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Beschichtungen unterliegen im Allgemeinen stets Anforderungen nach möglichst langer Lebensdauer unter den verschiedenen Belastungen des Alltags. Dies gilt ganz besonders unter Belastungen wie Reibung oder Korrosion, denen metallische oder keramische Schichten über teilweise sehr lange Zeit- räume widerstehen können. Allerdings hängen die erreichbaren Beständigkeitsdauern in der Regel von vielen Faktoren ab; zudem erfolgt die Auflösung der Beschichtung meist lokal sehr unterschiedlich. Vollkommen anders sind die Eigenschaften der neuen Beschichtung Spacecoat, die auf der DGO- Jahresversammlung (Bericht auf den Seiten 2980 bis 2992 in diesem Heft) von Helga Kollmann, Geschäftsführerin der österreichischen Firma Platingtech, vorgestellt wurde. Bei Spacecoat handelt es sich um eine so genannte Montageschicht, die für einen definierten Abstand zwischen dem beschich- teten Bauteil und einem angrenzenden weiteren Bauteil sorgen muss. Daraus ergibt sich die erste Forderung nach einer möglichst präzisen und eng tolerierten Schichtdicke – im Fall der derzeitigen Anwendung bei Zahnrädern für Motoren sind dies Dicken zwischen 20 und 80 ?m bei Abweichun- gen unter 5 ?m. Die Hauptaufgabe der Beschichtung ist allerdings ihr definierter Zerfall beim ersten Einsatz, und zwar in einem Zeitraum von 60 bis 80 Sekunden. Die Schicht wird durch Zerrüttung in Kleinstpartikel unter 10 ?m zerlegt und hinterlässt dann den über die Schichtdicke eingestellten Abstand zwischen den fixierten Bauteilen.

1 Grenzwerteallgemein

Eine Vielzahl von Emissionen können die Umwelt und insbesondere auch die menschliche Gesundheit negativ beeinflussen. Deshalb unterliegen sie Ein- schränkungen, die in Form von Grenzwerten über Verordnungen und Gesetze festgelegt sind. Den Oberflächentechniker betreffen z. B. insbesondere Grenzwerte im Abwasserbereich, im Hinblick auf die Emission organischer Lösemittel beim Lackie- ren oder Reinigen, aber auch von Stickoxiden beim Beizen – dem so genannten Brennen – auch im Abluftbereich.

Man muss dabei zwischen den Wirkungen ver- schiedener Stoffe unterscheiden: Es gibt solche, die essenziell wirken. Fehlen diese, so treten gesundheitliche Mangelerscheinungen ein, über- schreiten sie die zuträgliche Menge erheblich, so treten Vergiftungssymptome auf (Abb. 1). Dabei ist die Toleranzbreite des menschlichen Organis- mus in aller Regel so beschaffen, dass bis zu einer beachtlichen Überdosierung der Überschuss auf natürlichem Wege ausgeschieden wird und sich erst bei dauernder und erheblicher Überschreitung Schäden abzeichnen. Viele Metalle rechnen z. B. zu

den essenziellen wie Kupfer, Zink etc. und sind in vielen Nahrungsmitteln enthalten [1] (Tab. 1 bis 3). Dagegen gibt es jedoch auch Stoffe, die direkt als Gift im Körper wirken, weil sie natürliche Prozesse verhindern oder verändern. Zum Beispiel wirkt Cyanid durch Blockierung des Sauerstoffhaus- halts stark toxisch und bewirkt eine Art innerer Erstickung. Gelegentlich werden jedoch auch neue Zusammenhänge entdeckt, die zunächst als direkte Gifte betrachtete Stoffe in den Bereich der essenzi- ellen rücken.

Neue Techniken, Elektronik und Forschung haben zu einer wachsenden Wissens-Inflation geführt. Die modernen Kommunikationsmittel sorgen für die rapide Verbreitung der Resultate sowohl als papierne Exponate wie zunehmend über Internet. Dabei ist es für den Nutzer immer schwieriger, zwischen Original und Plagiat zu unterscheiden. Vieles wird von einander – z. T. sogar verfälscht – abgeschrie- ben, erscheint unter neuer Überschrift und täuscht neue Erkenntnisse vor. Umfragen z. B. in den USA haben ergeben, dass es die Autoren teilweise mit der Richtigkeit nicht immer so genau nehmen, wenn es denn zu einem höheren Honorar führt.

