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Das Land braucht Eliten, verkünden die Lenker unseres Staates, um den technisch-wissenschaftlichen und gesellschaftlich-sozialen Herausforderungen der Zukunft gewachsen zu sein. Um diese zu schaffen, sollen Eliteuniversitäten gezielt ausgewählt oder aufgebaut werden. Eine begrenzte Zahl von Hochschulen, denen weltweit der Hauch des Elitären anhaftet, würde das unsere Probleme lösen? Oder brauchen wir eher ein noch breiter und umfassender angelegtes Bildungssystem als heute, oder vielleicht beides? Das Ziel, Eliten zu schaffen, wird international auf sehr unterschiedlichen Wegen verfolgt. In unserem Land wird häufig die These vertreten, dass mit einem umfassenden Bildungsangebot für alle, verbunden mit Befreiung von Kosten und Wegfall jeder Leistungskontrolle diese Eliten ganz automatisch entstehen. Vergleichbar dem Gärtner, der seine Kleewiese wässert und erwartet, dass auf ihr Rosen und Orchideen zu wachsen beginnen.

Wenn sich Leute über die Wissenschaften ärgern, kann man oft die Klage hören, die forschenden Akademiker sollten gefälligst aus ihren Elfenbeintürmen herauskommen und dem Volk Rede und Antwort stehen. Als Helmut Schmidt noch ein kettenrauchender Kanzler war, hat er gerne in dieses Horn geblasen und den Wissenschaftlern noch zusätzlich eine Bringschuld aufgeladen, die sie der Öffentlichkeit gegenüber haben. Ich denke, man sollte eher nach dem jeweiligen Gegenteil rufen, nach einer Holschuld des Publikums auf der einen Seite und nach einer Vermehrung von Elfenbeintürmen auf der anderen Seite. Genau mit diesem Rat schließt das Vater-Sohn-Autoren-Duo Gareth und Rhodri Ivor Leng sein Buch mit dem Titel „The Matter of Facts“, in dem es um Skeptizismus, Überredung und Evidenz in den Wissenschaften geht.

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Zur Maßanalyse: Aus den Bestrebungen der Technik heraus – Verkürzung der Analysendauer bei größtmöglicher Genauigkeit – ist die Maßanalyse hervorgegangen. Gelegentlich von Chlorkalkbestimmungen führte sie der Franzose Decroisille in die Praxis ein. Gay Lussac arbeitete die erste brauchbare maßanalytische Methode zur Silberbestimmung aus. Sie beruhte auf dem Prinzip: Ag NO₃ + Na Cl = Ag Cl + Na NO₃ Wenn Gay Lussac eine Ag Cl Silbersalzlösung hatte, deren Silbergehalt zu ermitteln war, so verwandte er eine Kochsalzlösung von bekanntem Gehalt, von der er so lange zur Silberlösung zusetzte, bis der letzte Silberrest als Ag Cl ausgefällt war.

Stromkosten und Stromverbrauch: In der Praxis sind als Stromkosten jene Posten in Rechnung zu stellen, die an die Kraftzentrale abgeführt werden müssen: Das Elektrizitätswerk liefert den Strom für den Motor, der seinerseits die Dynamomaschine antreibt. Und diese letztere liefert erst wieder den für die Bäder benötigten Strom. Dieser Strom ist, seiner Leistung nach, schwächer als der zum Betrieb des Motors angewandte Strom. Dies leuchtet ein, denn der zum Betrieb des Motors verwendete Strom wird teilweise in Wärme umgewandelt (Überwindung der Reibung in den Achsenlagern, Erwärmung der Ankerwicklung, Strom- und Ummagnetisierungsverluste). Er beträgt also nur einen bestimmten Prozentsatz der ursprünglich aufgewandten Energie.

Bei der Untersuchung galvanischer Bäder, z. B. auf ihren Metallgehalt, stehen dem Analytiker 3 Wege zur Verfügung: 1. die gewichtsanalytischen Methoden; Arbeitsweisen, die ein großes Maß analytisch-chemischer Kenntnisse und Apparaturen voraussetzen und deshalb besser von einer geschulten Kraft durchgeführt werden. 2. maßanalytische oder volumetrische Methoden, die den Vorzug großer Genauigkeit und schnellster Ausführungsmöglichkeit besitzen.

Die Arbeitsleistung des elektrischen Stromes: Fortsetzung von Dipl. Chem. Dr. phil. Hermann Wagner Die in galvanotechnischen Betrieben zur Arbeitsleistung verwendete elektrische Energie muß bezahlt, deshalb auch quantitativ erfaßt werden. Vergleichen wir den elektrischen Strom einmal mit einem Wasserstrom: Die Arbeitsleistung eines Wasserstromes erhält man, wenn man sein Gefälle mit seiner Wassermenge multipliziert, Z. B.: Ein Wasserfall stürzt 3 m hoch herab und liefert je Sekunde 500 l Wasser; dann ist seine Arbeitsleistung: 3 (m) • 500 (kg) = 1500 mkg je Sekunde (Meterkilogramm je Sekunde).

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Fortsetzung von Dipl. Chem. Dr. phil. Hermann Wagner

Der Nebenschluß

Die Kirchhoff’schen Gesetze: Die Kirchhoff‘schen Gesetze sind eine Verallgemeinerung des Ohm‘schen Gesetzes und finden nur für verzweigte Stromkreise Anwendung; sie lauten: Die Summe der Stromstärken aller zu irgendeinem Verzweigungspunkt hinfließenden Ströme ist gleich der Summe aller wegfließenden Ströme (vgl. Bild 1). II. In jedem aus dem verzweigten Stromkreis beliebig ausgewählten, vollständig geschlossenen, einfachen Stromkreis ist die Summe aller vorhandenen elektromotorischen Kräfte gleicher Summe der Produkte aus den Stromstärken und Widerständen der einzelnen Leiterstücke.

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Elektrischer Widerstand / Leitfähigkeit

Diese Rubrik für den Nachwuchs erscheint in jedem Heft: Fortsetzung von Dipl. Ing. Dr .phil. Hermann Wagner. Eine besondere Art der quantitativen diemischen Analyse ist die Kolorimetrie. Sie wird immer dann mit Vorteil angewandt, wenn es sich darum handelt, geringe Mengen von „Verunreinigungen“ (z. B. Kupfer-, Blei-, Eisen-, Zinkmengen in Nickelanoden oder Nickelsalzen) quantitativ zu erfassen. Prinzip: Der zu bestimmende Stoff wird in eine Verbindung mit charakteristischer Eigenfärbung übergeführt und die erzielte Farbintensität mit einer Vergleichslösung (gleicher Farbe und bekannten Gehaltes) verglichen.

Der Normalitätsfaktor

Bericht über eine Vortragsreihe beim 28. Internationalen wissenschaftlichen Kolloquium 1983 der Technischen Hochschule Ilmenau (DDR)

Die technische Hochschule Ilmenau veranstaltet alljährlich (seit 1956) ein internationales wissenschaftliches Kolloquium mit dem Ziel, die wichtigsten wissenschaftlichen Arbeiten des jeweiligen Jahres vorzustellen und – da auch Wissenschaftler aus dem Ausland zu ähnlichen Themen vortragen – Vergleiche zu ziehen und die Thematik wissenschaftlich zu erörtern. Das 28. Kolloquium 1983 fand im Oktober vergangenen Jahres in Ilmenau statt und war gleichzeitig dem 30. Jahrestag der Hochschulgründung gewidmet.

Galvanisier-Automaten sind in ihrem konstruktiven Aufbau Transporteinrichtungen, die die Aufgabe haben, das zu galvanisierende Gut durch die Behandlungsbäder zu transportieren. Der Transport von Gegenständen ist eine der ältesten Arbeitsverriditungen der Menschheit. Die Grundfunktionen, die erfüllt werden müssen, um einen Gegenstand von einer Stelle auf die andere zu transportieren (anheben, transportieren, absetzen), sind einfach. Wenn es trotzdem in der Technik viele spezielle Transporteinrichtungen gibt, so hat das zwei Gründe.

Galvanisier-Automaten sind in ihrem konstruktiven Aufbau Transporteinrichtungen, die die Aufgabe haben, das zu galvanisierende Gut durch die Behandlungsbäder zu transportieren. Der Transport von Gegenständen ist eine der ältesten Arbeitsverrichtungen der Menschheit. Die Grundfunktionen, die erfüllt werden müssen, um einen Gegenstand von einer Stelle auf die andere zu transportieren (anheben, transportieren, absetzen), sind einfach. Wenn es trotzdem in der Technik viele spezielle Transporteinrichtungen gibt, so hat das zwei Gründe.

1 Einleitung

Seit nunmehr gut 35 Jahren ist die Elektrotauchlackierung ETL das beherrschende Beschichtungsverfahren für die Serienlackierung in der Automobil- und allgemeinen Industrie. Das kathodische Verfahren KTL hat in den letzten 20 Jahren die anodische Tauchlackierung A7L weitgehend abgelöst. Die ATL ist heute noch in einigen Bereichen der allgemeinen Industrie im Einsatz, wo sie vielfach als Einschichtlackierung Anwendung findet.
Als wesentliche Vorteile der Elektrotauchlackierung sind u.a. Umweltfreundlichkeit, hoher Korrosionsschutz, Beschichtung von Hohlräumen (Umgriff) und Materialausbeute > 97 % zu nennen.
Neue Lackierkonzepte in der Automobilindustrie berücksichtigen in verstärktem Maße die Metallmischbauweise, wo Stahl, verzinkter Stahl und auch Aluminium gleichzeitig beschichtet werden. Um unter diesen Bedingungen ein optimales Beschichtungsergebnis zu erzielen, ist das Zusammenwirken von Substrat, Vorbehandlung und ETL eine wichtige Voraussetzung.

