Artikelarchiv

Bericht von RA Horst Sander*) überein IWL-Forum in Köln am 8. April 1987

Das aktuelle Thema des IWL-Forums hatte rund 150 Teilnehmer aus Industrie und Behörde im Haus der Deutschen Industrie vesammelt.
Seit Herbst 1986 hat der Veranstalter, das Institut für gewerbliche Wasserwirtschaft und Luftreinhaltung e.V. - IWL - in Köln-Rodenkirchen, einen zweiten Geschäftsführer, Dr. Andreas Troge. Dieser eröffnete die Veranstaltung, indem er einerseits sich vorstellte, andererseits die IWL-Forea in die Gesamtheit des Beratungs- und Informationsangebots des IWL einordnete.

Bericht von Hanns Benninghoff über den SITS ’87 vom 30. März bis 4. April 1987 in Paris

Der SITS Salon International des Traitements des Surfaces et Finition Industrielle, die internationale Fachmesse für Oberflächentechnik in Paris, hat sich seit der Gründung 1967 rasch entwickelt. Aus einer ursprünglich mehr auf den französischen Bedarf und das Angebot der französischen Zulieferer ausgerichteten Messe wurde ein internationales Forum. Besucher der Messen hatten Gelegenheit, sich über alle Teilgebiete der Werkstoff- und Oberflächentechniken eine abgerundete Übersicht zu verschaffen. Es wurde von Forschung und Industrie Beachtliches geleistet. Paris zeigte dies erneut vom 30. März bis 4. April 1987. 600 Aussteller aus 15 Ländern präsentierten auf 15000m^2 Standfläche Ihre Produkte, Verfahren und Anlagen.

Zinn-Forschungs-Institut zieht um

Vor fünfzig Jahren beschlossen die Regierungen von neun Zinnförderländern bei der Errichtung eines Zinn-Forschungs-Instituts in England zusammenzuarbeiten, dessen Aufgabe es sein sollte, die Verwendung dieses Metalls durch Forschung und Entwicklung zu fördern. Im Jahre 1932 wurden in Perivale, einem westlichen Vorort von London, neue Laboratorien errichtet, die das Institut bis zu seinem, vor kurzem stattgefundenen, Umzug in größere und bequemere Gebäude benutzte. Der neue Standort befindet sich nur eine kurze Strecke weiter im neuen Wirtschaftszentrum der Brunel University in Uxbridge. Die Brunei University ist eine der neun Technischen Universitäten Großbritanniens und konnte vor kurzem ihr zwanzigstes Gründungsfest begehen. Die Nähe der Universität bedeutet einen besonderen Vorteil des neuen Standortes.

Einleitung


Der Ersatz kostspieliger Metalle, die Anwendung billigerer, aber wirksamerer bzw. umweltfreundlicher Technologien und letzten Endes der Ersatz von giftigen Materialien und Chemikalien durch nichtgiftige, sind heute die Grundprobleme und Anforderungen der galvanotechnischen Forschung.
So wurde zum Beispiel festgestellt, daß Cadmium, neben seinem hohen Preis, zu den giftigsten Schwermetallen gehört. Der Ersatz des Cadmiums durch eine dickere Zinkschicht und Olivchromatierung, oder durch eine Ni-Zn-Legierungsschicht lieferte sehr gute Ergebnisse. Die Elektrolyte zur galvanischen Abscheidung von Zn-Ni-Legierungen besitzen eine hohe Deckfähigkeit und Tiefenstreuung und führen zu einem verbesserten Korrosionsschutz. Die abgeschiedenen Schichten sind duktil, gleichmäßig und glänzend.

Einteilung und Nachweis von Eigenspannungen

Galvanisch abgeschiedene Nickel- schichten weisen im allgemeinen mehr oder weniger starke Eigenspannungen auf, die als Zug- oder
Druckeigenspannungen ausgeprägt sein können. Der Galvanotechniker erkennt sie daran, daß sich dünnwandige Werkstücke infolge der Beschichtung sichtbar verformen, daß die galvanische Nickelschicht infolge zu hoher Eigenspannungen bei nicht ausreichender Haftfestigkeit auf der Unterlage aufreißt und sich aufrollt oder daran, daß die Schicht blasenartig wellig wird.