Wie soll sich der Nutzer richtig informieren? Das Wissen ist inzwischen so enorm angewachsen, dass es elektronischer Suchmaschinen bedarf, um zu einem bestimmten Begriff alle Informationen zu erhalten, über deren Wichtigkeit und Richtigkeit der Nutzer dann zeitintensiv selbst befinden muss. Aber wonach fragt man? Schon die Begriffsbestimmung bereitet Schwierigkeiten, weil Autor und Nutzer den gleichen Begriff anders definieren. So findet man z. B. unter dem den Galvaniseuren vertrauten Begriff Exposition im Lexikon die Definition Vorbereitung auf ein Drama.

In manchen Bereichen werden Berichte, die älter als 10 Jahre sind, dem Reißwolf preisgegeben – Ver- nichtung wertvoller und teuer erkaufter Erfahrungsdaten – aber wer weiß denn noch – außer dem Autor – was archiviert wurde und wonach zu suchen ist? So nutzt die Archivierung auch nur begrenzt, und es ist fast ein Zufall, auf die richtige Information zu stoßen.

Im August 2003 erteilte die FDA die Zulassung für den Verkauf des iBOT-Rollstuhls, bei dem entschei- dende Neuerungen aus der Integration von Mikro- systemtechnik(MEMS)-Komponenten resultieren.

Das Independence iBOT 3000 Mobility System, das von Johnson & Johnson Independence Technology vertrieben wird, soll in der nächsten Zeit an Kliniken in den gesam- ten USA ausgeliefert werden. Eine weitere Verbreitung ist nach Aussagen der Vertriebsfirma vorgesehen.

Der iBOT enthält eine MEMS-gestützte Stabilisierungs- technik (siehe weiter unten), die von Dean Kamen erfun- den wurde. Kamens Firma DEKA Research & Develop- ment Corp. aus New Hampshire erteilte die Lizenz über die iBOT Technik an Independence Technology.

Der Rollstuhl kostet 30 000 US-Dollar, dafür ist er mit modernster Antriebs- und Akkutechnik und mit einem Balance-Sensor-System auf der Basis verschiedener Trägheitssensoren ausgerüstet. Mit Hilfe der Kombi- nation aus Antrieb und Balance-Sensor-System kann der Rollstuhl Treppen steigen, kommt auf unebenem Gelände zurecht und kann den Fahrer auf die Höhe einer stehenden Person o. ä. heben, wobei er stabil auf zwei Rädern balanciert.

Einleitung

Geht man von der Annahme aus, dass zukünf- tige Mikrosysteme hochbelastbare, hochpräzise Komponenten enthalten sollen, die beispielsweise folgende Funktionen erfüllen müssen:

– Übertragung von Kräften und Momenten sowohl innerhalb des Systems als auch vom Mikrosys- tem zur Peripherie,

– besonders hohe thermische und chemische Beständigkeit sowie geringen Abrasionsverschleiß,

– Sensor- oder Aktoreigenschaften, d. h. Aufneh- men oder Aufbringen von mechanischen Größen wie Druck oder Kraft,

dann ergeben sich hieraus eine Reihe von Anforde- rungen an Material- und Bauteileigenschaften, die weder die Siliziumtechnologie noch die Kunststoff- oder Galvanoabformung erfüllen können. Dies bedeutet von der Materialseite her die Notwendig- keit, möglichst die gesamte Palette der im Makro- bereich eingesetzten und bekannten Materialien – Metalle, Keramiken und Kunststoffe – auch für die Mikrotechnik nutzbar zu machen. Die Haupt- einsatzgebiete keramischer Mikrokomponenten liegen hierbei in den Bereichen der Mikrooptik (z. B. mikrooptische Bänke), wo Materialien mit niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten benötigt werden, auf den Gebieten der Sensorik und Aktorik, wo Mikrokomponenten aus speziellen Funktionswerkstoffen (Ferroelektrika, Piezoelek- trika) zum Einsatz kommen, sowie im Bereich mikromechanischer Funktionsteile.

