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Bericht von einer Veranstaltung der Technischen Akademie (TA) Esslingen, 8/9. Mai 1995, Ostfildern

Durch sein geringes spezifisches Gewicht, die hohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und Recycelbarkeit wird Aluminium nicht nur im Tranport- und Bauwesen, sondern auch in der Verpackungsindustrie und vielen anderen Wirtschaftszweigen immer öfter zum Werkstoff der Wahl. Dadurch wird auch die Bedeutung der Verfahren zur funktionellen oder dekorativen Oberflächenbehandlung von Bauteilen aus Aluminium immer größer.
Damit hängt zusammen, daß die Zahl der Betriebe, die sich mit der Oberflächenbehandlung von Aluminium beschäftigen und dadurch auch das Interesse an Information auf diesem Gebiet immer größer werden. Die von der TA Esslingen regelmäßig veranstalteten Lehrgänge zu diesem Thema erfreuen sich daher nach wie vor regen Interesses. Zumal die Teilnehmer den Stoff nicht nur in Vorträgen vermittelt bekommen, sondern mit den meist aus der industriellen Praxis oder zuständigen Fachinstituten stammenden Vortragenden auch über ihre eigenen konkreten Probleme diskutieren können.

Briten und Deutsche
schauen abwartend auf Frankreich

Frankreich hat gerade einen neuen Präsidenten gewählt. Die Franzosen kennen seinen Namen - Jacques Chirac - aber sie sind sich nicht sicher, für welche Politik er steht. Er sagt, er wolle einen starken Franc und er wolle die Zahl der Arbeitslosen verringern, die in Frankreich mit zu den höchsten in Europa zählt. Er ist für die europäische Währungsunion, will aber gleichzeitig dafür sorgen, daß der nationale Charakter in einem Vereinigten Europa nicht verlorengeht. Er wird einige dieser Vorsätze verwirklichen können, aber nicht alle. Ein starker Franc erschwert den Export der französischen Industrie und dies wird sich nicht positiv auf die Senkung der Arbeitslosigkeit auswirken. Ebenso ist das Streben nach einer europäischen Währungsunion und ein starker Nationalstaat nicht gut miteinander zu vereinen.

1 Einleitung


Obwohl die Möglichkeit der galvanischen Abscheidung von Eisen schon mehr als 100 Jahre bekannt ist, ist die Anwendung in der Galvanotechnik gegenüber der anderer Gebrauchsmetalle weit im Hintergrund geblieben. Ursachen dafür dürften hauptsächlich sein:
- die mangelhafte Korrosionsbeständigkeit des Me-talls unter üblichen Korrosionsbedingungen ohne Aufbringen zusätzlicher Schutzüberzüge 

- die große Oxidationsempfindlichkeit der Elektrolyts, die ohne wesentliche Ausnahme zweiwertige Eisenionen enthalten
- die hohe Inhibitorempfindlichkeit, die im Zusammenhang mit dem beträchtlich negativen Abscheidungspotential und der relativgeringen Wasserstoffüberspannung zu niedrigen Stromausbeuten bis hin zum Ausbleiben der Metallabscheidung überhaupt führen können. Dadurch wird die bewährte Steuerung von Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten durch inhibierende Zusätze sehr begrenzt. 


Turbocel® ist eine Zelle zur elektrolytischen Rückgewinnung von Metallen, bei der eine hohe turbulente Strömung mittels eines rotierenden Zylinders erzeugt wird.

1 Einleitung


Elektrolyte zur stromlosen Verkupferung, die mit Formaldehyd als Reduktionsmittel arbeiten, sind alkalisch und müssen deshalb Liganden enthalten, die die Cu(ll)-lonen komplex binden. Um als Liganden Verwendung zu finden, müssen chemische Stoffe folgende Forderungen erfüllen;
- Die Cu(ll)-Komplexverbindungen müssen genügend 
stabil sein, damit sich kein Cu(OH)2-Niederschlag bildet. Das Cu(OH)2-Löslichkeitsprodukt beträgt ca. 10 '®[1,2]: daraus folgt, daß die Stabilität der Komplexverbindungen die Konzentration der freien Cu(ll)-lonen in Lösungen mit pH-Werten zwischen 11 und 14 kleiner als 10"'®(für pH 11) bzw. 10"'®mol/l (für pH 14) halten muß. Anders ausgedrückt muß der pCu- Wert größer 13 bis 19 (für pH 11 bis 14) sein. 