Untersuchung erwünschter und unerwünschter Abtrageffekte


1 Einleitung

Für das elektrochemische Abtragen von Metallen mit Fremdstromquelle werden je nach Metall und Bearbeitungsverfahren bestimmte Elektrolyts eingesetzt. So werden Salzlösungen, wie beispielsweise Kochsalzlösungen für das elektrochemische Senken verwandt [1], Sollen hingegen möglichst glatte und glänzende Oberflächen durch Elektropolieren her- gestellt werden, so wird auf Gemische aus Mineralsäuren, Wasser und Alkoholen oder auf Lösungen von grenzschichtbildenden Salzen zurückgegriffen [2],


1 Einleitung

Von der ursprünglichen Naßlackierung hat sich die Leiterplattenherstellung im Bereich Fotodruck zum Trockenfilmlaminieren entwickelt. Seit einigen Jahren finden jedoch auch Flüssigresists wieder verstärkte Bedeutung. Wesentliche Gründe dafür sind:

- die höhere Auflösung dünnerer Schichten
- der geringere Verbrauch an Entwickler 
und Stripper,
- die geringeren Resistkosten,
- die Möglichkeit, die Schichtdicke zu ändern und
- die Verarbeitung unebener und flexibler 
Substrate.


Beim Flüssiglackieren nimmt der Anwender allerdings auch einige Nachteile In Kauf, die ihm beim Verarbeiten von Trockenresists vom Filmhersteller abgenommen werden, wie z.B. den Umgang mit Lösemitteln, höhere Investitionskosten und einen in der Regel erhöhten Ausschuß, z. B. durch Staub. Ferner ist es bisher nicht möglich, Flüssigresists für die Tentingtechnologie einzusetzen.


Ausgangssituation

Die holzverarbeitende Industrie zählt zu den Branchen mit einem hohen Lackverbrauch. Die sich verschärfenden ökologischen und ökonomischen Zwänge verlangen eine breite Umstellung auf umweltverträgliche Beschichtungsstoffe und wirtschaftlich effektive Applikationstechnologien.
Die in der metallverarbeitenden Industrie bewährte Pulverlackierung konnte sich in der Möbelindustrie bisher nicht durchsetzen. Haupthinderungsgründe sind die sich auf elektrostatische Abscheidung und Filmbildung diametral auswirkenden hygroskopischen Eigenschaften aller Holzwerkstoffe. Trockene Beschichtungsteile haben einen zu hohen elektrischen Widerstand für die elektrostatische Applikation, feuchte Untergrün- de sind zwar ausreichend leitfähig, führen aber in der Filmbildungsphase zu Komplikationen durch austretenden Wasserdampf.

Bericht über die Anwendung des CORESOL-Verfahrens in der Praxis

Die ständig steigende Integrationsdichte auf Leiterplatten und die rasch fortschreitende Miniaturisierung machen bei der Applikation von Resisten und Lötstopplacken neue Technologien erforderlich, die den gesteigerten Anforderungen gerecht werden. Eine zukunftsträchtige Beschichtungstechnik ist das von Böllhoff Verfahrenstechnik unter dem Namen CORESOL (Coating of resists and soldermasks) angebotene horizontale elektrostatische Sprühbeschichten von Leiterplatten mit photosensitiven Lackmaterialien. Es besitzt gegenüber den etablierten Verfahren wesentliche Vorteile.

Antwort der Bundesregierung auf Große Anfrage

Das Bundesumweltministerium hat namens der Bundesregierung am 10. Juli 1996 die Große Anfrage der Abgeordneten Horst Kubatschka, Michael Müller (Düsseldorf), Edelgard Bulmahn, weiterer Abgeordneter und der Fraktion der SPD (Bundes- tags-Drucksache 13/3184) beantwortet und dabei festgestellt, daß die Frage nach den biologischen Wirkungen der Elektrizität so alt wie die Entdeckung der Elektrizität selbst ist.

Das Thema Elektrosmog wurde in den letzten Jahren wiederholt diskutiert, Normen und Grenzwerte gefordert und diesbzgl. Vorschläge als unzureichend eingestuft. Die Unsicherheit über ein bislang wenig untersuchtes, aber für möglicherweise gesundheitlich relevant gehaltenes Phänomen ist keinesfalls beseitigt.
Die Galvanotechnik arbeitet mit elektrischen Feldern, in denen die galvanische Abscheidung erfolgt. Entsprechende Gleichrichteranlagen könntem gleichfalls als potentiell elektrosmogverdächtig eingestuft wer- den, denn noch ist keinesfalls klar, ob nicht auch niederfrequente Felder des Einflusses auf die menschliche Gesundheit verdächtigt werden.
In diesem Zusammenhang ist eine Veröffentlichung der Z. Umwelt 4/98 von Interesse, die die Komplexität der Fragen behandelt und nachstehend im Wortlaut wiedergegeben wird.

Das Stichwort Elektrosmog wird seit geraumer Zeit immer wieder z.T. heftig diskutiert. Gerade weil die Fakten nicht so sehr eindeutig sind, hat sich in Teilen der Bevölkerung Unsicherheit verbreitet. Spektakuläre und teils dramatisierende Darstellungen in Zeitschriften und Fernsehen haben einerseits zu den angestrebten erhöhten Einschaltquoten, aber auch zu weiterer Unsicherheit geführt.
Schließlich hatte sich das Bundesumweltministerium der Angelegenheit angenommen und auf rechtliche Regelungen hingearbeitet. Eine entsprechende Verordnung wurde erarbeitet und fand beim Bundesrat weitgehend Zustimmung. Der Staatssekretär im Bundesumweltministerium, Walter Hirche, äußerte sich dazu, wie der nachstehend wiedergegebenen Veröffentlichung in der Z, Umwelt 12/96 zu entnehmen ist.

Studie des Öko-Instituts zeigt Chancen für nachhaltiges Elektroschrottrecycling in Ghana

Nach Golde drängt, am Golde hängt doch alles ... Dieses Zitat aus Goethes Faust aus dem Jahre 1808 ist neben dem direkten Bezug auf das Edelmetall auch im übertragenen Sinne auf das ständige, aber oft erfolglose, Streben des Menschen nach Wohlstand und Macht anwendbar. Als Goethe diese Worte schrieb, verwendete man Gold hauptsächlich zur Herstellung von Schmuckstücken, Münzen und sakralen Gegenständen. Heute, zweihundert Jahre später, nutzt in erweiterter Verwendung z. B. die Elektrotechnik seine vorteilhaften Eigenschaften wie Kontaktgabe, Korrosionsbeständigkeit, Legierungsfähigkeit und Verarbeitbarkeit bei der Herstellung von Leiterplatten, Relais, Steckverbindungen, u. v. m.

Elektropolieren wird in der Regel nicht zu den Hauptbereichen der Oberflächenbehandlung von Metallen gezählt, und Firmen, die sich mit derartigen Verfahren befassen, verfügen oftmals nicht über weitere Oberflächenbehandlungstechniken. Das Elektropolieren von Edelstahl ist vermutlich die industriell wichtigste Elektropoliertechnik. Nach einer mechanischen Oberflächenbearbeitung erzielt man damit im Allgemeinen eine ansehnliche spiegelglänzende Oberfläche. Kochgeschirr sowie Tafelbesteck und -geschirr sind eine der häufigsten Produktgruppen für die Verfahrenstechnik des elektrolytischen Polierens. Neben dem Aussehen erhält die Oberfläche von rostfreiem Stahl eine erhöhte Beständigkeit gegen aggressive Medien und lässt sich einfacher reinigen, wie in zahlreichen Studien belegt ist. Da die submikroskopische Oberflächenstruktur wenig Möglichkeiten zur Ansiedelung von Bakterien oder Schimmel besitzt, eignet sich das Elektropolieren besonders für Gerätschaften in der Nahrungsmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie.

Ionische Flüssigkeiten und nichtwässrige Elektrolyte wurden auf ihre Eignung für das Elektropolieren von rostfreien Edelstählen und medizinischen Sonderwerkstoffen hin untersucht. Dafu?r wurde das Auflösungs- und Abscheidungsverhalten von Eisen, rostfreien Edelstählen, Cobalt, Cobalt-Chrom, Niob, Tantal und Platin-Iridium in unterschiedlichen ionischen Flüssigkeiten zyklovoltammetrisch charakterisiert und Werkstoff-/Elektrolytkombinationen mit potenziellen Elektropoliereigenschaften selektiert. Neben der bereits in der Literatur erwähnten Mischung aus Cholinchlorid und Ethylenglykol weisen u.a. 1-Ethyl-3-methylimidazoliumacetat und 1-Ethyl- 3-methylimidazoliumchlorid Elektropoliereigenschaften fu?r die rostfreien Edelstähle 1.4301 und 1.4404 auf. Das 1-Ethyl-3-methylimidazoliumacetat mit 1 % Wasser und 5 % Säurezusatz eignet sich besonders für das Elektropolieren der Cobalt-Chrom- Legierung 2.4964. Niob, Tantal und Platin-Iridium können im 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid bei 95 °C unter Anwendung von Spannungspulsen elektrolytisch aufgelöst werden. Am Beispiel der Elektropolitur von Cobalt-Chrom-Stentmustern und des Entgratens von Platin-Iridium-Herzschrittmacheranschlüssen wurde die technische Eignung von ionischen Flüssigkeiten zur Oberflächenbearbeitung von medizintechnischen Produkten aufgezeigt.

Hochpräzise Metallverarbeitung spielt in dem industriell-gewerblichen Bereich eine gewichtige Rolle – aber was wäre die Präzision wert ohne das Finish einer Oberflächenbehandlung auf dem aktuellen Stand der technischen Möglichkeiten, die weit über mechanisches Schleifen und Polieren hinausgeht?

Die Unterschiede von mechanischem und Eiektropolieren werden erläutert. Praktische Erfahrungen über Anlagen, Aufhängegestelle und das Elektropolieren von Massenteilen werden vermittelt und die Polierelektrolyte werden besprochen. Ein Aufsatz, der auf die vielseitigen Einsatzgebiete eingeht.

The differences between mechanical polishing and electropolishing are explained. Practical experiences with plants, racks, and the electropolishing of articles in bulk are reported and the polishing electrolytes are discussed. The article deals with the many fields of application of the processes.

