Artikelarchiv -Galvanotechnik

Die Herstellung von kompliziert geformten Spritzwerkzeugen oder Erodier-Elektro- den erfordern vom Galvanotechniker einen sehr hohen Gestellaufwand. Das ist besonders der Fall, wenn ungleichmäßige Wandstärken der Werkzeuge nicht toleriert werden können.
Durch den Einsatz von Pyrophosphat-Kupferbädern ist es möglich, mit Hilfsanoden aus Eisen zu arbeiten. Dadurch wird der Gestellbau bzw. der Bau von Hilfselektroden relativ einfach. Die Elektroden lassen sich leicht an- ordnen, verändern sich während der langen Elektrolysezeit nicht in ihrer Oberfläche und verursachen keine Störungen im Elektrolyten.

Abgrenzung zu Vibratoren und anderen Verfahren

Die Bearbeitung in Trommelanlagen und Fliehkraftgeräten ist verfahrenstechnisch eng verbunden, da der Verfahrensablauf, die „Gleitlinie“ in den Trommeln beider Systeme identisch ist. Man spricht deswegen auch von „Trommelanlagen“ und „Fliehkrafttrommelgeräten“. Im Englischen hat sich für die letztere das Wort GBF (Centrifugal Barrel Finishing) eingebürgert. Interessant sind die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Fliehkraftgeräte sowohl für Schüttgut wie auch für die Bearbeitung von Präzisionsteilen.

Teil 1: Lösemittelverordnung

Nachdem die Großfeuerungsanlagen, die vornehmlich der Erzeugung von Strom aus Kohle, Öl und Gas dienen, mit Billigung des Bundesverwaltungsgerichts [1] einer kostspieligen Nachrüstung mit fast gleichgroßen chemischen Fabriken zur Abscheidung von Schwefel- und Stickstoffoxiden unterworfen worden sind [3], wurde die Sanierung bestehender, die Luft verunreinigender Anlagen ein generelles Ziel.
Aus diesem Grunde wurde das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] geändert und in die Neufassung der TA-Luft [4] ein Abschnitt über die Sanierung sogenannter Altanlagen aufgenommen.

Anlagen für die galvanische Veredlung sind im Vergleich mit solchen für andere Arten der Oberflächenbehandlung große Energieverbraucher. Maßnahmen, die zur Senkung der Energiekosten führen, sind wegen des großen Anteils galvanischer Verfahren an der Industrieproduktion von wesentlicher Bedeutung. Die Erkennung solcher Maßnahmen und ihre Realisierung erfordern ein systematisches Vorgehen.
Um ein reales Bild von Oberflächenbehandlungsprozessen mit allen Teilabläufen (Reaktionen, Transformation, Übertragung der Impulse, Stoffe und Energien) zu erhalten, muß eine komplexe Analyse der einzelnen Verfahrensstufen vorgenommen werden, die bei der galvanischen Oberflächenbehandlung aus der Vorbehandlung, der eigentlichen galvanischen Metallabscheidung, der Zwischen- und Nachbehandlung und dem Trocknen bestehen.

Viele Fertigprodukte, deren Oberflächen-Endzustand durch galvanische Behandlung (Verkupfern – Vernickeln – Verchromen) erzeugt wird, benötigen vor diesem galvanischen Prozeß eine mechanische Oberflächenvorbearbeitung.
Hochwertige Produkte werden üblicherweise durch Schleifen und Polieren vorbehandelt, da kein anderes Bearbeitungsverfahren bessere Voraussetzungen für den „letzten Schliff“ schafft.
Bei den Schleif- und Poliermaschinen für die mechanische Oberflächenbearbeitung findet man, bedingt durch die verschiedenartigsten Werkstücke und die unterschiedliche Formgebung, eine Vielzahl von Maschinen Im Einsatz. Angefangen von den einfachsten Bandschleif- und Poliermaschinen für manuelle Bearbeitung („Polierböcke“), bis hin zu komplizierten Schalt- und Rundtischanlagen oder großen Transferstraßen mit zum Teil 50 und mehr Bearbeitungsstationen.

