Artikelarchiv

Gleitschleifen in Fliehkraftgeräten ist ein internationaler Standard. Zwei mechanische Systeme sind verfügbar, die sogenannte FT-Maschine mit Planetenantrieb und die DT-Maschine nach dem Turboprinzip. Kleine Teile, also Schüttgut, werden vielfach in OT-Maschinen bearbeitet, aber auch in FT- Maschinen mit Planetenantrieb. Größere, vor allem auch schwerere und empfindliche Teile müssen jedoch fixiert werden, um Beschädigungen zu vermeiden. Abbildung 1 und 2 zeigen Beispiele von Teilen, die ein Fixieren erfordern, was nur in FT- Maschinen mit Planetenantrieb möglich ist.

Bericht über einen Workshop in Ilmenau

Nachdem Herr Prof. H. Liebscher Ende des vergangenen Jahres seinen 65. Geburtstag gefeiert hatte, wurde er nun mit dem Abschluß des Wintersemesters emeritiert. Um die herausragenden Leistungen von Prof. Liebscher in Forschung und Ausbildung zu würdigen fand ein Workshop statt, der sich mit seinen hauptsächlichen Arbeitsgebieten in Ilmenau, der Elektrochemie und Galvanotechnik, befaßte. Die Veranstaltung, die am 10. und 11. April in Ilmenau stattfand, führte Fachkollegen, Freunde, Schüler und Mitarbeiter auch aus früheren Zeiten zusammen, um mit Fachvorträgen die Entwicklungen der vergangenen Jahre zu beleuchten, neue Ergebnisse darzustellen und einen Ausblick auf die weitere Entwicklung dieses Fachgebietes zu geben.

Tödliches Cyanid


Cyanid ist ein tödliches Gift. Aber es ist gleichermaßen tödlich für das Image unserer gesamten Branche. Der Mann auf der Straße denkt, daß Cyanid gleich Galvanotechnik sei und wünscht sich, daß beides über Nacht verschwinden möge. In Wahrheit ist die Zahl der Cyanidunfälle im Jahr sehr gering, etwa einer oder zwei und diese gehen nicht immer so fatal aus wie gemeinhin angenommen. Viel ernsthafter sind z. B. die Auswirkungen bestimmter Kohlenwasserstoffe oder anderer üblicherweise verwendeter Verbindungen. Cyanid ist momentan in England in den Zeitungen, weil die staatliche Gesundheits- und Sicherheitsbehörde (Health and Security Executive) nach vielen, vielen Jahren des Zögerns endlich eine Meinung darüber geäußert hat, was im Falle einer Vergiftung die beste Gegenmaßnahme sei.

1 Einführung

Es ist bekannt, daß Silber-Indiumlegierungen einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten besitzen und daher z. B. ausgezeichnet für die Herstellung von Gleitlagern geeignet sind [1], Weniger bekannt ist, daß sich bei der elektro- chemischen Silber-Indium-Abscheidung periodisch spiralförmige Strukturen auf der Elektrodenoberfläche bilden können [2]. Diese spiralförmigen Strukturen, bestehend aus verschiedenen Silber-Indium-Phasen mit einem unterschiedlichem Gehalt der beiden Komponenten, lassen noch weitere, unbekannte Eigenschaften dieser Überzügen erwarten. Solche Selbstorganisationserscheinungen während der kathodischen Abscheidung - bei stark vom Gleichgewicht abweichenden Bedingungen - wurden sonst nur bei der elektrochemischen Abscheidung von Silber-Antimon-Legierungsüberzügen [3-7] und bei der Abscheidung von Iridium-Ruthenium- Überzügen aus Salzschmelzen [8] beobachtet. Oszillierende Reaktionen können dabei sowohl bei der Abscheidung einer Komponente, z. B. von Indium aus sauren Thiocyanatelektrolyten [9], als auch bei der Abscheidung zweier Komponenten, z. B. von Silber- Antimon aus alkalischen Thiocyanat-Tartrat- Elektrolyten [5] beobachtet werden. Allerdings ist eine störungsfreie Ausbreitung entstehender Spiralwellen bei der Abscheidung von Silber-Indium-Überzügen, im Gegensatz zu den Silber-Antimon-Überzügen, weniger zu erwarten. Der Grund ist die unterschiedliche Wirkung der beiden Legierungsmetalle auf die Schichtbildung. Während Antimon in Silberelektrolyten eine kornverfeinernde und glanzbildende Wirkung hat, wurde dies beim Indium als Legierungselement nicht beobachtet.

