sondern irgendwie über eine Optik direkt die
> Struktur auf der Platine belichtet... oder ? )

Doch, wird es, allerdings werden die Filme Laserbelichtet. Das geht 
einfach in der Serienfertigung schneller als eine Direktbelichtung.

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