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Teil 2: Mikroskopie, Arten von Mikroskopen

Fortsetzung aus Heft 1/88 der „Galvanotechnik“

Seit van Leeuwenhoek etwa 1680 das erste Lichtmikroskop konstruierte, ist dieses zu einem wesentlichen Hilfsmittel auch bei der Untersuchung von dünnen Metallschichten geworden. In den letzten Jahren sind Geräte gebaut worden, die stark vergrößerte Abbildungen von Objekten mit anderen Mitteln als denen des Lichtes ermöglichen. Es sind dies das Ultraschall-Mikroskop, das Raster-Elektronenmikroskop und das Raster-Tunnel-Mikroskop.

1 Einleitung


Die funktionelle Verchromung, auch Hartverchromung genannt, hat immer mehr an Bedeutung gewonnen. Dies ist auf die hohe Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit der Chromschichten zurückzuführen. Die guten Korrosionsschutzeigenschaften von Chromüberzügen kommen dadurch zustande, daß die Chromoberfläche an der Luft passiviert wird und somit ein edleres Potential erreicht.
Die korrosionsschützende Wirkung galvanischer Chromschichten wird jedoch vor allem durch ihre Struktur bestimmt. Die Chromabscheidung wird von einer mehr oder weniger intensiven Rißbildung begleitet.

1 Einleitung

Die in den letzten Jahren entwickelten Verfahren der chemischen Vernicklung erlauben einen verstärkten Einsatz der Überzüge als Korrosionsschutz. Dieser Artikel befaßt sich mit den Möglichkeiten und Grenzen der Anwendung der chemisch abgeschiedenen Nickelüberzüge als Korrosionsschutz. Faktoren, die die Güte des Korrosionsschutzes beeinflussen, werden diskutiert.

Versucht man den Inhalt der Bezeichnung „Hochtechnologie“ oder “Hightech” zu definieren, so kann man dafür vereinfacht die Begriffe Intensivierung, Automatisierung und Miniaturisierung setzen. Intensivierung bedeutet Erhöhung der Arbeitsproduktivität durch hohe Betriebsparameter wie Drücke, Temperaturen, Konzentrationen und Geschwindigkeiten. Die anderen beiden Zielsetzungen werden durch die Elektronik im weitesten Sinne im ihren breit gefächerten Anwendungen charakterisiert.

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Bericht von Dipl.-Ing. Udo Vogt über ein Weiterbildungsseminar Leiterplattentechnik der Electronic Forum GmbH am 3. und 4. Dezember 1987 in Fellbach

Bericht über eine Tagung des Praxis-Forum am 19./20. Oktober 1987 in Bad Nauheim

In den beiden Vorträgen von Dipl.-Ing. H. Claus und Dr. K.-H. Schmitz wurde in die vielfältige Thematik des Umweltschutzes und des Arbeitsschutzes eingeführt. So steht man in der Bundesrepublik Deutschland vor der Situation, daß ca. 700 Leiterplattenfertiger jährlich ca. fünf Millionen m^2 Leiterplatten herstellen. Hierzu werden überschlägig ca. zehn Millionen m® Frischwasser verbraucht und pro Jahr 10000 t kupferhaltiger Schlamm erzeugt, der vorwiegend auf Sondermülldeponien gelagert werden muß. An Schadstoffen fallen neben den Schwermetallen Kupfer, Zinn, Blei, Nickel, Silber und Gold teilweise auch chlorierte Kohlenwasserstoffe an.

Eine Übersicht über interessante Exponate in der Leiterplattenfertigung (Teil 2)

Fortsetzung aus „Galvanotechnik“ Nr. 1/88

Nach der Ausdehnung der Productronica ’87 auf das gesamte Messegelände (mit 1462 Ausstellern und 192 zusätzlich vertretenen Firmen) konnte nun gegenüber 1985 auch ein Besucherzuwachs von 15% verzeichnet werden: etwa 76000 Fachleute des In- und Auslandes, davon 44% Erstbesucher, haben in den fünf Tagen vom 10. bis 14. November 1987 diese 7.Internationale Fachmesse für die Fertigung in der Elektronik besucht. Auch die begleitenden Kongreß- und Seminarveranstaltungen hatten mit ca. 850 Teilnehmern guten Zuspruch.
Die internationale Bedeutung dieser Messe zeigt sich nicht nur darin, daß fast die Hälfte der ausstellenden Firmen (714) aus dem Ausland kamen, sondern auch im hohen Anteil von über 26% ausländischer Besucher aus 58 Staaten.
Nachfolgend eine Zusammenfassung für die Leiterplattenfertigung wichtiger Exponate.