In vorangegangenen Veröffentlichungen wurde das Schleifpolieren in Gleitschliffanlagen in einer seiner Abwandlungen ausführlich beschrieben [1,2]. Als Ersatz des „Zinkpolierens“ dienten die Modellbeispiele „Stahlpolieren“ bzw. „Trowapast-Verfahren“.
Das Druckschleifen mit Maiskolbenschrot oder ähnlichen Medien fällt zwar in die gleiche Oberflächenbearbeitung, ist aber aufgrund der gegensätzlichen Bearbeitungsmedien kaum damit zu vergleichen. Während das Stahlpolieren bzw. das Trowapast-Verfahren Naßverfahren sind, handelt es sich bei dem Druckschleifpolieren mit Maiskolbenschrot um ein Trockenverfahren. Bei diesem Verfahren wird dem Bearbeitungsmedium (Maiskolbenschrot, Holzwürfel, Walnußschalenbruch, Filz usw.) zur Bearbeitung der Werkstücke eine Polierpaste zugegeben, die von Zeit zu Zeit, je nach Werkstückdurchsatz, ergänzt wird.

1 Einleitung


In der Technik werden in vielen Bereichen, wie etwa der Luftfahrzeug-, Kraftfahrzeug oder Bauindustrie niedrig legierte, hochfeste Stähle benötigt, die jedoch stark korrosionsanfällig sind und somit einen zusätziichen Korrosionsschutz erforderlich machen. Sehr häufig wird dieser durch die galvanische Abscheidung korrosionsschützender Schichten bzw. Schichtsysteme erreicht. Die überwiegende Zahl der in der galvanischen Fertigung ablaufenden Vorgänge ist jedoch durch eine mehr oder weniger starke, z. B. zu Reinigungszwecken erwünschte und damit beabsichtigte oder bei der Metallabscheidung nicht gewollte Wasserstoffentwicklung gekennzeichnet. Unter bestimmten Bedingungen kann der Wasserstoff in das Metall ein- dringen [1] und zu der unter dem Begriff Wasserstoffversprödung bekannten Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des so erzeugten Verbundwerkstoffes führen.

Wer seine Teile in einer Lohnanstalt beschichten läßt, erhält nicht nur galvanische Überzüge, sondern hat auch das „Know-how“ des Lohngalvanikers mit eingekauft. Ebenso kauft er auch den Umweltschutz mit, den der Betrieb aufwenden muß, um überhaupt galvanisieren zu dürfen. Und dies, ohne dafür zu bezahlen, denn es gibt kaum eine Lohngalvanik, die es sich erlauben kann, die Kosten umzulegen. Umweltschutz Ist also quasi inbegriffen und umsonst.

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Es begann im Jahre 1955 mit einer riesigen Fehleinschätzung. In Europa arbeitete eine handvoll Großrechner. Die zwei berühmtesten waren der Zuse4 an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich und der Z5 bei Leitz in Wetzlar. Viel mehr dieser ungeschlachten Anlagen waren auch in den USA nicht installiert. 1000 Multiplikationen je Sekunde war die Arbeitgeschwindigkeit dieser Wunderwerke vor 30 Jahren. Man benötigte 100 Quadratmeter Stellfläche für eine solche Anlage, die mit 30000 störanfälligen Bauelementen, davon 18 000 Elektronenröhren, bestückt war.

Auszüge aus Vorträgen anläßlich der Productronica 1985 in München

Entwicklungslinien automatisierter Bestückungssysteme unter dem Einfluß der Oberflächentechnologie

Fertigungssysteme zur simultanen und seriellen Bestückung von SMD-Bauteilen

Pin Frame, eine kostengünstige Montage von Chip-Carriern

SMD-Technologie – der richtige Weg zur flexiblen automatischen Bestückung auch bei kleinen Losgrößen


Bestücken von Elektronik-Schaltungen mit SMD-Bauteilen
Konzepte und Maschinen

Leiterplattenbestückung als Ausgangspunkt für Fertigungsintegration

Der in der Bulgarischen Akademie der Wissenschaften- Institut für physikalische Chemie entwickelte Elektrolyt zur Glanzverzinnung zeichnet sich durch gute technische Parameter im industriellen Einsatz aus. Er ist im Dauerbetrieb stabil und ermöglicht bei Zimmertemperatur die Abscheidung glänzender gut eingeebneter Zinnüberzüge, die ein gutes Lötvermögen aufweisen.