- Die Liganden dürfen mit dem Formaldehyd nicht reagieren, deshalb können keine primären und sekundären Amine als Cu(ll)-Hauptliganden verwendet werden. 

- Die Liganden dürfen keine stark ausgeprägten inhibitorischen Eigenschaften im autokatalytischen Reduktionsprozeß der Cu(ll)-lonen mit dem Formaldehyd (d. h. im Prozeß der anodischen Oxidation des Formaldehyds) besitzen. Die Hauptliganden dürfen keine Katalysatorgifte sein. Aus diesem Grund eignen sich CN“-lonen, und auch einige heterozyklische organische Verbindungen nicht. 


1 Einleitung

In den vergangenen Jahren wurden an die Prozeßtechnik verschiedene neue Anforderungen gestellt [1]. Dies sind im wesentlichen Rückführung von Prozeßlösungen, Vermeiden von Abfallstoffen, Konstanthaltung von Prozeßparametern und gleichbleibend hohe Qualität über einen langen Zeit- raum. Der Idealfall ist ein abfallfreies geschlossenes System, das aber bei strenger Bewertung noch nicht erreicht ist. Bei der galvanischen Vernickelung ist eine Rückführung bei heute üblicher Spültechnik mit drei Spülschritten ohne großen zusätzlichen technischen Aufwand möglich, das die Bäder bei 50 bis 60 °C arbeiten [2]. Das verdunstete Wasser im Nickelbad bietet genügend Kapazität für eine Spülwasserrückführung, die in den meisten Fällen auch ohne zusätzliche Aufkonzentrierung auskommt.

Seit der ersten Beschreibung der kathodischen Nickelabscheidung aus wäßrigen Lösungen [1] fanden hunderte, wahrscheinlich sogar tausende Veröffentlichungen zu diesem Thema statt. Grund dafür ist die große praktische Bedeutung, die diesem Verfahren zukommt.
Die meisten Veröffentlichungen - einschließlich zahlreicher Patente - befassen sich mit den Grundlagen des Prozesses, mit den Einflüssen der Badzusammensetzung und den Abscheidungsbedingungen oder beinhalten Empfehlungen oder Vorschriften. Dabei fällt allerdings auf, daß sich nur wenige Arbeiten mit dem Einfluß der Art des Anions befassen, das mit dem elektro- aktiven Kation verbunden ist. Dieser Umstand steht im Gegensatz zu der Tatsache, daß das Anion die Eigenschaft der abgeschiedenen Schichten zweifellos wesentlich beeinflussen kann.

1 Einleitung

Organische Beschichtungen auf Metallen haben zwei wesentliche Aufgaben: Sie geben den aus den Metallen gefertigten Werkstücken ein dekoratives Finish und sie schützen das Werkstück vor Korrosion. Bei letzterer sind zwei Fälle zu unterscheiden: die kosmetische Korrosion, durch die das Werkstück lediglich ein unschönes Aussehen erhält, und die funktionelle Korrosion, die, z. B. durch Lochfraß, ein Werkstück vollständig zerstört. Gegen beide Korrosionstypen bietet die organische Beschichtung z. B. mit einem Lack in Verbindung mit einer chemischen Vorbehandlung einen wirksamen Schutz. Während der chemischen Oberflächenbehandlung werden dünne Konversionsschichten erzeugt.

Bei der Beschichtung von hochfesten Werkstoffen, beispielsweise dem Verzinken von hoch- festen Stählen besteht die Gefahr einer Schädigung des Grundwerkstoffes durch Aufnahme von Wasserstoff. Dieser wird in atomarer Form im Gefüge gelöst und kann auf unterschiedliche Weise zu Gefügeveränderungen führen, die sich bei Belastung durch Zug oder Biegung als Sprödbruch, d. h. durch ein schlagartiges, katastrophales Versagen, bemerkbar machen. Zur Vermeidung eines solchen Schadens werden vom Galvaniker verschiedene Maßnahmen getroffen: Beizen so kurz wie möglich unter Verwendung geeigneter Beizinhibitoren, möglichst keine kathodische Entfettung oder eine thermische Nachbehandlung im Falle einer unvermeidlichen Wasserstoffentwicklung beim Beschichten. Um hier allgemeingültige Grundlagen zu schaffen, wurden solche Maßnahmen beispielsweise in DIN-Normen für die unterschiedlichsten Werkstofftypen festgelegt, oder Firmennormen von verschiedenen, großen Anwendern erarbeitet.