Bei der Commercialisation of Micro and Nano Systems Conference (COMS) 2003 trug u.a. J. M Wilkinson zu den Trends in der Mikrosystemtechnik/MEMS unter dem Titel MEMS – The next six Killer Applications vor. Der martialisch klingende Begriff Killer Application soll so verstanden werden: ein Produkt, das die bestehenden Marktbedürfnisse wesentlich besser erfüllt als existierende Produkte oder das ein ganz neues Marktsegment eröffnet, wo es bisher keine Möglichkeit gab, bestehende Bedürfnisse zu befriedigen. Biochips wurden bisher in diese Kategorie von Produkten eingereiht und entsprechend angekündigt. Nach der Analyse von Wilkinson sind sie in der Vergangenheit dieser Rolle allerdings nicht gerecht geworden. In der Praxis hat sich der Markt wesentlich langsamer entwickelt als erwartet (wenn man von den Blut- zucker-Teststäbchen absieht, die man allerdings nicht als MEMS-Produkt bezeichnen kann). Im Fall der Blutanalyse stammt das wesentliche MEMS-Produkt von der Firma i-STAT (www.i-STAT.com), und von diesem System wurden bisher für ca. 66 Mio. US$ Geräte verkauft; bei einem Zuwachs um 5 % pro Jahr kann man kaum von einem Killer-Produkt sprechen. Als Gründe für dieses schwache Wachstum werden u.a. der geringe Kostenvorteil im Vergleich zu bestehenden klinisch-chemischen Methoden genannt, wobei der Einarbeitungsaufwand beträchtlich und der Vorteil einer Messung beim Patienten (point-of-care tes- ting) gegenüber der klinischen Laboranalytik bisher nicht ausreichend klar geworden ist. Auch der Markt für Biochips zur DNA-Analyse hat nach 10 Jahren erst einen Umfang von ca. 500 Mio. US$ (davon 190 Mio. für MEMS-Produkte), obwohl einige hundert Mio. Dollar an Risikokapital investiert worden sind. Die lange Verzögerung liegt u.a. daran, dass die Kunden schlüsselfertige Lösungen für die Analyse haben wollen und nicht nur einen Diagnose-Chip. Die erfolgreichen Firmen entwickeln mittlerweile spezielle Reagenzien, kundenspezifische Biochips, automatisierte Handhabungssysteme, Messinstrumente und Aus- wertesoftware. Die hohen Kapitalkosten hierfür stehen einer Killer-Anwendung natürlich im Weg.

Die Displays der Zukunft sind hauchdünn, flexibel und verbrauchen nur wenig Energie. Sie basieren auf selbstleuchtenden organischen Materialien (OLEDs) und sind vielseitig einsetzbar, insbesondere in leis- tungskritischen Anwendungen für den mobilen Einsatz. Zu den größten Nachfragern zählen die Automobil-, Elektro- und Investitionsgüterindustrie. Derzeit mangelt es allerdings noch an wirtschaftlich konkurrenz- fähigen Fertigungsverfahren und -anlagen zur OLED-Produktion. Diese Lücke könnte ein neuartiges, vertikales In-Line Herstellungskonzept schließen, welches das Fraunhofer Institut für Photonische Mikro- systeme betreibt und testet. Erste Ergebnisse sind vielversprechend.

Einleitung

Flexible Displays auf der Basis von Flüssig- kristallen (LCD), anor- ganischen (LED) oder organischen Emittern (OLED) stellen wegen der Empfindlichkeit ihrer aktiven Elemente gegen- über Wasserdampf und

Sauerstoff hohe Anforderungen an die Barriere- eigenschaften der Einkapselungsmaterialien. Wei- tere Leistungsparameter kommen hinzu, wie Sta- bilität gegenüber UV-Licht und anderen Umwelt- bedingungen oder eine hohe, farblose Transparenz. Ebenso wichtig ist die Stabilität gegenüber den Bedingungen bei der Verarbeitung. Die geforderten Barriereeigenschaften gegenüber Wasserdampf und Sauerstoff sind stark abhängig vom jeweiligen Ein- satzfall (Abb. 1). Den für eine spätere Technologie für flexible Displays mit Abstand entscheidenden Faktor stellen jedoch die Barriereeigenschaften dar, da die Anforderungen um mehrere Zehnerpotenzen über den heute üblichen Leistungsmerkmalen der Polymertechnik liegen. Daher bildet diese Thema- tik den Schwerpunkt dieses Beitrages

Windenergie galt noch vor wenigen Jahren als zukunftsweisende alternative Energiequelle. Die Medien waren voll von euphorischen Berichten, auf dem Gebiet tätige Unternehmen die ungekrön- ten Könige am Börsenparkett in einer für Aktienbesitzer schlechten Zeit. Windenergie rechnet sich, wurde verkündet, sie wird unzählige Arbeitsplätze in Deutschland schaffen, unsere Abhängigkeit von zu importierender Energie verringern und die bei uns entwickelte und gefertigte Technologie wird ihren Siegeszug um die Welt antreten.

