Article archive - Galvanotechnik

Teil III: Ringversuch zur Abscheidung von galvanisch-Nickel-Phosphor in Mikrostrukturen

Für die Fertigung von metallischen Mikrobauteilen über die Verfahrenskombination aus Lithographie und Galvanoformung (LIGA-Verfahren) werden derzeit vorrangig die Metalle Gold, Kupfer und vor allem Nickel sowie Legierungen (Nickel-Eisen bzw. Nickel-Kobalt) eingesetzt. Um diese Materialpalette zu erweitern und um entsprechende Anforderungen der Mikrobauteile erfüllen zu können, wurden durch das Institut für Mikrostrukturtechnik Versuche gestartet, Nickel-Phosphor galvanisch in Mikrostrukturen abzuscheiden. In Vorbereitung auf diese Versuche wurde eine Literatur- und Industrierecherche durchgeführt [1, 2], bei der innerhalb von Zeitschriften und Büchern sowie in Diplom- und Doktorarbeiten aktuelle Aspekte der Abscheidung, der Materialeigenschaften und der Anwendung, vor allem auch mit Blick auf die Mikrosystemtechnik, von galvanisch-Nickel-Phosphor (gNiP) recherchiert wurden.

Mit der modernen Umweltschutzgesetzgebung traten vor allem hinsichtlich der Abfallbeseitigung Probleme auf. Abfallverbrennung schien das optimale Verfahren, für das jedoch weder die geschätzten Kapazitäten noch – im Hinblick auf Dioxin – die geeigneten umweltfreundlichen Verfahren in ausreichender Zahl vorhanden waren. Umfangreiche Diskussionen wurden über das Thermoselect-Verfahren geführt. Die Behörden prüften und prüften, ob nicht doch Dioxine entweichen. Inzwischen liegen die Probleme der Müllverbrennung eher auf dem Korruptionssektor. Die sachlichen Zwänge scheinen im Gleichgewicht, besser scheint es nicht zu gehen.

Teil 1 – Ergebnisse kinetischer Untersuchungen

Antimon ist ein chemisches Element mit relativ ge- ringer Anwendungsbreite. Bekannt sind z. B. neuere Anwendungen in der Halbleiterindustrie, die robusten Antimonelektroden zur pH-Messung, Antimonzusätze im Letternmetall oder für Anoden für die Galvanotechnik, die Verwendung als Antimonoxid (Sb2O3) in Flammen hemmenden Mitteln oder als Feuerwerkszusatz (Sb2S3) [1]. Der Zusatz von Antimon als härtender Legierungsbestandteil ist auch aus der Batterietechnik beim Blei/Bleidioxidakkumulator bekannt [2]. Dort wurden in der Vergangenheit die Positivplatten mit einem bis zu 10%igen Anteil von Antimon versetzt, um die Festigkeit zu erhöhen. Neuerdings werden aber dafür zunehmend andere Zusätze verwendet, da Antimon in Lösung partiell im Bereich von mg/l in Lösung geht und nach erneuter Abscheidung die Wasserstoffüberspannung an der Bleikathode herabsetzt. Verringerte Zyklenzahlen sind die Folge.

Bericht über eine Sonderausstellung des DTMB von Dipl.-Ing. Peter Winkel, Berlin

Die Sorge um unsere Umwelt erfordert eine optimale Nutzung der vorhandenen sowie die Entdeckung bzw. Entwicklung neuer Ressourcen, um den steigenden Bedarf zu decken. Ständige Neu- und Weiterentwicklungen verschiedenster Recyclingverfahren dienen der effizienteren Nutzung. Die – zwar noch relativ utopisch anmutenden, aber dennoch vorstellbaren – Möglichkeiten zur Nutzung von Rohstoffen außerhalb unserer Erde durch progressives Vorantreiben der Raumfahrt sind Beispiele für reale Aktivitäten zur Zukunftssicherung.

Vom 21. bis 23. September hatte die Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.V. zur Jahrestagung nach Innsbruck geladen – und 400 Teilnehmer aus acht Ländern waren der Einladung gefolgt. Sowohl der Ort als auch das angebotene Fachprogramm hatten für die gute Beteiligung gesorgt und das hervorragende Wetter trug seinen Teil zum Gelingen einer ausgezeichneten Tagung bei. Mit etwa 60 Fachvorträgen und 57 ausstellenden Firmen präsentierte sich die Branche auf der 43. DGO-Jahrestagung als das, was sie nach Aussage eines Mitgliedes des DGO-Vorstandes auch darstellt – die größte Vereinigung der Oberflächentechnik in Europa und dem nordamerikanischen Verband AESF durchaus ebenbürtig.