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Seminar am 7. März 1995 im Training-Center der Firma SEHO

Mit ungefähr 40 Teilnehmern war das von
TGBZ, Steinheim, organisierte Seminar sehr F 1 gut besucht. Die Seminarräume der Firma
SEHO in Kreuzwertheim boten eine perfekte
Umgebung für diese Vortragsveranstaltung
mit anschließender Diskussion. Der Seminarleiter, Herr Zajitschek, ein langjähriger Mitarbieter des Hauses VDO und Mitverfasser des
Buches „Ergebnis und Stand der Untersuchungen zum Lotperlenproblem“, wies in seiner Einführung auf die Bedeutung der Leiterplattenqualität als Voraussetzung für ein gutes Lötergebnis hin. Er erklärte ebenfalls, was
heute vom Leiterplattenhersteller gefordert
werden muß, damit eine gute Lötqualität an
den Bauteilbestücker geliefert werden kann.
Die Referenten der Veranstaltung kamen aus
den unterschiedlichsten Industriebereichen,
von der Basismaterialherstellung über die Leiterplattenfertigung bis hin zum Testen der
Lötstellen.

Streiflichter von der HANNOVER MESSE ’95

Auch 1995 war die HANNOVER MESSE wieder ein Gradmesser für Stimmung und Befinden der beteiligten Wirtschaftsunternehmen. Man kann es in einem Satz zusammenfassen: Die Konjunktur boomt! Hinzu kommt, daß viele Aussteller ihre Absatzmöglichkeiten in die osteuropäischen Länder aufgrund umfangreicher Kontakte auf der Messe deutlich höher einschätzen.
Bei der Bewertung der Gründe für den Erfolg der HANNOVER MESSE '95 verdient nicht zuletzt besondere Beachtung, wie treffend das Fachmessen-Verbundkonzept und die Angebotsschwerpunkte mit dem verstärkten Rationalisierungsdruck in der Industrie korrespondieren.

Einleitung


Akzo Nobel Electronic Products by und AMP Inc. haben Mitte 1994 das „joint venture“ LinLam Products VoF mit dem Ziel gegründet, die neu entwickelte LinLam -Technologie zur Herstellung von Basismaterial für die Leiterplattenindustrie marktreif zu machen. LinLam -Basismaterial ermöglicht den Leiterplattenherstellern, die Forderungen, die die elektronische Industrie in nächster Zukunft an sie stellt, besser zu erfüllen, als dies mit den gegenwärtigen FR4-Laminaten der Fall ist.

Bericht zum DYCOstrate-Fachseminar in Stuttgart

Am 30. März 1995 veranstaltete die Dyconex Engineering GmbH in Stuttgart ein spezielles Fachseminar zum Stand und den Implementierungsmöglichkeiten der DYCOstrate-Technologie. Die Anwendung in der Praxis war dabei ein Schwerpunktthema, was durch mehrere Anwenderbeiträge unterstrichen wurde. Entsprechend groß war das Teilnehmerinteresse. Über 30 Personen nahmen am Fachseminarteil.

Bericht vom gleichnamigen ZVE-Seminar

Am 21.3.95 veranstaltete das Zentrum für Verbindungstechnik in der Elektronik (ZVE) der Fraunhofereinrichtung Institut für Zuverlässigkeit in der Mikroelektronik (FhE-IZM) in Weßling bei München ein Technologieforum zum Thema „Oberflächen von Leiterplatten und Bauteilen“. Die Teilnehmer sollten über die zur Verfügung stehenden Oberflächenvarianten informiert werden und Erfahrungen austauschen. Überraschend war die große Teilnehmerzahl (etwa 50 Teilnehmer) an diesem ZVE-Seminar. Oberflächen sind nach wie vor in der Elektronikindustrie ein wichtiges Thema. Seit Jahren werden von mehreren Herstellern Alternativen zur Heißluftverzinnung von Leiterplatten angeboten. Doch konnten sich diese bisher auf breiter Front gegenüber der Heißluftverzinnung nicht durchsetzen. Mit dem Trend zur Fine-Pitch- Montage und zur Drahtbondmontage wird nun der Zwang, über eine andere Oberfläche als die Heißluftverzinnung nachzudenken, verstärkt.