Nach Jahren der Euphorie ist nun kürzlich bei Gesprächen zwischen dem Umweltministerium und dem Wirtschaftsministerium über die zukünftige Energiepolitik eine zwar längst bekannte, aber bisher schamhaft verschwiegene Tatsache ans Licht gekommen: Alternative Energien, darunter vorrangig auch die Windenergie, werden seit Jahren mit Summen in Milliardenhöhe subventioniert! Werden diese Mittel aus Haushaltsgründen nun gekürzt oder gestrichen, rechnen sich die ganzen Wirtschaft- lichkeitsmodelle nicht mehr. Erschwerend kommt noch dazu, dass die Möglichkeiten der Errichtung von Windkraftanlagen an Land in Deutschland weitgehend ausgereizt sind. Ob Windkraftanlagen auf dem Meer den wirtschaftlichen Durchbruch bringen können und nicht nur wieder kurzfristig subven- tionierte Mehrbeschäftigung bringen, steht in den Sternen. Auch das erwartete internationale Geschäft ist leider nicht angesprungen. Windenergie ist somit weder technisch noch wirtschaftlich geeignet, die nach dem Wegfall der Kernkraft entstehende Energielücke auch nur ansatzweise zu schließen. Auch die Solartechnik wird dazu noch viele Jahre nicht in der Lage sein. Kohle und Erdgas bleiben somit langfristig als einzige Alternativen übrig, wenn man nicht plötzlich wieder die böse Kernkraft hoffähig machen will, aber auch deren Vorkommen sind endlich!

Einleitung

Stahl wird in den verschiedensten Feldern eingesetzt. Soweit er nicht aufgrund entsprechender Legie- rungsbestandteile korrosionsbeständig ist, wird er in der Regel auf verschiedenste Weise vor Korrosion geschützt. Nachteil all dieser Verfahren ist, dass der metallische Glanz, den der Werkstoff zeigen könnte, durch mechanische Bearbeitung, Korrosionsschutzschichten (Lacke, galvanische Überzüge, Fette etc.), Anlauffarben vom Schwei- ßen usw. nicht zum Tragen kommt. Zwar werden vereinzelt metallische Bauteile mit Klarlacken geschützt, doch weisen diese zumeist keinen Hochglanz auf. Lediglich von Messing ist breiter bekannt, dass poliertes Messing mit Klarlack gegen Oxidation/Korrosion geschützt wird und gleich- zeitig hohen Glanz zeigt.

In Anbetracht der Situation, dass Chromate aus Umweltschutzgründen immer mehr in der Ober- flächentechnik in den Hintergrund treten und hochwertige Chromüberzüge relativ teuer und aufwendig herzustellen sind, ist das Elektropolieren von Stahl eine sinnvolle Alternative. Es wird im Bereich der Stähle lediglich bei Edelstahl als ab- schließende Oberflächenbehandlung durchgeführt und ansonsten nur vereinzelt als vorbereitender Verfahrensschritt beim Aufbringen galvanischer Überzüge eingesetzt.

Entsprechend stellt das hier vorgestellte Verfahren eine neuartige Kombination von Verfahrensschrit- ten und damit ein neuartiges Verfahren zur Her- stellung von glänzenden Stahloberflächen dar, die durch Lack geschützt werden. Daraus resultiert, dass die so erhaltenen Bauteile und Werkstücke eine neuartige Güte aufweisen.

Geht bei einem Spaziergang in unberührter Natur einer hinter dem anderen und tritt jeder in die Fuß- stapfen seines Vordermanns, so hat dies seinen Grund: Wer so was tut hinterlässt selbst keine eigenen Spuren. Was in diesem Fall das richtige Verhalten ist, kann sich in der Wirtschaft oftmals als falsch erweisen. Viele Unternehmen begehen aber unbedachterweise diesen Fehler. Sie versuchen sich an anderen, oft dem Marktführer, zu orientieren und ahmen dessen Konzepte nach. Folge ist dann häufig ein Preis- und Kostenwettbewerb, dem manche Firmen, besonders KMU ?s nicht gewachsen sind.