Eine Analyse zum technischen Stand


Teil 1: Reinigen und Entfetten in organischen Lösemitteln

Eine Systematik zu erforderlichen Vorbehandlungsprozessen in der galvanotechnischen Produktion wurde bereits bei Beschreibung der Technologien und Ausrüstungen für mechanisch Vorbehandeln dargestellt. Es wurde hierzu erkannt, daß Galvanisiergut und die vielgestaltigen Verunreinigungen auf die jeweils notwendigen Prozeßstufen zum Vorbehandeln entscheidende Einflußgrößen sind[1].

1. Einleitung


1.1 Prozesse zum Reinigen und Entfetten

Reinigen und Entfetten betrifft Oberflächenbehandeln von Galvanisiergut mit chemischen Mitteln. Entfetten beseitigt anhaftende Öl- und Fettstoffschichten. Reinigen bezweckt außerdem den Abtrag fester haftender Verunreinigungen und von Rückständen vorangegangener Bearbeitungsprozesse.

1 Einführung


Chemisch-Nickel findet an Produkten für die Luft- und Raumfahrt mannigfaltig Anwendung. Im Rahmen dieser Betrachtungen kann nur auf wenige Anwendungsfälle eingegangen werden aus den Bereichen Flugtriebwerk, Hubschrauber und interplanetarisches Ionentriebwerk. Die Beispiele sollen stellvertretend für ähnliche Anwendungen an anderen Teilen der Luft- und Raumfahrt verstanden werden. Sie lassen keinen Rückschluß auf das Anwendungsausmaß von Chemisch- Nickel in Luft- und Raumfahrt zu.
Die breite Anwendung von Chemisch-Nickel läßt sich begründen mit einer Reihe von Besonderheiten des Verfahrens und der Schicht:

- Das Abscheideverfahren verfügt über hohe 
Streukraft.
- Der Schichtaufbau erfolgt konturtreu, Nacharbeit wird vermieden.
- Stromlos-Nickel kann auf den meisten metallischen Substraten mit sehr guter Haftfestigkeit 
(300-400 MPa) abgeschieden werden.
- Die Härte der abgeschiedenen Schicht (500-600 HV) kann durch Wärmebehandlung auf 1000- 
1100 HV gesteigert werden.
- Stromlos-Nickelschichten sind sehr korrosions-beständig und im wärmebehandelten Zustand 
sehr verschleißbeständig.
- Der Schmelzpunkt der Stromlos-Nickelschicht 
ist über ihren Phosphorgehalt steuerbar. Das ist bedeutungsvoll bei der Anwendung von Stromlos-Nickel als Lot.

1 Einleitung


Die galvanische Abscheidung von Palladium und Palladiumlegierungen hat in den letzten Jahren im Bereich der funktionellen Galvanotechnik zunehmend Anwendung gefunden. Dies beruht nicht zuletzt auf wirtschaftlichen, aber auch auf technischen Ursachen. Häufig sind bei Palladiumlegierungen die geforderten Eigenschaften vergleichbar mit denen Reinpalladium oder von Gold und Goldlegierungen oder z. B. was die katalytische Wirkung angeht, die sich für Kontaktanwendungen nachteilig auswirken kann (brown powder effect) sogar günstiger [1,2, 3]. Auch die betrieblichen Anforderungen an die Bäder (Stabilität, Empfindlichkeit gegen Verunreinigungen o. ä.) werden häufig gleich oder besser von Palladium-Legierungselektrolyten erfüllt.

Wer etwas verkaufen will, muß sich über die Bedürfnisse des Käufers informieren und ihm umgekehrt Informationen über sein eigenes Angebot zukommen lassen. Damit Informationen an- kommen, muß man seinen Partner kennen und seine Sprache sprechen. Sind moderne Technologien Gegenstand der Informationen, so ist dies nur möglich, wenn beide Seiten gute Kenntnisse nicht nur auf dem eigenen, sondern auch auf dem Fachgebiet des Partners haben. Je enger die Zusammenhänge, umso umfassender müssen die Kenntnisse sein. Das gilt auch für die Galvanotechnik.