Bekanntermaßen ist Elektropolieren das anodische Oberflächenabtragen von metallischen Werkstücken mit einer Fremdstromquelle [1]. Je nach Ziel der Oberflächenbearbeitung kann dabei zwischen elektrolytischem Glänzen, wenn dabei die optischen und dekorativen Eigenschaften im Vordergrund stehen, und elektrolytischem Glätten, so es um das Erzeugen glatter Oberflächen geht, unterschieden werden. Auch sollte man sich bei der Optimierung der Einstellparameter für eine spezielle Wirkpaarung immer bewusst sein, dass bei der Menge von Parametern und den zumeist mehreren Fertigungszielen in der Regel ein hinreichender Kompromiss gefunden werden muss, der eine Fertigung innerhalb der angestrebten Toleranzen ermöglicht. Beispielsweise ist ein gleichzeitiges Optimieren der Oberflächenstruktur auf verschiedenen Längenskalen, der Oberflächenbeschaffenheit, der Zusammensetzung der Legierung an der Oberfläche und der Form des Werkstücks nach dem Oberflächenabtragen nicht ohne (in manchen Fällen sogar erheblichen) Versuchsaufwand möglich.

Messung physikalischer Eigenschaften

Die Prozesssteuerung der Verchromung konzen- triert sich auf drei Gruppen von Einflussfaktoren: – die Elektrolytzusammensetzung (Sollbestandteile und Verunreinigungen);

– die Arbeitsbedingungen (Stromdichte, Temperatur, Rührgeschwindigkeit, ...);

– den Zustand der Rohteiloberfläche. Für die Elektrolytsteuerung sind die Eigenschaften der Lösungen wesentlich.

Die Teilereinigung ist in nahezu jedem Industriebetrieb Bestandteil des Fertigungsprozesses. Wie effektiv und wirtschaftlich dieser Produktionsschritt abläuft, hängt nicht zuletzt vom eingesetzten Reinigungsmedium ab.

Der erste Potentiostat

Die experimentelle Untersuchung elektrodenkinetischer Vorgänge, die mit dem Begriff der Überspannung eng verknüpft sind, erfolgt hauptsächlich mit Hilfe elektrischer Methoden. Diese gestatten die Aufnahme von Strom-Spannungs-Kurven, Strom-Zeit-Kurven und Spannungs-Zeit-Kurven. Bei der potentiostatischen Messtechnik wird mit Hilfe einer geeigneten Außenschaltung das Potential einer Versuchselektrode vorgegeben und die Stromdichte- bzw. die Stromdichte-Zeit-Funktion gemessen. Bei der galvanostatischen Messtechnik wird der Strom vorgegeben und das sich einstellende Elektrodenpotential relativ zu einer Bezugselektrode gemessen. Diese beiden Messtechniken werden mit Hilfe von Regelgeräten, so genannten Potentiostaten, verwirklicht.

Hochdichte Leiterplatten mit Sacklochbohrungen gehören schon seit längerer Zeit zu einem festen Bestandteil der Leiterplattentechnologie. Die zu- nehmende Miniaturisierung lässt den Anteil von Blind-Microvia-Bohrungen stetig ansteigen. Gegenwärtig wird Blind Microvia Filling in großem Maße bei der Herstellung von Chip Carriern, Mobiltelefonen und anderen Hand Hold Devices eingesetzt. Chip Carrier ohne Durchgangsbohrungen haben typische Sacklöcher mit einem Durchmesser von 50 bis 80 µm bei einer Tiefe von 30 bis 50 µm. Für Mobiltelefone werden dünne Leiterplatten bis 1,2 mm Plattendicke in Kombination mit Durchgangsbohrungen und Sacklöchern verwendet.

Bericht über die Mehrländertagung Deutschland, Österreich, Schweiz mit der 43. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.V. (DGO) vom 21. bis 23. September 2005 in Innsbruck

Eröffnet wurde die 43. Jahrestagung der DGO vom DGO-Vorsitzenden Prof. Dr. Steinhäuser am 21. September mit einer Festveranstaltung. Der Einladung gefolgt waren in diesem Jahr etwa 400 Fachleute aus Deutschland, Österreich, der Schweiz, Italien, Belgien, Brasilien, den Niederlanden und der Slowakei. In seiner Begrüßung dankte Prof. Steinhäuser besonders den österreichischen Gastgebern, die mit großem Engagement zum Gelingen der Veranstaltung beigetragen haben. Für die Organisation der Tagung bedankte er sich bei Barbara Herrmann von der Geschäftsstelle in Hilden mit einem Blumenstrauß. Als Ehrengäste waren die DGO-Mitglieder Karl Beyer und Werner Nordhaus anwesend.