Der Elektrolyt enthält 40-160 g/dm^3 Schwefelsäure, 4-60 g/dm^3 Zinnsulfat, 3-8 g/dm^3 Formalin und 5- 20 g/dm^3 eines Glanzzusatzes. Die Anoden sind aus reinem Zinn, sie werden nicht passiv und bei einem Verhältnis der Anoden- zu der Kathodenoberfläche von 1,5:1 muß der Elektrolyt kaum korrigiert werden. Die Streufähigkeit des Elektrolyten beträgt 40% (nach Haring/Blum), die Abscheidungsgeschwindigkeit 2 ym/mm bei 5A/dm^2.

Präzisions-Bohrunterlagen und -auflagen werden im Schichtbetrieb gefertigt

Das Werk der Laminating Company Of America in Garden Grove stellt ausschließlich Bohrauf- und -unterlagen, und zwar insgesamt vier verschiedene Produkte, her. Die Ausgangsmaterialien – Aluminiumfolien unterschiedlicher Dicke mit bestimmten Materialeigenschaften und gepreßte Tafeln aus dem gemahlenen Holz der kalifornischen Douglas-Fichte – werden von ausgewählten Lieferanten bezogen. Bei L.C.O.A. beschränkt man sich darauf, den Kern der Bohrauf- bzw. -unterläge mit der Aluminiumfolie zu laminieren. Laminiert wird im Durch- laufverfahren vergleichbar dem Laminieren von Leiterplatten mit Fotofolien. Allerdings haben die Zuschnitte bei L.C.O.A. eine Abmessung von etwa 1,5 X2,5 m. Der Klebstoff, ein Epoxidharz, wird mittels Walzen auf die Alufolie übertragen.

Bericht von Manfred Bechtold über eine Fachtagung der VDI/VDE- Gesellschaft Feinwerktechnik am 5./6. Mai 1986 in Karlsruhe (Teil 1)

Während sich frühere VDI/VDE-Veranstaltungen mit der Fertigung und Qualität der nichtbestückten Leiterplatte sowie getrennt dazu mit der Leiterplattenbestückung, dem Löten und dem Test befaßten, wurden in diesem Jahr folgende Themen in zwei parallelen Veranstaltungen gleichzeitig behandelt:

Leiterplattenfertigung heute

Vorlagentechnik – Basismaterial – Mechanische Bearbeitung – Galvanotechnik – Ätztechnik – Foto- und Siebdruck – Neue Technologien – Prüfen

Leiterplattenbestückung und -Test

CAD/CAM – Logistik – Bestückungstechnik – Löt- und Waschverfahren – Schutzmaßnahmen – Automatisierung – Testphilosophie – In-Circuit-Test

Die Referenten, größtenteils Experten aus dem Bereich der Leiterplattenfertigung, skizzierten in ihren Vorträgen den derzeitigen Stand der Leiterplattentechnik und die zukünftige Entwicklung der Leiterplatte. Durch gemeinsame Diskussionen und Gespräche der über 800 Teilnehmer untereinander bestand die wichtige Gelegenheit des vertieften Erfahrungsaustausches.

