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Umweltschutz bewegt die Politik und als Auswirkung dessen auch die Wirtschaft seit Jahren. Erhebliche Kosten sind mit der Reparatur und der möglichst weitgehenden Bewahrung der natürlichen Umwelt verbunden. Frühzeitig hat man Industrie und Gewerbe als die Umweltsünder abgestempelt und damit, z. B. in Deutschland, eine Welle der Technikfeindlichkeit hervorgerufen. Der Mangel an Ingenieuren und technischen Fachkräften ist teilweise auf diese Entwicklung zurückzuführen und hat stattdessen eine Vielzahl arbeitsloser Sozialhelfer und Pädagogen hervorgebracht.

Die zum April 1999 eingeführte Ökologische Steuerreform zeigt erste positive Auswirkungen auf die Umwelt - und das, obwohl sie erst seit knapp drei Jahren eingeführt ist und man insbesondere langfristig positive Auswirkungen erwartet. Gerade im Verkehrssektor sind die Folgen der Ökologischen Steuerreform feststellbar. Auch mehrere Studien prognostizieren positive Effekte auf die Umwelt und den Arbeitsmarkt.

In weiter zurückliegender Vergangenheit, als das Umweltbewusstsein noch kaum ausgeprägt war, sind auch Abwässer aus metallverarbeitenden Betrieben legal in die Vorfluter eingeleitet worden - zum Teil z. B. mit erheblichen Metallfrachten. Es .scheint gelegentlich, dass solche Umweltsünden spurlos von der Zeit zugedeckt wurden. Es ist jedoch bekannt, dass im Sediment von Flüssen und Seen derartige Schadstoffe z. T. gebunden abgelagert sind, jedoch hei Veränderung der Gewässerbedingungen wie pH-Wert, Temperatur oder ggf. auch nur der Strömung wieder mobilisiert werden können. WelcheGefahrenbergenderartigetemporärimmobileAblagerungenfürdieGewä.s.ser? Der nachstehende Kurzbericht aus der Zeitschrift „ Umweh“ berichtet über ein verbessertes Bewertungskonzept für derartige Auswirkungen chemischer Stoffe mit dem Ziel, potenzielle Umweltgefahren frühzeitig zu erkennen und gefährliche Auswirkungen verhindern zu können. Für den Oberflächentechniker scheint die Thematik zunächst wenig relevant da er in aller Regel zu den Indirekteinleitern zählt.

Insgesamt 598.000 t gebrauchte Kunststoffverpackungen aus den Sammlungen des Dualen Systems hat die Deutsche Gesellschaft für Kunststoff-Recycling mbH (DKR) im Jahr 2001 einer Verwertung zugeführt. Darin enthalten sind 8.000 t Vorjahresmengen. Erstmals stieg dabei der Anteil des werkstofflichen Recyclings auf über 50 %. Das heißt, die Kunststoffverpackungen wurden häufiger zu neuen Produkten verarbeitet (306.000 t) als rohstofflich in der Stahlproduktion und Methanolerzeugung ver- wertet (298.000 t). Der Trend des Jahres 2001 ist Folge unserer Bemühungen, die ökoeffizientesten Verfahren zu fördern, so DKR-Geschäftsführer Dr. Volker Gibs. Wir überprüfen kontinuierlich die eingesetzten Verfahren auf ihre Ökoeffizienz und vergleichen die werkstofflichen und rohstofflichen Verwendungsoptionen. Zurzeit liegen hier werkstoffliche Verfahren vorn.

Biologie und mit toxischen Schwermetallen verbundene Oberflächentcchnik scheinen sich konträr gegenüberzustehen. Die Forderungen des Umweltschutzes lehren uns, dass gerade die in der Oberflächentechnik vielfach angewandten Metalle Kupfer, Nickel, Cadmium, Chrom u. a. organische Prozesse stark beeinträchtigen können und deshalb mit hohem Aufwand aus den Abwässern bis auf Spuren entfernt werden müssen. Die Galvaniker kennen die Problematik zur Genüge.

Dennoch hat es nicht an Versuchen gefehlt, Biologie und Anorganik in Verbindung zu bringen und daraus - auch für die Oberflächentechnik - Nutzen zu ziehen. Bis heute sind die meist versuchsweisen Ansätze noch recht spärlich, sie zeigen jedoch, dass hier noch ein großes Entwicklungs-Potential liegt, das möglicherweise durch völlig neue Aspekte die Verfahrens- und Anlagentechnik beeinflussen könnte. Die nachfolgenden beispielhaften Ausführungen sollten Anstoß geben, sich gegenüber diesbezüglich neuen Möglichkeiten mehr zu öffnen und gelegentlich in der Literatur zitierten Neuendeckungen prüfend nachzugehen.