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Keramische Werkstoffe sind für die Elektrotechnik-Elektronik ein wichtiger Werkstoff geworden, der u. a. als Substrat für integrierte Schaltungen, für integrierte Schaltungen, für Isolierteile und Kondensatoren, für Sensoren, für Laser-Bauteile, Magnete usw. Verwendung findet, und bei dem beachtenswert ist, daß als Ausgangsmaterial auch synthetische Rohstoffe verwendet werden können, deren Charakteristik gezielt verändert werden kann. Zum anderen substituieren keramische Werkstoffe Metalle auf breiter Ebene, wo diese unter extremen Einsatzbedingungen die Grenzen ihrer Belastbarkeit erreichen, wobei gleichzeitig Fragen der Wirtschaftlichkeit, Lebensdauererhöhung, des Umweltschutzes und der Verfügbarkeit von Rohstoffen im Vordergrund stehen (Abb. 1).

Ein Bericht über den neuen vollautomatischen Belichter MAX8000 der Mania GmbH

Unter der Systembezeichnung MAX8000 bietet die Mania-GmbH jetzt einen Hochleistungs-Belichtungsautomaten an, der die Leiterplatten-Industrie auf dem Weg zur durchgehend automatischen Fertigung dem Ziel wieder einen Schritt näher bringt. Mit dem automatischen Belichter läßt sich im Leiterplatten-Fertigungsprozeß rationell arbeiten. Der Belichtungsvorgang wird zu einer durchgehenden Fließstrecke, da sich der Belichter ebenso problemlos in eine bestehende Inline-Produktion einfügen läßt, wie er auch als Einzelsystem in Verbindung mit Staplern betrieben werden kann.

Anläßlich des VDE-Kongresses ’86 wurden auch Entwicklungen aus der Mikroelektronik und der Leiterplatten-Technik sowie der praktischen Nutzung dieser Techniken aufgezeigt und diskutiert.

In einem einleitenden Referat wies Prof. Dr-Ing. R. Feiertag (Universität-Gesamthochschule Wupper- tal) darauf hin, daß durch die SMT (Surface Mounted)-Technologie gegenwärtig eine sprunghafte Veränderung der Strukturen und der Fertigungsmethoden vonstatten geht, wobei die ursprüngliche für Automatenmontage entwickelte Technik inzwischen auch bei der Handmontage für Kleinserien Eingang gefunden hat, weil sich eine Verringerung des Bauvolumens auf etwa ein Drittel gegenüber einer Leiterplatte mit Drahtanschlüssen ergibt. Durch Wegfall der Bohrungen und aufgrund der einfacheren Montage können zusätzlich erhebliche Kostenreduzierungen erreicht werden.

1 Einleitung


Durch die anhaltenden Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der SMD-Technologie (Surface Mounted Devices) sind diese Flachbaugruppen zu einem produktionstechnischen Bestandteil geworden. Aufgrund der jahrelangen Erfahrungen auf dem Gebiet der Reflow-Löttechnik soll sich dieser Aufsatz im besonderen mit dem hierzu angewandten Dampfphasen-Löten, auch bekannt unter dem Begriff “Vapour Phase Soldering" befassen.
Die wesentlichen Vorteile des Dampfphasen-Lötens beim Einsatz von SMD-Bauteilen sind:

- keine Temperaturkontrolle des Lötprozesses 
notwendig
- keine aufwendigen Temperaturkurven zum Einstellen der Maschine
- keine Probleme bei unterschiedlichen Bauteilen 
und Plattengrößen
- keine Kapazitätsprobleme
- keine Oxidation beim Löten
- keine hohen Energiekosten
- keine Probleme bei Flexschaltungen
- keinen Tombstone-Effekt
- keine Korrosionsprobleme
- kein Wasseranschluß bei Verwendung von Kühlaggregaten notwendig.


Nachstehend sollen im Detail die Unterschiede zwischen Stand- und Inline Systemen erläutert sowie ein Überblick über Nachreinigungssysteme gegeben werden.

Bei der Vorbereitung auf die Printed Circuit World Convention IV, die vom 2. bis 5. Juni 1987 in Tokio stattfindet, wird es wieder einmal deutlich: Die Zeit vergeht wie im Flug! Noch sind nicht alle Eindrücke von der Washingtoner Weltkonferenz in ’84 aufgearbeitet, da gilt es, sich auf das neue Vortragsprogramm einzustellen.

