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1. Eigenschaften von Chromschichten

Chrom ist ein Metall von silberner Färbung mit bläulichem Ton. In der Luftatmosphäre verändert es seine Farbe nicht. Es ist beständig gegen die Einwirkungen sowohl von organischen Säuren als auch von Salpetersäure und Schwefelwasserstoff. Nur heiße Schwefelsäure und Salzsäure lösen die Chromüberzüge auf. Die charakteristischen Eigenschaften von Chrom (als Metall und als galvanischer Überzug) sind in Tabelle 1 angegeben. Die Härte von elektrolytischen, unter entsprechenden Bedingungen abgeschiedenen Chromschichten ist höher als die der härtesten Sorten gehärteten Stahls. Schutz- oder dekorative Chromüberzüge werden meist auf eine Unterschicht abgeschieden (Kupfer +Nickel bzw. nur Nickel). In der Regel vermeidet man die Abscheidung direkt auf Stahl, da die Schichten dann undicht sind; die auf ihrer Oberfläche befindlichen Risse, Poren und Mikrobrüche könnten zur Bildung von Lokalelementen führen, in denen das Grundmetall (Gußeisen oder Stahl) im Verhältnis zu Chrom Anode wird, was unter diesen Bedingungen den Chromüberzug zerstören würde.

1 Allgemeines


Die Oberflächen warmgewalzter, geglühter und kaltgewalzter metallischer Werkstoffe sind mit Zunderschichten bedeckt. Auf Metalloberflächen, die einem korrodierenden Angriff von Wasser mit darin gelösten Stoffen oder von feuchter Luft ausgesetzt sind, entsteht Rost bzw. eine Oxidschicht. Vor der weiteren Verarbeitung müssen die zu behandelnden Werkstoffoberflächen von diesen Zunder- bzw. Oxidschichten befreit werden. Erfolgt diese chemisch oder elektrolytisch, so bezeichnet man diesen Vorgang als Beizen.
In verschiedenen Fertigungsprozessen wer- den chemische und elektrochemische Verfahren zur Oberflächenbehandlung von metallischen Werkstoffen, d.h. zur Vor- und Nachbehandlung oder zur Beschichtung angewendet. Die spezifischen Fertigungsverfahren wie z.B. chemisch Abtragen, chemisch Entgraten, elektrolytisch Entgraten, elektrochemisch Bohren und Senken bieten deutliche Vorteile und neue Möglichkeiten der Werkstoffverarbeitung.

Qualitätssicherung

Die Ausführungen beziehen sich auf eine fiktive Galvanik, ein Dienstleistungsunternehmen mit 60 Mitarbeitern. Auftraggeber sind Industriebetriebe unterschiedlicher Größe und Privatpersonen. Daraus resultiert eine universelle galvanische Fertigung mit Gestell- und Trommelanlagen für korrosionstechnische, funktionelle und dekorative Zwecke. An galvanischen Verfahren stehen zur Verfügung:

- Kupferelektrolyt sauer und cyanidisch

- Glanznickelelektrolyt

- Chromelektrolyt auf Sulfatbasis

- Zinkelektrolyt sauer einschl. Chromatierung
- Silberelektrolyt

Mikrorisse sind absichtlich herbeigeführte Effekte in Hartchromschichten. Das Mikronetzwerk kann durch Vergrößerung sichtbar gemacht werden, nachdem es sich voll entwickelt hat.
Mikrorisse bilden sich während der Abscheidung, wenn die kohesiven Kräfte des Chroms durch Zugspannungen überschritten werden. Während der Abscheidung erhöhen sich in den Chromschichten zunächst die Zugspannungen, bis schließlich die Bildung der Risse beginnt.
Die inneren Spannungen nehmen danach mit
wachsender Schichtstärke ab. Bei einer
Schichtstärke von etwa 125 μm erreichen sie
einen konstanten Wert. Die Mikrorissigkeit
beseitigt die Spannungen im Niederschlag.