Es gibt für Leiterplatten auf Epoxidbasis bekanntlich unterschiedliche Verfahren zur Bohrsmearentfernung (Desmear), und zur Epoxid-Rückätzung (Etchback). Diese Prozesse (Chromsäure, Schwefelsäure, Plasma, konventionelles Permanganat) weisen allerdings verschiedene Nachteile, wie hohe Investitionskosten, enge Verarbeitungsspielräume, Gefährlichkeit und schwierige Abfallbeseitigung auf.

1 Einleitung


Oberflächenmontierbare Bauelemente (SMD) kommen bei der Fertigung von elektronischen Baugruppen immer stärker zum Einsatz. Im Gegensatz zur bisherigen Technik der Einsteckmontage ergeben sich hierbei auch für mittlere und kleine Firmen neue Möglichkeiten zur Fertigungsautomation.

Bericht über die Anwendung von Oberflächenmeßgeräten
für die Verkupferung und Vergoldung von Leiterplatten an einem Beispiel

Die Firma SACELAG wurde im Jahre 1967 in Genf gegründet und hat sich seither ständig weiterentwickelt. Im Jahre 1980 verlegte sie ihren Sitz nach PlanIes-Ouates, wo sie in modernsten Anlagen Leiterplatten fertigt. Der automatischen Fertigungssteuerung über Computer und der Qualitätssicherung wird in dieser Fertigung höchster Vorrang eingeräumt.
Die galvanischen Fertigungsschritte werden in einem Automaten vorgenommen (Abb. 1), der Sicherheit und Reproduzierbarkeit gewährleistet und einen wesentlichen Beitrag zur Lohnkosteneinsparung leistet. Die Problematik lag, wie bei solchen Automaten allgemein, bei der Bestimmung der zu galvanisierenden Fläche der Leiterplatten. Wird diese einfach geschätzt, so führt dies oft zu falsch gewählten Galvanisierströmen und dadurch zu falschen Schichtdicken.

Mit der weitergehenden Miniaturisierung der Schaltungen treten beim Bestücken und Löten vermehrt Schwierigkeiten im Handling der kleinen Leiterplatten auf. Deshalb befassen sich viele leiterplattenverarbeitende Betriebe mit der sogenannten Nutzenfertigung, das heißt, die Schaltungen werden im Nutzen bestückt, gelötet, eventuell auch geprüft und erst danach vereinzelt.

Folgt man den immer wieder in die Schlagzeilen gebrachten Meldungen der Tagespresse, so wird der Eindruck genährt, daß die Industrie den Umweltschutz noch immer vernachlässigt und primär den möglichst großen Gewinn unter Vermeidung zusätzlicher Ausgaben in den Vordergrund stellt. Natürlich muß ein Unternehmen wirtschaftlich produzieren können, sonst verliert es seine Existenzgrundlage. Doch ist die Aktivität in Sachen Umweltschutz auch in der Vergangenheit und auch vielfach bereits lange vor der Schaffung der Umweltschutzgesetzgebung in vielen Industriebetrieben aus Ei- geninitiative gepflegt worden. So hat es in der her- stellenden chemischen Industrie z.B. bei der Farbenfabrik Bayer AG schon im Jahre 1901 [1] eine Abwasser-Kommission gegeben. Doch auch die verarbeitende Industrie hat bereits vor einem halben Jahrhundert Umweltschutz betrieben. Es seien aus dem Bereich der Galvanotechnik die bereits in den dreißiger Jahren eingesetzten Sparspülbäder genannt, die sogar das Prinzip des Recycling realisierten. Auch die Abluftreinigung durch Absorption nitroser Gase aus Buntmetallbeizen wurde schon Mitte der dreißiger Jahre praktiziert.