Fleckige Eloxalschichten


Frage: Wir anodisieren Teile mittlerer Größe im schwefelsauren Elektrolyten und färben sie nach- her mit Eloxalfarben. Da es um dekorative Gegenstände geht, werden sie vor dem Eloxieren mechanisch poliert. Auf den eingefärbten Teilen treten oft Flecken auf, die ein recht unterschiedliches Aussehen zeigen: sie sehen entweder milchig aus und sind unregelmäßig verteilt, manchmal sind größere oder kleinere matte Flecken zu sehen oder es zeigen sich graue Stellen, die kaum Farbe annehmen. Unsere Meinung, daß der Fehler am Färbebad liegt, finden wir nicht bestätigt, da die beschriebenen Fehler zumindest zum Teil auch auf noch nicht gefärbten Schichten zu sehen sind. Beim Eloxieren selbst bemühen wir uns, alle Vorschriften der Betriebsanleitung genauestens einzuhalten und glauben daher, daß der Fehler hier nicht liegen kann.
Auch die Politur scheint in Ordnung zu sein, alle Teile werden genauestens kontrolliert und nur einwandfrei glänzende durchgelassen. Können Sie uns einen Hinweis geben, wo wir weiter suchen sollten?

Zu den Grundoperationen der chemischen Verfahrenstechnik gehören Fördern von Flüssigkeiten, Trennen von festen, flüssigen und gasförmigen Stoffen, das Vereinigen dieser Stoffe, Verdampfen, Kristallisieren, Trocknen, Sedimentieren, Destillieren und viele andere Techniken, deren Anwendung die Grundlage der industriellen chemischen Fertigung ausmacht. Dies ist auch der Grund dafür, daß sie heute ausnahmslos hochentwickelt, vollautomatisiert und mit allen Eigenschaften modernster industrieller Verfahren versehen sind.

Bericht über das Techdata-Seminar
„Technologieinformationen für Konstruktion und Produktion“ am 17. Februar 1987in Stuttgart

Es gibt kaum einen anderen Bereich, der Kenntnisse aus so vielen Wissensgebieten erfordert wie die Galvanotechnik. Deshalb haben neben dem Wissen, das durch Schule oder Ausbildung erworben werden kann, gerade hier „Erfahrungen“ eine ganz besondere Bedeutung.
Erfahrungen sind jedoch Informationen, die in der Regel im Verlauf eines langen Arbeitslebens erworben und nicht selten teuer bezahlt werden mußten. Einfacher ist es, auf Informationen zurückzugreifen, die schon vorhanden sind, d. h. in irgendeiner Form schon einmal von jemandem, in der Regel durch eine Veröffentlichung mitgeteilt worden sind.

Bericht über ein Seminar an der Technischen Akademie Esslingen

Anläßlich des Seminars sprach Prof. Dr. E. Wendler-Kalsch (Institut für Werkstoffwissenschaften der Universität Erlangen-Nürnberg) über dieses Thema.
Die Bedeutung der Oberflächenveredlung von metallischen Werkstoffen zur Erhöhung des Korrosionswiderstandes ist unbestritten. Die Vielzahl der Beanspruchungen erfordert den Einsatz einer großen Zahl von Oberflächenvergütungsverfahren. Um die Gebrauchstauglichkeit, Korrosionsfestigkeit, Funktionssicherheit und Qualität zu steigern bzw. neue Anwendungsbereiche zu erschließen, haben in den letzten Jahren die Bemühungen stark zugenommen, durch moderne Oberflächentechnologien die Werkstoffoberflächen mit spezifischen anwendungsorientierten Eigenschaften auszustatten. Zunehmende Bedeutung erlangten die CVD- und PVD-Verfahren, während die Ionenimplantation und der Einsatz von Laserstrahlen zur Oberflächenveredelung auf dem Gebiet des Korrosionsschutzes z. Z. noch keine nennenswerte industrielle Anwendung gefunden hat. Die konventionellen Methoden und ihre technologische Weiterentwicklung werden aber trotzdem nicht an Bedeutung verlieren.

Bericht über ein VDI-Seminar am 10. und 11. Februar 1987 in Düsseldorf

Beschichtungen werden auf Oberflächen aufgebracht, um ihnen ein bestimmtes Aussehen oder gewünschte Eigenschaften zu verleihen. Besonders wichtig sind heute funktionelle Schichten, die Korrosionsschutz, bestimmte elektrische und andere Eigenschaften aufweisen sollen. Ziel des Seminars war es, Methoden zu besprechen, mit deren Hilfe diese Eigenschaften gemessen werden können.
Das Seminar leitete R. Rolff (Drachselsried) mit einem Vortrag über die „Ursachen von mechanischen Oberflächenfehlern“ ein.