Das mehrfache Verwenden von Entfettungslösungen in Kaskadenform führt zu einer beträchtlichen Reduzierung des Elektrolyt- und Wasserverbrauchs und damit zu einer Reduzierung der Abwassermenge.

Zu den einfachen Verfahren zählen die Filtration mit Zellulosefiltern, die mechanische Trennung durch Skimmer sowie Schwerkraft-Ölabscheider. Diese Methoden erlauben eine Verlängerung der Standzeit der Entfettungslösung durch Entfernen von vorhandenem Öl.

Statische Abscheider für Entfettungslösungen gewährleisten ein deutliches Absenken des CSB-Werts im Abwasser, in manchen Fällen bis zu 50 Prozent sowie eine beträchtliche Reduzierung des Verwurfs verbrauchter Lösungen: in den meisten Fällen werden 50 bis 70 Prozent Reduzierung erreicht; etwa 50 Prozent weniger Netzmittel müssen gekauft werden.

Biologisches Regenerieren der Entfettungslösung arbeitet im neutralen Bereich bei einer Temperatur von etwa 45 °C. Das biologische Regenerieren reduziert den Chemikalienverbrauch, da die Lösung nur selten neu angesetzt werden muss. Ferner reduziert es den Einsatz gefährlicher Chemikalien und den Chemikalienverbrauch zur Neutralisation abgelassener, verbrauchter Prozesslösung. Dies ist verbunden mit weniger Auswirkungen von Tensiden auf die Abwasserbehandlung und geringeren Verdunstungsverlusten und damit weniger Bedarf an Wasserdampfabsaugung.

Das Zentrifugieren von Entfettungslösungen reduziert das Verwerfen von Entfettungslösungen, die mit Öl und Feststoffen verunreinigt sind. Verunreinigungen werden in der Entfettungslösung auf einem niederen Niveau gehalten, wodurch auch der Austrag und die Verunreinigung des Spülwassers verringert werden. Vorhandenes Öl wird am Austritt der Trennzentrifuge konzentriert aufgefangen und kann ggf. wieder aufbereitet und zurückgewonnen werden. Schlämme werden getrennt gesammelt. Die Häufigkeit des Verwerfens wird - je nach Größe und Kapazität der Anlage und vielen anderen anlagenspezifischen Parametern - Reduziert (zwischen 30-80 Prozent). Weiterhin ist eine Verringerung des Heizungsbedarfs und nötiger Stillstandszeiten erreichbar; waschaktive Substanzen gehen nicht verloren.

Die Membranfiltration respektive die Mikro- oder Ultrafiltration von emulgierenden Entfettungslösungen, reduziert den Chemikalien- und Energieverbrauch beim Entfetten stark verunreinigter Werkstücke oder Substrate. Sie verlängert die Standzeit von Entfettungslösungen (bis zum 10-fachen), reduziert den Netzmittelverbrauch um 50 Prozent und nach Angaben der Wasserbehörde die Verschmutzung durch Verringerung des CSB um 30 -70 Prozent; weniger verbrauchte Lösungen (üblicherweise mit Ölgehalten zwischen 10 und 15 g/l) werden verworfen.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 320 Link

Die Lagerung von Leiterplatten ist ein umfangreiches Gebiet, das die die Fertigungsqualität maßgeblich mit beeinflussen kann. Die Einhaltung kleiner Regeln kann hier jedoch ein hohes Maß an Prozesssicherheit und zur Vermeidung von Zusatzkosten für Nacharbeit, Verwurf, Neubestellung, Zeitverlust usw. beitragen. Bestellmengen so wählen, dass eine Verarbeitung in kürzester Zeit erfolgen kann. Der kurzfristige Einkaufserfolg hinsichtlich geringerem Preis bei größerer Bestellmenge ist schnell dahin geschmolzen wenn Qualitätsprobleme auftreten. first-in, first-out ist ein muss.