Einleitung

Formaldehyd ist nach wie vor eines der brauchbarsten und zugänglichsten Reduktionsmittel in stromlosen Kupferelektrolyten. Im allgemeinen verleiht Formaldehyd der zu beschichtenden Oberfläche ein genügend negatives Potential, so daß eine Reduktion der Kupfer(ll)-lonen stattfinden kann (hierbei handelt es sich um eine gekoppelte Redoxreaktion). Neben den bekannten Theorien [1,2] der Erzeugung des negativen Oberflächenpotentials, kann Formaldehyd auch in die Zusammensetzung der Kupfer(ll)-Komplexverbindungen eingreifen.

Erstveröffentlichung in Materials and Corrosion 47, 1-7 (1996)

1 Einleitung

An die in der Technik verwendeten Werkzeuge werden heutzutage eine Reihe von Anforderungen gestellt. Dabei ist die Gebrauchsdauer von entscheidender Bedeutung. Die unerwünschten Änderungen bzgl. der Abmessungen und der Güte von Werk- zeugen und Bauteilen während des Gebrauchs schränken die Standzeiten ein. Eine wichtige Rolle hierbei spielt der Verschleiß, wobei durch mechanische Ursachen fortschreitender Materialverlust an der Oberfläche auftritt.
Hartstoffschichten zeichnen sich durch gute Verschleißbeständigkeit aus und kommen daher häufig zum Einsatz. Die Hartstoffe werden mittels Aufdampfverfahren auf den Grundwerkstoff aufgebracht. Für die mit CVD-Verfahren beschichteten Systeme ergeben sich allerdings Probleme hinsichtlich der Temperaturempfindlichkeit des Substrates bei gehärteten Stählen und bei der Schichtzusammensetzung, die bei diesen Methoden begrenzt ist [1]. PVD-Beschichtungen bieten hierzu eine Alternative und es liegen bereits eine große Anzahl von Veröffentlichungen über TiN-Schichten vor, die mit Hilfe solcher Verfahren hergestellt wurden und die Verschleißbeständigkeit von Werkstoffoberflächen erhöhen [2-4].

Abgeschlossen im April 1997

Normen und technische Regeln beschreiben und legen nicht nur bestimmte Kriterien fest, sondern sind auch eine kompetente Quelle, um sich über ein bestimmtes Problem zu informieren. Bei der Vielzahl der Normen, die auch in der Oberflächentechnik zunehmend durch die Tendenz zur Vereinheitlichung in der europäischen und internationalen Normung geprägt ist, wird es jedoch für den Einzelnen immer schwieriger, sich schnell und einfach zurecht zu finden. Der in jedem Jahr im Beuth-Verlag neu erscheinende DIN-Katalog für technische Regeln, der neben den DIN- Normen auch die bekanntesten anderen Regelwerke berücksichtigt, ist zu umfassend. Auch enthält er im Zusammenhang mit der Oberflächentechnik interessierende Normen und Dokumente aus anderen Regelwerken an den verschiedensten Stellen und dies in einer
manchmal nicht ganz verständlichen Systematik. Die in Abständen von mehreren Jahren im Beuth-Verlag erscheinenden DIN-Taschenbücher mit Normenabdrucken betreffen nur bestimmte Bereiche und sind daher zu Suchzwecken nicht geeignet.