1 Einleitung

Die Fertigungsverfahren Elektropolieren und -strukturieren werden nicht nur zum Erzeugen eines dekorativen Glanzes auf metallischen Oberflächen eingesetzt, um die Attraktivität von Produkten zu erhöhen, sondern vielfach auch zum Verbessern der technologischen Eigenschaften der Metalloberflächen. So läßt sich beispielsweise die Korrosionsbeständigkeit erhöhen. Außerdem ist es möglich, und gerade in der Medizin- und Lebensmitteltechnik besonders erwünscht, das Keimwachstum und das Anlagerungsvermögen von Bakterien und Keimen auf den Oberflächen zu verringern [1].
Üblicherweise wird beim Elektropolieren das Werkstück als Anode geschaltet und ein konstanter Gleichstrom angelegt [2]. Die wenigen Untersuchungen zum Elektropolieren mit gepulsten Strömen deuten an, daß damit höhere Glanzgrade und geringere Rauheiten erzielt werden können [3]. Um diese Ergebnisse zu verifizieren, wurden in einer elektrolytischen Zelle Elektropolierversuche an Edelstahl 1.4301 mit oszillierendem Gleichstrom durch- geführt und zur Beurteilung des Abtragprozesses die Oberflächenrauheit, die Oberflächenausprägung sowie der Glanzgrad erfaßt.

Während der Beschäftigung mit dem Fertigungsverfahren Elektropolieren, das es ermöglichts durch elektrochemisches anodisches Abtragen mit Fremdstromquelle bei definierten Abtragparametern glänzende beziehungsweise glatte Oberflächen metalli- scher Werkstücke herzustellen, stellte sich die Frage, ob dies auch möglich ist, ohne das Werkstück direkt mittels Kabeln mit der Stromquelle zu verbinden. Üblicherweise wird das Werkstück beim Elektropolieren als Anode geschaltet und in werkstückstoffspezifischen Elektrolyten elektrolytisch abgetragen, die häufig aus wässrigen Lösungen von Mineralsäuren bestehen, denen Alkohole und oberflächenaktive Substanzen zugesetzt werden. Industrielles Elektropolieren findet dabei im transpassiven Bereich der Stromdichte-Spannungskurve statt, da hier höhere Abträge aufgrund der höheren anliegenden Stromdichten realisiert werden können.

Die im Apparatebau verwendeten rostfreien Stähle eignen sich besonders gut zum Elektropolieren. Diese Arbeit befaßt sich mit diesem Verfahren und beschreibt das Innenpolieren von Kesseln, Behältern usw. Für diese Zwecke wird das Elektropolieren noch vermehrt zur Anwendung gelangen.

In the present paper the subject of electropolishino is discussed. This treatment is especially well suited for the types of stainless steel used in the manufacture of different apparatus & equipment. The author describes the polishing or tank-, container-, or boilerinteriors, pointing out that in future die process of electropolishing is likely to be applied still more bequently for such treatments.

In den letzten Jahren hat das elektroerosive Bearbeitungsverfahren große Bedeutung gewonnen durch die Entwicklung und Verwendung immer höherwertiger Werkstoffe und durch die sich steigernde Kompliziertheit von Formwerkzeugen, Preß- und Formteilen. Dabei sind die Gebrauchseigenschaften der hochwertigen Materialien, wie z. B. ihre Festigkeit, ihr Verschleißwiderstand oder ihre Temperaturbeständigkeit diametral entgegengesetzt den Forderungen nach guter Bearbeitbarkeit mit den normalen Zerspanverfahren. Hier bietet sich als wirtschaftliche Bearbeitungstechnik das funkenerosive Abtragsverfahren an, mit dem ohne Rücksicht auf die technologischen Werte eines Werkstoffs mittels eines als Negativform gestalteten und kathodisch geschalteten Werkzeuges die jeweils gewünschte Werkstückform erzeugt werden kann.

1 Einleitung


Die Leiterplattentechnik befindet sich seit ihrer Einführung in einer stetigen Weiterentwicklung. Ein Ende dieses Trends ist zur Zeit nicht absehbar, was darin begründet ist, daß Produkt und Verfahrenstechnik noch nicht allen Anforderungen entsprechen. Bei der Entwicklung neuer Fertigungstechnologien werden somit sowohl technische als auch wirtschaftliche Ziele verfolgt: Das neue Verfahren muß entweder in technischer oder in wirtschaftlicher Hinsicht günstiger sein als das bisher praktizierte, wenn es den bestehenden Prozeß ersetzen soll. Dazu kommen umweltpolitische Zwänge, die nicht zuletzt auch durch die Produktionsausweitungen in den letzten Jahrzehnten zustande gekommen sind. Die Umweltverträglichkeit eines Fertigungsverfahrens ist zusehends wichtiger geworden und derzeit muß ihr bei der Entwicklung neuer Verfahren sogar der Vorrang eingeräumt werden.

Wenn man rückschauend die Lackiertechnik verfolgt, so kann man feststellen, daß sowohl die Entwicklung des zum Einsatz kommenden Lackmaterials als auch das Lackierverfahren laufend verbessert wurden. Um den Ansprüchen der Verbraucher gerecht zu werden, war es unerläßlich, immer wieder neue Qualitätsverbesserungen vorzunehmen. Es konnte nicht ausbleiben, daß man auf der Suche nach neuen Lackmaterialien auch auf neue Verfahren stieß. Die unermüdliche Forschung und die Entwicklung neuer Lackmaterialien erlaubten es erst, bereits früher bekannte Verfahren für die Oberflächenbehandlung praktisch anzuwenden. So konnte das bereits im Jahre 1809 von Reuss entdeckte Elektrophorese-Verfahren in den fünfziger Jahren für die Oberflächenlackierung eingesetzt werden. Das Verfahren der Elektrophoreselackierung ist inzwischen so bekannt geworden, daß man hier auf eine nähere Erläuterung der Funktion verzichten kann.

Erfahrungen in Japan


Einleitung

Der Trend zu höherer Dichte und zu feineren Leiterzuggeometrien setzt sich in Japan als auch in anderen Ländern fort.
Während 150-125 pm Leiterzugbreiten und Abstände den Stand der Technik darstellen und In großen Stückzahlen gefertigt werden, wird das Design der nächsten Leiterplattengeneration weitestgehend auf Leiterzugbreiten von 75-100 |im beruhen und demzufolge die Schaltungsdichte zunehmen (Abb. 1)
In Japan Ist Trockenfilm die wichtigste Bildübertragungstechnologie, da diese von den meisten Leiterplattenverarbeitern verwendet wird; jedoch zeigt diese Technik heute nicht nur Grenzen in bezug auf Auflösung, sondern auch In zunehmendem Maße unter Berücksichtigung der totalen Herstellkosten.

1 Einleitung


Die elektrochemische Abscheidung von organischen Schichten ist nicht neu. Programme, die in den 60er Jahren die Umsetzung dieser Technologien in die Praxis zum Inhalt hatten, sind heute Stand der Technik und werden großtechnisch für viele unterschiedliche Anwendungen eingesetzt. So wird der Karrosserieschutz durch elektrophoretisch aufgetragene Schutzschichten im Automobilbau nachhaltig verbessert, in anderen Bereichen lassen sich Kosten senken bei gleichzeitig verbesserten Oberflächenbeschichtungen. Neu hingegen ist, solche Schichten photoempfindlich zu machen. Diese Entwicklung setzte in den 80er Jahren ein und führte zu praktisch einsetzbaren elektrophoretisch abgeschiedenen Photoresisten (electro deposited (ED) photo resists), die für die Bilderzeugung auf Leiterplatten In zunehmenden Mas- se eingesetzt werden.
Im nachfolgenden soll kurz auf die Unter- schiede verfügbarer Systeme eingegangen werden, um dann Fragen der Prozeßintegration, Vorteile gegenüber heute eingesetzten Photoresistverfahren, sowie Umweltverträglichkeit und Kosten anzusprechen.

1 Einleitung


Der vorliegende Bericht beschreibt die Grundlagen der elektrophoretischen Beschichtung, die An- wendungsgebiete und die Möglichkeiten, die diese Technik beim Herstellen von Leiterplatten uns in naher Zukunft bieten kann.

Die Elektrophorese Ist eine physisch-chemische Trennungsmethode für elektrisch geladene Stoffteilchen (wie z. B. Proteine, Aminosäuren, ...). Diese Technik verwendet die Gegebenheit, daß verschiedene Stoffe, abhängig von der elektrischen Ladungsgröße, von Form und von den Abmessungen, sich in einem elektrischen Feld mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen.

Ciba-Geigy, Nippon Paint und Schering vereinbaren Zusammenarbeit auf dem Gebiet elektrophoretisch abscheidbarer Photoresiste

Die Ciba-Geigy AG, Nippon Paint Co., Ltd., und die ScheringAGhaben während der Productronica in München den Abschluß einer internationalen Vereinbarung bekanntgegeben, deren Ziel in der Einführung elektrophoretisch abscheidbarer Fotoresiste in Europa und Nordamerika besteht.
Elektrophoretisch abgeschiedene Fotoresiste und die zugehörigen Anlagen werden bereits von technologisch führenden japanischen Herstellern von Leiterplatten sowohl in Lohn- als auch in In-House-Fertigungen eingesetzt; sie ermöglichen die Fertigung von Leiterplatten hoher Packungsdichte mit einer Ausbeute von weit über 90 % und fördern da- mit eine weitergehende Integration von ober- flächenmontierten Bauelementen.

Die Sondermann GmbH stellt eine Neuentwicklung vor

SMT/ES&S/Hybrid '98, Messe und Kongreß für Systemintegration in der Mikroeiektronik, vom 16. bis 18. Juni 1998 in Nürnberg

Die SMT/ES&S/Hybrid, Nürnbergs High Tech-Messe für die elektronische Industrie, markierte auch in diesem Jahr den europäischen Stand der Bestückungstechnik. Die 1987 in Sindelfingen erstmalig durchgeführte und seit 1992 in Nürnberg stattfindende Veranstaltung gilt als Spiegel der Entwicklung der Montagetechnik elektronischer Baugruppen. Anfänglich bildete die Einführung der Oberflächenmontagetechnik den inhaltlichen Schwerpunkt, später wurde dieser durch anwendungsorientierte ICs und Hybridschaltungen erweitert und schließlich seit 1995 der Systemgedanke in den Mittelpunkt gestellt, aus der SMT/ASiC/Hybrid wurde SMT/ES&S/Hybrid (ES&S Elektronische Schaltungen und Systeme). Neueste (futuristische) Trends wer- den durch das in diesem Jahr erstmalig verwendete neue Logo der Veranstaltung ausgedrückt. Es symbolisiert den Übergang bisher flächiger elektronischer Schaltungen in die
dritte Dimension, 3D ist das Ziel. Die ständig wachsende Schaltungsdichte und die Platzierung der Komponenten zukünftiger Mikrosysteme mit vielfältigen Funktionen bedingt eine räumliche Anordnung.

