Bei der Leiterplattenfertigung und der Leistungselektronik sowie weitere Halbleiterprozesse sind für das Löten, Kontaktieren und auch Bondprozesse saubere und funktionale Metalloberflächen eine Voraussetzung. Für eine ressourcenschonende Produktion ohne chemische Ätzmedien oder Vakuumtechnik setzen Hersteller und Zulieferer elektronischer Bauteile auf inlinefähige Plasmaanlagen.
Durch ihre hohe elektrische Leitfähigkeit kommen insbesondere Kupfer und Silber in der Halbleiterindustrie zum Einsatz. Das Oxidieren unter normalen Umgebungsbedingungen kann zu Problemen beim Löten und der elektrischen Leitfähigkeit führen. Die störenden Oxid- und Sulfid-Schichten können zwar mit konventionellen Verfahren entfernt werden, diese sind aber häufig technisch aufwendig: energieintensive thermische Reduktionsverfahren oder auch Niederdruckbehandlungen mit der dazugehörigen Vakuumtechnik.
Unser Forschungspartner INNOVENT e.V. hat mit dem TIGRES CAT System Untersuchungen zur gezielten Reduktion von Sulfid- und Oxidschichten auf Silber- und Kupferoberflächen durchgeführt. Das hierfür eingesetzte Standard Plasmasystem wurde mit Formiergas aus 95 % Stickstoff und 5 % Wasserstoff betrieben.
Formiergas ist ein gängiges Arbeitsgas, welches in der Industrie insbesondere als Schutzgas bei der Warmverarbeitung von Metallen eingesetzt wird und kann problemlos anstelle der Standard Druckluft bei unseren Plasmaanlagen der CAT und T-SPOT Serie angeschlossen werden.
Die untersuchten Kupferoxid- als auch Silbersulfidschichten konnten durch die Plasmabehandlung wirksam reduziert werden. Nicht nur optisch war die Entfernung der dunklen Oxidschicht zu einer wieder glänzenden Kupferoberfläche zu beobachten, auch der Flächenwiederstand näherte sich dem Ausgangsniveau der metallischen Kupferschicht wieder an.
Auch bei den Silberschichten ließ sich die Sulfidschicht deutlich abbauen. Wie auch bei den Oxidschichten konnte nach der Plasmabehandlung eine glänzende Oberfläche beobachtet werden. Durch XPS-Analysen wurde zudem die Wiederherstellung einer funktionalen Silberoberfläche nachgewiesen.
Weitere Details und Informationen können in der Originalpublikation der INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena nachgeschlagen werden:
Eine Kurzzusammenfassung ist in einer Mitteilung bei idw-Online erschienen.
Die Originalpublikation ist erschienen als WOMag-Beitrag „Atmospheric pressure plasma for the reduction of metal oxide or metal sulfide containing surfaces“ [Raveena Pradeep, Oliver Beier, Klaus Vogelsang, Adrian Würzl and Andreas Pfuch, Jena] und ist zu finden unter https://www.wotech-technical-media.de/womag/ausgabe/2026/06/22_beier_plasma_06j2026/22_beier_plasma_06j2026.php