• Ordnungsgemäße Verpackung, keine Beschädigungen
• Lagerung bei denkbar günstigen Umgebungsbedingungen ( Idealfall 25°C, <=60 r.F.)
• Öffnen der LP-Verpackung unmittelbar vor der Bestückung  bestehen höhere Temperaturunterschiede zwischen Lagerort der Leiterplatten und dem Bestückungsort, so sind die Leiterplatten vor dem Bestücken 24h bei den klimatischen Verhältnissen der Bestückumgebung geschlossen zu lagern.
• Beim Handling der Leiterplatten Handschuhe tragen zur Vermeidung von Fingerabdrücken.

• Verringerung von Nacharbeit und Abfall kann durch formale Qualitätsmanagement-Systeme (QMS) erreicht werden
• Die Vermeidung von Nacharbeit verringert Materialverluste, Energie- und Wassereinsatz, reduziert den Aufwand bei der Abwasserbehandlung und den Anfall von Schlamm und Säureabfällen.

Eintrag kann eine Prozesslösung verunreinigen, wenn nach der vorhergehenden Prozessstufe ungenügend gespült wurde. Der Eintrag von sauberem Spülwasser kann eine Prozesslösung beträchtlich verdünnen. Eintrag von Spülwasser kann durch (das Vortauchen in) eine Öko-Spüle minimiert werden oder dadurch, dass so viel Spülwasser wie möglich durch z. B. Luftmesser oder mit Abquetschrollen entfernt wird. Auch chemische Systeme (Lancy) können den Wassereintrag verringern.

Reduzieren des Eintrags führt zu einer Verlängerung der Standzeit der Prozesslösungen, Verbesserung der Prozessqualität und Reduzierung der Materialkosten für Ansatzchemikalien.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 229 Link

• Stoffverlustminimierung durch neue Formen der Zusammenarbeit und Abrechnung von Leistungen zwischen Betreibern galvanotechnischer Anlagen und Fachfirmen für Prozesschemie

• die Berechnung auf der Basis von Verfahrensindikatoren beteiligt die Fachfirma am Erfolg der Einsparmaßnahmen durch die Definition und finanzielle Bewertung von Erfolgskriterien

Die Leiterplattenrohlinge werden nach einer Behandlung mit NaOH oder einem Gemisch aus Tensiden und Säuren (H3PO4) gebürstet. Der dabei entstehende Abrieb wird durch das Besprühen mit Wasser entfernt. Neben dem Bürsten finden auch abrasiv wirkende, unter hohen Druck aufgesprühte Suspensionen Anwendung. Mehrere kaskadierte Spülvorgänge ergänzen die Prozesse.

•  Das aus den Spülkaskaden ablaufende Wasser kann vor dem Entsorgen durch eine Durchlaufneutralisation behandelt werden.
•  Durch mechanische Verfahren wie dem Zentrifugieren oder dem Filtrieren können Kupferpartikel aus der Suspension abgetrennt werden. Das behandelte Wasser kann auf diese Weise wiederverwendet werden und ein weitgehend geschlossener Kreislauf realisiert werden.
• Vor dem Entsorgen von Flüssigkeiten ist eine weitgehende Entfernung des in Lösung gehenden Kupfers ratsam. In saurem Milieu werden anderenfalls weitere Verfahren notwendig (Neutralisation, Ausfällen), um die Flüssigkeiten zu reinigen.
• Abfälle können von Recyclingunternehmen verarbeitet werden.     

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S.115 Link

• Abfälle und Reststücke der Ausgangsmaterialien und Leiterplatten können gesammelt und durch hierauf spezialisierte Unternehmen wiederaufbereitet werden. 
• Bohrplatten aus Aluminium und unbrauchbar gewordene Leiterplattenbohrer können vollständig recycelt werden. Bohrunterlagen werden entsorgt oder dem Hersteller zurückgesandt. Produktionsabfälle mit einem geringen Metallanteil werden entsorgt.