1 Einführung

In der Praxis werden Dispersionsschichten, darunter auch die Ni-SiC-Schichten, sowohl auf flache Elemente als auch auf innere Oberflächen von Vertiefungen abgeschieden. In erstem Fall befindet sich die Anode parallel zur Kathode während der Abscheidung und der Abstand zwischen den Elektroden ist für alle Punkte der Oberfläche nahezu gleich. Bei der Beschichtung eines Elementes mit anderer Form ist der Prozeß dagegen weitaus komplizierter.
Eine der Ursachen ist hier die Unregelmäßigkeit der Verteilung des Stromes und damit auch des Metalls auf der Oberfläche der Kathode, von wiegend verursacht durch die unterschiedlichen Widerständen zwischen Anode und Kathode. Der meßbare Effekt dieser Erscheinung ist eine unterschiedliche Dicke der Metallschicht auf einzelnen Bereichen der Kathode. Diesem Effekt wirkt eine höhere Polarisation entgegen (d. i. der Stromdichte und dem Ab- stand von der Anode proportional) und im Endeffekt werden die Unterschiede in den Schichtdicken wesentlich kleiner. Hohe Polarisation der Elektroden ist somit bei der elektrolytischen Abscheidung vorteilhaft. Bei Dispersionsschichten erhält sie eine besondere Bedeutung wegen der von vielen Forschern beobachteten Abhängigkeit zwischen der Strom- dichte und der Menge der zusammen mit dem Metall abgeschiedenen Substanzen.

Aluminium ist in vieler Hinsicht ein vorteilhaftes Material für galvanische Überzüge. Es ist von besonderer Bedeutung, daß es ökologisch unbedenklich ist und einen hervorragenden Korrosionsschutz besitzt. Letzteres beruht im wesentlichen auf zwei Tatsachen: Reines Aluminium überzieht sich in den meisten Klimaten mit einer dichten, selbstschützenden Oxidschicht, und das niedrige elektrochemische Standardpotential des Aluminiums bewirkt einen guten kathodischen Schutz des Untergrundes auch bei so unedlen Werkstoffen wie Zinkdruckguß und einigen Aluminiumlegierungen.
Bei der technischen galvanischen Aluminierung werden toluolische Lösungen von Aluminiumalkylkomplexen als Elektrolyte eingesetzt. Sie wurden von Lehmkuhl, Mehler (Max-Planck-Institut, Mühlheim) [1] und Birkle, Stöger (Siemens, Erlangen) [2] patentiert.

In Zeiten eines übersättigten Arbeitsmarktes hält jeder an seinem sicheren Arbeitsplatz fest, wenn er einen solchen besitzt. Die gut ausgebildeten Galvaniseure Deutschlands gehören glücklicherweise dazu. Leider ist das mit Nachteilen für die Zukunft der Branche verbunden, da die Technikerausbildung unter diesen Bedingungen stark zurückgeht. Die Hilferufe der Wirtschaft nach Technikern und Meistern können heute schon nicht erfüllt werden, d. h. Galvanotechniker sind gesuchte Fachleute, für sie gilt die vorstehende Aussage zum Arbeitsmarkt nicht.

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Gegenwärtige Situation im Testbereich

Der elektrische Test von unbestückten Leiterplatten steht wieder einmal vor einem entscheidenden Wendepunkt. Allerdings sind die jetzigen Anforderungen um ein Vielfaches höher einzuschätzen als bei der letzten einschneidenden Veränderung. Vor etwa 10 Jahren mußten Möglichkeiten gefunden werden, um Prüfpunktabstände kleiner als 100 mil in SMT-Technologie kontaktieren zu können. Es wurden damals einerseits Adaptierungssysteme entwickelt, andererseits wurde versucht, die Testgeräte den höheren Prüfpunktdichten anzupassen. Das letztere stellte sich als sehr schwierig heraus, da es eine Miniaturisierung der universellen Kontaktmechanik bei gleichzeitig ansteigender Anforderung an die Größe der Testfläche bedeutete. Diese an sich konträr laufenden Forderungen des Marktes ließen sich damals nicht in technisch und finanziell sinnvolle Testmaschinen umsetzen.

hmp Leiterplattenworkshop in Donaueschingen

Der Berliner Leiterplattenhersteller hmp HEIDEN- HAINMICROPRINT veranstaltete im März 1997 einen Leiterplatten-Workshop, zu dem Kunden und Interessenten des Verkaufsgebietes Süd eingeladen waren. Erfreuliche Resonanz: Der Einladung zur eintägigen Konferenz ins baden-württembergische Donaueschingen folgten 33 Damen und Herren aus 20 Unternehmen, von denen 12 derzeit zum hmp-Kundenkreis zählen.
Die Schaffung von langfristigen, stabilen Beziehungen und das Erlangen von Zufriedenheit und Vertrauen seiner Kunden gehören zu den ausdrücklich formulierten Untemehmenszielen des Berliner Betriebes. Jeder Mitarbeiter, der seine Visitenkarte überreicht, gibt dem Geschäftspartner dieses Versprechen schriftlich, denn es ist rückwärtig auf der Karte aufgedruckt.