Leistungsfähigkeit von Programmsystemen

Bericht über einen Vortrag von H. Cselovszky

In dem Vortrag wurde gezeigt, welchen Leistungsstand werkseigene Programmentwicklungen erreichen können, wo ihre Grenzen derzeit liegen und wann der Einsatz von Großrechnern beginnt. Wir bringen nachstehend eine Kurzfassung dieses Referates mit den wesentlichen Aussagen,

Obwohl in Aufsätzen an dieser Stelle schon oft auf die Austragsverluste hingewiesen wurde, werden diese in der Praxis meist noch unterschätzt. Es treten erhebliche Verluste an Badsalzen und am Elektrolyt auf. Deshalb ist man immer wieder bestrebt, diese Austragsverluste zu verringern und auf ein Mindestmaß zu beschränken. Vornehmlich erfolgt das durch die Verwendung von Sparspülwannen und durch den Einsatz von Netzmitteln in den galvanischen Bädern. Die Netzmittel haben die Aufgabe, das Haften der Füssigkeit an der Ware zu verringern und ein rasches Abtropfen sicherzustellen. Trotz dieser Vorkehrungen gelangen in die Spülwasser immer noch Bestandteile des Elektrolyten und somit auch Giftstoffe. Die Spülwasser müssen also entgiftet werden.

1 Einführung

Nachhaltigkeit, der möglichst sparsame Umgang mit Material wie Energie bei gleichzeitig minimalem Schadstoffaustrag und hoher Betriebssicherheit, ist in aller Regel nur durch einen ständigen Optimierungsprozess zu erreichen, der kontinuierliche Messung und Regelung erfordert. Dies gilt für Stoff- und Energieumsätze in der industriellen Prozesstechnik genauso wie beim Verbraucher (z.B. im privaten Haushalt oder beim PKW-Verkehr). Beide Sektoren haben nach wie vor ein großes Optimierungsvolumen. Allerdings müssen Messwertaufnehmer und Regelschaltkreise für den Konsumsektor vor allem den engen Kostenrahmen von Massenprodukten einhalten, selber sparsam im Energieverbrauch sein und einen im Vergleich zum Optimierungsobjekt vernachlässigbaren Platz-bedarf besitzen. Mikrosysteme und ihre typische Fertigungstechnik sind prädestiniert, genau diesen Anforderungen entsprechen zu können.

Drei Beispiele aktueller Forschung, die derzeit forcierte Entwicklungen in der Verschmelzung von Biologie und Technik aufzeigen. Mit Licht besser hören. Die Verschmelzung von Biologie und Technik wird bei elektronischen Implantaten besonders deutlich. Sie helfen dabei, Körperfunktionen zu unterstützen, wie dies beim Herzschrittmacher seit Jahrzehnten erfolgreich praktiziert wird. Elektronische Implantate unterstützen die Sinnfunktionen der Menschen sollten sie gestört sein. Das Innenohr-Implantat ist ein bekanntes Beispiel hierfür. Retinachips sollen blinden Menschen das Sehen wieder ermöglichen. Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation WHO wird sich die Zahl der Menschen mit Hörverlust und Taubheit bis zum Jahr 2050 um 52 Prozent auf insgesamt 900 Millionen Menschen erhöhen. Bislang gibt es keinen ursächlichen Therapieansatz für das Innenohr. Menschen mit hochgradigem Hörverlust oder gar Taubheit kann aktuell mit elektrischen Cochlea-Implantaten (CI) geholfen werden. Das CI ist eine implantierbare Hörprothese, die Umgebungsgeräusche über einen externen Sprachprozessor aufnimmt, umwandelt und das Signal auf implantierte Elektroden in der Gehörschnecke überträgt. Dabei werden die defekten oder nicht vorhandenen Haarzellen umgangen und die Hörnervenzellen durch Stromimpulse direkt angeregt. Dieses Signal wird dann entlang der Hörbahn bis zur Hirnrinde weiterverarbeitet.

Es wird über die Arbeitsweise bei der Herstellung von Halbleiter-Elementen berichtet. Ausgehend von der technischen Entwicklung werden Grundlagen diskutiert und Eigenschaften von Halbleitern mit ihren Aufgabengebieten erläutert.

The methods used for the manufacture of semi-conductor elements are described. The fundamental aspects and characteristics of semi-conductors and their fields of application are discussed consequent on their technical develoment.

Die lEEE-Tagung 1968 in Washington In der Zeit vom 23. bis 25. Oktober 1968 fand das alljährliche Internationa! Electron Devices Meeting der IEEE in Washington statt. Auf über 25 (teilweise parallel geführten) Sitzungen wurden im Laufe dieser drei Tage in zahlreichen Vorträgen die neuesten Forschungsergebnisse über Materialprobleme und elektronische Bauelemente in den USA gebracht. Das Schwergewicht lag dieses Mal auf dem Materialsektor. Bereits im Einleitungsvortrag wurde ein Rückblick auf die Entwicklungsarbeiten gegeben, die zur Einkristallzucht von Germanium und Silizium für Transistoren geführt haben. Im Anschluß daran wurden die Tendenzen aufgezeigt, die im Augenblick innerhalb der Siliziumtechnologie verfolgt werden. Besondere Bedeutung kommt dabei einer hinreichenden Oberflächenkontrolle bei neuartigen MOS-Strukturen zu. Schließlich wurde auch auf den hohen Stand in der Herstellung von Multilayermetallschichten und deren Einbau in Schaltungen hingewiesen, wodurch die Flexibilität bei der Herstellung komplizierter Strukturen erhöht werden kann.

NGS stellt Programm „NGS-Abfallmanager“ vor-der Computer hilft, die vom Kreislaufwirtschaftsgesetz verursachte Mehrarbeit für Erzeuger von Sonderabfall zu reduzieren

Europäisches Recht und neue Bundesgesetze werden in den nächsten drei Jahren eine Bürokratiewelle in der Abfallwirtschaft auslösen. Die Nieder- sächsische Gesellschaft zur Endablagerung von Sonderabfall mbH (NGS) in Hannover hat nun den „NGS-Abfallmanager“ vorgestellt, ein Computerprogramm, das eine Bresche in den wuchernden Wildwuchs des Formular-Dschungels schlägt, der durch die Umsetzung des neuen Kreislaufwirtschaftsgesetzes vom Oktober 1996 verursacht wird.

1 Einleitung

Polymere, deren elektronische Leitfähigkeit nicht aus dem Zusatz leitfähiger Additive resultiert, werden als selbstleitend oder intrinsisch bzw. inhärent leitfähig bezeichnet (intrinsi- cally/inherently conducting polymers, ICPs). Sie besitzen als charakteristisches Strukturmerkmal ein aus- gedehntes System konjugierter Doppelbindungen mit positiven oder negativen Überschußladungen. Diese werden durch Gegenionen kompensiert, so daß elektronisch selbstleitende Polymere als polymere Salze aufgefaßt werden können. Der Prozeß der Erzeugung des leitfähigen, salzartigen Zustands wird als „Dotierung“ bezeichnet.

Viele Fertigprodukte, deren Oberflächen-Endzustand durch galvanische Behandlung (Verkupfern – Vernickeln – Verchromen) erzeugt wird, benötigen vor diesem galvanischen Prozeß eine mechanische Oberflächenvorbearbeitung.
Hochwertige Produkte werden üblicherweise durch Schleifen und Polieren vorbehandelt, da kein anderes Bearbeitungsverfahren bessere Voraussetzungen für den „letzten Schliff“ schafft.
Bei den Schleif- und Poliermaschinen für die mechanische Oberflächenbearbeitung findet man, bedingt durch die verschiedenartigsten Werkstücke und die unterschiedliche Formgebung, eine Vielzahl von Maschinen Im Einsatz. Angefangen von den einfachsten Bandschleif- und Poliermaschinen für manuelle Bearbeitung („Polierböcke“), bis hin zu komplizierten Schalt- und Rundtischanlagen oder großen Transferstraßen mit zum Teil 50 und mehr Bearbeitungsstationen.

Möglichkeiten und Grenzen der Elektronikschrott-Verordnung

Bericht zur Tagung des Umweltinstituts Offenbach

Das Umweltinstitut Offenbach veranstaltete am 21./22. April 1994 im Deutschen Ledermuseum in Offenbach am Main eine Tagung zum Thema „Elektronikschrott“. Rolf Huber begrüßte im Namen des Institutes mehr als 100 gemeldete Teilnehmer, vorwiegend Mitarbeiter von Abfallentsorgungsunternehmen oder mit der Thematik arbeitenden Behörden auf kommunaler und Landesebene oder Angestellte von Abfallverwertungsunternehmen. Auch einige Umweltbeauftragte größerer Unternehmen gehörten zu den interessierten Zuhörern.

Hohe Qualitätsforderungen an die Oberflächentechnik, aber Lebensdauerbegrenzung durch die Konstruktion

Situation

Über Elektronikschrott-Recycling ist viel diskutiert worden und die Forderung nach einer diesbzgl. Verordnung noch immer nicht ganz vom Tisch. Die Oberflächentechnik ist in die Thematik involviert, da auch die abgeschiedenen Metalle, insbesondere die Edelmetalle beim Recycling möglichst miterfaßt werden sollten. Diese Forderung steht im technischen Gegensatz zu den hinsichtlich der Funktionsqualität an die abgeschiedenen Schichten gestellten Anforderungen, nämlich festhaftend und gegen korrosive wie mechanische Angriffe resistente Schichten zu erzeugen. Dem- gemäß ergibt sich bei der Trennung der in diesen Schichten enthaltenen metallischen Wertstoffe von den Untergründen eine eigene Problematik, deren Lösung unter Umständen einer ökobilanziellen Nachprüfung nicht standhält.

Die Bundesregierung bereitet z. Z. die sogenannte Elektronikschrott-Verordnung vor, die eine Rücknahme und Verwertung der stark zunehmenden elektronischen Geräte vorsieht. Computer und Geräte der Unterhaltungselektronik werden in einem immer größeren Umfang vermarktet. Vielfach wer- den sie heute nicht mehr infolge Verschleißes verworfen, sondern weil man einfach modernere, inzwischen neu entwickelte Technik besitzen möchte.