Quelle(n):

• European Commission (2006): Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on Best Available Techniques for the Surface Treatment of Metals and Plastics [online]. European Commission , S. 115

Um die Innenwand der Bohrlöcher für die Durchkontaktierung optimal vorzubereiten und bei allen Mehrlagenschaltungen, raut man mittels Oxidation durch alkalische Kaliumpermanganatlösung das Epoxidharz auf.

Im ersten Prozessschritt wird mit Hilfe eines organische Lösemittel enthaltenen Quellers die Struktur des Harzes gelockert, so dass das Permanganat oxidativ angreifen kann.

Durch optimierte Abtropfzeiten und Verwendung von Lösung aus der Sparspüle zum Ersatz der Verdampfungsverluste kann man einen großen Teil der Organik ins Prozessbad zurückführen.

Der Permanganatverbrauch wird durch die direkte anodische Reoxidation des Manganats im Arbeitsbehälter mehr als halbiert.

Quelle(n):

• Fachausschuß „Leiterplattenfertigung (FA 5.2) im (1999): VDE/VDI Schulungsblätter für die Leiterplattenfertigung. Frankfurt am Main 3711 Blatt 7

Die Anlage zum Ausentwickeln von Fotoresist besteht aus der Entwicklerkammer und einer nachgeschalteten kleinen Kammer mit Soda-Frischlösung.

Dies ist notwendig, um die Plattenoberfläche mit sauberer Entwicklerlösung zu spülen und so den Austrag beladener Entwicklerlösung in die nachfolgenden Wasser-Spülzonen zu reduzieren.

Die Düsenstöcke sind mit einer Oszillation ausgerüstet, um die mechanische Wirkung der Sprühdüsen zu überbrücken und den Lösungsaustausch zu verbessern.

Die Flachstrahldüsen sind in einem Winkel von ca. 30° bis 40° quer zur Durchlaufrichtung einzustellen.

Bei mehreren Düsenrohren werden diese gegeneinander angeordnet. Diese Maßnahmen ermöglichen einen sparsamen Umgang mit Wasser und Chemikalien.

Es ist Stand der Technik, die Konzentration der Entwicklerlösung (0.8 – 1.0 % Na2CO3) durch Leitfähigkeitsmessung und regelmäßige Analysen im Labor zu überwachen und ggf. mit Frischlösung zu ergänzen.

Die verbrauchte Lösung läuft als Abwasser in einen Sammelbehälter.

Frischlösung wird aus einem Sodamischer (10 % Na2CO3-Lösung) und aus der nachgeschalteten Spülkaskade nach Bedarf zudosiert.

Es ist Stand der Technik, das resistbelastete Abwasser separat zu behandeln. Dazu stehen (je nach Abwassermenge) verschiedene Verfahren, z. B. Ultrafiltration, zur Verfügung.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 351 Link

Bewegung der Prozesslösungen, um innerhalb der gesamten Prozesslösung eine gleichmäßige Konzentrationsverteilung zu erhalten und um die Bildung von Gasblasen und Verunreinigungen an der Oberfläche der Werkstücke und Substrate, die Unebenheiten der Schicht, Narben usw. zu verhindern. 

Elektrolytbewegung durch:

• hydraulische Bewegung
• Bewegung der Werkstücke durch Bewegen des Warenträgers oder der Warenschiene durch Exzenterscheiben oder Motoren
• Lufteinblasung  

1. in Elektrolyte, um eine Verdunstungskühlung zu unterstützen, wenn der Austrag zurückgeführt werden soll  
2. in anderen Prozessen, wo die Elektrolytbewegung notwendig ist, um die erforderliche Qualität zu erreichen  
3. wo es erforderlich ist, reaktive Gase (z. B. Wasserstoff) auszutreiben

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 216; 395 Link

Suspendierte Partikel können sich in Elektrolyten negativ auf die Qualität der abgeschiedenen Schicht auswirken (insbesondere dann, wenn die Partikel in die Schicht eingebaut werden).