ENTEK Plus-Seminar der Enthone-OMI (Deutschland) GmbH am 18. März 1997 in Stuttgart

Wie in manch anderen Technologiefeldern der Leiterplattenfertigung, so kommt auch auf dem Gebiet der Kupferbeschichtung zum Er- halt der Lötfähigkeit in Deutschland eine Entwicklung voran, die sich in anderen Leiterplatten-Regionen der Welt schon lange vollzogen hat; der zunehmende Ersatz der Heißluftverzinnung (Hot Air Solder Leveling HASL) durch organische Schutzschichten (Organic Solderability Preservative OSP). So werden in Japan z.B. bereits über die Hälfte aller Boards in Kupfertechnik hergestellt und auch in den USA werden schon mehr als 20 % der Platten mit einer organischen Schutzschicht versehen.
Eines der bekanntesten auf dem Markt befindlichen OSP-Produkte ist ENTEK Plus der amerikanischen Firma Enthone-OMI. Um die Vorteile dieser Schutzschicht gegenüber HASL-Schichten, aber auch gegenüber OSP- Produkten des Wettbewerbs, herauszustellen und ihren verstärkten Einsatz in der Leiterplattenindustrie zu pushen, hatte die deutsche Vertretung der Firma zu einem Seminar mit dem Thema „Mehrfach lötbare Schutzschichten als HASL-Ersatz” in das Atrium-Kongreßcenter des Stuttgarter Flughafens eingeladen. Die Teilnahme von ca. 70 Bereits- und Noch- nicht-Anwendern, zeigte das rege Interesse, das die Branche dieser Thematik in Deutschland entgegenbringt.

Ruwel-Gruppejetzt Nummer 1in Europa

Monatelang schossen die Gerüchte wie Pilze aus dem Boden. Seit den beiden Aufsehen erregenden Unternehmensakquisitionen der Ruwel-Gruppe im vergangenen Jahr und der Ankündigung, man wolle in Europa die Marktführerschaft übernehmen, beherrschten wilde Spekulationen die Diskussion in der Leiterplattenbranche, was wohl der nächste Coup des traditionsreichsten deutschen Leiterplattenherstellers sein würde. Jetzt Ist die „Katze aus dem Sack”: Mit Wirkung zum 1. April übernahm Ruwel - wir berichteten bereits kurz darüber in unserer April-Ausgabe - die Sorry-Leiterplattenfertigung im französischen Bayonne.
Im vergangenen Jahr erwirtschaftete die Ruwel- Gruppe einen Umsatz von insgesamt 210 Mio. DM. Das Werk in Bayonne setzte 1996 etwa 110 Mio. DM um. Gemeinsam will man 1997 mehr als 350 Mio. DM an Leiterplatten absetzen. Mit dieser neuerlichen Übernahme hat Ruwel sein 1996 verkündetes Ziel erreicht: man ist die neue Nummer 1 in der europäischen Leiterplattenindustrie.

