Artikelarchiv

Die Tin Whisker User Group der International Electronics Manufacturing Initiative (iNEMI) hat vor zwei Jahren neue Unterteilungskriterien für Matt- und Glanzzinnelektrolyte verabschiedet [1]. Hierbei wurde die aus dem Jahr 2006 stammende Unterteilung im Hinblick der Definition der Matt- und Glanzzinnelektrolyte revidiert. In der früheren Definition wurden die im Vergleich zu Mattzinnschichten erhöhte Spannung im Kristallgefüge und der hohe Kohlenstoffeinbau der Glanzzinnschichten thematisiert, die mit einem erhöhten Risiko zur Whiskerbildung einhergehen sollten.

The Tin Whisker User Group of the International Electronics Manufacturing Initiative (INEMI) laid down, two years ago, criteria for matt- and bright-tin plating electrolytes [1]. This was a revision of a similar document published in 2006, defining these two electrolyte types. In the earlier version, emphasis was laid, for bright tin deposits in contrast to matt tin deposits, on increased stress in the crystal structure and higher carbon inclusion, both of these being linked to increased risk of whisker formation.

Ionenaustauscher sind kleine Kunststoffperlen, die in ihrem Innern über funktionelle Gruppen verfügen, welche Stoffe aus Wasser entfernen. Eine klassische Anwendung ist die Aufbereitung von Rohwasser zu vollentsalztem Wasser, wo z.B. Härtebildner wie Kalzium und Magnesium oder Anionen wie Chlorid und Sulfat entfernt werden. Ionenaustauscher können aber weitaus mehr als das: zum Beispiel lassen sie sich zur Pflege von Prozesslösungen in der Beschichtungsindustrie einsetzen, wodurch sich deren Qualität und Standzeit erhöht und sich Abwasser reduzieren lässt. Oder sie gewinnen wertvolle Stoffe aus Spül- oder Abwässern zurück.

Die außenstromlose Abscheidung von Gold: In der Reihe der Veröffentlichungen zur Goldabscheidung wird in diesem Beitrag die außenstromlose Vergoldung betrachtet. Dabei ist zwischen der Sudvergoldung spezieller Substrate, z.B. außenstromlos erzeugter Nickel-Phosphor-Schichten, und der chemisch-reduktiven Belegung mit Goldüberzügen zu unterscheiden. Beide Varianten sind für Schichtsysteme in Elektronikanwendungen von großer Bedeutung, insbesondere für Leiterplatten mit bondbaren Oberflächen. Für beide Prozesstypen werden die Mechanismen sowie die wichtigsten Einflussgrößen und deren Konsequenzen für die Schichteigenschaften nach dem aktuellen Stand der Fachliteratur zusammengefasst.

Es werden Anodenkonstruktionen und Maßnahmen beschrieben, wie sich die Wirkung der störenden Oxidationsprozesse an unlöslichen Anoden, wie Oxidation von organischen Inhaltsstoffen und Oxidation in eine höhere Wertigkeitsstufe sowie die Belastung der Anode im Puls- und Umpolbetrieb reduzieren lässt. Dadurch werden Betriebsverhalten der Anode positiv beeinflusst und Betriebskosten gesenkt. Aus Gründen einer erhöhten Badstabilität und Ökonomie des Abscheidungsprozesses wird erwartet, dass solche Gesichtspunkte bei der Auswahl des Anodenwerkstoffs zunehmend eine Rolle spielen werden.

Die mechanische Messung innerer Spannungen ist eine grundlegende Methode zur Charakterisierung von dünnen, galvanisch abgeschiedenen Metallschichten. Die beiden hierzu eingesetzten Messgeräte – Internal Stress-Meter und MSM 200 – werden gegenübergestellt und hinsichtlich Schichtdickenverteilung und gemessener innerer Spannung in Nickelschichten, abgeschieden aus ausgewählten Elektrolyten, verglichen. Diese methodischen Untersuchungen sind Ausgangspunkt zu Untersuchungen hinsichtlich des Einflusses der Art des Nickelelektrolyten, von Zusätzen und Netzmitteln sowie auch zu Zink- oder anderen Elektrolyten.

Frage: Wir erhalten oft Teile aus nicht rostendem Stahl zum galvanischen Beschichten, meist werden Nickel-, Chrom- oder Silberschichten gefordert. Unser Problem besteht darin, dass die Teile aus den verschiedenen Anlieferungen offensichtlich nicht immer aus der gleichen Stahlsorte gefertigt sind. Während wir bei einigen Chargen keine Probleme haben, haften auf anderen die galvanischen Schichten schlecht. In diesen Fällen müssen wir nacharbeiten und langwierige Versuche machen, um die richtige Vorbehandlung zu finden. Dem möchten wir vorbeugen und ein einheitliches Vorbehandlungsverfahren für alle Arten von nichtrostenden Stählen einführen. Gibt es so etwas?