Die Filtration von Prozesslösungen dient dazu, diese Partikel (z. B. Späne oder Schmutz), die durch die Werkstücke/Substrate in die Lösung eingetragen worden sind sowie Anodenschlamm, Staub aus der Luft oder die im Prozesses entstandenen unlöslichen Verbindungen (meist Metallhydrolysate) zu entfernen und Standzeiten von Prozesslösungen zu verlängern.

Um eine kontinuierliche Entfernung der Feststoffe sicherzustellen wird der Filterkreislauf im Bypass zum Behandlungsbehälter betrieben.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 308 Link

Beim Entwickeln von Trockenresist sind folgende Maßnahmen zu berücksichtigen:

• Reduzieren des Austrags durch Spülen mit frischer Entwicklerlösung
• Optimieren des Sprühbildes im Entwickler
• Steuern der Konzentration der Entwicklerlösung
• Abtrennen des entwickelten Resists im Abwasser durch z. B. Ultrafiltration

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 416 Link

Bei der Beschichtung der Leiterplatten verringert die Anwendung von Trockenresist den Energiebedarf, da nach dem Auftragen der Beschichtung keine Trocknung notwendig ist.

Es sind jedoch die Schichtdicken des aufgetragenen Materials zu berücksichtigen. Diese ist in der Regel bei einer Flüssigbeschichtung geringer.

Eine Abwägung sollte hier unter Berücksichtigung der jeweiligen anwendungsbezogenen Notwendigkeiten erfolgen.

Sogenanntes Rollercoating (liquid resist) führt zu einer höheren Materialausbeute, da die Schichtdicken geringer sind (2 – 12 µm).

Quelle(n):

• European Commission (2006): Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on Best Available Techniques for the Surface Treatment of Metals and Plastics [online]. European Commission , S.117

Wenn die Gestelle aus der Prozesslösung ausgehoben werden, sollten sie so geschwenkt werden, dass sich schneller große Tropfen bilden und von der untersten Kante der Teile abtropfen können.

Die Abtropfzeit über dem Prozessbehälter sollte so lang sein, dass die anhaftende Flüssigkeit zusammenlaufen und von den Teilen abtropfen kann.

Durch langsames Ausheben der Gestelle aus der Prozesslösung kann die Austragsmenge beträchtlich verringert werden.

Es gehört zu einer normalen Inspektion und Wartung, die Isolationsbeschichtung der Gestelle zu überprüfen, um festzustellen, ob die Oberfläche der Isolierschicht glatt und frei von Rissen und Spalten ist, in denen Lösung eingeschlossen und festgehalten werden kann.

Es ist gute betriebliche Praxis, Gestelle auf defekte Isolation hin zu untersuchen und sie wenn erforderlich, zu reparieren oder zu ersetzen.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 229 Link

Die Reduzierung des Austrags ist eine Primärmaßnahme für die

• Minimierung der Chemikalienverluste
• Reduzierung des Spülbedarfs
• Reduzierung der Kosten für Rohstoffe
• Reduzierung von Qualitäts- und Wartungsproblemen in nachfolgenden Prozessen
• Reduzierung von Umweltproblemen im Zusammenhang mit Spülwässern Der Austrag hängt von vielen Parametern ab und kann nur durch Zusammenarbeit aller Beteiligten erreicht werden. Deshalb ist auch ein gründliches Verständnis der komplexen Zusammenhänge durch das Betriebspersonal erforderlich, um diese Sachlage erfolgreich verbessern zu können.