Die Kopie ist eben nicht das Original, sagt Hans-Georg Schnauffer vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) in Magdeburg. Das Institut ist eine von drei Forschungs- einrichtungen und sechs Unternehmen aus verschiedenen Branchen, die in dem von der Bundes- regierung geförderten Projekt UNIKAT nach Faktoren suchen, die eine Firma einzigartig machen. Der Grundgedanke des Projekts: Jedes Unternehmen besitzt eine Reihe von Fähigkeiten und Kompetenzen die über die Jahre gewachsen sind und nicht einfach kopiert werden können. Meist fehlt es jedoch an geeigneten Methoden um überhaupt systematisch zu erkennen, was in der Vergangenheit eigentlich zum Erfolg geführt hat.

Gelbliche Silberschichten

Frage: Wir versilbern Trommelteile in einem cyanidi- schen Glanzsilberbad. Zur Wassereinsparung haben wir kürzlich eine neue Ionenaustauscher-Kreislaufanlage installiert, in der wir alle in unserer Galvanik anfal- lenden Spülwässer reinigen. Die Spülwässer werden in einem Rohwasserbecken gesammelt und durch die Kreislaufanlage gepumpt. Das Kreislaufwasser wird den Spülbädern zugeführt und zum Spülen verwendet. Schon bald nach der Inbetriebnahme der Ionenaustauscher begannen die Silberschichten gelblich und fleckig auszu- fallen. Wir analysieren das Silberbad laufend und haben auch die Ionenaustauscheranlage kontrollieren lassen, leider ist der Fehler aber bisher nicht behoben. Was ist Ihre Meinung?

Ultraschallbäder gehören in der Oberflächenbehandlung zu den Standardeinrichtungen für die Reinigung von Werkstücken vor der Weiterverarbeitung. Die Ultra- schallschwinger sind üblicherweise so aufgebaut, dass Schallwandler (z.B. Piezoelemente) auf eine schallab- strahlende Membrane aufgeklebt sind. Die Membrane (Schwingboden) gibt die vom Wandler erzeugte mecha- nische Energie weiter an die Reinigungsflüssigkeit.

Die Klebeverbindung zwischen Schallwandler und Mem- brane ist der vermutlich wichtigste Teil dieses Systems. Ist dieser Kopplungsfaktor schlecht, oder wird er durch irgendwelche Einflüsse schlechter, dann wird wesentlich weniger Energie vom Schallwandler auf die Membrane und natürlich auch in die Reinigungslösung übertragen. Dabei ist zu beachten, dass sowohl einzelne oder auch mehrere Schallwandler von der Membrane mehr oder weniger stark abkoppeln und im Grenzfall sogar ganz abfallen können. Die Schallverteilung im Reinigungsbe- cken verändert sich ungleichmäßig und wird schwächer.

Diese Minderung der Ultraschallleistung im Reinigungs- becken wird meistens auch nicht sofort bemerkt. Die Reinigungsqualität wird allmählich schlechter mit meist fatalen Folgen im Fertigungsprozess.

Die Fehlersuche an der Reinigungsanlage gestaltet sich in der Regel sehr aufwendig. Ist der Abkoppelvorgang im Anfangsstadium, wird die Fehlersuche noch schwie- riger, weil es sich noch um sehr geringe mechanische Ablösungen handelt. Die Wirkung, bezogen auf die Ener- gieübertragung ins Reinigungsbecken, ist aber bereits beträchtlich.

9. Vortragstagung des Instituts für Werkstoffe und Oberflächen Aalen e. V. am 23. Mai 2003

Die Tagung an der Fachhochschule Aalen kann mit der 9. Durchführung schon als traditionell bezeich- net werden. Jedes Jahr werden aktuelle Themen aufgegriffen; so wurde diesmal die Werkstoff- und Oberflächentechnik in der Elektronik und Optoelek- tronik in den Mittelpunkt gestellt. Eröffnet wurde die Tagung vom Rektor der Fachhochschule Aalen, Prof. Dr. Dr. Eckbert Hering, in der mit Studenten und Teilnehmern gut gefüllten Aula. Anschlie- ßend präsentierte der Studiengangsleiter Prof. Dr. Johanngeorg Otto den Studiengang Oberflächen- technik und Werkstoffkunde. Nach wie vor bieten sich erstklassige Berufschancen für Absolventen. Dies liegt vor allem daran, dass die Werkstoff- und Oberflächentechnik eine Querschnittstechnologie ist und einen erheblichen Beitrag für Innovatio- nen in den Bereichen Medizintechnik, Automobil, Maschinenbau u. a. liefert.

