Was sollte man bei Elektronik beachten?

Multilayer Leiterplatten - Aufbau und Funktionen

Der fortschreitende Einsatz von Elektronik und elektronischen Geräten erfordert die Realisierung von Funktionalität auf immer kleiner werdenden Instrumenten. Somit drängen sich immer mehr Bauteile auf engerem Raum. Damit dies möglich ist, bedarf es unter anderem mehrlagigen Leiterplatten, den sogenannten Multilayer Leiterplatten.

Allgemein betrachtet trägt die Leiterplatte, Platine oder Leiterkarte elektronische Bauteile. Sie besteht aus isolierendem Material und verfügt über Leiterbahnen. Das isolierende Material ist zumeist aus Kunststoff gefertigt, für die Leiterbahnen wird Kupfer ins Material geätzt.

Der beschriebene Aufbau gilt als Grundgerüst für verschiedene Fabrikate von Leiterplatten. Neben flexiblen Varianten gibt es Metallkern-, Hochfrequenz- oder Dickkupferleiterplatten. Bei einer Ausprägung handelt es sich um die bereits erwähnten Multilayer Leiterplatten.

Das Herstellungsverfahren dieser Art von Leitern ist komplex und nicht immer einfach realisierbar, da eine gleichbleibende Qualität erreicht werden muss. Gerade der Aufbau und die bestmögliche Handhabung der sehr dünnen Materialschichten stellt Hersteller vor Herausforderungen. Allerdings sind mit durchgehend automatisierten Verfahren in der Herstellung konstante Ergebnisse erzielbar und Ansprüche an Qualität werden gewahrt.

Bei den genannten Herstellungsverfahren kommen Registrierungsprozesse zum Einsatz, welche präzise gestaltet ein Höchstmaß an Deckungsgleichheit in den vorhandenen Lagen erzeugen. Mit Durchkontaktierung verbunden, stellen Umverdrahtungen kein allzu großes Problem mehr dar. Je nach Isolationsdicke bietet der Lagenaufbau insofern Freiheiten, dass individuell und passgenau für viele elektrische Anforderungen ein Einsatz zu finden ist.

Bei der Wahl der Oberflächen kommt es ebenfalls zu unterschiedlichen Ausprägungen. Unter anderem werden Kombinationen aus Nickel und Gold verwendet. Diese universell einsetzbare Oberfläche lässt keinen Kupferabtrag im Lötprozess zu, da Nickel eine Diffusionssperre ist. Chemisch Zinn stellt eine ebenso ebene wie gut lötbare Schicht dar und eignet sich für Einpressanwendungen. Bei erhöhter mechanischer Belastung, sprich einem Stecker, eignet sich insbesondere galvanische Nickel und Gold Beschichtung. Diese ist abriebfest und frei von Korrosion. Bei den vorgestellten Oberflächen wurden einige, aber nicht alle Möglichkeiten genannt.

Das Leistungsspektrum kann je nach Anzahl der Lagen, Leiterplattenstärke und Material variieren. Darüber hinaus spielen Glasübergangstemperaturen zwischen 135 und 180 Grad Celsius eine weitere Rolle. Weitere Spezifikationen auf technischer Seite beinhalten bspw. Lötstoppmasken. Diese sind in unterschiedlichen Farben erhältlich und bestehen entweder aus fotosensitiven Lacksystemen zur thermischen Endhärtung oder rein thermisch härtenden Masken, welche nicht fotosensitiv sind.

Des Weiteren kommen Kantenmetallisierungen zum Einsatz. Diese helfen den EMV-Schutz von Platinen zu verbessern, elektrische Kontakte zwischen Gehäuse des Bauelements und Leiter herzustellen oder Anforderungen an Sauberkeit gerecht zu werden.

Bei einem Beispiel von vier Leiterplatten ist der Aufbau meist so, dass auf einer Ebene Versorgungsspannung genutzt wird. Auf einer weiteren kommt Bezugspotential zum Einsatz. Die restlichen können für Signalleitungen verwendet werden.

Auf Seiten, wie von Green-Boards GmbH, kann man sich weiter informieren.