Selbst der Fachmann war über die vielen Anwendungen erstaunt, bei denen Korrosionsschutzprobleme (und zum Teil gleichzeitig auch solche des dekorativen Aussehens) mit Hilfe von Zinküberzügen in den verschiedensten Industriezweigen gelöst werden. Zu sehen waren sie vor zwei Wochen auf der Ausstellung, die Teil eines Symposiums der Arbeitsgemeinschaft der Deutschen Galvanotechnik (AGG) war. In Vorträgen und Diskussionen wurde nicht nur das Gezeigte erläutert, der Besucher erhielt auch eine Menge neuer Anregungen.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

Bericht von K. Günther über eine VDI/VDE-Tagung am 30. Mai 1989 in Frankfurt/Main

(Fortsetzung von Heft 8/89)

Bericht von Dipl.-Ing. U. Vogt über einen Internationalen Kongreß mit Fachausstellung
zum Thema „Innovative Technologien in der Leiterplattenfertigung und Oberflächenmontage“ vom 19. bis 21. April 1989 in Ludwigsburg

(Fortsetzung von Heft 8/89)

Bericht über ein Firmenseminar am 20. Juni 1989 in Rüsselsheim

Über 50 Teilnehmer verfolgten dieses Firmen-Seminar, in dem ein ausführlicher Überblick über die gesamte 3D-Leiterplattentechnik gegeben wurde. Die Einzelthemen erstreckten sich vom 3D-Leiterplattenmaterial über die 3D-Leiterplattenherstellung bis zur 3D-Leiterplattenbestückung.
Nach der Begrüßung und Einleitung ging Dr. M. Römer, GE Plastics, kurz auf die Geschichte und den Stand der Entwicklung der 3D-Leiterplattentechnik ein.
Obwohl schon seit Anfang der sechziger Jahre immer wieder versucht wurde, dreidimensionale Leiterplatten auf verschiedene Weise herzustellen, konnte sich wegen vieler Mängel bisher kein Verfahren großtechnisch durchsetzen.

Teil 2: Kongreß

(Fortsetzung von Heft 8/89)

Bericht von G. Keller über die SMT/ASIC vom 9. bis 11. Mai 1989 in Nürnberg

Parallel zur SMT (Surface Mount Technologies) /ASIC (Application Specific IC)-Messe wurde ein Internationaler Kongreß zu diesen Themen abgehalten. Veranstalter von Messe und Kongreß war die Mesago Messe Kongreß GmbH, Stuttgart. Mehrere hundert Teilnehmer verfolgten die sehr interessanten, auf hohem Niveau gehaltenen Vorträge. Nachfolgend werden die Inhalte ausgewählter Vorträge kurz zusammengefaßt wiedergegeben.

Dickschichthybride sind kundenspezifische Schaltungen, die durch Drucken von Leiterbahnen, Widerständen und Dielektrika auf einer Aluminiumoxid-Keramik hergestellt werden. Durch Integration verschiedener Technologien lassen sich spezielle elektronische Funktionen realisieren. Dadurch steht die Dickschichttechnologie zwischen dem monolithisch integrierten Halbleiter und der Leiterplatte.
Der Vorteil der Dickschichttechnologie gegenüber dem IC liegt in der Integrationsbreite der Bauelemente. Außerdem lassen sich hochgenaue, abgleichbare Widerstände im Bereich von 1 Ohm bis 10 M-Ohm drucktechnisch realisieren. Da die Entwicklungszeiten im Vergleich zu ICs kürzer und somit die Kosten niedriger liegen, lassen sich auch kleine Stückzahlen ökonomisch herstellen.

Einleitung


Dieser Vortrag hat die rechnergestützte Verfahrensüberwachung zum Thema, wie sie in der Leiterplattenfertigung der Fa. Siemens in Augsburg betrieben wird. Der Inhalt dieses Vortrages ist wie folgt gegliedert:
1. Eckdaten zur Leiterplattenfertigung
2. Projektüberblick
3. Einsatzbeispiel:
„Verpressen von Innenlagen zu Mehrlagenleiterplatten“
4. Erfahrungen und Ergebnisse

5. Ausblick auf den weiteren Systemausbau

Die Firma des Autors befaßt sich erst seit vier Jahren intensiv mit der spritzgegossenen Leiterplatte, und hier speziell mit der haftfesten Verkupferung. Bei der spritzgegossenen Leiterplatte interessierten besonders die Idee und die sich bietenden Möglichkeiten bei der 3dimensionalen Schaltung. Die leitfähige Heißprägefolie oder auch in Formen eingelegte und dann mit dem verspritzten Dielektrikum verbundene Cu-Folie waren in diesem Falle nicht optimal oder interessant, weil die Wahl der Formen und damit die Zahl der Anwendungen limitiert bleibt,

Im Elektronikbereich herrscht ständig der Druck, die Packungsdichte der Leiterplatten zu erhöhen. Die Entwicklung wird aus- gelöst durch die Bauteiltechnologie. In diesem Bereich wird daran gearbeitet, die Signallaufzeit zu verkürzen. Dies bedeutet für die Leiterplattentechnologie, daß auch auf den Verdrahtungsträgern - Leiterplatten - exakte Signalführung und kurze Wege realisiert werden müssen.