Maßnahmen zur Reduktion des Austrags:

• Der Einsatz von zueinander passenden Chemikalien reduziert die Folgen des Chemikalienaustrags in den Folgeprozess.
• Eigenschaften der Prozesslösungen: Der Austrag kann dadurch verringert werden, dass die Temperatur der Prozesslösung erhöht wird, was in der Regel die Viskosität herabsetzt. Wenn man die Konzentration der Prozesslösung herabsetzt, wird der Austrag wirksam reduziert, zum einen durch die im Austrag verminderte Stoffmenge, zum anderen durch die verringerte Oberflächenspannung und Viskosität normaler ionischer Lösungen. Die Zugabe von Tensiden in die Lösung verringert den Austrag durch Verringerung der Oberflächenspannung. Um übermäßig hohe Konzentrationen zu vermeiden, sollte die Prozesslösung bei der Regeneration und Wartung auf ihre Zusammensetzung hin überprüft werden. Dies und die Auswahl entsprechender Prozesslösungen sind ein wichtiger Schritt, um den Austrag zu reduzieren.
• Verringern des Austrags durch Abtropfen - Spülen: Wenn Gestelle aus dem Arbeitsbehälter mit beheizter Lösung gehoben werden, ist es gute betriebliche Praxis, sie während des Hubvorgangs mit Spülwasser zu besprühen. Dadurch wird eine Reduzierung der Austragsverluste bei gleichzeitigem Ausgleich der Verdunstungsverluste erreicht. Diese Behandlung kann mit einem Vorspülen kombiniert werden, wodurch mit Wasser verdünnte Prozesslösung aus der ersten Standspüle in die Prozesslösung zurückgeführt wird. Kombinierte Wasser-Luft-Düsen können eingesetzt werden, um anhaftende oder in Spalten eingeschlossene Lösung über dem Arbeitsbehälter, oder besser noch, in einem leeren Behälter zu entfernen.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 229 Link

Durch den Eintrag von Fremdstoffen kann eine Prozesslösung verunreinigt werden, wenn nach der vorhergehenden Prozessstufe ungenügend gespült wurde.

Der Eintrag von sauberem Spülwasser kann eine Prozesslösung beträchtlich verdünnen.

Der Eintrag von Spülwasser kann durch (das Vortauchen in) eine Öko-Spüle minimiert werden oder dadurch, dass so viel Spülwasser wie möglich durch z. B. Luftmesser oder mit Abquetschwalzen entfernt wird. Auch chemische Systeme (Lancy) können den Wassereintrag verringern.

Reduzieren des Eintrags führt zu einer Verlängerung der Standzeit der Prozesslösungen, Verbesserung der Prozessqualität und Reduzierung der Materialkosten für Ansatzchemikalien.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 229 Link

• Der Einsatz geschlossener Kühlsysteme spart Wasser.
• Die Zusammensetzung des Elektrolyten optimieren und den Betriebstemperaturbereich anheben, um überflüssiges Kühlen zu vermeiden. Die Temperatur des Elektrolyten soll im optimierten Bereich überwacht werden.
• Kälteaggregate in neue Anlage und beim Ersetzen vorhandener Kühlsysteme einsetzen.
• Überschüssige Energie im Elektrolyten durch Verdunstungskühlung abführen, wenn:  - das Elektrolytvolumen reduziert werden muss, um Chemikalien zudosieren zu können,  - der Elektrolytaustrag mit dem Wasser aus der nachgeschalteten Spülkaskade in den Prozess zurückgeführt werden kann und sich dadurch die Abwasser- und Stoffverluste aus dem Prozess vermindern lassen.
• Vorzugsweise einen Verdunster an Stelle eines Kühlsystems installieren, wenn die Energiebilanz zu Gunsten des Verdunsters ausfällt und die Chemie des Prozesses nicht beeinträchtigt wird.
• offene Kühlsysteme so konstruieren, installieren und  warten, dass sich Legionellen weder bilden noch übertragen werden können

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 223; 396 Link

Prozesslösungen werden in zunehmendem Maße unwirksam, wenn die Betriebskonzentration bestimmter Verfahrenschemikalien unter den Sollwert abfällt.