Die IPC Apex Expo 2019 in San Diego startete offiziell am 29. Januar. Doch bereits an den Vortagen fanden wichtige Meetings statt – zum Beispiel das erste Treffen der Hermes Standard Initiative, seit im Spätsommer aus deren Standardisierungsvorstoß der IPC-Hermes-9852 und damit der anerkannte Nachfolger des in die Jahre gekommenen IPC-Smema-9851 wurde. Ein großer Erfolg für das treibende Netzwerk aus ursprünglich 17 führenden Ausrüstern der Elektronikfertigung. Es war ab 2016 angetreten, den Smema-Standard durch einen besseren herstellerunabhängigen Standard für die Kommunikation zwischen allen Maschinen und Prozessen einer SMT-Linie zu ersetzen. Doch angefangen hatte es viel früher://

The IPC Apex Expo 2019 in San Diego officially started January 29. But important meetings already took place on the previous days – e. g. the first meeting of the Hermes Standard Initiative since its standardization outline became the IPC-Hermes-9852 and thus the recognized successor of IPC-Smema-9851. A great success for the driving network of originally 17 leading suppliers of electronics manufacturing, aiming since 2016 to replace the Smema standard by a better manufacturer-independent standard for communication between all machines and processes in SMT lines. But all this started much earlier:

Die Elektronik-Gruppe FELA

Reportage 
über die Elektronik-Gruppe Fela in Thundorf/Schweiz

Wie der Name Elektronik-Gruppe Fela schon sagt, handelt es sich um eine Firmengruppe, die aus mehreren Einzelfirmen besteht. Als erste Fela-Firma wurde 1967 die Fela E. Uhlmann AG für Gedruckte Schaltungen, von Ernst Uhlmann gegründet.

Bericht über eine BPA-Veranstaltung am 3. März 1991 in Frankfurt/Main

Die weltweiten Veränderungen in Design, Verpackungs- und Verbindungstechnologien sowie Werkstoffe, Montage und Test von elektronischen Bauelementen und Baugruppen, die sich gegenwärtig vollziehen und den sich daraus ableitenden Entwicklungen und Strategien waren Thema einer eintägigen, vom britischen Marktforschungsunternehmen BFA (Technology & Management) Ltd. veranstalteten Konferenz am 6. März 1991 Im Steigenberger Hotel Frankfurt/Main-Flughafen.
Ca. 60 Teilnehmer, vorwiegend aus dem Management europäischer Elektronikfirmen, waren der BPA-Einladung gefolgt, um deren Analysen und Trendeinschätzungen zu erfahren.

Einer der größten Technologieparks Deutschlands wurde Ende März 1994 im ehemaligen Riesaer Robotron-Werk seiner Bestimmung übergeben. Das Unternehmen mit dem Namen Forschungs- Entwicklungs- und Produktionszentrum Riesa GmbH (FEPZ) ist eine städtische Gründung, die den Elektronikstandort erhalten und neue Elektronik- und Elektrotechnik-Unternehmen ansiedeln will. Maßgebend vom Wirtschaftsdezernenten, Wolfgang Köhler, initiiert und durch das Stadtparlament beschlossen, weckt dieses Experiment großes Interesse.

Was für den deutschen Sprachraum die in 2-jährigem Abstand stattfindende „Electronica“ in München bedeutet, ist für England die Elektronikfachmesse Inter.‘Nepcon, die vom 8. bis 10. Oktober 1968 im britischen Seebäderort Brighton veranstaltet wurde. Während der Ausstellung wurden Informationsvorträge gehalten und es fanden Diskussionsabende, Geräte-Demonstrationen und Rahmenveranstaltungen statt. Die eigentliche Vortragsveranstaltung bestand aus 57 Fachvorträgen, die auf 11 teilweise parallel geführte Sitzungen verteilt waren. Alle Vorträge, die meist in englischer Sprache gehalten wurden, wurden simultan in deutsch und französisch übersetzt. Die Thematik der Vorträge bezog sich hauptsächlich auf die Herstellungstechnologie für Halbleiterbauelemente und -Schaltungen sowie auf Materialien, Geräteprobleme, Fertigungsfragen und Rationalisierungsmöglichkeiten.

Bericht zur 5. FED-Konferenz 1997 in Celle

Trotz mehrerer Konkurrenzveranstaltungen fanden sich zur Elektronik-Design '97 vom 25.-27. September 1997 in Celle mehr Teilnehmer ein als in den Vorjahren. Damit zeigte sich, daß sich diese im Jahresrhytmus vom Fachverband Elektronik Design e.V. (FED) durchgeführte Veranstaltung inzwischen etabliert hat.
Der FED-Vorsitzende Lutz Treutler betonte dies auch in seiner Eröffnungsrede. Daß trotz des im Norden gelegenen Konferenzortes viele Teilnehmer aus dem Süden der Einladung gefolgt waren, unterstreicht die Bedeutung der Veranstaltung.

Kolloquium des Fraunhofer Instituts Zuverlässigkeit und Mikrointegration

Am 16. Februar 2001 veranstaltete das Fraunhofer Institut Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) in Berlin anlässlich des 60. Geburtstages von Dipl.-Ing. Hansjörg Griese, Leiter der Abteilung Environmental Engineering und einer der wesentlichen Mitarbeiter im Bereich von Prof. Dr. Herbert Reichl ein Kolloquium zum Thema Elektronik und Nachhaltigkeit. Die Veranstaltung mit dem Forschungsschwerpunkt Technologien der Mikroperipherik, zu der kompetente Fachleute geladen waren, reihte sich schlüssig in die Themen- Serie unter dem Titel Electronic Goes Green ein und gab in den einzelnen Referaten teilweise neue Denkanstöße bzw. Perspektiven.

Die Internepcon Europe 1974 fand vom 28. – 30. 5. 1974 in Brüssel statt. Neben Vortragsveranstaltungen wurde auch eine Fachmesse durchgeführt. Was es bemerkenswertes bei den Vorträgen auf dem Gebiete der Elektronik und Mikroelektronik zu hören gab und auf der Fachmese zu sehen, wird in dem Bericht behandelt. Fotos von den Ausstellungsständen der Fachmesse in Brüssel sind beigegeben.

Internepcon Europe 74 took place in Brussels on 28th-30th May 1974. Apart from the technical sessions there was also a trade exhibition. This report deals with the most important papers presented in the field of electronics and microelectronics, and the outstanding items shown at the exhibition. Photographs of stands at the Brussels exhibition are also included.

Die Elektronik ist die große technische Revolution unserer Zeit. Wer mit offenen Augen durch die „electronica 68“ ging, welche in diesen Tagen ihre Pforten in München schloß, erkannte dies eindeutig. Mit der Ausstellung lief zugleich vom 11.–13. 11. 68 die Internationale Tagung „Mikroelektronik“. Bei der Entwicklung und Fertigung treten in der elektronischen Industrie Probleme der Oberflächenbehandlung in den vielfältigsten Formen auf. Eine Aufsatz-Serie von Dr. Bogenschütz, die auch in dem vorliegenden Heft fortgesetzt wird, zeigt Beispiele der Aufgaben und der Einsatzgebiete. Wer diese Aufsatzfolge mit Aufmerksamkeit liest, ist sicher überrascht, in welcher Vielfalt und unendlicher Variation chemische und elektrochemische Prozesse in der Elektronik und Mikroelektronik angewendet und eingesetzt werden.

Mit Folien konnte man schon immer ganz schön viel anfangen. Beispielsweise hat man mit superdünnen Kunststofffilmen in den 1970er Jahren die Rümpfe vorwiegend von Holzschiffen verkleidet. Nun ja, verkleidet ist zu wenig gesagt, hermetisch eingeschweißt, wäre genauer. Man hielt so den gefürchteten Schiffsbohrwurm fern und beugte dem Faulen des Holzes vor – erfolgreich!

Der Leiterplattenmarkt ist wieder in Bewegung geraten, Anfragen häufen sich, Aufträge werden weniger zögernd vergeben, kurzum, es liegt etwas in der Luft. Es wurde aber auch Zeit, daß sich die wirtschaftliche Situation der Leiterplattenbetriebe verbessert, denn die Durststrecke von beinahe einem Jahr hat vielerorts zu Liquiditätsproblemen und Investitionszurückhaltung geführt, was besonders die Zulieferindustrie zu spüren bekam.

Während der vergangenen Jahre konnten in der Leiterplattenbranche zwei wesentliche Fertigungsphilosophien beobachtet werden: Leiterplattenhersteller, die in der Feinleiterschaltung die Zukunft sahen, und solche, die den Multilayer favorisierten. Beide Parteien hatten das gemeinsame Ziel, Leiterplatten mit hoher Packungsdichte und geringen Flächenausmaßen herzustellen.

Das Weftangebot auf einer Ausstellungsfläche von insgesamt 74 700 m* sowie auch die konjunkturellen Schwankungen haben dazu beigetragen, daß die vom 21. bis 27. November 1974 auf dem Münchener Messegelände stattgefundene „electronica 74“ mit besonders großem Interesse sowohl auf der Aussteller- als auch Besucherseite erwartet wurde. Die Zahlen von 957 Hauptausstellern und vielen zusätzlich vertretenen Firmen aus insgesamt 31 Staaten auf der Angebotsseite und die mehr als 73 000 Fachinteressenten aus 62 Staaten, die das Angebot an den 7 Messetagen besichtigten, sind beachtenswert. Auf beiden Seiten konnte die einhellige Meinung registriert werden, daß die „electronica 74“ ein voller Erfolg war und zweifelsohne die größte und wichtigste Electronik-Fachmesse der Welt sei. Das Angebot war umfassender als vor zwei Jahren, dennoch klar abgegrenzt und übersichtlich gegliedert. Auf der Besucherseite konnte eine eindeutige Steigerung in Bezug auf das fachliche Niveau sowie auch die Internationalität der Interessenten festgestellt werden.