Anläßlich einer JOT-Tagung am 2. und 3. November 1987 über den Themenkomplex „Umweltschutz beim Lackieren“ wurden von Th. May die Möglichkeiten der verschiedenen Lacksysteme als Alternativen zum konventionellen Lösemittel- Spritzlack im Hinblick auf eine merkliche Umweltentlastung diskutiert. Hierbei wurde insbesondere auch das Thema der Wasserlacke angeschnitten, da diesen in der öffentlichen Diskussion offenbar besondere Effektivität hinsichtlich der Umweltentlastung beigemessen wird.

1 Schwermetalle in der Umwelt

Schwermetallhaltige Abwässer entstehen in den unterschiedlichsten Industriezweigen, unter anderem auch in der Galvanotechnik und bei der Leiterplattenherstellung. Aufgrund der Toxizität der Schwermetalle stellen diese Abwässer eine potentielle Gefahr für die Umwelt dar. Gelangen die Schwermetalle über natürliche Gewässer oder pflanzliche Nährstoffe in die Nahrungskette, können sie irreversible Schäden auch bei Menschen verursachen.
Schwermetalle wie Quecksilber, Kupfer, Cadmium, Blei, Zink und Nickel können nicht zerstört werden. Es ist lediglich eine chemische Umwandlung möglich, z. B. die Bildung von löslichen oder unlöslichen Verbindungen sowie die Reduktion bis zum elementaren Zustand.

Zur Situation


Die derzeitige Situation der Umweltbelastungen beinhaltet neben den halogenierten Kohlenwasserstoffen (HKW) insbesondere auch die Schwermetalle als Gefahrenpotential. Wir gehen einerseits mit Metallen in ihrer gediegenen Form täglich in Gestalt von allerlei Gebrauchsgegenständen um; niemand käme auf den Gedanken, in einer Karaffe aus Kupfer oder Messing eine potentielle Gefährdung zu sehen, obgleich sich der gleiche Bevölkerungskreis durch nur einige Milligramm gelösten Kupfers im Abwasser, als brisante Zeitungsmeldung für Umweltgefährdung auf der Titelseite, sehr leicht verunsichern läßt, zumal die bisherigen Grenzwerte künftig weiter her- abgesetzt werden sollen. Auch Zinkverbindungen werden als Ionen im Abwasser als bereits in geringen Konzentrationen kritischer Stoff angesehen, obwohl unsere Trinkwasserleitungen im allgemeinen durch Verzinkung gegen Korrosion geschützt sind und damit auch Zinkanteile in das Trinkwasser gelangen.

Die Bundesrepublik Deutschland nimmt in einigen Positionen die Welt-Spitzenstellung ein, z. B. Umweltschutz, Lebensstandard, Entlohnung; Faktoren, die uns als weitgehend vom Ex- portabhängige Nation an die Grenze der Leistungsfähigkeit gebracht haben. Weitersteigende Arbeitslosenzahlen und Firmen-Insolvenzen sind nicht zu übersehende Indikatoren hierfür. Es fällt schwer, zu akzeptieren, daß wir uns asymptotisch einer Sättigungsgrenze genähert haben.

Bericht über ein Z.O.G.-Seminar vom 24. bis 27. November 1987 am Forschungsinstitut für Edelmetalle und Metallchemie, D-7070 Schwäbisch-Gmünd

Im Rahmen der ZO.G.-Veranstaltungen fand in den Räumen des Forschungsinstitutes für Edelmetalle und Metallchemie (FEM) in Schwäbisch Gmünd ein Seminar mit dem Thema „Qualitätsüberwachung an anodisiertem Aluminium“ statt (Seminarnummer 2.4). Diese Veranstaltung erfreute sich eines lebhaften Zuspruchs: Zehn Teilnehmer hatten sich vorangemeldet, in letzter Minute traf noch eine weitere Anmeldung ein, so daß sich schließlich elf Interessenten einfanden. Leiter des Seminars war Dr. Gerhard Rauscher vom Forschungsinstitut, tatkräftig unterstützt wurde er besonders von Herrn Dipl.-Ing. (FH) H. Pfeifer und den Mitarbeitern der Abteilung Güteprüfstelle für anodisiertes und stückbeschichtetes Aluminium.