Artikelarchiv -Galvanotechnik

1 Einleitung


R02800TM-Leiterplattenmaterial auf der Basis von PTFE (Polytetrafluorethylen) ist ein
wesentlicher Bestandteil eines umfangreichen Programms der Rogers Corp., Connecticut/USA zur Herstellung digitaler Hochleistungssysteme, und zwar in erster Linie der
Systeme, die mit ECL- oder GaAs-Hochleistungsschaltungenarbeiten.
R02800 ist ein Basismaterial mit niedriger Dielektrizitätskonstante aus einem Verbundwerkstoff auf Fluorpolymerbasis, der für hochdichte Hochleistungs-Multilayer entwickelt wurde. Der thermische Volumenausdehnungskoeffizient, der dem Kupfer angepaßt ist, verbessert die Zuverlässigkeit der metallisierten Bohrlöcher sowie die Dimensionsstabilität.

Auswertung leiterplattenspezifischer Informationen (Teil 3)

Fortsetzung von Heft 3/90

Welche Leiterplattenparameter werden hauptsächlich gefertigt? Gibt es Unter- schiede zwischen Herstellern von Prototypen und Großserien bezüglich technischer Machbarkeit? Wie wird es morgen aussehen? - Diese und noch mehr Fragen werden in der Branche häufig diskutiert. Über Marktforschungsinstitute, insbesondere der britischen Consulting-Firma BPA, lassen sich deutliche Trends in der Industrie feststellen. Doch wie sieht es im einzelnen aus? Sind die Angaben für z. B. ein Land repräsentativ für die einzelnen Segmente, d.h. Hersteller von Prototypen, Kleinserien, mittelgroße Serien und Großserien, oder sind sie ein guter Querschnitt?

Bericht über die National Electronic Packaging and Production Conference in Anaheim, Kalifornien/USA 1990

Die bedeutendste Fachausstellung für Elektronikfertigung in den USA, die Nepcon West, fand in diesem Jahr vom 27. Februar bis 1. März statt. Über 35000 Besucher konnten sich bei etwa 900 Ausstellern über Materialien, Verfahren, Fertigungs- und Prüfeinrichtungen sowie Werkzeuge für das Design, die Herstellung und die Verarbeitung von Leiterplatten informieren. Über 100 neue Produkte - darunter einige zukunftsträchtige Innovationen - wurden erstmals ausgestellt.
Auch in diesem Jahr prägten Exponate für die SMT-Produktion die Ausstellung. Neue Leiterplattenmetallisierungsprozesse und Montagesysteme für Feinrasterbauelemente (Fine Pitch Components) bildeten die Schwerpunkte.

Bericht von Dipl.-Ing. (FH) R. Kummer über das 10. Kontaktseminar an der Universität Karlsruhe
Fortsetzung aus Heft 3/90

Das dritte Schwerpunktthema des Seminars befaßte sich mit „Problemen und Risiken bei der Werkstoffauswahl für elektrische Kontakte“. Den Vorsitz hatte Dipl.-Ing. R. Schnabl.

Bericht von Dipl.-Ing. U. Vogt überein PMSI-Seminar vom 6. bis 8. November 1989 in München

Zum zweiten Mal nach 1987 hat PMSI (Herausgeber von Printed Circuit Assembly, Printed Circuit Design und Printed Circuit Fabrication) die Productronica zum Anlaß genommen, eines seiner Seminare, die sonst nahezu ausschließlich in den USA stattfinden, in München durchzuführen.
Leider stieß das Teilnehmerinteresse der bundesdeutschen Branchenvertreter wiederum nicht auf die dem Seminar eigentlich angemessene Resonanz, so daß die nahezu 50, überwiegend ausländischen, Gäste in der stilvollen Atmosphäre des Hotels Bayerischer Hof praktisch unter sich waren.

