Artikelarchiv

Das Eigenschaftsspektrum und die Einsatzmöglichkeiten von Aluminiumwerkstoffen werden unter anderem durch die chemische Zusammensetzung und den durch die Vorgeschichte (zum Beispiel Herstellung, Weiterverarbeitung) des Materials eingestellten Werkstoffzustand bestimmt. Aluminiumwerkstoffe, die unter korrosions- beziehungsweise verschleißfördernden Bedingungen im Einsatz sind, werden im Regelfall oberflächenbehandelt. Das wichtigste Oberflächenbehandlungsverfahren für Aluminiumwerkstoffe ist die anodische Oxidation. Bei diesem Oberflächenbehandlungsverfahren wird die Randzone des aluminiumbasierten Werkstoffs in Aluminiumoxid umgewandelt. Die Mikrostruktur des Substratwerkstoffs hat wesentlichen Einfluss auf die Güte der sich ausbildenden Schutzschicht. Elemente, die nicht im Aluminiummischkristall gelöst sind, bilden festigkeitssteigernde Ausscheidungen. Diese und weitere Ausscheidungen sowie die durch Verunreinigungen eingebrachten Phasen führen zu heterogenen Gefügebestandteilen. Bei der anodischen Oxidation ist das Verhalten dieser Phasen signifikant unterschiedlich [3].
In der einschlägigen Literatur existieren Hinweise zur Anodisierbarkeit verschiedener kommerziell erhältlicher Aluminiumlegierungen. Allerdings fehlen systematische Vergleiche zu Verschleiß- und Reibungsverhalten sowie Härteverlauf in Abhängigkeit von Elementzusammensetzung und Schichtnachbehandlung, insbesondere bei den mittelfesten 6000er- und hochfesten 7000er-Legierungen. Wichtige Vertreter dieser beiden Legierungen sind die EN-AW 6082 und die EN AW 7075, die im Mittelpunkt dieses Beitrags stehen. Beide Legierungen werden als grundsätzlich anodisierbar eingestuft.
In den wenigen Artikeln, die sich mit tribologischen Untersuchungen von anodisierten Schichten (unter abrasiver Beanspruchung [5]) befassen, ist ein Defizit in der Analyse der Verschleißerscheinungsformen festzustellen, obwohl diese den direkten Schlüssel zur entstandenen Werkstoffschädigung darstellt. Aus diesem Grund besteht noch erheblicher Forschungsbedarf.
Eine neue Werkstoffgeneration stellen die ultrafeinkörnigen Werkstoffe, die beispielsweise durch Equal Channel Angular Pressing (ECAP) hergestellt werden, dar. Die Auswirkungen des dabei entstehenden stark umgeformten ultrafeinkörnigen (Korngröße d < 1000 nm [7]) Gefüges auf die Oxidschichtausbildung ist vollständig unbekannt und soll deswegen am Beispiel der Legierung
EN-AW 6082 mit betrachtet werden.

Das Eigenschaftsspektrum und die Einsatzmöglichkeiten von Aluminiumwerkstoffen werden unter anderem durch die chemische Zusammensetzung und den durch die Vorgeschichte (zum Beispiel Herstellung, Weiterverarbeitung) des Materials eingestellten Werkstoffzustand bestimmt. Aluminiumwerkstoffe, die unter korrosions- beziehungsweise verschleißfördernden Bedingungen im Einsatz sind, werden im Regelfall oberflächenbehandelt

Es gibt viele Chip-Carrier-Bauteile, die problemlos mit den heute üblichen Basismaterialien verarbeitet werden können. Diese Chip-Carrier sind entweder sehr klein, haben Anschlußmöglichkeiten in Form von „Beinchen“ beziehungsweise kleiner Ösen oder sind in einem flexiblen Kunststoffgehäuse untergebracht.
In dieser Untersuchung geht es ausschließlich um keramische Chip-Carrier, die keine Drahtanschlüsse (leads) besitzen.

Teil 1

Wesentlicher Schlüsselpunkt einer erfolgreichen Elektroniklösung ist der Schaltungsträger bzw. das Substrat. Auf ihm werden als zentrale Einheit eines jeden elektronischen Gerätes alle Bauteile montiert und kontaktiert; er enthält die Leiterzüge als Verbindungen der Bauteile zueinander und meist auch die Verbindungstechnik nach außen. Zukünftig müssen Substrattechnologien zudem das Integrationspotental aufweisen, bisher räumlich separate Funktionselemente wie Elektronik, Aktuatorik und Sensorik möglichst in einem Gehäuse zu konzentrieren. Gerade die Automobil-Elektronik mit ihren drastischen Ansprüchen an Funktion, Qualität und Zuverlässigkeit sowie Kosteneffizienz verlangt dazu optimierte Elektronikaufbauten und Substratlösungen.
Vorliegender Beitrag zeigt einen Erfahrungsbericht über entsprechende Aufgabenstellungen und Lösungen aus dem Bereich Kfz-Elektronik.
Teil 1 erläutert den Einsatz bisheriger Standard-Substrattechnologien und zeigt deren heute erkennbare Grenzen auf.
In Teil 2 werden auf der Basis aktueller Anforderungen ausgewählte anwendungsspezifische Substrattechniken vorgestellt.