Als erster Referent berichtete Dr. Arndt Lüdtke, Plansee AG, Reute, ein ehemaliger Absolvent des Studiengangs, über den störenden Einfluss von Wärme in der Halbleitertechnik. Dadurch sind ca. 55 % der Defekte begründet. Den steigenden Anforderungen (mehr Speicher und mehr logische Schaltelemente pro Chipfläche => mehr Wärme) kann nur mit speziellen Beschichtungen und neuen Werkstoffen begegnet werden. Solche leistungsfä- higen Speicher wurden vorgestellt. Ein Werkstoff der nächsten Generation wird laut Dr. Lüdtke synthetischer Diamant, entweder in eine Matrix eingebracht oder als Diamantverbund, sein.

Die schwedische Bevölkerung entscheidet

Wenn Sie diesen Artikel lesen, wird sich die schwe- dische Bevölkerung bereits entschieden haben, ob sie der Währungsunion beitreten möchte oder nicht. Die meisten von uns in Europa schätzen Schweden und seine Bevölkerung sehr, es ist ein Land, das in den vergangenen 50 Jahren meistens sehr gut regiert wurde. Ihr Urteil wird als Stimme des Ver- trauens für die Währung gesehen.

Inzwischen liegt die neueste wirtschaftliche Studie über die Wirtschaft der Euroländer vor. Tabelle 1 zeigt, welcher Zinssatz auf Grund der sogenannten Taylor Theorie empfehlenswert wäre. In der Tat teilen natürlich alle Euroländer einen gemeinsamen Zinssatz von 2% .

Für Länder, hauptsächlich Griechenland und Irland, deren Wirtschaft überhitzt ist, ist der Euro-Zinssatz viel zu niedrig, während für Deutschland und Frank-

reich sogar ein niedrigerer Zinssatz helfen würde, um die Wirtschaft wieder in Gang zu bringen. Dies zeigt wie eine Größe passt allen in der Praxis funktioniert.

Die Anwendung von Hartchromschichten zur Erhöhung der Härte, Modifizierung der tribologischen Eigenschaften oder Verbesserung der Temperaturbeständigkeit von technischen Oberflächen stößt oft auf das Problem der nicht ausreichenden Korrosionsbeständigkeit. Zahlreiche Untersuchungen über Möglich- keiten, diese bei gleichzeitiger Beibehaltung der genannten und weiterer funktioneller Eigenschaften zu verbessern, führen in aller Regel immer nur zu Lösungen für den jeweils anstehenden individuellen An- wendungsfall. Deshalb sind Informationen über solche Arbeiten für alle Anwender der Hartverchromung von besonderem Interesse. Eine der Möglichkeiten, die in der Entwicklung der letzten Jahren stark vernach- lässigt wurde, ist die Anwendung von Chromschichten unterschiedlicher Struktur, die durch Variieren der Elektrolytzusammensetzung und der Abscheideparameter hergestellt werden können [1].

Wird Chrom unter üblichen Bedingungen direkt auf Stahl abgeschieden, so gewährt es einen Korrosions- schutz, der durch die Mikrorisse begrenzt ist, durch welche das Korrosionsmedium bis zum Grundmetall eindringen kann. Durch Änderung der Elektrolytzusammensetzung, der Temperatur und der Stromdichte können aber bekanntlich auch riss- und porenfreie, so genannte milchige Chromschichten abgeschieden werden, die zwar korrosionsbeständiger, jedoch nicht so hart und abriebfest sind. Ihre Mikrohärte bewegt sich im Bereich zwischen 540 und 600 HV, während eine glänzende Harchromschicht Härtewerte von 750 bis 1250 HV erreicht.