In den letzten Jahren und Jahrzenten wurden eine Vielzahl an Forschungsarbeiten und Untersuchungen zur Verchromung aus chromhaltigen Elektrolyten durchgeführt. In einer mehrteiligen Serie möchten wir uns hier mit diesem Thema intensiv auseinandersetzten. Dazu wird im ersten Teil die Abscheidung von Chromschichten aus Chrom(III)elektrolyten und Chrom(VI)elektrolyten miteinander verglichen. Des Weiteren wurde eine Aufstellung der aktuell am Markt verfügbaren Chrom(III)elektrolyte und deren wichtigster Kennwerte erstellt. Der zweite Teil der Abhandlung wird sich mit der galvanischen Verchromung aus chrom(III)haltigen Elektrolyten aus historischer Sicht beschäftigen. Die später folgenden Teile der Serie setzen sich dann mit theoretischen und praktischen Ansätzen der Chromabscheidung aus chrom(III)haltigen Elektrolyten auseinander.

Teil IX: Samba-Schritt

(Fortsetzung aus Heft 6/99)

11 Abspülen ausgeschleppter Stoffe im Behälter vor dem Aktivbad

In manchen Fällen wird nach dem Austritt der Teile aus dem Aktivbad als Vorstufe vor dem Eintritt in das Spülsystem die letzte Stufe des dem Aktivbad vorgestellten Spülsystems verwendet. Diese muss aber entweder als durch- flussloses Spülen eingerichtet sein oder die Ausschleppung aus dieser Stufe muss separat aufgefangen werden und darf nicht in die vorhergehende Spülstufe eingeleitet werden. Bei dieser Spültechnik verrichten die Gegen- stände eine Rückbewegung in die Wanne, in der diese vor dem Eintritt in das Aktivbad abgespült wurden. Es wurde darüber in [37] berichtet, wo die Rückbewegung als Samba- Schritt bezeichnet wurde. Dieser stellt eine Art der Sparspülung dar, da hierbei die aus dem Aktivbad ausgeschleppten Stoffe mit der neuen Charge der Gegenstände zurück in die Aktivposition befördert werden. Aus praktischen Gründen wird die Bezeichnung in diesem Teil des Artikels beibehalten.

1 Einleitung

Zur Verbesserung des Verschleißverhaltens und der Gleiteigenschaften von tribologisch beanspruchten Werkstoffoberflächen finden elektrochemisch abgeschiedene Dispersionsschichten mit Mikropartikeln (1 bis 10 pm) vielfältige Anwendungen in der Industrie. Bei- spielhaft können Nickel-Siliziumcarbid für Zylinderlaufflächen von Kfz-Motoren (gute Verschleißeigenschaften) und Silber-Graphit für elektrische Kontakte (gute Gleiteigenschaften) genannt werden.
Bei niedrigen Schichtdicken ist der Einbau von Nanopartikeln (bevorzugt 2 bis 50 nm) an- stelle von Mikropartikeln günstiger. Nanopartikel, die feinverteilt in eine metallische Matrix eingebaut werden, sollen eine Steigerung der Härte und der Zähigkeit bewirken und da- durch den Verschleiß senken. Erste erfolgreiche Versuche zur Einlagerung von nanokristallinem Diamantpulver in eine Nickelmatrix sind in [1,2] beschrieben. Es konnte der Ein- bau von Diamantpartikeln der Größe 2 und 10 nm sowie ein verringerter Abrieb nachgewiesen werden. In weiteren Veröffentlichungen wird über die Einlagerung von nanodispersem AI2O3, SiOj, TiOa und ZrOj in galvanisch abgeschiedenem Nickel [3,4] berichtet.

1 Einleitung


Die Brünierung und die Manganphosphatierung sind seit Jahrzehnten bekannte Technologien zur Oberflächenbehandlung von Eisenwerkstoffen.
Die grundsätzlichen Faktoren der deutlich älteren Technik Brünierung, die man heute vornehmlich im Bereich Maschinenbau und der Waffentechnik findet, haben sich von den Anfängen bis heute nur unwesentlich verändert. Lediglich bei der Anlagentechnik erfolgte über die Jahrzehnte eine geringfügige Anpassung an die stetig steigenden Anforderungen und geänderten Gegebenheiten bei Umwelt und Arbeitsschutz. Der Einsatzzweck ist nach wie vor die sehr dekorative Schwarzfärbung und der temporäre Korrosionsschutz in den vor- genannten Branchen.
Der ursprüngliche Einsatzzweck der Manganphosphatierung war und ist heute noch die sogenannte Gleitverbesserung - also die günstige Beeinflussung von Einlaufvorgängen mit gleitender Reibung, wie bei Getriebeteilen und dergleichen. Deswegen wird diese Technologie auch als Gleitphosphatierung bezeichnet. Als Nebennutzen bietet diese Behandlung nicht nur einen Korrosionsschutz, besonders mit anschließender Beölung, sondern auch Oberflächen von grauschwarzer Färbung.
Der Vergleich beider Technologien unter Berücksichtigung des heutigen Anforderungskollektivs von Aussehen, Rostschutz, Kosten und Umwelt, ergibt interessante Entscheidungshilfen.

