20 JAHRE - Bayerische Forschungsstiftung

Verbesserte Beschichtung von Mikrostrukturen
mit Ultraschall
Links: blind microVia (sackloch) (Ø≈50 µm, tiefe ≈50 µm); rechts: experimentaufbau für die untersuchung
des ultraschalleffekts in mikroschlitzen mit hilfe mikroskopischer bildaufzeichnung per
ultra-hochgeschwindigkeitsvideo
im Fokus des Projektes stehen die grundlagen des ultraschalleffekts bei der beschichtung
von extrem dünnen schaltkreisfolien – eine technik, die erfolgreich und effizient
in der industrie eingesetzt werden soll.
Die stetig zunehmende miniaturisierung in
der elektrotechnik stellt große anforderungen
an die Komponenten, insbesondere die Leiterplatte.
eine Leiterplatte besteht aus mehreren
schichten – den „Layers“ –, die die Komponenten
verbinden. Die Verbindung zwischen
den einzelnen Layers wird durch sogenannte
„Vias“ (Durchkontaktierung) hergestellt. Die
Vias müssen mit Kupfer beschichtet werden,
wofür in der regel Kupferbäder mit Flutungselementen
verwendet werden. Dies erfordert
eine kontinuierliche Zufuhr der Prozessflüssigkeit
in die Vias durch Konvektionsströmung.
aufgrund der sehr kleinen größen (ca.
50 µm) fallen die Konvektionsströmungen in
Vias schnell auf null ab. um den gewünschten
effekt zu erreichen, muss also mit sehr
hohen Flüssigkeitsgeschwindigkeiten bei der
anströmung gearbeitet werden, was wiederum
einen hohen schädlichen Druck auf die
Plattenoberflächen verursacht.
mikrometergroße Kavitationsblasen, die
durch ultraschall in den beschichtungsbädern
erzeugt werden, generieren eine mikroströmung
in ihrer umgebung. wegen der
sehr schwachen Kräfte, die auf den oberflächen
erzeugt werden, stellt sich ultraschall
a
b
c
d
e
a) hochgeschwindigkeitskamera
b) objektiv
c) wasserkammer
d) Lichtquelle
e) ultraschall
Piezoelement
als interessante alternative für die beschichtung
extrem dünner Folien dar. Das Ziel des
Projektes ist es, die erhöhung der Konvektion
in Vias durch ultraschallerzeugte Kavitationsblasen
zu untersuchen und somit eine
verbesserte technik zur Kupferbeschichtung
von extrem dünnen schaltkreisfolien zu entwickeln.
Die stabilität und die mikroströmungs aktivität
der blasen werden mit einer hochgeschwindigkeitskamera
(1 million fps) in einer Kavitationskammer
untersucht.
ProZess- unD
ProDuKtionstechniK
neue ProJeKte
ProJeKtLeitung
Friedrich-alexander-universität
erlangen-nürnberg
Lehrstuhl für strömungsmechanik
cauerstraße 4
91058 erlangen
Prof. Dr. antonio Delgado
tel. 09131 / 85 2950-12
Fax 09131 / 85-29503
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