Miljövänliga mönsterkort

Det var kraven på mer avancerade mönsterkort med smalare ledaravstånd och fler komponenter som drev fram utvecklingen av Cuptronics nya tillverkningsmetod. Problemen med användning och hantering av miljöfarliga kemikalier var en annan drivkraft. Den traditionella metoden för att tillverka mönsterkort innebär att man lägger en mönstringsfilm på ett lager koppar som fästs på mönsterkortslaminatet. En mask av tenn läggs också på för att senare avlägsnas. Sedan etsas överflödet bort för att få fram mönstret. Etsvätskan som används är baserad på ammoniak och hanteringen kräver speciella etsanläggningar. För att undvika utsläpp måste man även installera omfattande ventilationssystem. Vätskan är miljöfarlig och måste tas om hand för att transporteras till återvinning. På Cuptronic tog man hjälp av forskare från Umeå universitet, Luleå tekniska högskola och KTH för att hitta en ny teknik för mönsterkortstillverkning. De ville utgå från en extremt tunn koppar, där det var möjligt att med hjälp av den konventionella mönstringstekniken bygga ett ledningsmönster på ett selektivt sätt.

Mindre ammoniak

Den nya tekniken leder inte bara till mindre och mer komponenttäta mönsterkort med likvärdig vidhäftning. Bieffekter som är viktiga ur miljösynpunkt är uteslutningen av tenn och den kraftigt minskade användningen av koppar. Den totala kopparmängden minskar med hälften och den koppar som ska etsas bort minskar med 90 procent, vilket förenklar produktionsflödet för tillverkaren. För att etsa en kvadratmeter kopparfolie med en tjocklek av 18 mikrometer per kvadratmeter, den tjocklek som är vanligast i den nuvarande tillverkningsprocessen, krävs ungefär en liter ammoniakbaserad etsvätska. Mängden ammoniak som måste produceras, transporteras och återvinnas minskar därmed dramatiskt när kopparskiktet kan göras tunnare. Dessutom undviker man långa lastbilstransporter till återvinningen som sker nere i Europa vilket ytterligare minskar belastningen på miljön.

Fakta, Så här går processen till:

Samarbetet med LTU och Umeå universitet ledde till att man kunde fälla en tunn kemiskt utfälld koppar på en förpreparerad yta. Fördelen med en kemiskt utfälld koppar är att den är porös och mycket lätt att etsa bort i ett senare skede i framställningen av mönsterkort. Metoden för att fästa de elektriska ledarna vid laminatet förändrades också. Istället för att sätta fast kopparen med hjälp av zinktappar på undersidan som ”limmas” vid laminatet under högt tryck och värme, så skapade man polymerer som binds kemiskt vid ytan. Dessa polymerer bildas av en lösning av monomerer som man belyser med UV-ljus. Till polymererna binds palladium-atomer, där man efteråt fäller kemisk koppar. På detta skikt framställer man senare det ledningsmönster som ska finnas på det färdiga kortet. Processen där man skapar polymerer kallas för grafting och ger samma vidhäftning som dagens elektrolytiskt applicerade koppar.