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Ohne ausreichende Haftung erfüllen auch hohe Qualität und die besten Schichteigenschaften ihre Aufgabe nicht. Haftung aber setzt eine reine und vor allem fettfreie Grundmaterialoberfläche voraus. Deswegen gehört es zu den Grundregeln jeder Oberflächenbehandlung, beim Entfetten maximale Sorgfalt walten zulassen. Hier zu sparen, heißt an der falschen Stelle sparen. Maximale Fettfreiheit ist auch das mit Abstand wichtigste Kriterium, von dem sich der Galvanotechniker bei der Wahl des Entfettungsverfahrens leiten läßt. Selbstverständlich bemüht ersieh, das Problem auf die verfahrenstechnisch beste und wirtschaftlichste Art zu lösen, bei der Qualität wird er jedoch niemals improvisieren.

ln den USA wird bei der Metallveredlung üblicherweise zwischen dekorativen und funktionellen Verfahren unterschieden. Bei den dekorativen Prozessen hat es in den letzten Jahren nur unwesentliche Verbesserungen hinsichtlich verstärkter Einebnung, intensiveren Glanzes etc. gegeben. Dahingegen ist bei den funktionellen Verfahren die Entwicklung neuerer Systeme rapide fortgeschritten. Besonders der Hauptvertreter dieser Gruppe, das Verzinken, hat seit den sechziger Jahren etliche Entwicklungsstufen durchlaufen. Bei der cyanidischen Verzinkung ging der Weg über die halbkonzentrierten zu den cyanidarmen Elektrolyten. Gleichzeitig wurden besonders in den USA die alkalisch-cyanfreien Verfahren entwickelt und forciert, während in Europa die schwachsauren, ammoniumhaltigen und ammoniumfreien Elektrolyte großen Anklang fanden [1,2,3].

Anwendungen in der Verbindungstechnik

1 Einleitung


Gesteigerte Anforderungen an den Korrosionsschutz sowie der Konkurrenzdruck durch neue Verfahren wie z. B. Dünnschichtlacksysteme [1] haben auch beim galvanischen Verzinken die Einführung weiterentwickelter Verfahren beschleunigt. Der Korrosionsschutz von Zink kann durch das Mitabscheiden von Cobalt [2, 3] oder Nickel [4, 5] deutlich verbessert werden.
Damit steht eine ganze Palette unterschiedlicher Verfahren zur Abscheidung von Zink oder Zinklegierungen zur Verfügung, die es ermöglicht, das Anforderungsprofil des jeweiligen Einsatzfalles ganz gezielt abzudekken.
Dies ist deshalb von Bedeutung, da das galvanische Verzinken mit nachgeschalteter Chromatierung als Korrosionsschutz für Verbindungselemente eine ganze Reihe von Vorzügen besitzt, die auch zukünftig genutzt werden sollen:
- Kathodischer Schutz von Stahl als Grundwerkstoff 

- Fernschutzwirkung bei Beschädigungen des 
Oberflächenschutzes sowie bei Quetschstellen durch den Schlüsselangriff während der Mon- tage [6] 

- guter Kantenschutz 

- Gewinde-Lehrenhaltigkeit bei der für den Korrosionsschutz notwendigen Schichtstärke. 


1 Einleitung


Organische Halogenverbindungen werden zwar auch auf natürlichem Weg gebildet, z. B. im Meer, die Belastung der Gewässer mit diesen Stoffen wird jedoch im wesentlichen durch die Verwendung in Haushalt, Industrie und Gewerbe verursacht. Aufgrund ihrer peristenten, toxischen und mutagenen Eigenschaften gelten organische Halogenverbindungen im Sinne des §7a WHG (5. Novelle) als gefährliche Stoffe. Im Abwasser von metallverarbeitenden und metallbearbeitenden Betrieben sind chlororganische Verbindungen bis zu Konzentrationen von 220 mg/l gemessen als adsorbierbare organische Halogenverbindungen (Summenparameter AOX) festgestellt worden [1]. Der Entwurf der 40. Abwasserverwaltungsvorschrift (Stand Juli 1988) sieht für AOX eine Mindestanforderung von 1 mg/l vor, für leicht flüchtige Halogenkohlenwasserstoffe (Tetrachlorethen, Trichlorethen, 1.1.1-Trichlorethan, Dichlormethan) 0,1 mg/l. Im Abwasser von galvanischen Betrieben entstehen chlororganische Verbindungen bei der Entgiftung von cyanidhaltigen Abwässern mit Natriumhypochlorit.