1 Einleitung

Verdampfen und Zerstäuben (Sputtern) sind die Grundprozesse der Vakuumbeschichtung durch physikalische Dampfabscheidung (PVD). In beiden Fällen wird das Beschichtungsmaterial durch Energiezufuhr in die Dampfphase überführt und anschließend auf einem Substrat abgeschieden. Beim Verdampfen erfolgt die Erzeugung des Teilchenstromes durch Erhitzen des Beschichtungsmaterials, beim Zerstäuben durch Beschuß mit schweren Edelgasionen. Die verschiedenen physikalischen Wirkprinzipien, die zur Teilchenerzeugung genutzt werden, haben bezüglich der Beschichtungsrate verfahrens- bedingte Obergrenzen. Der Begriff des Hochratebeschichtens hat folglich relative Bedeutung. Aus Abb. 1 ist zu entnehmen, daß durch Verdampfen mit dem Elektronen- strahl die höchsten Beschichtungsraten er- zielt werden können. Außerdem lassen sich praktisch uneingeschränkt Elemente, Legierungen und Verbindungen auf geeignete Verdampfungstemperaturen bringen, wobei auch hochschmelzende Materialien keine Ausnahme bilden. Diese Eigenschaften kennzeichnen die potentiell hohe Universalität des Hochratebeschichtens mittels Elektronenstrahlverdampfung.

Bereits vor vier Jahren berichtete E. Brüche in einer Abhandlung „Wozu Elektronenmikroskopie in der Galvanotechnik?“ in vorliegender Zeitschrift über die Verwendung des Elektronenmikroskopes zur Untersuchung der Feinstruktur metallischer Oberflächen. Mit einer Reihe von eindrucksvollen Abbildungen wird dort der Beweis erbracht, daß das Elektronenmikroskop gerade auch in jenen Vergrößerungsbereichen, wo auch das Lichtmikroskop noch einsatzfähig ist (2200-fach und darunter) gegenüber letzterem entscheidende Vorteile aufweist. Diese liegen vor allem in der außerordentlich großen Tiefenschärfe und dem besseren Auflösungsvermögen des Elektronenmikroskops.

Elektronenoptische Untersuchungsmethoden spielen bei der Untersuchung von Festkörperoberflächen und deren Veränderungen eine wesentliche Rolle.
Nach einer kurzen Einführung in die Prinzipien der Durchstrahlungs- und Rasterelektronenmikroskopie werden Einzelbeispiele aus dem Gebiet der chemisch vorbehandelten Metalloberflächen dargestellt.

In zwei früheren Aufsätzen der vorliegenden Zeitschrift wurden die Vorteile des Kugelpolierens dargestellt. Insbesondere wurde dabei auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens allgemein hingewiesen, besonders aber im Zusammenhang mit leistungsfähigen Anlagen hierfür. Außerdem wurde die gute Glanzwirkung. bei richtiger Handhabung des Verfahrens herausgestellt. Hervorzuheben ist der gute Glanzeffekt beim Kugelpolieren von Teilen mit stärker gekrümmten Formen, der mit dem Glanz von geschwabbelten Teilen durchaus konkurrieren kann. In der nadrfolgenden Abhandlung werden an Hand von elektronenoptischen Aufnahmen an kugelpoliertem und geschwabbeltem Golddouble sowie bei galvanischen Goldüberzügen die Unterschiede in der Mikrostruktur der Oberfläche herausgestellt und diskutiert. Sämtliche Aufnahmen sind 3000fach vergrößert, so daß eine unmittelbare Vergleichsmöglichkeit der einzelnen Aufnahmen besteht.

Ein Boom der Elektromobilität hat nicht nur Verschiebungen in der Energieversorgung zur Folge, sondern auch der Bedarf an Rohstoffen wird sich ändern. So wird der Kupferanteil im Auto mit der Umstellung auf den elektrischen Antrieb von 25 auf fast 70 Kilogramm steigen, wie eine Studie des Deutschen Kupferinstituts zeigt. Beruhigend ist, dass die weltweiten Kupferreserven und -ressourcen in den letzten Jahren zunahmen. Die US- Geologiebehörde (USGS) berechnete, dass die Reserven 40 Jahre reichen und für über 200 Jahre Kupferressourcen vorhanden sind. Außerdem kann Kupfer ohne Qualitätsverlust recycelt und wiederverwendet werden.

Der DVM (Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e. V.) führte vom 24. bis 26. April den DVMTag unter dem Motto „Elektromobilität – Zuverlässigkeit und Sicherheit des Elektrofahrzeuges“ in Berlin in der BAM – Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durch. Den etwa 50 Teilnehmern wurden informative Vorträge zu speziellen fahrzeugrelevanten Fragestellungen geboten. Es wurde über die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Elektrofahrzeuges sowie über die Interaktion zwischen Fahrer und Umwelteinflüssen, mechanischen Lasten und Funktion elektrischer und elektronischer Bauteile und Systeme referiert und diskutiert.

Damit Industriebetriebe CO₂-Emissionen senken und schlussendlich klimaneutral werden können, sind viele Maßnahmen erforderlich, von denen viele in dieser Energiesparserie erschienen sind. Eine davon ist der Austausch des verbrennerbetriebenen Fuhrparks und der Dienstwagen durch batteriebetriebene Fahrzeuge. Denn Dienstfahrzeuge gehen unter Scope 1 in die Klimabilanz ein. Den Schritt hat Sven Reimold, Experte für Metallveredelung, Autor unserer Serie und Pionier der Elektromobilität schon vollzogen. Er fährt seit 2011 vollelektrisch. Teslas Vision musste Reimold ausprobieren und war einer der ersten, der sich ein Tesla Model S zulegte. Ein E-Auto, das schon damals Seinesgleichen suchte und Reimold zufolge schon vor zwölf Jahren die deutsche Automobilindustrie abgehängt hat.

Veränderungen – Risiken – Chancen

Ende 2017 fand im Kunststoff- Institut Lüdenscheid vor rund 100 Expertinnen und Experten die Auftaktveranstaltung über Elektromobilität und Autonomes Fahren statt. Mit Unterstützung des Ministeriums für Arbeit, Gesundheit und Soziales des Landes NRW, sowie in enger Kooperation mit dem Kunststoff-Institut Lüdenscheid wurden die Auswirkungen auf die Kunststoffindustrie aufgezeigt.

Die Entwicklung, Produktion und Anwendung von Kunststoffteilen, die eine gute Schirmwirkung für hochfrequente elektromagnetische Wellen aufweisen, geben vielen Herstellern heute noch zahlreiche Probleme auf. Im technischen Zeitalter
der Elektronik hat die Abschirmung von Geräten gegenüber Emission und Immission in- zwischen eine große Bedeutung erlangt. Der Grund ist der, daß die zunehmende unerwünschte hochfrequente Emission bzw. Immission von Geräten der Elektronikindustrie die zuständigen nationalen Behörden veranlaßt hat, neue Bestimmungen zur Begrenzung der von bestimmten Gerätegruppen wie z.B. der Digitalelektronik und allgemeinen elektronischen Schalteinrichtungen ausgehenden Störungen zu erlassen.

1. Einleitung

Wir alle können uns sicherlich noch an die Zeit erinnern – sie liegt ja noch gar nicht so weit zurück als das Wort Recycling mit seiner heutigen Bedeutung in unseren technischen Sprachschatz aufgenommen wurde, und ich übertreibe sicherlich nicht, wenn ich sage, daß diese Vokabel zunächst von vielen mit einem Lächeln als Schlagwort abgetan und nur von einer Minderheit in seiner ganzen Tragweite erkannt und damit ernst genommen wurde.

Mit zu den ältesten Prüfmethoden in der Galvanotechnik gehört die Charakterisierung von Elektrolyten durch Abscheidungen in der Hullzelle. Diese in den 1930er Jahren vom Amerikaner R. O. Hull [1] entwickelte Methode ermöglicht es, mit relativ wenig Aufwand Aussagen beispielsweise über die Wirkung von Elektrolytbestandteilen in Bezug auf den Glanz oder die Zusammensetzung einer Schicht im Falle der Legierungsabscheidung zu treffen. Die einfache Handhabung gab auch den Ausschlag für die große Verbreitung der Hullzellen-Untersuchung in den galvanischen Fachbetrieben. Oft sind die Aussagen einer Hullzellen-Pru?fung aber nur begrenzt auf die Praxis der Beschichtung realer Bauteil zu übertragen. Zielsetzung der im Folgenden dargestellten Entwicklung war es deshalb, das Prinzip der Hullzelle zu erweitern und deutlich leistungsfähigere Werkzeuge zur Entwicklung oder Optimierung galvanischer Prozesse zu erarbeiten. Der vorliegende erste Teil dieser Artikelserie skizziert den Ausgangspunkt der Entwicklung und beschreibt den grundsätzlichen Aufbau dieses Elektrolytprüfstandes, in weiteren Folgen wird anhand von Beispieluntersuchungen auf die praktischen Möglichkeiten und Ergebnisse eingegangen.

Teil 2: Praktischer Einsatz am Beispiel der Nickellegierungsabscheidung von Ni-Co und Ni-Fe

Bericht über ein Seminar des ZOG

An 3 Tagen im September war die Hochschule in Aalen ein Zentrum der Oberflächentechnik. Das Thema der Seminartage hieß „Elektrolytkontrolle und Analytik in der Galvanotechnik“. Unter dem Motto „learning by doing“ verbrachten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer mehr als die Hälfte der Zeit im Labor.

Die Elektrolytkontrolle ist ein Mittel zur Qualitätssicherung in der Galvanotechnik. Mit regelmäßigen Kontrollen können Abscheidefehler und damit Fehler im Elektrolyten erkannt und abgestellt werden oder noch besser rechtzeitig vermieden werden. Die galvanotechnische Prüfung von Elektrolytsystemen erfolgt als Metallabscheidung unter definierten Bedingungen in einer miniaturisierten Zelle.

1 Einleitung


In der Leiterplattenindustrie werden zur Regeneration von Kupferchlorid-Ätzbädern bis- lang konventionelle Regenerationssysteme verwendet, bei denen zur Konstanthaltung des Kupferchlorid-Ätzmediums entweder Chlorgas oder Wasserstoffperoxid in flüssiger Form eingesetzt werden. Die Beschaffung dieser Dosierungsmedien sowie Lagerung und Handhabung stellen einen hohen Kostenfaktor bei der genannten Regenerationsart dar. Ebenso fallen bei der Regenerierung Restmedien an, die nur in großen Mengen entsorgt werden können, was sich ebenfalls sehr kostenintensiv auswirkt.
Bedeutend ökologischer wie ökonomischer können Kupferchlorid-Ätzmedien regeneriert werden, wenn man elektrolytische Verfahren einsetzt. Ein solches wurde von FSL in Zusammenarbeit mit dem Electricity Council Research Centre in Capenhurst/UK entwickelt und zur Serienreife gebracht. Es wird im folgenden vorgestellt.