Zunehmend stellt sich der Lelterplatten-Industrie die Aufgabe, kleinste Bohrungen durchzumetallisieren. Da auch die Leiterplattendicke aufgrund viellagiger Multilayer zunimmt, wird es mit konventionellen Anlagen und Verfahren schwieriger, gleichmäßige, porendichte Niederschläge in ausreichender Schichtstärke zu erhalten. Anlagenbezogen müssen Faktoren wie Kathoden-Anodenabstand, Anodenform, Badbewegung und Kontrollierbarkeit sowie die Gestellkonstruktion besonders beachtet werden. Ob mit Horizontalautomaten bessere Ergebnisse erzielbar sind, wird derzeit intensiv erprobt.

Bericht über eine Weiterbildungsveranstaltung der Technischen Akademie Esslingen am 19./20. Juni 1989 in Berlin

Die Seminare der TA Esslingen über die Abwasseraufbereitung in der Metallindustrie blicken auf eine langjährige Tradition zurück und vermitteln den Teilnehmern den aktuellen Stand des gesamten Stoffgebietes sowohl im Hinblick auf die gesetzlichen Forderungen wie auch der technischen Möglichkeiten, um diese zu erfüllen. Im Interesse des Praktikers stehen erprobte Verfahren voran, während neue wissenschaftliche Erkenntnisse nur gestreift werden.
Seit einigen Jahren hat sich das Berliner Institut für Technische Weiterbildung (ITW) bemüht, dieses Seminar auch in Berlin durchzuführen, weil der Informationsbedarf im Hin- blick auf die vielfältige Industrie auch hier gegeben ist.

Nutzen und Schaden


Schwermetalle sind im Bereich des Umweltschutzes ein vieldiskutiertes Thema. Einigen Metallen werden beängstigende Gefährdungspotentiale nachgesagt, anderen ihre absolute Notwendigkeit für die menschliche Gesundheit. So gilt z.B. Nickel als krebserzeugender Arbeitsstoff, dessen TRK-Wert mit 0,05 mg/m® begrenzt wird; doch enthalten auch die allerorts in Haushalten geschätzten pflegeleichten Edelstahlgeräte Nickel. Ähnliches läßt sich zum Chrom sagen, wenn man an die begehrten glänzenden verchromten Armaturen im Haushalt denkt. Wer schätzt nicht kupfernes Küchengeschirr, obwohl Kupfer im Abwasser sehr scharf begrenzt ist. Während Zink nach DIN über verzinkte Rohrleitungen den deutschen Trinkwasserkonsumenten fast „staatlich verordnet“ wird, wurde der Schwellenwert als Kriterium für die Genehmigungspflicht bei industriellen Anlagen für die Abwässer auf 1 mg/l herabgesetzt.

1 Einführung

Die mit dem Thema gegebene Begriffsverknüpfung enthält schon den Hinweis auf eine neue Dimension betrieblichen Geschehens, die mit den gestellten und ständig sich verschärfenden Anforderungen an den Schutz der Umwelt zu einem festen und wohl für alle Zukunft unverzichtbaren Bestandteil nicht nur der betriebswirtschaftlichen Disposition und der Technologie, sondern auch und nicht zuletzt der rechtlichen Vorgaben für die entsprechenden Aktivitäten geworden ist. Die Betriebe sehen sich steigenden Anforderungen an die Qualität ihrer Produkte (Umweltverträglichkeit, Wiederverwertbarkeit), eine umweltschonende Abfall- und Abwasserbeseitigung, eine abfall- bzw. abwasservermeidende Produktionsweise sowie einer steigende Flut von Gesetzen, Verordnungen, Verwaltungsvorschriften und -Satzungen gegenüber, die sie in ihren Entscheidungen einengen und zu immer weiteren Anstrengungen im Umweltschutz zwingen.