Beispiel einer geätzten Kupferleiterplatte.

Forschung am mst

Leiterplattenstrukturierung

Ziel dieses Projekts ist die nasschemische Strukturierung von Kupferleiterplatten bei Strukturgrößen von 20 µm. Im Rahmen dieses Projekts werden Prozessabläufe erarbeitet und präzisiert.

Projektstatus: ruhend (Neuausrichtung)

Nasschemisch geätzte Mäander-Struktur. (c)
Nasschemisch geätzte Mäander-Struktur.

Nasschemisches Verfahren

Im Rahmen dieses Projekts sollen Kupferleiterbahnen auf FR-4-Substraten nasschemisch, das heißt durch Ätzen, bearbeitet werden. Ziel sind sehr kleine Abmessungen von 10 µm Höhe und 20 µm Breite. Der aktuelle Stand der Technik liegt bei Abmessungen von ca. 50 µm bei nasschemischem Verfahren. Die Realisierung des Projekts hat im Rahmen einiger studentischer Arbeiten begonnen, bei denen am Lehrstuhl Mikrosystemtechnik zunächst die Prozessabfolge im Allgemeinen etabliert worden ist. Darauf aufbauend ist der Fokus auf das nasschemische Ätzen gelegt worden, da sich gezeigt hat, dass die Realisierung der geplanten Abmessungen an der Isotropie des Ätzprozesses scheitert.

Der Prozessschritt des reinen nasschemischen Ätzens wurde erweitert zu einem elektrochemischen Ätzen, mit dem Ziel ein anisotropes Verfahren zu realisieren: Die Platine bildet die Anode und wird positiv aufgeladen. Die gegenüberliegende Kupferplatte bildet demnach die Kathode und wird negativ aufgeladen. Zwischen der Platine und der Kupferplatte entsteht ein elektrisches Feld: Positiv geladenes Kupfer von der Platine geht in Lösung und wandert mit dem elektrischen Feld Richtung Kathode und wird an dieser wieder abgeschieden.

Schema des elektrochemischen Ätzprozesses. (c)
Schema des elektrochemischen Ätzprozesses.

Elektrochemisch geätzte Mäander-Struktur. (c)
Elektrochemisch geätzte Mäander-Struktur.

Mit dem beschriebenen elektrochemischen Prozess konnte eine deutliche Verbesserung der Ergebnisse erzielt werden.

Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen hat sich allerdings auch gezeigt, dass der Ätzprozess aufgrund der wirkenden Einflussfaktoren, wie zum Beispiel der Anordnung der Elektroden, der elektrischen Feldstärke, der Frequenz des E-Feldes oder der Konzentration der Ätzlösung, deutlich komplexer ist als bis dato erwartet. Das Projekt befindet sich daher aktuell in einer Phase der Neuausrichtung.

Ansprechpartner