Desmearing von Leiterplatten mit Niederdruckplasma: Präzision für höchste Zuverlässigkeit

Plasma-Desmearing (Niederdruckplasma) entfernt präzise Bohrschmiere von Leiterplatten (PCBs), insbesondere in feinen Durchkontaktierungen (Vias) moderner Multilayer-Designs. Dies ist entscheidend für zuverlässige Verbindungen vor der Metallisierung.

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Was ist "Smear" (Bohrschmiere) und warum ist Desmearing notwendig?

Das mechanische Bohren von Vias in Multilayer-Leiterplatten erzeugt Hitze, die das Harz (z.B. FR4) schmilzt.

Beim Abkühlen bildet dieses Harz, oft vermischt mit Bohrmehl, eine isolierende Schicht auf den Kupferinnenlagen im Bohrloch. Diese Schicht wird als "Smear" oder "Bohrschmiere" bezeichnet.

Probleme durch Smear:

Schlechte elektrische Verbindung: Smear wirkt isolierend und verhindert eine direkte, zuverlässige Kontaktierung zwischen der Innenlage und der später galvanisch abgeschiedenen Kupferhülse.

Fehlstellen & Ausfälle: Ungenügende Anbindung kann zu erhöhten Widerständen, intermittierenden Kontakten oder sogar offenen Stromkreisen führen.

Reduzierte Zuverlässigkeit: Insbesondere bei High-Reliability-Anwendungen (Medizintechnik, Automotive, Luft- und Raumfahrt) ist Smear inakzeptabel.

Querschnitt einer Leiterplatte vor dem Desmearing, mit Detailansichten.

Multilayer-Leiterplatten vor Desmearing

Traditionelle Desmearing-Verfahren und ihre Grenzen

Klassischerweise wird Desmearing nasschemisch durchgeführt, meist mit konzentrierten Chemikalien wie Kaliumpermanganat in stark alkalischer Lösung.

Nachteile nasschemischer Verfahren:

Einsatz aggressiver Chemikalien.
Hoher Wasserverbrauch und Abwasserbelastung.
Schwierige Prozesskontrolle bei feinsten Strukturen und hohen Aspektverhältnissen.
Potenzielle Materialunverträglichkeiten bei modernen Leiterplattenmaterialien.
Weniger gleichmäßige Ergebnisse in tiefen, engen Bohrlöchern.

Querschnitt einer Leiterplatte nach dem Desmearing.

Multilayer-Leiterplatten nach Desmearing

Die Lösung: Desmearing mit Niederdruckplasma

Die Niederdruckplasma-Technologie bietet eine überlegene Alternative für das Desmearing. Bei diesem Verfahren werden Leiterplatten in eine Vakuumkammer eingebracht. Ein Prozessgas (oder Gasgemisch) wird bei niedrigem Druck (typ. 0,1 - 1 mbar) eingelassen und durch Energiezufuhr (Hochfrequenz oder Mikrowelle) ionisiert – es entsteht ein Plasma.

Kurz gesagt: Desmearing mit Niederdruckplasma ist umweltfreundlich, zuverlässig und kostengünstig.

Elektronenmikroskop-Aufnahme von Vias vor und nach dem Desmearing.

PCB-Via vor und nach dem Desmearing. Nach dem Desmearing ist die Struktur der PCB deutlich erkennbar.