Durch Nachdosieren der Chemikalien kann die Standzeit einer Lösung verlängert werden. Ein Hauptproblem aber bleibt bestehen, nämlich, dass das Bedienungspersonal dazu neigt, mehr Chemikalien als notwendig nachzufüllen.

Womöglich ist die automatische Zudosierung die beste Möglichkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu erreichen, sie ermöglicht regelmäßige Zugaben und vermeidet Konzentrationsschwankungen.

Sie kann gesteuert werden durch Parameter wie Zeit, Temperatur, Durchflussmenge oder andere Führungsgrößen wie pH-Wert oder rH-Wert.

Bestehende Verfahren können bezüglich der Absenkung der Chemikalienkonzentration durch Chemikalienlieferanten oder durch eigene Fachleute optimiert werden; dies gilt insbesondere für die Chemikalien mit bedeutenden Auswirkungen auf Umwelt oder Gesundheit.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 267 Link

• Entmetallisierung von galvanisch beschichteten Werkstücken und Leiterplatten, die ermöglicht, dass die abgetragenen Metalle direkt oder als nutzbare Verbindungen zurückgewonnen und die Prozesslösung im Kreislauf zurückgeführt wird

• Die automatisierte Prozesskontrolle im nasschemischen Bereich ermöglicht nennenswerte Kostensenkungen und verringert Stoffverluste.

Die ammoniakalische Ätzlösung kann durch ein auf dem Markt verfügbares Verfahren an der Produktionsanlage regeneriert und das darin gelöste Kupfer zurückgewonnen werden.

Die patentierte Anlage wird im Kreislauf an der Ätzanlage betrieben und umfasst folgende Funktionen:

• Kontinuierliche Regeneration der alkalischen Ätzlösung
• Ununterbrochene Rückgewinnung des abgeätzten Kupfers in reinster Form
• Reinigen des Spülwassers, dass es zum Spülen nach dem Ätzen wiederverwendet werden kann.

Verbrauchte Ätzlösung mit einem Kupfergehalt von 150 g/l wird durch die erste nicht wassermischbare organische Extraktionslösung geschickt und als regenerierte Ätzlösung mit einem Kupfergehalt von 110 g/l zurückgeführt.

Jetzt hat das Lösemittel einen Kupfergehalt von 50 g/l. Gebrauchtes Spülwasser mit 5 g/l (5000 mg/l) Kupfer wird durch eine zweite nicht wassermischbare organische Extraktionslösung geschickt und verlässt die Regenerieranlage als Spülwasser mit 5– 6 mg/l Kupfer.

Die nicht wassermischbare organische Extraktionslösung der zweiten Stufe enthält jetzt weitere 5 g/l Kupfer. Die nicht wassermischbare organische Extraktionslösung wird jetzt durch eine dritte Extraktionsstufe geschickt, die einen wässrigen Elektrolyten enthält.

Nachdem ihr dort das gesamte Kupfer entzogen wurde, wird sie der ersten Extraktionsstufe zugeführt. Nach der dritten Extraktion enthält der Elektrolyt etwa 55 g/l Kupfer. Das Kupfer wird in einer Elektrolysezelle auf einer Kathode abgeschieden und so zurückgewonnen.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 352-354 Link

Die Blackoxide-Schicht wird durch Chemikalien wie Natriumhypochlorit bei Temperaturen um 80 °C erzeugt. Dieses Verfahren wird in zunehmendem Maße durch den Brown-Oxide-Prozess ersetzt, der mit weniger gefährlichen Chemikalien, wie Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid und biologisch abbaubaren organischen Zusätzen bei etwa 30 °C arbeitet.

Das elementare Kupfer wird zu Cu(I) oxidiert und durch entsprechende Additive in diesem Zustand stabilisiert. Gegenwärtig werden neue Prozesse entwickelt, die bisweilen als Oxidersatz-Prozesse bezeichnet werden. Die Entwicklung dieser Verfahren wird durch stetig steigende technische Anforderungen vorangetrieben.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 350 Link

Es ist Stand der Technik, das saure Ätzmedium online analytisch zu überwachen. Die Salzsäurekonzentration wird über einen Titrator ermittelt und ggf. korrigiert.

