Zur Vorbehandlung hochsensibler Elektronikbauteile stellte die Plasmatreat GmbH auf der productronica 2023 in München eine echte Innovation vor: Das Redox-Tool übernimmt die sichere und effektive Reduzierung von Oxidschichten elektronischer Bauteile im Inline-Prozess.
Alternatives Verfahren zum Einsatz von Flussmitteln
Metalle sind wichtiger Bestandteil in der Elektronikfertigung. Ihre Oberfläche oxidiert jedoch, wenn sie Luft und Feuchtigkeit ausgesetzt wird, und verhindert die Bildung einer perfekten Lötstelle im Produktionsprozess. Mit dem Redox-Tool präsentierte das Unternehmen zur productronica eine echte Weltneuheit, die den Einsatz von Flussmitteln beim Löten überflüssig macht: Das Tool, eine spezielle Fertigungszelle (Plasma Treatment Unit/PTU) entfernt Oxidschichten im Inline-Prozess. Die innovative Anlage benötigt dazu lediglich eine Kombination aus Stickstoff und Wasserstoff und kommt ohne die bisher verwendeten umweltschädlichen Ameisen- oder Zitronensäuren aus. Zur Behandlung werden die Bauteile in einem Tunnel, der mit Inertgas (z. B. N2 oder N2H2) geflutet ist, erwärmt und für die Plasmareduzierung vorbereitet. Ebenfalls mit Inertgas arbeitende Plasmadüsen befreien die Metalloberfläche zuverlässig von den bei der Oxidation festgesetzten Sauerstoffmolekülen. Eine kontrollierte Abkühlung der behandelten Produkte unter inerten Bedingungen stabilisiert die erreichte Reduktion für den nächsten Prozessschritt. Das Ergebnis der Plasmaanwendung sind optimierte Adhäsionseigenschaften der Oberfläche sowie eine zuverlässige Haftung in nachfolgenden Prozessen. Dadurch werden Defekte, Delamination und Produktausfälle effektiv reduziert. Das innovative Redox-Tool ermöglicht zudem eine vollständige Prozesskontrolle und Rückverfolgung der Produkte.
Umspritzen empfindlicher elektronischer Bauteile
In einem Gemeinschaftsprojekt wurde das Vorbehandeln und Umspritzen von Leiterplatten mit einer Epoxidharz-Formmasse (EMC) im vollautomatischen Spritzguss-Prozess vorgestellt. Dafür werden die Elektronikbauteile einer schonenden Feinstreinigung mit Openair-Plasma unterzogen. Dann erhalten sie im PlasmaPlus Verfahren eine haftvermittelnde Schicht und werden schließlich in einer Spritzgussanlage mit einem temperaturbeständigen Duroplast umspritzt. Die Plasmabehandlung und -beschichtung sorgt für eine sichere Haftung des Kunststoffs an den Leiterplatten und schützt sie vor umweltbedingten Einflüssen. Projektpartner sind neben Plasmatreat u. a. das Maschinenbauunternehmen Arburg GmbH, Werkzeugbauer Siegfried Hofmann GmbH, Sondermaschinenbauer Barth Mechanik GmbH sowie der Kunststofflieferant Sumitomo Bakelite Co., Ltd. aus Japan.
Inline-Oberflächenbehandlung für Halbleiter-Packaging
Mit der Semiconductor PTU zeigte das Unternehmen außerdem eine Standardfertigungszelle für zuverlässige Reinigungsprozesse in der Halbleiterindustrie, die sich nahtlos in bestehende Produktionslinien integrieren lässt. Die Anlage entfernt mithilfe von Openair-Plasma effektiv alle organischen und silikonbasierten Verunreinigungen sowie elektrostatisch aufgeladenen Staub. Darüber hinaus lassen sich unter Anwendung von PlasmaPlus unterschiedliche Beschichtungen erzeugen, die den behandelten Produkten maximalen Schutz bieten. Sie verhindern z. B. das Ausbluten von Epoxidharz, die Reoxidation oder die Korrosion bei LED-Anwendungen. Die Semiconductor PTU kommt vor folgenden Prozessschritten zum Einsatz: Drahtbonden, Diebonden, Pre-Molding, Thermokompressionsbonden, Unterfüllung, Reduktion von Metalloxiden.
„Plasmatreat unterstützt die steigenden Herausforderungen in den Fertigungsprozessen der Elektronikindustrie mit innovativer und inlinefähiger Plasmatechnologie: Die Vorbehandlung von hochsensiblen Produkten mit potenzialfreiem Openair-Plasma trägt entscheidend zu gesteigerter Produktqualität, mehr Kosteneffizienz sowie erhöhter Prozesssicherheit und Umweltfreundlichkeit bei“, erklärt Nico Coenen, Global Market Segment Manager Electronics bei Plasmatreat.
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