Teil 1: Arten von Eigenspannungen
und mechanische Bestimmungsmethoden

Einleitung


Sowohl außenstromlos als auch elektrolytisch abgeschiedene Metallüberzüge sind mehr oder weniger spannungsbehaftet, d. h. im Überzug besteht eine Tendenz zur Vergrößerung oder Verminderung seines Volumens. Fischer [1] unterteilt die inneren Spannungen in artfremde und arteigene. Die artfremden Spannungen entstehen im Überzug durch Einwirkung des Substrats auf das Gefüge des abgeschiedenen Metalls. Zu dieser Spannungsart rechnet Weil [2] auch die thermischen Spannungen. Sie sind besonders stark
ausgeprägt in außenstromlos (chemisch) abgeschiedenen Schichten und werden von zwei Faktoren bestimmt: Differenz zwischen Abscheidungstemperatur und Temperatur der Spannungsmessung und Unterschied zwischen den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Schicht und der Unterlage [3]. Die arteigenen Spannungen werden von den Abscheidungsbedingungen, der Elektrolytzusammensetzung u.a. bestimmt.

Die 1970 von dem Schweizer Prof. Dr. Nikolaus Wirth entwickelte Sprache Pascal und ihre Weiterentwicklungen (UCSD-Pascal, Turbo Pascal) sind weit verbreitet. Dazu hat neben ihrer Qualität auch der relativ preis- werte Compiler beigetragen. Daher wurde dieses Programm zur Anwendung der Faradayschen Gesetze in der Galvanotechnik in Turbo Pascal geschrieben (s. Anlage).
Der Benutzer wählt zunächst den Nieder- schlag, der aufgebracht werden soll, bzw. das Ion, das sich im Bad befindet. Jede Eingabe kann solange korrigiert werden, bis sie durch Drücken der ENTER-Taste abgeschlossen wird. Das Programm ist weitgehend gegen fehlerhafte Eingaben abgesichert. In diesem Fall ertönt ein akustisches Signal, dann wird der Benutzer aufgefordert, seine Eingabe zu korrigieren.

Die Anwendung von stromlosen Nickel- und Kupferprozessen hat seit vielen Jahren bei der technischen Metallisierung von Leitern und Nichtleitern Eingang gefunden. Für das Gebiet der Golabscheidung bietet sich besonders für die Elektronikindustrie ein reichhaltiges Anwendungsfeld an, da es dort gilt, elektrisch isolierte oder schwer zu kontaktierende Flächen wie z.B. „Bond pads“ zu besichtigen.
Es wäre wünschenswert, hierfür einen stromlosen Goldprozeß anbieten zu können mit folgenden Forderungen: möglichst einfache Elektrolytzusammensetzung, lange Lebensdauer, einfache Arbeitsweise und Abscheidung von Reinstgold oder von definierten Legierungen mit Abscheidungsraten von ein bis maximal fünf Mikrometer pro Stunde.

Teil 6: Einige interessante Entwicklungen

Fortsetzung aus Heft Nr. 11/89


Seit dem Beginn der Artikelserie über das Tampongalvanisieren im Jahre 1982 sind zahlreiche Veröffentlichungen erschienen, die die in den früheren Beiträgen beschriebenen Anwendungen ergänzen und erweitern. Einige interessante Beispiele werden nachfolgend vorgestellt, um die Artikelserie zu vervollständigen und soweit wie möglich zu aktualisieren.

Neue Wege zur Stickstoffherstellung

Stickstoff wird mannigfaltig verwendet, insbesondere bei Wärmebehandlungsprozessen als kostengünstige Alternative zu Schutzgasen, die durch partielle Verbrennung von Gasen, wie z. B. Methan oder Propan, hergestellt werden. Traditionell wurde bisher zur Erzeugung von Stickstoff-haltigen Atmosphären flüssiger Stickstoff verwendet, der durch Luftverflüssigung gewonnen wird. Von der BOC Ltd. wurden jetzt jedoch zwei Systeme entwickelt, bei denen der Stickstoff vor Ort erzeugt wird.

