Leiterplattenfertigung Dünner als jedes Menschenhaar

Mit DenciTec hat Cicor bewährte Leiterplatten-Fertigungstechniken miteinander kombiniert und dabei so verbessert, dass Leiterbahnenbreiten von 25 µm und Laser-Via-Durchmesser von 35 µm kein Problem mehr darstellen. Boarddesigns lassen sich damit künftig deutlich verkleinern.

Nicht nur mit zunehmendem Alter lässt das Gehör nach. Abhilfe schaffen Hörgeräte. Die sollen möglichst nicht auffallen, dementsprechend werden sie dezent hinters Ohr geklemmt oder verschwinden ganz im Gehörgang. Trotzdem müssen sie zuverlässig, störungsresistent und bezahlbar sein.

Des Weiteren lässt sich natürliches Hören nicht ohne Richtungshören bewerkstelligen; als Folge braucht ein Hörgerät mehrere Mikrofone; ferner einen Prozessor, der erkennt, woher das Schall­signal kommt. Nebenbei muss er un­erwünschte Umgebungsgeräusche gezielt dämpfen und gleichzeitig das Sprachsignal verstärken. Um alle diese Funk­tionen leisten zu können, haben Hör­hilfen bis zu zwei Megabyte On-Chip-Flash-Speicher; hinzu kommen mehrere Hörprogramme mit den entsprechenden Verarbeitungsalgorithmen.

Bei höherwertigen digitalen Hörgeräten kommt noch Funktechnologie hinzu. Diese muss zum Beispiel, wenn der Anwender auf beiden Ohren ein Hörgerät trägt, die Kommunikation zwischen beiden Geräten sicherstellen und diese synchron aufeinander abstimmen. Weiter soll eine eingestellte Verstärkungsschwelle das Innenohr vor Überlastung bewahren. Digitale Hörgeräte erkennen Stör- und Windgeräusche und senken dann die Verstärkung in den entsprechenden Frequenzbereichen.

Auch Bluetooth-Übertragung ist für Hörgeräte möglich, um Signale von Handys und Audio-Geräten ohne umgebungsbedingte Störungen auf das Hörgerät zu übertragen. Zugleich soll das Hörgerät nur wenig teurer und auf keinen Fall größer werden.

Der immense Zuwachs an Funktionen kommt genauso auch bei Sensoren in industriellen Umgebungen zum Tragen: Statt nur einen Wert zu messen und weiterzuleiten, findet in Sensoren schon eine erste Stufe der Datenverarbeitung statt, um zum Beispiel die zu übermittelnden Datenmengen vom Sensor zum Leitsystem zu reduzieren. Um sich die aufwendige, platz- und geldfressende Verkabelung zu sparen, verfügen Sensoren immer öfter über ein Funkmodul – all das auf sehr begrenztem Raum.

Immer mehr Funktionen on Chip bzw. on Board

Gemeinsam ist all diesen Anwendungen, dass immer mehr Funktionen in ein Bauteil integriert werden. Parallel dazu müssen auch die Leiterplattenhersteller die Funktionsumfänge ihrer Produkte weiter steigern; in der Folge also die Leiterplatten immer dichter packen. Realisieren lässt sich die gewünschte Verdichtung dabei nicht nur in der Fläche, sondern auch räumlich. Die Leiterplatten werden dabei häufig übereinander gestapelt bzw. gefaltet.

Eine weitere Verdichtung wird sich mit konventioneller Technik kaum noch realisieren lassen, sodass vollständig neue Herstellungsprozesse aus dem Labor hochskaliert und für die Massenproduktion tauglich gemacht werden müssen. Diese kann Jahre dauern und erfordert hohen Geldeinsatz. Eine alternativ sinnvolle Lösung ist die intelligente Verheiratung gängiger Prozesse, die schon heute in der Lage sind, die Massenproduktion zuverlässig zu bedienen. Zwei dieser – seit vielen Jahrzehnten eingesetzten – Techniken sind das Panel-Plating- und das Pattern-Plating-Verfahren. Beide Techniken eignen sich allerdings nur bedingt für Schaltkreise mit Leiterbreiten und -abständen von weniger als 50 µm.

Im Pattern Plating wird eine leitfähige Kupferschicht mit einer Vorverkupferungsschicht auf die Leiterplatte aufgebracht. Danach folgt mittels Photolithografie eine selektive Verkupferung der Leiterbahnen, die dann mit einem metallischen Ätzresist – meist galvanischem Zinn – abgedeckt wird. Nach dem Fertigen der Schaltung durch alkalisches Ätzen muss der metallische Ätzresist durch Strippen vom verbleibenden Kupfer entfernt werden. Dieses aggressive Strippen greift zwar das Kupfer wenig an; es ist aber nicht ohne negative Wirkung auf das geätzte Muster. Je kleiner und empfindlicher die Strukturen sind, umso störender macht sich dieser Effekt bemerkbar.