Die 5 Schlüsselphasen der PCB-Fertigung: Von Design bis Auslieferung

24. März 2020

Leiterplatten (PCBs) sind das zentrale Element fast aller Elektronikanwendungen. Sie leiten Signale und ermöglichen die Funktion. Viele kennen PCBs, aber wenige den Fertigungsprozess. Heute werden PCBs im Pattern-Plating-Verfahren gefertigt, gefolgt von Ätzen und Entlacken (Stripping). Dieser Beitrag führt durch die Hauptphasen der PCB-Herstellung mit Fokus auf Ätz- und Stripping-Prozess.

Design- und Fertigungsprozess von PCBs

Je nach Hersteller variiert der Prozess leicht (Bestückungstechnik, Testmethoden). Gefertigt wird in Großserie mit automatisierten Maschinen (Bohren, Galvanisieren, Stanzen). Die Kernphasen bleiben jedoch identisch.

Phase 1: 8-Schritte-Leitfaden zum Ätzen Ihrer PCBs

PCBs entstehen durch Aufbringen einer Kupferschicht auf das Substrat (ein- oder beidseitig). Der Ätzprozess (kontrolliertes Horizontalverfahren) entfernt überschüssiges Kupfer mittels temporärer Maske – die gewünschten Leiterbahnen bleiben. Geätzt wird mit aggressiven ammoniakbasierten Lösungen (Eisen(III)-chlorid, Salzsäure) – wirtschaftlich und verfügbar. Der Prozess in 8 Schritten:

1. Schritt 1 – Layout-Design: Schaltung in CAD-Software entwerfen, auf Transferpapier drucken (Design auf glänzende Seite).
2. Schritt 2 – Kupplplatte vorbereiten: Kupferplatte schleifen für raue Oberfläche (bessere Haftung). Wichtig: Handschuhe tragen (kein Öltransfer), alle Kanten schleifen.
3. Schritt 3 – Reinigen: Mit Wasser und Isopropylalkohol reinigen (Kupferpartikel entfernen), vollständig trocknen lassen.
4. Schritt 4 – Transfer: Design ausschneiden, seitenverkehrt auf Kupferplatte legen, mehrmals durch Laminator (Erhitzen).
5. Schritt 5 – Kaltbad: Heiße Platte entnehmen, in kaltes Wasser legen, agitieren bis Papier schwimmt.
6. Schritt 6 – Ätzen: Design aus Bad nehmen, in Ätzlösung legen, ca. 30 Min. agitieren (überschüssiges Kupfer löst sich).
7. Schritt 7 – Nachbehandlung: In Wasserbad abspülen, trocknen, Alkohol entferne Transfer-Tinte.
8. Schritt 8 – Bohren: Löcher mit passenden Werkzeugen bohren – Platine ist geätzt und bereit.

Phase 2: Stripping-Prozess (Entlacken)

Nach dem Ätzen bleibt Restkupfer unter Zinn/Blei- oder chemischem Zinnschutz. Salpetersäure entfernt das Zinn selektiv, ohne die Kupferstrukturen anzugreifen. Ergebnis: Klare, definierte Kupferkonturen – bereit für Lötstopplack.

Phase 3: Lötstopplack (Solder Resist)

Kritischer Schritt: Unbestückte Bereiche werden mit Lötstopplack beschichtet. Verhindert Lötbrücken und Kurzschlüsse an angrenzenden Pads.

Phase 4: PCB-Test

Nach Fertigung: Funktionstest mit modernen Geräten (ATG-Testmaschinen, Flying Probe, Fixtureless Tester für hohe Volumen).

Phase 5: PCB-Bestückung (Assembly)

Letzter Schritt: Positionierung aller Bauteile in ihre Bohrungen – wahlweise THT (Through-Hole) oder SMT (Surface Mount). Gemeinsamkeit: Bauteilanschlüsse werden elektrisch und mechanisch durch geschmolzenes Lot fixiert.

Dies war der Überblick über die PCB-Fertigung. Für Details zu Löttechniken oder Materialien kontaktieren Sie Branchenführer wie Creative Hi-Tech – deren Experten unterstützen Sie durch den gesamten Designprozess.

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