Neue Verfahren bauen auf den Erkenntnissen
 alter Technologien auf. Im folgenden soll ein
 neuartiges Walzenauftragsverfahren für Ätz-,
 Galvano- und Lötstoppmasken vorgestellt
 werden, das sich die Erfahrungen der Siebdrucktechnik zunutze macht.

Besuch des amerikanischen Leiterplattenherstellers Automata, Inc.

In Deutschland ist es die Datenautobahn, in den USA der Information-Superhighway, der von der Fachwelt als ein revolutionärer technologischer Fortschritt angesehen, von den Regierungen kräftig unterstützt und gefördert und in der Berichterstattung der Wirtschaftsredaktionen entsprechend gewürdigt wird.

Bericht über die BPA Euro-Konferenz am 28. April 1995 in Sindelfingen

Die voraussichtliche Entwicklung von Technologien und Märkten sollte die Basis für strategische Konzepte der Unternehmen sein und ist gerade in der jetzigen Zeit angefragt, in der nach überwundener Rezession und Stagnation in der Phase eines gemäßigten Aufschwungs über Produktinnovationen und Anlageninvestment nachgedacht wird. Die britische BPA (Technology & Management Ltd) zählt sicher zu den führenden Marktforschungsinstituten, die im Bereich der elektronischen Industrie tätig sind. Die BPA-Analysen beruhen auf Befragungen in den die Entwicklung der Elektronik bestimmenden Regionen USA, Europa, Japan und Südostasien,

In unserem technologisch hochentwickelten Jahrzehnt gibt es unterschiedliche Möglichkeiten der Bohrungsherstellung in der Leiter- platte.
Die konventionelle Art ist das mechanische Bearbeiten durch Bohren. Neue Entwicklungen wie Laser-, kombinierte Laser-Bohrtechnologie oder die Plasmaätztechnik haben in gewissen Anwendungsfällen sicherlich ihre Berechtigung. Für den „normalen Leiterplattenhersteller“ sind diese Technologien aufgrund hoher Investitionskosten und/oder der Voraussetzung von speziell abgestimmtem Leiterplattendesign keine Alternative zum Bohren.
Dieser Beitrag soll der Entwicklung zu immer kleineren Bohrungsdurchmessern Rechnung tragen und die Voraussetzungen beim Mikro- bohren (0 < 0,5 mm) aus Sicht eines Werkzeugherstellers darstellen.
Wichtigstes Kriterium beim Mikrobohren ist die Vermeidung von Bohrerbruch, die Verringerung des Bohrerverlaufes und eine akzeptable Lochqualität.

Einleitung

Die Elektronikindustrie wächst unzweifelhaft schneller als jede andere Industrie. Seit 20 Jahren ist der Hauptgedanke der Elektronikindustrie die Kosteneinsparung, basierend auf der Automatisierung der Prozesse und der Miniaturisierung der Bauteile.
Innerhalb des letzten Jahrzehntes wurde die Surface Mount Technology zur dominierenden Montagetechnik. Die wichtigsten Gründe dafür sind die Forderung nach steigender Funktionalität, verringertem Flächenbedarf und sinkenden Kosten. Im Jahre 1987 haben weniger als 20 % der nordamerikanischen Bestückungsfirmen eine bedeutende Rolle der SMT-Bauteile bemerkt. 1992 basierten mehr als 80 % der in den USA produzierten Leiterplatten auf der SMT. In einigen Jahren wird sich die Anwendung der Lochbestückung auf einige spezielle Applikationen im Bereich der Militärtechnik und auf die Bestückung manuell gefertigter, kleiner Losgrößen beschränken.