Elektronikproduktion |
Nanoteknologi ger lotuseffekt för lödning
Siemens forskare har utvecklat en beläggning baserad på kemisk nanoteknik som förbättrar produktionsprocessen för kretskort.
Lotuseffekten uppnås på stencilerna genom vilka lodpastan trycks på korten och möjliggör produktion av ytterst fina lödstrukturer. Den nya processen förbättrar också kvaliteten på kretskorten. Eftersom de belagda stencilerna inte behöver rengöras lika ofta som vanliga stenciler, minskas också processtiden. Beläggning används redan i tillverkningsprocesser för elektronik.
Beläggningen motverkar att vätskor eller trögflytande ämnen väter ytor. Detta kan uppnås antingen med en speciell ytstruktur - som i den välkända lotuseffekten - eller genom att sänka materialets ytenergi med hjälp av till exempel en teflonbeläggning. Beläggningar som motverkar vätning har funnits under lång tid, men ingen lösning har tidigare funnits för mycket trögflytande material som lodpasta.
Forskarna vid Siemens Corporate Technology i Erlangen, Tyskland, tillverkar beläggningen med hjälp av en sol-gel-process. Det hela börjar med en dispersion som innehåller grundsubstansmolekyler (sol), som används till att skapa en gel via flera kemiska processer. Denna gel härdas sedan till en fast beläggning på stencilen. Flytande metallorganiska föreningar (alkoholater) används som utgångsmaterial.
Under processen bildar de funktionella grupperna ett oorganisk-organiskt nätverk. Alkoholaternas struktur leder till en beläggning med minsta möjliga ytenergi. De funktionella grupperna och deras struktur i nätverket bestämmer beläggningens egenskaper, vilket är anledningen till att olika utgångsmaterial används för att anpassa beläggningen för att få rätt egenskaper i slutprodukten.
En reptålig beläggning som kan användas under lång tid, trots att den utsätts för mekanisk stress, används för lodpastor. Att trycka lodpasta genom en stencil vars inre sidor är belagda på detta sätt lämnar inte något restmaterial i stencilen när kortet avlägsnas. Detta är särskilt viktigt när man arbetar med strukturer vars kantlängd ligger på bara några hundra mikrometer, så inte för lite lodpasta appliceras.
Den nya processen gör det möjligt att trycka strukturer med mycket hög upplösning. När det gäller stencilen så förblir den ren under lång tid - ungefär 50 cykler. Detta sparar tid i produktionen, som endast i undantagsfall måste avbrytas för att rengöra stencilen.
En reptålig beläggning som kan användas under lång tid, trots att den utsätts för mekanisk stress, används för lodpastor. Att trycka lodpasta genom en stencil vars inre sidor är belagda på detta sätt lämnar inte något restmaterial i stencilen när kortet avlägsnas. Detta är särskilt viktigt när man arbetar med strukturer vars kantlängd ligger på bara några hundra mikrometer, så inte för lite lodpasta appliceras.
Den nya processen gör det möjligt att trycka strukturer med mycket hög upplösning. När det gäller stencilen så förblir den ren under lång tid - ungefär 50 cykler. Detta sparar tid i produktionen, som endast i undantagsfall måste avbrytas för att rengöra stencilen.