Bericht über die IPC Expo ‘97 in San Jose/USA

Von 11. bis 13. März 1997 fand in diesem Jahr zum vierten Male die IPC Expo statt. Nach Boston und San Diego ist San Jose in Kalifornien zum zweiten Mal als Veranstaltungsort ausgewählt worden. Die Zahl der Aussteller hat sich auch in diesem Jahr deutlich erhöht. Die Anzahl der Seminar-, Workshop- und Tutorialbesucher stieg um mehr als 50%. Beim Präsident Meeting war die Stimmung ebenfalls sehr positiv: es wird ein hohes Wachstum, besonders bei HDI (High Density Interconnect = Feinleiterschaltungen mit Mikrolöchern) Leiterplatten erwartet.
Der gesellschaftliche Teil der/PC Expo ‘97 begann auch in diesem Jahr mit Golfveranstaltungen in der Nähe von San Jose. Viele Messebesucher und Aussteller haben diese Gelegenheit genutzt, sich mit Kollegen und Mitwettbewerbern in der Leiterplattenszene zu treffen. Erfreulich, daß Wettbewerber auf dem Leiterplattensektor gute Partner beim Golfspiel sein können. In diesem Jahr waren die Wetterbedingungen hervorragend, was auch von der Situation auf dem amerikanischen Leiterplattenmarkt behauptet wird.

1 Einleitung


In diesem Beitrag werden nichtelektrische Inspektionsverfahren und deren sinnvolle Einbindung in die Prozeßkette einer Flachbaugruppenfertigung betrachtet. Der Vergleich verschiedener Inspektionssysteme basiert auf aktuellen Angaben in den technischen Spezifikationen und umfaßt die wesentlichen Kriterien, Fähigkeit zur Fehlererkennung, Inspektionsgeschwindigkeit und Zuverlässigkeit.
Die Aussagen sind allgemein dem Fertigungsprozeß von Flachbaugruppen zuzuordnen. Ausgehend von den Integrationsmöglichkeiten die innerhalb einer Flachbaugruppenfertigung bestehen, werden Inspektionssysteme für den Lotpastenauftrag und die Lötstelleninspektion betrachtet. Wegen des erreichten Entwicklungsstandes werden Inspektionssysteme für die ausschließliche SMD- bzw. bedrahtete BE-Bestückunq nicht berücksichtigt.

Einleitung


Edelmetallschichten auf Leiterplatten sind
seit eh und je ein umstrittenes bzw. kontrovers diskutiertes Thema.
Wurde in früheren Jahren - wohlgemerkt bei entsprechend niedrigem Edelmetallpreis - das Gold teilweise in Schichten von 1-2 pm als Ätzresist eingesetzt, so wurde später ein totales Verschwinden von der Leiterplattenoberfläche - sei es auf Grund von indirekter Steckung oder der Lötproblematik und vor allem des Wirtschaftlichkeitsfaktors-prognostiziert.
Mit fortschreitender Entwicklung der COB- Technik gewinnt nun die Goldoberfläche als funktionelle Schicht auf der Leiterplatte wie- der an Bedeutung (Abb. 1).

Einführung

Hochentwickelte Basismaterialien spielen ei- ne zunehmend wichtigere Rolle bei der Herstellung von dünneren, kleineren Verbindungsträgern und somit auch schnelleren Verbindungen. In der Tat ermöglichen diese neuen Materialien erst die Miniaturisierung im größeren Maße. Durch die Entwicklungen auf diesem Gebiet bietet sich ein neues Maß an Flexibilität bezüglich Eigenschaften wie Dielektrizitätskonstante (Dk), Verlustfaktor (Df), thermischer Widerstandsfähigkeit, verbesserter Dimensionsstabilität, extrem dünner Dielektrika und sehr kleiner Lochgeometrien. Darüber hinaus ergibt sich damit die Grundlage zur Herstellung von Verbindungen sehr hoher Packungsdichte.
Die Kosten sind nach wie vor der Schlüssel bei der Basismaterialauswahl. FR4-Laminate bieten immer noch die kostengünstigste Lösung für viele Anwendungen. Komplexere Designs hingegen erfordern den Einsatz von Materialien wie BT/Epoxid, fortgeschrittenen Epoxidsystemen und Cyanatestern. Diese Systeme haben höhere Tg-Werte, was eine ver- besserte Widerstandsfähigkeit gegen Wärmeeinwirkung mit sich bringt und in einigen Fällen niedrigere Werte für Dk und Df. Dies führt zu verbesserten elektrischen Eigenschaften im Vergleich zu FR4 vor allem bei Anwendungen mit hoher Signalgeschwindigkeit. Jedoch, je weiter man sich von der FR4-Technologie entfernt, desto höher werden auch die Kosten.