Teil VIII: Spülkaskade kombiniert mit einer Fließspüle

(Fortsetzung aus Heft 4/99)

10 Berechnung der Kombination Gegenstrom- mit Fließspüle

In der Praxis kommen oft Spülsysteme vor, die eine Kombination aus zwei Grundformen anwenden. Teile werden zuerst sparsam in einer Wannengruppe mit kleinem Wasserverbrauch abgespült. In diesen Wannen wird der überwiegende Teil von in das Spülsystem ein- geschleppten Stoffen beseitigt, jedoch ist die Spülqualität nicht ausreichend. Deshalb folgt dieser Wannengruppe eine, eventuell auch
zwei Wannen mit intensivem Durchfluß (sog. Fließspüle) nach, die die Stoffbeseitigung von der Oberfläche der Gegenstände in erforderli- chem Maß sicherstellt.

Bildaufnahme und Auswertung – Fortsetzung aus „Galvanotechnik“ 10/2017

Aktivstellen lassen sich prinzipiell über zwei verschiedene Verfahren – die manuelle und die software- basierte Auszählung – bestimmen. Der Nachweis von Aktivstellen erfordert die Kenntnis zahlreicher Faktoren, die einen entscheidenden Einfluss auf das erzielte Resultat haben. Dazu zählen neben der lateralen optischen Auflösung des Lichtmikroskops auch die räumliche Auflösung des digitalen Bildes (Bildauflösung) sowie softwareseitige Einflussfaktoren wie Abtastfrequenz, Mindestobjektgröße und minimale detektierbare Objektgröße. Die vorliegende Arbeit stellt einen Leitfaden für eine fundierte Auswertung von Aktivstellen dar. //
Active sites can be determined by two different methods – either manual, or software-based counting. Proving active sites requires awareness of numerous factors that have a decisive impact on the result achieved. Among them, besides the lateral optical resolution of the optical microscope, are the spatial reso- lution of the digital image (image resolution) as well as software-based parameters such as the sampling frequency, minimal object size and minimum detect- able object size. The work presented here serves as a guideline for a fundamental evaluation of active sites.

Schüttgut-Eloxieren von Alu-Kleinteilen in großen Stückzahlen

Aluminium kann durch Eloxieren in zahlreichen bunten und leuchtenden Farben gefärbt werden. Solche Bauteile sind nicht nur höchst dekorativ, sondern aufgrund der Härte und Kratzfestigkeit ihrer Oberfläche auch beständig gegen Abrieb und Korrosion. Beim klassischen Eloxieren müssen die Teile einzeln von Hand auf leitfähigen Gestellen aufgesteckt werden. Da dies für Kleinteile aus Kostengründen nicht praktikabel ist, setzt ein Schweizer Spezialist für Oberflächenveredelungen auf das Trommelanodisieren. Dieses Sonderverfahren ermöglicht das Eloxieren von Schüttgut in Trommeln und ist daher besonders wirtschaftlich.

Bedingt durch die Umweltbedenklichkeit von Chrom(VI) und die damit einhergehende Reglementierung durch die europäische Chemikalien Agentur sind alle kunststoffmetalllisierenden Unternehmen gezwungen, eine Alternative zu finden. Hansgrohe untersucht hier aktuell eine Lösung vermittels einer völlig neuen Technologie. Hierbei findet eine Kombination aus gasförmiger Vorbehandlung und nasschemischer Terminierung des Kunststoffs statt. //
Due to the reglementation of hexavalent chromium of the European chemical administration, all plating on plastic (POP) companies will be forced to find alternatives concerning etching. Hansgrohe is exploring a technique which is fundamentally different to the proved etching with hexavalent chromium and sulfuric acid.

Das Verfahren des Plasmapolierens bietet eine Viel- zahl von Vorteilen in einem Prozessschritt innerhalb weniger Minuten Prozesszeit. Dieses elektrolytische Verfahren ermöglicht das Reinigen, Entfetten, Entgraten und Hochglanzpolieren von unterschiedlichen Metallen und Legierungen. Dabei zeichnet es sich durch die Erzeugung eines einzigartigen Glanzgrads, Rauheitsverringerung (Ra ) um bis zu einen Faktor 20 bei gleichzeitig einstellbarem Materialabtrag aus. Zusätzliche Anwendungen sind das Entschichten, die Verbesserung des Korrosionsschutzes, Verringerung der Reibung, Hydrophilierung von Oberflächen und das Finishing von Schweißnähten.//
The technique of plasmapolishing combines lots of advantages in one process step within some minutes of process time. This electrolytic process enables cleaning, degreasing, deburring and mirror finishing of different metals and alloys. It is distinguished by manufacturing unique surface brillance, decreased roughness (Ra ) up to a factor of 20 with simultaniously adjustable material removal. Further applications for this technique is increasing the corrosion resist- ance, decreasing of surface friction, enhancement of wettability and finishing of welding seams.