Rückgewinnung von Stoffen aus Spülsystemen, Behandlungslösungen oder Konzentraten

Ausgangssituation
Wenn es bei Trommel-, Gestell- und Leiterplattenanlagen um kostensparende Umweltschutzmaßnahmen geht, müssen bevorzugt solche Systeme zur Anwendung kommen, die in gleicher Weise Problemlösungen für Neu- und Altanlagen ermöglichen. Bei der Wahl zwischen chemischen und elektrolytischen Rückgewinnungsverfahren kommt dem letztgenannten die größere Bedeutung zu.

Die Verwendung chemischer Rückgewinnungsverfahren hat fast immer den Nachteil, daß der Abwasserkreislauf und die Abluft zusätzlich belastet werden; was in der Praxis mit einer Erhöhung der Abwasser- und Deponie- kosten verbunden ist.

Elektrolysesysteme benötigen für die Stoffrückführung lediglich elektrischen Strom; alle mit der chemischen Behandlung von „Abfallstoffen” verbundenen Nachteile entfallen.

In hochkonzentrierten Polier-Elektrolyten ist der elektrische Widerstand sehr hoch, so daß höhere Stromspannungen erforderlich sind. Dadurch erfolgt auch eine stärkere Erwärmung des Elektrolyten. Es ist von Vorteil, wann der Wassergehalt des Bades in engen Grenzen konstant gehalten wird. Die zur Badüberwachung notwendigen Methoden werden beschrieben: Leitfähigkeitsmessung und geeignete Meßgeräte. Die Wirtschaftlichkeit des Elektropolierens hängt von der richtigen Badführung entscheidend ab.

The electrical resistance in highly concentrated polishing electrolytes is very high, so that greater applied voltages are necessary. This results in increased heating of the electrolytes, ft is advantageous to keep the water content of the bath constant within narrow limits. The methods employed for the control of the solutions are decribed, including conductivity measurement and suitable apparatus. The economy of electropolishing depends especially on correct process control.

Wenn man die inzwischen schon Geschichte gewordene Entwicklung des Polierens zurückverfolgt, so stellt man fest, daß das elektrolytische Polieren nicht, wie man anzunehmen geneigt ist, eine Entwicklung oder Erfindung eines einzelnen Forschers oder gar aus jüngerer Zeit ist, sondern die Verhältnisse liegen wie so oft bei Entdeckungen. Das Verfahren ist nur „wiederentdeckt“ und weiter entwickelt worden. Zweifellos kommt dem französischen Forscher Pierre Jacquet das Verdienst zu, das Spezialgebiet des elektrolytischen Polierens im Jahre 1935 wieder entdeckt und in der Folge mit systematischer Durcharbeitung und ausführlichen Veröffentlichungen entscheidend gefördert zu haben. Durch seine nach 1935 bekannt gewordenen Arbeiten wurde es ermöglicht, das anodische Polieren auf industrieller Basis auszunutzen. Schrittmacher waren auch in diesem Falle die Fachleute und fortschrittlich gesinnten Firmen.

Heft 9/1956 vom September der vorliegenden Zeitschrift beschäftigte sich als besondere Fachausgabe mit dem mechanischen Schleifen und Polieren. Es wurde darin über den derzeitigen Stand der Schleif- und Poliertechnik berichtet. Nachfolgend bringen wir einen Aufsatz über das elektrolytische Polieren. Als Fortsetzung zu der vorliegenden Veröffentlichung wird an dieser Stelle in Kürze eine Zusammenfassung von Erfahrungen heim elektrolytischen Polieren unter Berücksichtigung von mehreren Badtypen folgen.

Einführung

Konventionelles Formteilätzen (Photo Chemical Machining - PCM) verwendet eine Vielzahl von wäßrigen Lösungen als Ätzmittel für das Auflösen von sowohl reinen Metallen als auch Legierungen durch Photoresist-Schablonen [1]. Ein gutes handelsübliches Ätzmittel sollte billig, vielseitig einsetzbar, nicht toxisch, leicht zu regenerieren und zum Sprühen geeignet sein. Die am weitesten verbreiteten Lösungen werden in Tabelle 1gezeigt. Wie ersichtlich ist, kann die Mehrheit der bekannten Metalle und Legierungen leicht und wirtschaftlich geätzt werden.

Ein neues elektrochemisch-mechanisches Polierverfahren

1 Historisches


Nach der Erfindung des elektrolytischen Polierens durch Beutel und Spitalski am Anfang des 20. Jahrhunderts und den Arbeiten Jaquets entstanden erste elektrochemisch-mechanische Kombinationspolierverfahren für Metalle. Mazia erfand 1949 das "brush-elektropolishing”, weiterentwickelt als Ellopol- Verfahren. Cole untersuchte 1963 in den USA das ec-Strahlpolieren. Waschull ließ sich 1965 ein mechanisch-elektrochemisches Feinbearbeitungsverfahren patentieren. Graf beschreibt 1975 ein elektrochemisch-mechanisches Entgraten durch Gleitschleifen mit Strom. Wicht legte 1980 die wissenschaftlichen Grundlagen für den elektrochemisch-mechanisch-thermischen Metallabtrag. 1983 erfand der Autor das elektrolytische Gleitpolieren [1] und eine Elektrolytlösung für das ecg-Polieren von Messing [2].

In dieser Arbeit wird das elektrolytische Färben von anodisiertem Aluminium behandelt und zwar von Beginn der Entwicklung im Jahre 1936 an bis zum heutigen Stand der Technik. Zugrunde gelegt sind die einschlägigen Patente aller Länder. In der Arbeit werden als Beispiele für die verschiedenen zu erzielenden Farben insgesamt 93 Rezepturen mit den dazugehörigen Arbeitsdaten angeführt. In Tabellen wird am Schluß der Arbeit eine Zusammenstellung gegeben für die nach den Beispiel-Rezepturen zu erzielenden vielfältigen Färbungen.

In this paper the electrolytic dyeing of anodised aluminium is dealt with in a review starting from the early beginning of this technique in 1936, up to its present-day development. The review is based on existing patents originating from different countries throughout the world. A total of 93 formulae are cited along with respective operating data showing the multiplicity of dyed finishes that can be obtained by this process. The review closes with a table in which the various shades obtained by the processes stated as examples are summarized.

Einleitung

Elektropolieren ist nach DIN 8580 den elektrisch abtragenden Fertigungsverfahren zugeordnet. Es unterscheidet sich von den ECM- Verfahren durch die Wahl der Elektrolyte und der Arbeitsparameter, von den chemischen Ätzverfahren durch die Anwendung äußerer Stromquellen. In industriellem Umfang wird Elektropolieren eingesetzt zur Bearbeitung von Kohlenstoffstählen, Chrom- und Chromnickel-Stählen, Nickel und Nickellegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen, Aluminium, Titan sowie einigen Sonderwerkstoffen.

Im Rahmen des von der Europäischen Kommission geförderten Projektes Education in Ecological Surface Finishing (JEP 09032-95), verbrachten die Autorinnen im September 1998 knapp vier Studienwochen am Forschungsinstitut für Edelmetalle und Metallchemie (FEM), Schwäbisch Gmünd. Das Projekt wird koordiniert von der Europäischen Akademie für Oberflächentechnik (EAST) in Schwäbisch Gmünd und ist Bestandteil des Europäischen Programms TEMPUS Aufbau der osteuropäischen Universitätsausbildung.
Das Ziel des Aufenthalts war das Kennenlernen des Forschungsinstituts, der dort aktuellen Forschungsthemen und angewendeten Analyse- und Prüfungsverfahren sowie die experimentelle Anwendung einiger Materialprüfungsmethoden. Diese Experimente wurden mit Materialien durchgeführt, die Gegenstand aktueller Dissertationen an der Schlesischen Universität in Polen sind und sich mit amorphen Nickel-Kobalt-Phosphor-Legierungen und elektrolytisch abgeschiedenen Dispersionschichten auf der Basis von amorphem Nickel mit TiOj-Zusatz beschäftigen, die als Wasserstoffelektroden eingesetzt werden.

Die elektrolytische Rückgewinnung von Metallen aus Abwässern ist vor allem deshalb interessant, weil sie eine nachträgliche Hydroxidfällung und Schlammbehandlung unnötig macht. Andere Methoden beseitigen Metallionen aus Abwasser zwar auch nicht bis zu Metall.

Theoretisch kann jedes Metall in einer einfachen Elektrolysezelle in zusammenhängen- der oder pulvriger Form abgeschieden werden. Im Abwasser entsteht wegen der geringen Konzentration allerdings meistens eine sehr starke Konzentrationspolarisation an der Kathode. Die damit zusammenhängenden geringen Stromausbeuten bewirken, daß fast 80 % des Stromes zur Abscheidung von Wasserstoff und Sauerstoff benötigt werden.

Die komplexe Untersuchung und Vervollkommnung der Eisen und Eisenlegierungsüberzüge erweist sich als notwendig vor allem wegen der Forderung, den Oberflächen der Erzeugnisse solche Eigenschaften zu verleihen, die ihren funktionellen Zweck in den verschiedenen Industriesphären bestimmen. Die Überzüge aus Eisenlegierungen sind wegen ihrer guten Lötbarkeit und ihrer magnetischen Eigenschaften von besonderem Interesse.
Eine Literaturübersicht von Lei und Geuch [t] gibt eine gute Vorstellung über die Anwendungsgebiete von Eisenüberzügen z.B. für den Bau von Matrizen für die Galvanoplastik, die Herstellung von Eisenblech und -folien, die Wiederherstellung von verschlissenen Bauteilen und Mechanismen.