Ein weiteres Kriterium ist das Redoxpotential, das über eine Redoxelektrode gemessen wird. Danach kann Wasserstoffperoxid gezielt zudosiert werden.

Das alkalische Ätzen wird in einer horizontalen Durchlaufanlage mit speziellen, oszillierenden Düsen zum wirkungsvollen Abtrag von Kupfer durchgeführt.

Eine Starterlösung wird zugegeben, die das ausgeätzte Kupfer aufnimmt; diese Lösung wird durch Frischlösung (Replenisher) permanent ergänzt.

Die Frischlösung enthält u. a. Ammoniumsalze (Chlorid, Sulfat, Karbonat); sie wird mit Ammoniak auf einen pH-Wert von 8–9,5 eingestellt. Es ist Stand der Technik, das Spülwasser der ersten Spülstufe nach dem Ätzprozess der Ätzlösung zuzuführen.

Hierzu ist eine ständige Überwachung notwendig, um die Ätzparameter trotz Zugabe der Regenerierchemikalien möglichst konstant zu halten. Aus der Ätzmaschine wird kontinuierlich ein Teilstrom (Teilmenge) der Ätzlösung ausgeschleust.

Das Cu(II)-chlorid enthaltende Abwasser wird in einem Auffangbehälter gesammelt und zur externen Aufbereitung abgegeben. Diese externen Firmen stellen Kupfersalze und frische Ätzlösung her, die wieder für einen industriellen Einsatz zur Verfügung stehen.

Saure Abluft wird über einen Abluftwäscher geführt. Dieser ist mit einer alkalischen Lösung (NaOH) gefüllt, so dass eine Neutralisation erfolgt.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 354 Link

• Die Dezentralisierte Wiederaufbereitung von Ätzlösungen spart Kosten und schon die Umwelt.

• Entmetallisierung von galvanisch beschichteten Werkstücken und Leiterplatten, die ermöglicht, dass die abgetragenen Metalle direkt oder als nutzbare Verbindungen zurückgewonnen und die Prozesslösung im Kreislauf zurückgeführt wird

• Der Einsatz einer neuartugen Simulationssoftware reduziert Verluste und Kosten

• Verminderung des Chemikalieneinsatzes
• Steigerung der Standzeit eingesetzter Chemikalien

• Die automatisierte Prozesskontrolle im nasschemischen Bereich ermöglicht nennenswerte Kostensenkungen und verringert Stoffverluste.

• Für die Produktion hoher Stückzahlen ist das Lackgießen als effiziente Methode in Betracht zu ziehen. Hierbei werden die Platinen auf einer horizontalen Fördereinrichtung mit einer Geschwindigkeit von zirka 20 m/min durch einen flüssigen Lackvorhang gefahren.
• Reste der fotosensitiven Lacksysteme werden entsorgt. Die leeren Gebinde können wiederverwertet werden.

Quelle(n):

• European Commission (2006): Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on Best Available Techniques for the Surface Treatment of Metals and Plastics [online]. European Commission , S. 131

Dem Hot-Air-Leveling geht eine gründliche Reinigung der Leiterplatte voraus. Diese ist von besonderer Bedeutung, da nur eine gut benetzbare Kupferschicht qualitative Randbedingungen erfüllen kann.

Bei den vertikalen als auch horizontalen HAL-Anlagen wird in den meisten Fällen für die Vorreinigung das Durchlauf-Sprüh-Verfahren und Verwendung entsprechender Deoxidationmittel angewendet. Um eine optimale Durchlaufgeschwindigkeit zu erzielen, muß bei den horizontalen HAL-Anlagen die Vorreinigung entsprechend ausgelegt sein, d. h. je länger die Vorreinigung ist, um so schneller kann die Transportgeschwindigkeit gefahren werden.