1 Einleitung

Bei der Herstellung von Leiterplatten spielt die galvanische Verkupferung zur Verstärkung der Leiterbahnen eine wesentliche Rolle. Diese Elektro- lyte enthalten neben den anorganischen Salzen wie Kupfersulfat auch organische Hilfsstoffe um eine hochwertige Metalloberfläche abzuscheiden. Wäh- rend der Verkupferung entstehen im Elektrolyten durch die elektrochemische Oxidation und Reduk- tion eine Vielzahl von organischen Substanzen, die teilweise erhebliche Nebenwirkungen zeigen. Diese Nebenwirkungen führen dazu, dass die Leistungs- fähigkeit der Elektrolyte nachlässt und die Gefahr der Entstehung von Beschichtungsfehiem steigt. Im Rahmen der steigenden Qualitätsanforderungen muss hier gehandelt werden.//

1 Introduction

Electrochemical copper plating plays an important role in the production of printed circuit boards, as the thickness of the lines is built by this process. These baths contain beneath the inorganic ingredi- ents Copper sulphate and also organic compounds. The organic compounds are responsible for a high grade surface resulting from the plating process.

During plating a lot of new organic substances (by-products) are formed by electrochemical oxi- dation and reduction of the organic compounds of the bath. These new substances have a different, and mostly negative influence on the quality of the plated surface. As soon as the performance of the bath decreases the rejects ratio increases. Due to continuous increasing quality demands the quality of the plating bath has to be improved.

In der Vergangenheit, als die Virtualität noch nicht von der Menschheit Besitz ergriffen hatte, gab es sportliche Naturen, deren höchstes Glück darin bestand, einen möglichst hohen Gipfel zu erklimmen. Ein Gipfelkreuz dokumentierte die ruhmreiche Tat. Mittlerweile sind die meisten irdischen Gipfel bezwungen, selbst die höchsten im Himalaja. Auch sind schweißtreibende Betätigungen nicht mehr gefragt, die virtuelle Welt der Computer-Tastaturen beherrscht das Interesse. Statt dessen erfand man neue Arten menschgemachter Gipfel, die es zu erstürmen gilt: Weltwirtschafts-Gipfel - ein Gipfel bei dem das Gipfelkreuz mehr pekuniärer Art ist. Zwar gehört nicht mehr der durch Muskelarbeit hervorgerufene Schweiß zum Weg, aber das Ergebnis verspricht zumindest für einen Teil der Menschheit einen messbaren Erfolg. Der Welt-Kindergipfel, bei dem endlich auch die Anliegen der Minderjährigen ernst genommen werden sollen, wird zwar nicht überall messbare Auswirkungen zeitigen - aber es gab ja auch früher schon Sportsnaturen, die sich mit der Bezwingung kleinerer Erhebungen zufrieden gaben.

Die RF-Kommunikation wird seit zwei Jahren als die nächste bahnbrechende Anwendung der Mikrosystemtechnik gehandelt. Eine Studie von Wicht Technologie Consulting (Autoren: Jeremie Bouchaud, Dr. Henning Wicht) untersucht RF-MEMS auf ihr Marktpotenzial und vergleicht sie mit konventionellen Techniken. Technische und wirtschaftliche Anforderungen, Stückzahlen, kritische Faktoren und die Marktentwicklung für RF-MEMS werden in der Untersuchung detailliert vorgestellt.

RF-MEMS –Radiofrequency Micro-Electro-Mechanical Systems - sind mikrosystemtechnische Komponenten für den Hochfrequenz- und Mikrowellen- bereich. Produkte sind Mikroinduktivitäten, Schalter variable Kapazitäten, Schwingkreise, Mikroantennen und Wellenleiter. Sie werden mit konventionellen Herstellungsverfahren der Mikrosystemtechnik auf Silizium, Silizium-Germanium oder Glas produziert.

Mit Kunststoffen lassen sich aufgrund der heute realisierbaren hohen Strukturauflösung bei ab- und umformenden Fertigungstechnologien wie dem Mikrospritzgießen oder Heißprägen mikrostrukturierte Bauelemente wirtschaftlich herstellen. Dies erfordert allerdings die Herstellung von Werkzeugen aus verschleißfesten Konstruktionswerkstoffen, die mit derzeit angewandten Fertigungsverfahren nur unter erheblichen Schwierigkeiten gefertigt werden können, Berliner Forscher um Rolf Schuster und Gerhard Ertl [1] haben ein vielversprechendes, elektrochemisches Verfahren entwickelt, das zukünftig wesentlich zur Entspannung der Fertigungsprobleme beitragen kann. Im Rahmen einer Kooperation wurde auf der Grundlage dieses Verfahrens am Institut für Zeitmesstechnik, Fein- und Mikrotechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft (IZFM), zukünftig Hahn-Schickard-Institut

für Mikroaufbautechnik (HSG-IMAT) der Demonstrator einer Anlage aufgebaut, mit deren Hilfe wichtige Erkenntnisse zum Aufbau industriell nutzbarer Anlagen gewonnen werden sollen.

Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Mikrostrukturtechnik des Forschungszentrums Karlsruhe und der silicet AG, Lohfelden

Betriebsmittel bei der UV-Lithographie und der Mikrogalvanoformung

Die Fertigung zusammenhängender oder vereinzelter mikrostrukturierter Bauteile aus Metall mit minimalen lateralen Abmessungen im tim-Bereich bzw. mit Aspektverhältnissen (Verhältnis Höhe zu Breite), die je nach Herstellungsmethode von ca. 1 bis 20 reichen, kann heute bekanntlich auf verschiedenen Wegen realisiert werden. Neben der Fertigung über den Weg des LIGA-Verfahrens [1-3], welches die Strukturierung eines Resists (z.B. PMMA) mittels Röntgentiefenlithographie und die galvanischer Metallabscheidung beinhaltet, kann die Erzeugung der Mikrostruktur aus Metall auch über die Verfahrenskombination aus UV-Lithographie und Mikrogalvanoformung erfolgen.

ln jüngster Zeit hat ein Fall aus den berühmten Bell Laboratories in den USA Aufsehen erregt, wo es zumindest um Schluderei, wenn nicht gar um Manipulation von Messdaten geht. Dazu folgen einige Überlegungen: So wie es statistisch in der Gesamtbevölkerung Leute gibt, die die Verkehrsregeln missachten, so wird es auch unter Wissenschaftlern, auch unter Physikern, einen Anteil von solchen geben, die sich Fehlverhalten. Das ist die Ansicht von Prof. S. Großmann, Uni Marburg, einem der drei Ombudsleute der DFG. Wegen der Klarheit

der Ergebnisse und der Kontrolle durch die Community, hält er die Entdeckungswahrscheinlichkeit in der Physik allerdings für sehr hoch. Die wirklich interessanten Ergebnisse werden sofort nachvollzogen. Und die, die - weil uninteressant - nicht nachvollzogen werden, sind aufs Ganze gesehen nicht so wichtig. Die Selbstheilungskräfte und die Selbstbeobachtung scheinen in der Physik ganz gut zu funktionieren. Großmann gab ein Interview in der Zeitschrift Physik Journal (Band 1 (2002), Nr. 7/8) und kommentierte den Fall des Nano-Forschers Jan Hendrik Schön von den Bell Labs, der u.a. über unterschiedliche Experimente identische Messkurven publizierte. Für charakteristisch hält Großmann, dass die Kontrollmecha- nismen der Fachzeitschriften nicht funktioniert haben. Die Flut der Veröffentlichungen bewirkt, dass die Referees die Manuskripte nur mit begrenztem Aufwand betrachten können. Doppelungen bemerken sie selten, wenn sie nicht zufällig beide Arbeiten zu begutachten hatten. Das Peer Review-System ist über- lastet. die Gutachter sind überfordert.

Bericht über eine Veranstaltung

Die Firma iplas Innovative Plasma Systems GmbH hat im März 2002 ihren neuen Firmensitz in Troisdorf bezogen. Zur offiziellen Einweihung fand am 9. Juli 2002 das erste Cyrannus  Symposium statt. Gleichzeitig wurde auch der fünfte Jahrestag des Bestehens des Unternehmens gefeiert.

Die Veranstaltung war mit ca. 100 Teilnehmern gut besucht. Geschäftspartner, Interessenten und Freunde waren aus Nah und Fern gekommen, nicht nur um zu feiern, sondern vor allem auch mit der Absicht, sich über das Potenzial der von iplas entwickelten Cyrannus®-Technologie zu näher zu informieren.

Im Anschluss an die Eröffnung der Veranstaltung durch Frau Dr. Hildegard Sung-Spitzl (iplas GmbH, Troisdorf) und die Begrüßung durch den Bürger- meister von Troisdorf, Manfred Uedelhoven, auf dessen Gebiet das Unternehmen nun angesiedelt ist, analysierte Prof Dr. Conrads in seinem Festvortrag das Wirtschaftliche Potenzial der Plasmatechnologie.

