[gesponsert] Aktuelle Herausforderungen wie der Bauteilemangel fordern die Elektroniklabore. LPKF als Anbieter von Protoyping-Lösungen zeigt im Praxisbericht, wie die eigenen Elektronik-Entwickler damit umgehen. Sie stellen ein 4lagiges PCB in nur einem Tag her.
Aktuelle Herausforderungen wie der Bauteilemangel fordern die Elektroniklabore. LPKF als Anbieter von Protoyping-Lösungen zeigt im Praxisbericht, wie die eigenen Elektronik-Entwickler damit umgehen. Sie stellen ein 4lagiges PCB in nur einem Tag her.
Zeitdruck in den Elektronik-Laboren: Redesigns und Engpässe bei Bauteilen fordern die Entwickler – auch bei LPKF. Im Beispiel wird ein 4lagiger PCB-Multilayer als Grundlage für eine präzise 4-Punkt-Messeinheit mit mehreren Operationsverstärkern und Spannungsreglern erstellt. Vom Import der CAD-Daten bis zur fertigen Leiterplatte vergeht nur ein Arbeitstag. Das passende Equipment stammt aus dem LPKF-Katalog:
Der LPKF ProtoLaser H4 strukturiert die Innen- und Außenlagen, bohrt Pass- und Kontaktlöcher und trennt das fertige Board aus der Trägerplatte. Die Strukturierung der Oberflächen übernimmt ein Laser, für die mechanische Bearbeitung existieren sechs automatische Werkzeugpositionen.
Das Presssystem LPKF MultiPress S4 ist dank frei einstellbarer Temperatur‑, Druck- und Zeitsteuerung und Vakuumfunktion zum Verpressen von starren, starr-flexiblen, flexiblen und RF-Multilayern bis zu acht Lagen geeignet.
Die Laborgalvanik LPKF Contac S4 sorgt für die zuverlässige Durchkontaktierung. Das kompakte Tischystem hat eine integrierte PC-Schnittstelle und ein großes Touch-Display.
Die Systemsoftware LPKF CircuitPro bereitet die Layoutdaten auf und leitet den Anwender durch den gesamten Prozess. Die Software läuft auf dem im ProtoLaser H4 integrierten PC und verfügt über umfassende Werkzeug-, Prozess- und Materialbibliotheken.
Für den Multilayer wird ein doppelseitiger 1 mm FR4-Kern mit je 18 µm Kupfer mit einer 0,2 mm starken ML 104 mit je 5 µm Cu auf jeder Seite des Kerns kombiniert. Nach der galvanischen Durchkontaktierung haben Innen- und Außenlagen gleichmäßige Kupferstärken. Die Größe des PCB beträgt ein Viertel der Plattengröße 12" x 9".
Es beginnt mit dem Import der CAD-Daten in die Software LPKF CircuitPro. Dort werden die geplanten Materialien und die verfügbaren Geräte eingestellt. Die Software leitet den Anwender dann Schritt für Schritt durch den Prozess.
Die Produktion beginnt mit der Bohrung von Passermarken und der Referenzlöcher für die Verpressung in alle Lagen. Es folgt die Laser-Strukturierung der beiden inneren Lagen. Der gesamte Prozess läuft automatisch und ist nach 25 Minuten abgeschlossen.
Für das Verpressen werden alle Lagen als Stapel in ein Presswerkzeug eingelegt. Die Referenzlöcher sorgen für die exakte Positionierung. Das Verpressen in der LPKF MultiPress S4 erfolgt ohne Benutzereingriff und dauert rund 2:45 Stunden.
Zurück zum ProtoLaser H4: Er nimmt die erforderlichen Bohrungen vor und nutzt dabei die integrierte Werkzeugbox. Hier sind sechs Werkzeuge eingelegt. Das Programm fordert bei fehlenden Werkzeugen zum Tausch im Werkzeughalter auf – und läuft nach Bestätigung automatisch weiter. Für die 762 Löcher benötigt das System nur 33 Minuten.
Die LPKF Contac S4 baut die gewünschten 12,5 µm Kupfer galvanisch auf. Klare Prozessanweisungen führen den Bediener durch die Phasen. Der gesamte Prozess dauert etwa 2,5 Stunden. Innerhalb der ersten Stunde sind gelegentliche Eingriffe erforderlich.
Die Strukturierung der äußeren Schichten gleicht dem bei doppelseitigen PCBs. Der LPKF ProtoLaser H4 bearbeitet die untere Schicht in 6:16 Minuten, die obere Schicht benötigt 9:00 Minuten. Das Ausschneiden der Leiterplatte dauert weitere 3:07 Minuten.
Die Press- und Durchkontaktierungsprozesse erfordern nur gelegentlich Benutzereingriffe. Sie nehmen den Großteil der Produktionszeit ein. Trotzdem wurde die vierlagige Leiterplatte in nur sieben Stunden produziert. Für zusätzliche Schritte wie Lötstopplack, Beschriftungen oder Bestückung existieren weiteren Prototyping-Verfahren.
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