Die nachfolgende Fluxstation ist ebenfalls von ganz gravierender Bedeutung. Der Flußmittelaustrag aus dieser Station sollte so gering wie möglich gehalten werden, da bei hohem Austrag die Anlagen schnell verschmutzen. Sehr wichtig ist die Wahl des Flußmittels.

Das Flußmittel hat ebenfalls einen erheblichen Einfluß auf die Wartung der Anlage. Der Trend geht heute Richtung wasserlösliche und abwaschbare Flußmittel. Ein weiterer und ebenfalls sehr wichtiger Faktor ist das Lot. Es sollte reines eutektisches Lot verwendet werden (63/37).

Um gleichbleibende Verzinnungsergebnisse zu gewährleisten, sollte in gewissen Zeitabständen eine Lotanalyse durchgeführt werden. Hierbei spielt das im Lot enthaltene Kupfer eine wesentliche Rolle. Ein Kupfergehalt von mehr als 0,3 % im Lot führt zur Bildung einer grieseligen Oberfläche.

Quelle(n):

• Fachausschuß „Leiterplattenfertigung (FA 5.2) im (1999): VDE/VDI Schulungsblätter für die Leiterplattenfertigung. Frankfurt am Main Blatt 6

Eine mögliche Alternative zur Bleizinn-Technik ist die sogenannte parzielle Technik, die einen Bleizinn-Überzug nur im Bereich von Lötaugen und SMD-Pads aufbringt. Hierbei wird das Hot-Air-Leveling-Verfahren angewendet. Kontaktflächen für die direkte Steckung müssen von Ätzresistüberzügen aus Blei-Zinn befreit werden, um sie anschließend mit Nickel und Gold oder anderen Edelmetallen veredeln zu können.

Abgesehen von einigen Sonderfällen, wie der Ablösung von Platinmetallen in schmelzflüssigem Natriumhydrogensulfat, werden hierbei in der Hauptsache wässrige Lösungen zum Entmetallisieren eingesetzt. Das Ablösen erfolgt rein chemisch oder auch elektrolytisch, dabei wird das zu entmetallisierende Werkstück als Anode geschaltet.

Um eine hohe Planarität der Leiterplattenoberfläche im Bereich von Kontaktstellen zu gewährleisten, kann eine Nickel/Gold Oberflächenbeschichtung durch chemische Abscheidung aufgetragen werden. Sogenannte Subgoldschichten weden durch ein Subgoldbad appliziert.

Goldverluste durch Ausschleppung aus dem Sudgoldbad werden dabei durch Rückführung aus einer nachfolgenden Standspüle minimiert. Aus nachfolgenden Spülstufen werden Goldreste durch Ionenaustauscher zurückgewonnen. Gold aus verbrauchten Bädern wird aufgearbeitet.

Quelle(n):

• Fachausschuß „Leiterplattenfertigung (FA 5.2) im (1999): VDE/VDI Schulungsblätter für die Leiterplattenfertigung. Frankfurt am Main Blatt 4.6

In einer Horizontalanlage wird mittels Sprühtechnik ein saures, salpetersäurehaltiges Strippmittel zum Entfernen der Zinn-Metallschicht eingesetzt. Außerdem sind noch organische Komplexbildner enthalten, die hinsichtlich Entsorgung im Abwasserbereich spezielle Maßnahmen erfordern. Sowohl das Spülwasser als auch das Konzentrat müssen separat gesammelt und mit Komplexspaltern behandelt werden. Das Fällungsprodukt wird als Zinnschlamm der Verwertung zugeführt. Es gibt außerdem die Möglichkeit, verbrauchte Konzentrate extern entsorgen zu lassen

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2005c): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 355 Link

Die neuen Lotverbindungen können von der Leiterplattenindustrie unter Berücksichtigung veränderter Parameter übergangslos zur Bleifreilot-Verarbeitung verwendet werden.