Bericht über den 3. Wörlitzer Workshop Funktionelle Schichten

Die Europäische Forschungsgesellschaft Dünne Schichten e.V. (EFDS) (http://www.fds.tz-dd.de) stellt sich die Aufgabe, die enge Zusammenarbeit von Unternehmen und Institutionen in Materialentwicklung, Anlagenbau, Lohnbehandlung und Oberflächencharakterisierung zu fördern, um die industrielle Nutzung neuer Oberflächen- und Schichttechnologien, insbesondere in der Vakuum- und Plasmatechnik voranzubringen. Das geschieht direkt über ein der EFDS angeschlossenes Transferzentrum Oberflächen- und Schichttechnologien sowie indirekt über eine Reihe einschlägiger wissenschaftlicher Veranstaltungen.

In Wörlitz/Sachsen-Anhalt, mitten im geschichts- trächtigen Großraum Dessau-Wittenberg-Bitterfeld, einer der 25 deutschen Regionen der Zukunft fand am 14. und 15. Mai 2002 der 3. Wörlitzer Workshop Funktionelle Schichten statt. Das Hotel Zum Stein bot gute Bedingungen für die etwa 60 Teilnehmer aus Industrie, Forschung und Lehre, sowohl während der Vorträge als auch für das networking nebenher. Nach Begrüßung und Eröffnung durch den Geschäftsführer der EFDS, Prof. Blau, begann die Vortragsreihe des ersten Veranstaltungstages.

1 Einleitung

Das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) stellt heute ein etabliertes Verfahren der thermischen Spritztechnik dar. Insbesondere bei der Erstellung von Cermetschichten (u. a, WC/Co und Cr2C2/NiCr) im Bereich des Verschleißschutzes kommt dieses Verfahren zum Einsatz. Allgemein eignet sich der HVOF-Prozess für das Verarbeiten metallischer Spritzzusatzwerkstoffe wobei hohe Partikelgeschwindigkeiten und moderate Prozesstemperaturen gute Voraussetzungen für hochhaft- feste Schichten liefern, deren Werkstoff nur geringfügig thermisch beeinflusst und aufoxidiert wird.

Dies gilt vor allem für HVOF-Brenner der neuesten Generation, die mit Flüssigbrennstoffen bei hohen Brennkammerdrücken betrieben werden und über eine radiale Pulverinjektion in den bereits expandierenden, abkühlenden Flammstrahl verfügen. Die thermische und die kinetische Energie der Spritzpartikel bestimmen die Qualität der aufgespritzten Schicht. Der Einfluss der wesentlichen Systemgrößen auf den Partikelzustand, die nach Parametern des Prozesses und der Partikel unterteilt sind, wird aus Abbildung 1, die sich an ein Ishikawa-Diagramm anlehnt, ersichtlich.

Viele Menschen in unserem abendländischen Kulturkreis leben heute besser und sicherer, als dies in vergangenen Jahrhunderten der Fall war. Das statistisch erfasste Privatvermögen vermehrt sich von Jahr zu Jahr, und das nicht nur bei den Reichen. Wir können ein einigermaßen sicheres Leben führen, denn die Wahrscheinlichkeit, einem Verbrechen oder Terroranschlag zum Opfer zu fallen, ist trotz zunehmender Kriminalität und der international angespannten Sicherheitslage noch immer sehr gering. Die größte Gefahr für Leben oder Gesundheit geht noch immer von uns selbst aus, von unserer oft ungesunden Lebensweise, extremen Sportarten oder Abenteuerurlauben in fernen, unsicheren Regionen unserer Erde.

Seit kurzem weitet der Produktbereich Mischtechnik der Thyssen Henschel Industrietechnik GmbH, Kassel, sein Leistungsspektrum bei Anlagen zum Aufbereiten von Pulverlacken erheblich aus und präsentierte dieses umfassende Portfolio bei der Powder Coating Europe 2002 (15. bis 17. Januar 2002 in Nürnberg). Das Unter- nehmen liefert nun auch für diese Mischaufgabe Komplettanlagen, die von den Silos und der Kleinkomponenten-Zugabe bis zum nach geschalteten Compoundierextruder reichen und die sich entsprechend den Anforderungen des Kunden bis zum vollautomatischen Betrieb ausbauen lassen. Dabei ist die Thyssen Henschel Mischtechnik weltweit der einzige Anbieter, der solche Anlagen mit seinen eigenen Mischern ausstatten kann.

Bericht zu den DFO-Technologie-Tagen am 19. und 20. März in Münster

 -Fortsetzung aus Heft 8/2002-

Am zweiten Tag der DFO-Technologie-Tage wurden im Themenblock Korrosionsschutz-Prüfung sieben Beiträge präsentiert. Eröffnet wurde die Diskussion mit dem Referat von Prof. Busse über die zerstörungsfreie Prüfung von Schichten.