Elektronik
Leiterplatten: Das Fundament der modernen Elektronik
Der Weltmarkt für Leiterplatten ist hart umkämpft und so gelangen nach Betriebsschließungen Anlagen auf den Gebrauchtmaschinenmarkt.
PCBs, auch bekannt als Leiterplatten, bilden das Fundament für die moderne Elektronik. Die Fertigung dieser Platten ist ein anspruchsvoller Vorgang, der hohe Flexibilität, Präzision und wirtschaftliche Effizienz erfordert. Durch den Einsatz gebrauchter Produktionsmaschinen lässt sich eine kostengünstige Option realisieren, um die Produktionskapazitäten zu erweitern und somit im Wettbewerb bestehen zu können.
PCB als Herzstück fast aller modernen Elektronik
Die Abkürzung PCB steht für Printed Circuit Board, auf Deutsch Leiterplatte. Sie bildet das zentrale Element nahezu aller modernen elektronischen Geräte - von simplen Geräten wie Taschenrechnern, Fernbedienungen und Digitaluhren bis hin zu komplexen Apparaturen wie Computern, Mobiltelefonen und Fahrzeugen.
Eine herkömmliche Leiterplatte besteht aus zwei Hauptbestandteilen. Zum einen ist da die elektrisch isolierende und flammhemmende Basis, die üblicherweise aus FR-4 besteht - einem Verbundwerkstoff aus Glasfaser und Epoxidharz - oder aus FR-2, einem harten Papiermaterial, das mit Harz behandelt wird. Auf dieser Basis befinden sich die elektrischen Leiterbahnen, die aus einer sehr dünnen Schicht Kupfer bestehen, die oft nur 35 µm dick ist. Auf diesen Leiterbahnen werden die elektronischen Bauteile wie Widerstände, Transistoren und Kondensatoren gelötet.
Die Produktion von ein- und doppelseitigen Leiterplatten erfolgt hauptsächlich durch den Einsatz des photochemischen Verfahrens. Zunächst wird die FR-basierte Platte mit einer Kupferfolie beschichtet. Anschließend werden Löcher in die Trägerplatte gebohrt und bei doppelseitigen Leiterplatten werden Stifte zur Durchkontaktierung verwendet.
Der nächste Schritt besteht darin, die Leiterbahnen zu erzeugen. Hierbei wird das gewünschte Muster durch den Schutz des Kupfers mittels Fotochemie erstellt, während unerwünschtes Kupfer chemisch geätzt wird. Zu Beginn wird die Platine mit einer Schicht Fotolack überzogen und dann mit einer Fotofolie, die das Negativ des Plattenplans enthält, versehen. Durch Belichtung mit dem Negativ wird der Lack auf den geplanten Bahnen ausgehärtet und schützt somit das Kupfer. Anschließend erfolgt die Galvanisierung der Platte in einer Eisenchloridlösung, die die ungeschützten Kupferflächen wegätzt.
Der vorerst letzte Schritt besteht darin, Lötstopplack aufzutragen. Dies dient dazu, die Leiterbahnen vor Umwelteinflüssen zu schützen und Kurzschlüsse durch Leiterbrücken zu verhindern. Hierbei wird ein elektrisch isolierender Kunststoff, in der Regel ein Epoxidharz, verwendet. Auch in diesem Schritt kommt ein photochemisches Verfahren zum Einsatz, um die Kontakt- und Lötflächen freizulegen.
Hoher Kostendruck in der Produktion von Leiterplatten
Die Herstellung von Leiterplatten ist ein komplexer Prozess, der mehr als 20 Schritte beinhaltet. Trotz des Aufwandes müssen Leiterplatten in großen Mengen und zu geringen Kosten bei hoher Qualität hergestellt werden.
So ist der Markt der Leiterplattenproduktion hart umkämpft. Im Jahr 2021 belegten PCBs Platz 84 der meistgehandelten Produkte auf dem Weltmarkt. Der Gesamthandel erreichte einen Wert von 53,4 Milliarden US-Dollar, was lediglich einem Anteil von 0,25 % entspricht: wenig Umsatz bei großer Masse (Observatory of Economic Complexity (OEC)).
Um den hohen Kostendruck in der Leiterplattenproduktion zu bewältigen, ist es wichtig, die Investitionskosten zu minimieren. Gebrauchtmaschinen bieten in diesem Zusammenhang eine attraktive Lösung, da sie eine kostengünstige Möglichkeit bieten, die Produktionskapazität zu erweitern.
Durch sorgfältige Wartung können Leiterplattenproduktionslinien über mehrere Jahrzehnte hinweg einsatzbereit bleiben. Besonders in der Produktion von Standard-Leiterplatten ist die Technologie mittlerweile sehr ausgereift, wodurch der Einsatz von Neuwaren nicht zwingend erforderlich ist.