Soll eine Zinkschicht zum Schutz gegen atmosphärische Korrosion aufgebracht werden, so steilt sich besonders bei größeren Konstruktionsteilen und hohen Anforderungen an Langzeitschutz oft die Frage, ob die Verzinkung vorteilhafter galvanisch oder durch Feuerverzinken erfolgen soll. Vor diesem Problem stehen besonders oft Konstrukteure, die die Art des Korrosionsschutzes vorschreiben müssen, die Vor- und Nachteile der beiden Verfahren aber nicht genau kennen und- wie sich im weiteren Text zeigt - meist nur auf ungenügende Normen oder andere Unterlagen zurückgreifen können. Es ist daher von großem Vorteil, wenn der Hersteller des gewünschten Korrosionsschutzes in der Lage ist, eine objektive Beratung anzubieten.
Die Verzinkerei Rentrop GmbH in Plettenberg betreibt sowohl die Feuerverzinkung als auch galvanisches Verzinken im Gestell- und Trommelbad, die mechanische Verzinkung sowie verschiedene Arten der Nachbehandlung dieser Schichten. Kari-Dieter Schröder-Rentrop ist als gelernter Ingenieur der Fachrichtungen Maschinenbau und Schweißtechnik sowie aufgrund seiner langjährigen praktischen Erfahrungen mit den erwähnten Arten der Verzinkung und verschiedenen Nachbehandlungstechniken in der Lage, nicht nur Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren zu kennen, sondern diese auch aus der Sicht der jeweiligen Anwendungsfälle zu beurteilen, d. h. den Konstrukteur und Techniker objektiv zu beraten.

Das hohe Abscheidungsäquivalent der Silberabscheidung von 4 g/Ah bietet die ideale Voraussetzung für eine elektrolytische Silberrückgewinnung aus Sparspülungen und verbrauchten Lösungen; allerdings sollte man es nicht als geringwertigen Schlamm bei hoher Stromdichte abscheiden, sondern in der festen Form von Platten oder Folien, um das Silber wieder als Anodenmaterial einsetzen zu können.
In der RECON-EMR-Zelle bei TRW Messmer in Radolfzell wird das Silber auf einfachen, feststehenden Kathoden aus Edelstahl, die mit starker Elektrolytbewegung ausgeströmt werden, abgeschieden und bei Erreichen einer Schichtdicke von 4- 6 mm abgezogen. Die Zelle wird über eine Pumpe mit der Sparspülung zu einem Kreislauf verbunden, somit kann die Lösung durch die kontinuierliche Abscheidung auf niedriger Konzentration gehalten und eine gute Spülfunktion gewährleistet werden.

1 Einleitung


Neben den bekannten Methoden zur Bearbeitung von Metalloberflächen durch Laserbestrahlung (Thermobearbeitung, chemische Thermobearbeitung, Laserabscheidung) [1] ist auch die Unterstützung der konventionellen galvanischen Abscheidung durch Laserbestrahlung sowie die laserinduzierte elektrochemische und chemische Abscheidung aus wässrigen Lösungen auf metallische, halbleitende oder polymere Substrate von Interesse [2-7].
Die Laserbearbeitung ist eine Methode zur Beschleunigung der Metallabscheidung. Nach Romankiw [3] beruht die Zunahme der elektrolytischen Abscheidungsgeschwindigkeit auf der Temperaturerhöhung an der Grenzfläche Metall/Lösung. Der Laserstrahl führt zu außerordentlichen thermischen Gradienten auf der Kathodenoberfläche und infolgedessen zu starken lokalen Umwälzungen des Elektrolyten. Während der letzten Jahre wurden Acetatelektrolyten zur Abscheidung von Nickel/ Phosphor-Überzügen mit Unterstützung von Impuls- oder Dauerlaserbestrahlung unter- sucht [6], Des Weiteren wurde eine neue Technik zur lokalen Modifizierung der Anodisierung von Aluminium und der stromlosen Abscheidung von Nickel/Phosphor beschrieben [7].

Ein Bericht über das Feinätzen und Beschichten mit Lötzinn bei ITT Intermetail, Freiburg im Breisgau

Seit mehreren Jahren befaßt sich die Firma CFIRIST mit der Aus- und Überarbeitung von Konzepten und Anlagen für die Prozeßfiüssigkeitsführung im Bereich Oberfiächentechnik und Galvanik. In diesem Rahmen hat ITT Intermetall GmbH, Freiburg im Breisgau, das Unternehmen beauftragt, die Möglichkeiten einer Verbesserung der Situation in der Galvanikhalle auszuarbeiten und in investitionsetappen aufzuteilen.
Die aktuelle Sicherheitspolitik des weltweit aktiven ITT-Konzerns, verbunden mit den Kontrollsystemen (Audits) durch unabhängige Firmen, bestimmt auch die Umweltverträglichkeit der eingesetzten Prozesse und die innerbetriebliche Veranwortung. Die Notwendigkeit und der Wille zur Erfüllung dieser Vorgaben richtete den Blick auf Maßnahmen an der Quelle zur Entlastung der Endbehandlungsanlage und zur Erfüllung der inzwischen verschärften Gesetzgebung. Innerhalb der Galvanik wurden zwei Hauptbelastungsquellen bestimmt: der schwefelsaure Feinätzprozeß und das Beschichtungsverfahren für Lötzinn (Zinn-Blei-Legierung).

1 Einführung


Aufgrund seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften nimmt Nickel eine besondere Bedeutung in der Galvanotechnik ein. In der Vergangenheit wurden diverse Elektrolyte entwickelt, die sich vor allem in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden. Die Zusammensetzung des Elektrolyten und die Bedingungen der galvanischen Abscheidung wirken sich auf die gewünschten Schichteigenschaften aus. Dies führte dazu, daß sich in der Galvanotechnik eine Reihe unterschiedlicher Nickelbäder etabliert haben [1].
Die in der Praxis meist gebrauchten Elektrolyte sind Sulfatelektrolyte, Chloridelektrolyte, Watts-Elektrolyte und Sulfamatelektrolyte, die wiederum in der Konzentration einzelner Inhaltsstoffe, pH-Wert und den galvanischen Abscheidebedingungen variieren. Alle diese Elektrolyte enthalten in der Regel organische Badzusätze, die im besonderen zur Glanzbildung, Einebnung und der Beeinflußung der Härte eingesetzt werden. Je nach Badtyp unterscheiden sich diese Zusätze, die zudem auch bei gleichem Badtyp, in Art und Konzentration, von Hersteller zu Hersteller, schwanken können.

Die Schwierigkeiten bei der Reinigung passiver Bleianoden sind bekannt. In der Praxis wird sie meist so durchgeführt, daß dieAnoden zumWochenende aus dem Bad genommen werden und mit Hilfe von Drahtbürsten blank gekratzt werden. Das ist eine ebenso zeitraubende wie mühsame Arbeit, da das gebildete stromundurchlässige Chromat sehr hart ist. Schon mancher mußte einsehen, daß ein schlechtes Decken des Chromelektrolyten oft nicht am zu niedrigen Fremd-Säuregehalt lag, sondern an zu großer passiver Anodenfläche. Diese Feststellungen werden jedoch meist immer zu unpassender Zeit gemacht, d. h. wenn das Chrombad gerade dringend für die Produktion gebraucht wird, unliebsame Produktionsausfälle sind die Folge.

Die Geschäftsstelle der „Eloxal-Arbeitsgemeinschaft“ teilt uns mit, daß die grundlegenden Patente betreffs Verwendung schwefelsäurehaltiger Lösungen als Oxydationselektrolyt Ende des Jahres 1953 abgelaufen sind. Die „Eloxal-Arbeitsgemeinschaft“ beendete daher mit dem 31. Dezember 1953 ihre Tätigkeit, so daß die elektrolytische Oxydation von Aluminium unter Verwendung von schwefelsäurehaltigen Lösungen lizenzfrei wird. Lediglich einige Schutzrechte, welche die Nachbehandlung elektrolytisch erzeugter Oxydschichten auf Aluminium betreffen, bleiben noch für einige Jahre in Kraft und sind deshalb zu beachten.

Pulsabscheidung hat nicht zuletzt durch die modernen Möglichkeiten elektronisch gesteuerter Gleichrichtersysteme, numerischer Computersimmulationen zur Visualisierung von Feldlinien und Potentialfeldern und durch ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen, schrittweise begonnen herkömmliche Gleichstromabscheidungen zu ersetzen. Neben den gut etablierten Bereichen der Leitplatte und der Herstellung unterschiedlicher Speichermedien findet Pulsabscheidung mittlerweile in verschiedensten Bereichen der galvanischen Beschichtung Anwendung und umfasst dabei das gesamte Spektrum von der Mikrosystemtechnik bis hin zur Galvanoformung. Dabei konnten für alle Elemente sowie deren Legierungen Pulsabscheidungsprozesse in der industriellen Praxis realisiert werden. Dieser Artikel soll einen kurzen Überblick über Grundlagen und Anwendungen dieser Technologie geben.

Wir bringen nachstehend von zwei vorliegenden Arbeiten den ersten Aufsatz über dieses Thema. Ing.-Chem. Krahirus beschreibt in der heutigen Veröffentlichung allgemeine praktische Gesichtspunkte für das Vermessingen. Das Hauptgewicht liegt hei der Färbung der elektrolytischen Niederschläge und dem Glanz, wobei auch die Auswahl und Anwendung der Anoden besprochen wird. Einige Fehlerquellen werden dabei zur Sprache gebracht. Die zweite Arbeit von Edmund R. Thews, die in einem der nächsten Hefte folgen wird, befaßt sich mit der streng methodischen Auswertung theoretischer und praktischer Erkenntnisse, wobei zuerst der Einfluß verschiedener Faktoren und die Fehlerscheinungen beim Vermessingen behandelt werden. Als Endergebnis dieser Besprechung schälen sich die Möglichkeiten zur Vermeidung bzw. Behebung der Fehler und deren Ursachen heraus.

1 Einleitung


Die elektrolytische Abscheidung von Metallen mit Hilfe von pulsierendem Strom wurde schon Ende des vergangenen Jahrhunderts untersucht und patentiert.

Eine Zusammenfassung bis 1963 veröffentlichter Arbeiten und Patente gibt Dini [1],

Die zahlreichen Veröffentlichungen in den letzten 20 Jahren beweisen, daß man sich von Pulse Plating eine Verbesserung der Qualität der Überzüge erhofft [2-8].
Hierbei spielt jedoch auch der Fortschritt im Gerätebau eine wichtige Rolle, da gerade in den letzten Jahren verhältnismäßig kosten- günstige und leistungsfähige gepulste Gleichrichter entwickelt wurden, die kaum Wünsche bezüglich Pulshöhe, Pulsumkehr und Pulsdauer offen lassen. Letzteres war auch der Grund, die vor ca. 7 Jahren unternommenen Versuche wieder aufzunehmen, Kupfer aus Schwefelsäurelösungen mit gepulstem Strom abzuscheiden.