Oberflächenvorbehandlung mit Plasma

Oberflächenvorbehandlung mit Plasma hat signifikante Auswirkungen auf verschiedene Prozesse, z.B. Abdichtungen in der Elektronik, denn dank Openair-Plasma und modernen, lösungsmittelfreien Klebstoffen sind diese Fertigungsprozesse komplett ohne nass-chemische Abfallstoffe möglich. (Bild: Plasmatreat)

Von der Bauteilherstellung über die Baugruppenmontage bis hin zum abschließenden Gerätebau deckt Plasmatreat ein breites Einsatzspektrum in der Elektronikfertigung ab. Dabei stehen insbesondere die Einhaltung von Sicherheitsstandards und VOC Emissionsreduzierung bei der Behandlung der Bauteile, sowie die Reduzierung von Ausschuss auf fast null und das Thema Umweltfreundlichkeit im Fokus. „Gerade neue Sicherheitsstandards, beispielsweise im Fahrzeugbau, Vorgaben in Bezug auf Umweltverträglichkeit, die z.B. die Vermeidung von Lösemitteln forcieren, sowie ganz aktuelle Themen, wie die Bauteilknappheit, bringen den Einsatz von Openair-Plasma als Alternative zu herkömmlichen Prozessen immer stärker ins Spiel“, erläutert Anne-Laureen Lauven, Leitung Marketing bei Plasmatreat.

Bei der LED-Herstellung spielt Openair-Plasma daher eine wichtige Rolle. Durch den Einsatz einer Nanobeschichtung im LED-Herstellungsprozess können Materialsubstitute verwendet und auch Prozessschritte eliminiert werden. Aber auch im Drahtbondprozess innerhalb der LED-Herstellung kann Plasma Plus erfolgreich eingesetzt werden. So entstehen verunreinigte Drahtbondflächen häufig beim Aushärten des Chip-Klebers, da dieser unter hohen Temperaturen ausblutet und somit die Oberflächenqualität des Bonds negativ beeinflusst. Eine im Plasma Plus-Verfahren erzeugte „Anti-Bleeding“ Nanoschicht kann das Ausbluten des Klebers verhindern und erhöht gleichzeitig die Drahtkontaktzuverlässigkeit.

Des Weiteren forciert die steigende Miniaturisierung sowie die damit einhergehende Zunahme der Packungsdichte den Einsatz von Openair-Plasma in der Baugruppenfertigung, gerade dann, wenn die bestückten Leiterplatten in immer anspruchsvolleren Umgebungen eingesetzt werden. Hier müssen diese Baugruppen absolut fehlerfrei und zuverlässig funktionieren, besonders dann wenn sie besonderen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. So wird für z.B. Elektronik- und Sensorbauteile im Fahrzeugbau die Korrosionsschutzbeschichtung Anticorr eingesetzt, die als Nano-Coating selektiv auf Klebe- oder Dichtungsnuten von Metallbauteilen aufgetragen wird. Somit wird das Eindringen von Feuchtigkeit und die damit einhergehende Unterwanderungskorrosion nachhaltig verhindert.

Ein weiterer Anwendungsbereich besteht bei der Endmontage, beispielsweise beim Verkleben von Bauteilen, wie von Gehäusen mit der Elektronik oder beim Fixieren von Touchscreens in einem Endgerät. Auch hier ermöglicht die Plasmabehandlung eine Verbindung zwischen den Materialien, die sich normalerweise nur schwer miteinander verbinden lassen. Durch Einsatz von Openair-Plasma werden die die Oberflächen gereinigt und aktiviert, so dass zwischen den Materialien extrem haltbare und widerstandsfähige Verbindungen möglich sind.

Prozesskontrolle für Openair-Plasma-Systeme

Eine der großen Herausforderungen in der Oberflächenbehandlung mit Plasma ist, dass sie keine sichtbaren Spuren auf dem Substrat hinterlassen soll. Wie beurteilt man also das Ergebnis der Behandlung? Hilfsgrößen, wie die rein visuelle Betrachtung des Plasmastrahls zum Beispiel in Bezug auf seine Farbe, reichen nicht aus, um die Qualität der Behandlung ganzheitlich beurteilen zu können. Deshalb hat sich Plasmatreat zur Aufgabe gemacht, die entscheidenden Parameter für einen sicheren Prozess kontinuierlich im Griff zu haben und die Plasma Control Unit (PCU) entwickelt. Die unterschiedlichen Überwachungsmodule, die in der PCU vereint sind, umfassen zum Beispiel das Plasma Power Module (PPM), welches Strom- und Spannungswerte direkt am Düsenkopf erfasst. Das Light Control Module (LCM) weist durchgehend die Erzeugung des Plasmas nach. Zusätzlich passt das Flow Control Module (FCM) kontinuierlich die Durchflussrate des Prozessgases an die Gegebenheiten an. Funktionen wie das Pressure Control Module (PCM) zur Prüfung des Düsenrückstaudrucks und das Rotation Control Module (RCM) zur Überwachung der Düsenkopfdrehung geben Aufschluss über den Zustand des Düsenkopfes und, wenn vorhanden, den Zustand der Motoren, Lager, etc. So werden nicht nur Produktionsdaten, sondern auch Daten zur prädiktiven Wartung kontinuierlich erfasst und unterstützen eine reibungslose Produktion.

SMTconnect, Halle 4, Stand 312

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