- wird fortgesetzt -

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Beitrag zu einem Workshop von DKE und DIN

Durch exzellente Forschungsarbeit zählt Deutschland im Bereich der Nanowissenschaften und der Nanotechnologie zu den führenden Industrienatio- nen. Einen wichtigen Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit leisten Normen und Standards. Um weiterhin weltweit Innovationstreiber in der Nanotechnologie zu sein, muss die deutsche Wirtschaft ihre Spitzenposition in Normungsaktivitäten umsetzen, betonte Heinrich Zimmermann, Geschäftsführer der DKE, auf dem Workshop Standardisierungsbedarf in der Nanotechnologie am 23. Juni 2005 in Frankfurt am Main. Rund 140 Experten aus Industrie, Wissenschaft, Fachverbänden und Normungsorganisationen waren der Einladung der DKE (Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE) und des DIN (Deutsches Institut für Normung e.V.) nach Frankfurt gefolgt, um den Standardisierungsbedarf in der Nanotechnologie zu ermitteln.

Ein Wagen für das Volk

Ein Auto für einhunderttausend Rupien (ca. 1.870 Euro)? Obwohl dieses Ziel auf den ersten Blick recht schwierig erscheint, sind in Indien mindestens eine renommierte Firma und ein renommiertes Institut dabei, den alten Wunsch der sozial-liberal denkenden indischen Strömungen zu verwirklichen. Obwohl die indische Rupie kaum halb so viel Wert ist wie vor 35 Jahren, als diese Idee erstmals ernsthaft verfolgt wurde, bleibt diese magische Zahl erhalten. Der Vorstandsvorsitzende der bekannten und geschätzten Tata-Unternehmensgruppe, Ratan Tata, hat vor etwa zwei Jahren bekannt gegeben, dass Tata ein derartiges Fahrzeug entwickelt. Einen Zeitraum konnte er nicht nennen, da das Projekt noch in der Anfangsphase steckte.

Die zwei Gesichter Deutschlands

Sind Sie sich bewusst, dass Deutschland für viele Ausländer zwei Gesichter hat? Auf der einen Seite hat es eine wundervolle Landschaft mit imposanten Städten, langer Geschichte und herrlichen kleinen Ortschaften. Ein Land mit freundlichen und einladenden Menschen, die hart arbeiten, gut ausgebildet und einfallsreich sind. Und gibt es das politische Deutschland, in dem innerhalb der vergangenen 100 Jahre die Menschen häufig mit schwachen oder schlechten Führern bestraft worden sind.

Die CM Group, auch bekannt unter dem Namen Cendres & Métaux, ist ein sein 120 Jahren bestehendes schweizerisches Unternehmen. Die Firma mit Sitz in Biel, die ab 1885 eine Edelmetallschmelzerei in der Uhrenregion betrieb, hat sich im Laufe der Jahre auf die Herstellung von Trau- und Schmuckringen, Produkte für die Dentalmedizin, Medizinalprodukte, Teile für die Uhrenindustrie sowie Komponenten für die Elektronikindustrie spezialisiert. In den letzten Jahrzehnten hat sie sich zu einem der weltweit führenden Hersteller von Konstruktions- elementen entwickelt. Konstruktionselemente, z. B. Druckknopf-Systeme, werden zum Befestigen von Prothesen (künstliche Zähne) auf eigenen Zähnen oder Implantaten eingesetzt. Ein beachtlicher Teil des Umsatzes wird im weltweiten Export erzielt. Über 300 Mitarbeitende garantieren bei der CM Group die sehr hohen Qualitätsstandards und die herausragende Termintreue.

Die Situation der Galvanobranche zu erkunden und anhand einiger Fragestellungen die Themen zu finden, die heute relevant sind, war die Zielsetzung der Studie Marktanalyse Galvanotechnik. Das Fraunhofer- Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Stuttgart, (IPA), hat diese Studie durchgeführt und jetzt veröffentlicht.

Beitrag über die neue Betriebsgalvanik bei der Firma Huber & Suhner in Herisau/Schweiz

Die Firma Huber & Suhner mit ihrem Stammsitz in Herisau/Schweiz gehört zu den großen Lieferanten anspruchsvoller Technik auf dem Gebiet der Energie-, Signal- und Nachrichtenübertragungstechnik. Das Unternehmen beschäftigt weltweit annähernd 2500 Mitarbeiter in zahlreichen Produktions- und Vertriebsstätten, seit kurzem auch in einem modernst eingerichteten Produktionsstandort in China.

Bei der dritten parts2clean, die vom 18. bis 20. Oktober 2005 erstmals in Essen stattfindet, erwartet die Besucher ein Angebot, das die komplette Prozesskette der industriellen Teilereinigung abdeckt. Und das für praktisch alle Fertigungsbetriebe sowie die Instandhaltung. Das integrierte Fachforum mit über 20 Vorträgen vermittelt darüber hinaus praxisnahes Fachwissen zu aktuellen Themen und neuen Entwicklungen rund um den qualitätsentscheidenden Arbeitsschritt Teilereinigung. „Einsteigern" ermöglicht eine Sonderschau die grundlegende Information, die durch ein Seminar des Fachverbands industrielle Teilereinigung e.V. (FiT) vertieft werden kann.