Fundamental study of the copper etching process in the manufacturing of printed circuit boards

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Leiterplatten (PCBs) sind ein wesentlicher Bestandteil elektronischer Geräte und bilden die Grundlage für sämtliche leitenden Verbindungen. Die Herstellung umfasst eine Reihe verschiedener Schritte, um Produkte höchster Qualität mit ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften zu erhalten. Der Ätzprozess ist dabei einer der wichtigsten Schritte, bei dem das ungeschützte Kupfer präzise von der Oberfläche gelöst wird, um die gewünschte Schaltung zu erhalten. Dazu wurde das Korrosionsverhalten von Kupfer in kupferchloridhaltigen Lösungen im Ätzprozesses bei der Herstellung von Leiterplatten untersucht. Dazu lieferten definierte Auslagerungsversuche von reinen Kupferwürfeln in industriell relevanten Lösungen unter ruhenden und konvektiven Bedingungen Aufschluss über die Einflüsse der Parameter Temperatur, Konzentration und Badbewegung auf die Ätzrate. Eine elektrochemische Studie ausgeführt mithilfe einer Drei-Elektroden-Anordnung ermöglichte die Identifikation anodischer und kathodischer Oberflächenphänomene durch die Aufnahme von Strom-Potenzial Kurven. Die Polarisation diverser Elektrodenmaterialien anhand spezieller Methoden der linearen und zyklischen Voltammetrie zeigte den Einfluss von reaktiven Spezien auf das Auflöseverhalten, mit dem Fokus auf Limitierungen von Massen- und Ladungstransfer durch das Extrahieren charakteristischer Ströme in Abhängigkeit vom Potenzial. Die Untersuchungen bestätigen den positiven Effekt von erhöhter Temperatur und HCl Gehalt auf die Auflösung in Kombination mit einer erzwungenen Badbewegung. Detaillierte Analysen zeigten, dass die Bildung von CuCl an der Oberfläche weder durch die Konzentration der reaktiven Spezies noch durch Konvektion beeinflussbar ist. Eine Identifikation der Reaktionshemmung zeigt massentransportgesteuerte Auflösungseigenschaften für Systeme mit hohen Salzsäure Gehalten. Die erworbenen Kompetenzen ermöglichen es, den Ätzprozess bei der Herstellung von Leiterplatten positiv zu beeinflussen und wirtschaftlich zu betreiben.

Details

Titel in ÜbersetzungGrundlegende Untersuchungen des Kupferätzprozesses in der Herstellung von Leiterplatten
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2023