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Leiterplattenhersteller

Die Leiterplatte

Als Leiterplatte bezeichnet man ein Aufnahmemedium für Bauteile aus dem Bereich der Elektronik. Aufgrund der flachen Form, auf der die verschiedenen Leiterbahnen aufgebracht sind, nennt man sie eben Platte. Man kennt sie auch unter dem Namen Platine oder Leiterkarte. Der Hauptzweck einer Leiterplatte ist das mechanische Fixieren der Bauteile und das elektrische Verbinden der Bauteile untereinander. Es gibt so gut wie kein elektronisches Gerät ohne diese Leiterplatte. In den meisten Geräten sind sogar verschiedene Leiterplatten enthalten. Die Leiterplatte besteht hauptsächlich aus nicht elektrisch leitfähigem Material auf welchem die Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung aufgebracht sind. Als Trägermaterial wird zumeist Kunststoff verwendet, der mit Glasfasern verstärkt wurde um eine gewisse mechanische Festigkeit zu erlangen. Die Leiterbahnen sind in den meisten Fällen hauchdünne Kupferschichten, die nach bestimmten Schablonen so geätzt sind, dass nur die gewünschten Verbindungen übrig bleiben. An den Stellen, an denen später die Bauelemente befestigt werden, sind kleine Kupferringe eingeätzt. Diese nennt man Lötaugen. Ins Innere der Lötaugen werden später Löcher gebohrt um die Drahtfüße der Bauelemente hindurch zu stecken und schließlich durch Löten mit dem Kupfer zu verbinden. Sind die Bauelemente sehr groß und schwer werden sie meist zusätzlich noch festgeschraubt oder anderweitig befestigt.

Materialien
Früher wurde als Trägermaterial oft Pertinax (auch bekannt als Hartpapier) genommen. Das war eine Mischung aus Papierfasern und Phenolharz. Auch heute wird dieses Material noch bei billigen Massenprodukten eingesetzt. Höherwertige Leiterplatten bekommen heute jedoch ein Trägermaterial aus Glasfasermatten, die in Epoxidharz getränkt wurden. Dadurch erreicht man eine höhere Kriechstromfestigkeit, die Wasseraufnahmefähigkeit sinkt und die Eigenschaften bei hochfrequenten Anwendungen verbessern sich. Eingeteilt werden die Materialien in sogenannte FR-Klassen. FR steht für flame retardant und bedeutet so viel wie flammenhemmend. Die Klassen gehen von 1 bis 5.
In ganz ausgewählten Anwendungen kommen auch Aluminium oder Teflon zum Einsatz. Man versucht ständig neue, umweltfreundlichere Materialien zu entwickeln, steht aber meist vor dem Problem der Wasseraufnahme.

Der Entwurf
Der Entwurf für das spätere Aussehen einer Leiterplatte, also das Layout wird heutzutage am PC entwickelt - Unternehmen bietten hierfür spezielles Leiterplattenservice an. Moderne PC-Programme bieten hier nicht nur die Möglichkeit, das Layout zu entwerfen sondern bieten mitunter sogar einen dreidimensionalen Aufbauplan, eine Stückliste für die verwendeten Bauteile und einen Verbindungs-Check zum Überprüfen der Schaltung auf elektrische Fehlschaltungen wie beispielsweise Kurzschlüsse an. Die Leiterplattenentflechtung ist bei der Layout-Erstellung das Hauptproblem. Hier hat der Anwender alle relevanten Daten wie Kupferstärke, Oberflächenart und Fertigungstechnologie einzugeben. Zum Schluss der Erstellung generiert das Programm dann eine Art Maske, die man auf Folie ausdrucken kann. Diese Folie legt man nun auf die Platine und belichtet sie. Zum Belichten wird UV-Licht verwendet. Bei beschichteten Platinen mit Fotolack wird dieser nun unter dem UV-Licht aufgelöst. Es bleibt nur eine Lackschicht an den Stellen übrig, die unter der Maske „versteckt“ waren. Alle anderen Flächen sind nun vom Lack befreit und somit nicht mehr gegen die Säure geschützt, die im nächsten Schritt auf die Leiterplatte aufgebracht wird. Die Säure löst nun das ungeschützte und nur wenige Mikrometer starke Kupfer auf. Nur an den Lackgeschützten Stellen bleibt das Kupfer erhalten und dient später als Leiterbahn. Bei industrieller Fertigung werden die vom Computerprogramm generierten Daten an die Folgestationen weitergegeben. Die Bohrstation bekommt zum Beispiel alle Koordinaten der Lötaugen und so weiter.

Am Ende dieser ganzen Kette entsteht dann eine Leiterplatte wie wir sie aus den uns umgebenden Elektrogeräten kennen.



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