Daraus zeichnet sich die Möglichkeit ab, bei der Hartverchromung von Bauteilen, Werkzeugen oder Formen jeweils die Schichtart zu verwenden, die sich für ein Teil oder eine Teiloberfläche am besten eignet, mil- chiges Chrom beispielsweise an Stellen, die weniger mechanisch und mehr durch Korrosion, glänzendes Hartchrom an solchen, die besonders stark auf Abrieb beansprucht sind und kombinierte Schichten oder Doppelchrom da, wo beide Wirkungen vorhanden sind.

Mit Untersuchungen zur Nutzung der Möglichkeit einer solchen Lösung für hartverchromte Bauteile im Wirkungsbereich von Seeklima (Einrichtungen in Häfen, auf Schiffen u. ä.) sowie Bergwerken (Gruben- stempel usw.) beschäftigte sich kürzlich eine Arbeit im Institut für physikalische Chemie der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau [2]. Aus den o. g. Gründen erscheint es von Interesse, nachfolgend einen Auszug aus den ermittelten Ergebnissen zu bringen.

-Fortsetzung aus Galvanotechnik 10/2003-

5 OptimierteAbfallverwertung in galvanischen Betrieben an ausgewählten Beispielen

5.1 Phosphatieren (Siemens AG, Schaltgerätewerk Berlin)

Im Rahmen des BMBF-Verbundvorhabens Umstel- lung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung wurde für die tech- nologische Linie Phosphatieren von Stahlteilen im Schaltgerätewerk Berlin der Firma Siemens eine Systemoptimierung vorgenommen und die Ergeb- nisse in die Praxis umgesetzt [47-49].

Ziel der Systemoptimierung war es, durch interne Stoffkreislaufführung und Fremdstoffeliminierung (Regenerierung) der Prozesslösungen die Stoff- ströme aus der technologischen Linie Phosphatieren in die zentrale Galvanikabwasserendbehandlung zu minimieren sowie einen hohen Abfallverwertungs- grad zu erreichen.

Die Miniaturisierung in der Elektronik setzt sich auch weiterhin unaufhaltsam fort. So werden bei- spielsweise im Bereich der Leiterplattentechnik (starr und flexibel) Leiterbahnbreiten und Leiter- bahnabstände von unter 50 ?m für die nächsten Jahre prognostiziert [1]. Die Suche nach neuen Werkstof- fen und Technologien zur Herstellung dieser fine- line-Strukturen ist die logische Konsequenz dieser Forderungen. Vorliegende Untersuchungen haben gezeigt, dass die Lasertechnik, gekoppelt mit der Galvanotechnik für solche Dimensionen attraktiv werden kann und als Bindeglied zwischen konven- tioneller Leiterplattentechnik und Dünnfilmtechno- logie einsetzbar ist. Dünne Metallfilme, bestehend aus Kupfer oder Gold (bis 100 nm Schichtstärke), aufgebracht auf flexible Substratmaterialien wie Polyimide, Polyester, Polycarbonate usw., können mit dem UV-Excimer-Laser (Wellenlänge 245 nm) effektiv und kostengünstig strukturiert werden. Durch Anwendung des Maskenprojektionsverfah- rens konnten Leiterbahnbreiten und Leiterbahn- abstände von weniger als 50 ?m erreicht werden. Es wird der Strukturierungsprozess mittels Laser beschrieben, das Equipment vorgestellt und über die Optimierung der Laserparameter und des Durchsatzes berichtet. Der entwickelte Strukturierungsprozess wird als LDP-Prozess (Laser Direct Patterning) bezeichnet [2].

Werden stärkere Schichten bis zum ?m-Bereich für eine erhöhte Stromtragefähigkeit oder funktionelle Schichten gefordert, so können diese fine-line- Strukturen durch stromlose Metallisierung mit für die Elektronik interessanten Schichten wie Kupfer, Nickel und Gold chemisch reduktiv mit der not- wendigen Schichtstärke versehen werden. Dieser Prozess wird FILIPP-Prozess (Fine Line Pattern Plating) genannt. Wesentliche Voraussetzungen für eine hohe Ausbeute bei der Herstellung dieser laserstrukturierten flexiblen Schaltungen sind u. a. eine optimale Reinigung nach der Laserstruktu- rierung und eine abgestimmte elektrochemische Prozesstechnik. Für die Mikrostrukturen und fle- xiblen Schaltungen wichtige Schichten und deren Eigenschaften wie Leitfähigkeit, Haftung usw. sind aufgebaut und untersucht worden.