Bericht von Ing. Walter Alberth über ein Seminar der Technischen Akademie Esslingen

Das unter Leitung von Dipl.-Ing. H. Skalicky (Verband der Chemischen Industrie e.V. Frankfurt) stehende Seminar befaßte sich mit folgenden zwei Problemstellungen; „Welche Stoffe und Stoffgruppen sind im Abwasser zu bestimmen und wie?“ „Möglichkeiten, Grenzen und Kosten der einzelnen Analysenmethoden.“
In den letzten Jahren hat das Interesse an den mit dem Abwasser abgeleiteten Stoffen stark zugenommen, denn neue Forderungen bringen nationale und supranationale Vorschriften. Enorme Fortschritte hat in den letzten zwei Jahrzehnten auch die Analytik gemacht. Sie ermöglicht heute nahezu alle Stoffe mit bisher nie dagewesener Präzision zu bestimmen. Die Behörden als auch die Einleiter stehen daher oft vor der Frage, welche Parameter im Abwasser sinnvollerweise bestimmt werden sollen bzw. aufgrund des bestehen- den Rechts bestimmt werden müssen. Damit verbunden ist auch die Frage nach dem jeweils geeignetsten Analysenverfahren, seinen Möglichkeiten, Grenzen und seiner Wirtschaftlichkeit.

Bericht über die Technische Jahreskonferenz 1990 des „Institute of Metal Finishing” (IMF) vom 5. bis 6. April 1990 in York (UK)

Die von etwa 60 Teilnehmern besuchte Veranstaltung befaßte sich mit neuen Ergebnissen auf dem Gebiet der anodischen Oxidation von Aluminiumwerkstoffen, der Erzeugung von Konversionsschichten sowie organischer Beschichtungen, mit plasmagestützten Beschichtungsverfahren sowie dem Einfluß von Prozeßdaten auf die Eigenschaften galvanotechnisch hergestellter Schichten. Auf einige wesentliche Ergebnisse wird im folgenden kurz eingegangen.
Technische Aluminiumschichten lassen sich zerstörungsfrei optimal mit Hilfe der elektro- chemischen Impedanzspektroskopie im Frequenzbereich zwischen 1 mHz und etwa 100 kHz charakterisieren. Dies gilt insbesondere für die Ausbildung der Sperrschicht und des porigen Schichtanteiles sowie den Verdichtungs- und Alterungszustand der Schichten. Durch die Aufnahme der Impedanzspektren während des Sealingvorganges lassen sich neue Erkenntnisse über den Verdichtungsvorgang bei unterschiedlichen Temperaturen und Verdichtungsmedien sowie -uusätzen gewinnen.

Bericht über das 12. Ulmer Gespräch der DGO am 29./30. März 1990 in Neu Ulm (Donau)

Oberflächenbehandlung und Ätztechnik sind in ihrer Zielsetzung unterschiedlich. Während es Aufgabe der Oberflächenbehandlung ist, eine Oberfläche bestimmter Eigenschaften - durch Abscheiden, Beschichten oder chemische Umsetzung - zu erzeugen, ist das Ätzen eine Fertigungstechnik, bei der Material abgetragen wird, um eine bestimmte Geometrie herzustellen, unerwünschtes Material zu entfernen oder eine Oberfläche zu strukturieren. Berührungspunkte ergeben sich bei beiden Verfahren dagegen in der Technologie: in beiden Fällen werden chemische, elektrochemische oder physikalische Methoden eingesetzt, die nicht nur den gleichen Gesetzmäßigkeiten unterliegen, sondern auch Verfahrens- und anlagentechnisch ähnliche Praktiken nutzen. Bei dem einen Verfahren gewonnene Erkenntnisse und Erfahrungen lassen sich daher oft auf das andere übertragen. Ein typisches Beispiel für die nahe Verwandtschaft beider Verfahren sind das elektrolytische Polieren und das Formteilätzen. Während man im ersten Falle bemüht ist, die Spitzen der Oberflächenrauheiten bevorzugt zu entfernen, soll der Abtrag im zweiten Falle gleichmäßig über die ganze Fläche erfolgen.

Materialien haben eine Schlüsselfunktion für jegliche technisch-wirtschaftliche Betätigung. Neue Materialien ermöglichen die Realisierung innovativer technischer Produkte. Sie haben wichtige Aufgaben auf dem Gebiet der Tribologie, d.h. der Reibung und des Verschleisses, wobei Oberflächen-schichten und Beschichtungen eine besondere Rolle spielen, Neuentwickelte oder verbesserte Verfahren zur Herstellung neuer Materialien und Oberflächenschichten können dem Anlagenbau interessante Impulse geben.