Teil 2
Fortsetzung aus Heft 1/98

Der Schaltungsträger bzw. das Substrat als zentrale Einheit eines jeden elektronischen Gerätes steht heute unter permanentem Kostendruck und steigenden Forderungen nach besserer Leistungsfähigkeit. Für viele Anwendungen reichten in der Vergangenheit Standardlösungen wie die konventionelle Leiter- platte oder auch die Dickschichthybridtech-nik aus. Zukünftig müssen Substrattechnologien zusätzlich das Integrationspotential aufweisen, bisher räumlich separate Funktionselemente wie Elektronik, Aktuatorik und Sensorik möglichst in einem Gehäuse zu konzentrieren. Gerade die Automobilelektronik mit ihren drastischen Ansprüchen an Funktionserweiterung, Qualität und Zuverlässigkeit sowie Kosteneffizienz verlangt dazu für jeden Einzelfall optimierte Substratlösungen und dazu passende Aufbautechnologien.
Vorliegender Beitrag zeigt einen Erfahrungsbericht über entsprechende Aufgabenstellungen und Lösungen aus dem Bereich Kfz-Elektronik.

Die Vorbereitung von Bauteilen ist wesentlich für die erreichbare Oberflächenqualität in Schicht-Substrat-Verbunden. Dabei weichen die Anforderungen der Beschichtungsverfahren hinsichtlich der Vorbereitung der Substratoberflächen teilweise stark voneinander ab. Neben Grundlagen der Interfacestrukturen behandelt der vorliegende Beitrag unter anderem Einflüsse auf die Haftfestigkeit von Schichten sowie etablierte und neue Verfahren der Substratvorbehandlung für eine Auswahl von Beschichtungsverfahren. Außerdem werden typische Vorbehandlungsfehler und Wege zur Vermeidung dieser Fehler angesprochen.

Nicht erst seit dem erklärten und unbestreitlich sinnvollen Ziel, unter anderem die Erzeugung von Kohlenstoffdioxid zu reduzieren, haben die Bemühungen in der Branche der Galvano- und Oberflächentechnik, Energie einzusparen, zugenommen...

Eröffnung der neuen Betriebsräume

Der Geschäftsbereich GTL Umweltdienste Leipzig ist Bestandteil der SUC Sächsische Umweltschutz Consulting GmbH Dresden. Die SUC GmbH wurde 1990 gegründet. Heute ist sie ein leistungsfähiges mitteldeutsches Unternehmen mit über 150 Mitarbeitern und verschiedenen Niederlassungen und Tochtergesellschaften in den Bundesländern Sachsen, Sachsen-Anhalt, Thüringen und Brandenburg sowie in der Slowakei und in Griechenland.

1 Einleitung


Die Chromatierung von verzinkten, vercadmeten oder versilberten Eisen- oder Kupferwerkstoffen sowie von Aluminium und seinen Legierungen ist ein weit verbreitetes und häufig angewandtes Oberflächenschutzverfahren [1-10]. Es gewährleistet für die genannten Basiswerkstoffe einen zusätzlichen Korrosionsschutz, ohne daß die Funktion und die Weiterverarbeitbarkeit der Bauteile nennenswert beeinträchtigt werden. Die Schutzwirkung der Chromatierung beruht bekanntlich auf der chemischen Umwandlung einer dünnen metallischen Oberflächenschicht (von Zn, Cd, Ag oder AI) durch Reaktion mit Chromsäure oder Chromaten zu Chromhydroxid-/-Chromat. Aber nicht nur diese Konversionsschicht wirkt sich vorteilhaft aus, sondern vor allem auch das herstellungsbedingt eingelagerte Cr(VI), das als überschüssiges Chromat-Anion eine Reserve für die Passivierung durch Inhibition und Selbstausheilung darstellt. Die Cr(VI)-Einlagerung ist deshalb erwünscht und wird bei den meisten Verfahrensvarianten bewußt in Kauf genommen. Nachteilig ist allerdings, daß Cr(VI) toxisch und damit gesundheitsgefährdend und umweltschädlich ist.

Es gibt immer mehr Gebiete, in denen man auf japanische und zunehmend auch auf die Konkurrenz aus Fernost stößt. Während man früher von durch niedrigen Lebensstandard möglichen Dumping- preisen sprach, sieht man sich heute in steigendem Maße einem hohen technischen Niveau gegen- über, das dazu noch zu günstigen Preisen angeboten wird. Außer Debatten darüber, wie man da so etwas wohl fertigbringe, hat dies auf dem Markt auch positive Auswirkungen gezeigt: Man mußte „nachziehen “und die Ablage neben dem Fahrersitz muß beispielsweise beim Mittelklassewagen heute nicht immer unter Extras bestellt werden.
Über eine fernöstliche Konkurrenz auf dem Galvaniksektor war bisher eigentlich nichts zu hören. Den Eindruck allerdings, den Herr Winkel von seiner Reise mitgebracht hat, daß Qualität und anspruchsvolles Know-how auch mit einfachen Mittel realisiert werden können, wenn nur der Wille da Ist, sollte aber doch bedenklich stimmen.