Bericht von Ing. W. Alberth über ein Seminaren der Technischen Akademie Esslingen

In einem Überblick über neue Entwicklungstendenzen wurde der Stand der Technik beim Löten von Leiterplatten, Schichtschaltungen und Halbleiterbauelementen gezeigt. Eine wichtige Rolle spielt dabei das Weichlöten, auch das maschinelle und automatische Löten von Leiterplatten. Außerordentlich hohe Anforderungen werden an die Her- stellverfahren von Lötkontakten gestellt, denn fast alle Schaltungen werden trotz der zunehmenden thermischen und mechanischen Belastungen immer kleiner und komplexer.
Die ursprünglich handwerkliche Technik des Lötens macht immer mehr den wissenschaftlich orientierten Fertigungsmethoden zum Löten elektronischer Schaltkreise Platz, an deren weiteren Verbesserungen an vielen Stellen intensiv gearbeitet wird.

Zusammenfassung


Verfügbarkeit und Handhabung von Lösungsmittel sowie Umweltaspekte rücken bei der Fertigung von gedruckten Schaltungen zunehmend in den Vordergrund. Unter diesen Gesichtspunkten ist auch die Umstellung des Fotodruckes auf wäßrig-alkalisch entwickelbare Resistsysteme zu sehen.
Der Aufsatz zeigt Wege zur Behandlung von anfallenden wäßrig-alkalischen Lösungen mit einem für diesen Fall entwickelten kontinuierlichen Filtrationsverfahren. Die Planung einer Industrie-Anlage sowie die Erfahrungen bei der Inbetriebnahme und die erreichbaren Betriebswerte dieser Anlage werden beschrieben.

1 Einleitung

Von der ursprünglichen Naßlackierung hat sich die Leiterplattenherstellung im Bereich Fotodruck zum Trockenfilmlaminieren entwickelt. Seit einigen Jahren finden jedoch auch Flüssigresists wieder verstärkte Bedeutung. Wesentliche Gründe dafür sind:

- die höhere Auflösung dünnerer Schichten
- der geringere Verbrauch an Entwickler 
und Stripper,
- die geringeren Resistkosten,
- die Möglichkeit, die Schichtdicke zu ändern und
- die Verarbeitung unebener und flexibler 
Substrate.


Beim Flüssiglackieren nimmt der Anwender allerdings auch einige Nachteile In Kauf, die ihm beim Verarbeiten von Trockenresists vom Filmhersteller abgenommen werden, wie z.B. den Umgang mit Lösemitteln, höhere Investitionskosten und einen in der Regel erhöhten Ausschuß, z. B. durch Staub. Ferner ist es bisher nicht möglich, Flüssigresists für die Tentingtechnologie einzusetzen.


Im Gespräch mit branchenfremden Kollegen, Behörden oder Stellungsbewerbern bleibt unverändert festzustellen, daß es um den Bekanntheitsgrad der Leiterplattentechnologie schlecht bestellt ist. Keinesfalls wird der Stellenwert, der unserem Fachgebiet aufgrund des technologischen Backgrounds und des Marktvolumens zusteht, von der Öffentlichkeitangemessen gewürdigt. Ganz offensichtlich haben Bemühungen seitens verschiedener Leiterplatten-Organisationen, das Image der Branche zu verbessern, bisher nur wenig Erfolg erbracht.

Ein Rückblick von Max Schnellenkamp auf die Gründung der Gesellschaft

Gelegentlich der 25. Wiederkehr des Jahrestages der Gründung der Deutschen Gesellschaft für Galvanotechnik beschreibt der langjährige Geschäftsführer Max Schnellenkamp die Umstände, die damals zu dieser Entscheidung führten. Die Überlegungen, das Für und Wider, das schließlich den Entschluß reifen ließ, eine solche Gesellschaft aus der Taufe zu heben, sind gerade heute im Zusammenhang mit dem neuen Aufgabenkreis, den sich die vor kurzem umbenannte Gesellschaft zu geben sucht, besonders interessant. Gerne werden sie sicher auch die jungen Fachkollegen lesen, denen sich dadurch ein Stück deutscher galvanotechnischer Geschichte eröffnet

Es gibt immer mehr Gebiete, in denen man auf japanische und zunehmend auch auf die Konkurrenz aus Fernost stößt. Während man früher von durch niedrigen Lebensstandard möglichen Dumping- preisen sprach, sieht man sich heute in steigendem Maße einem hohen technischen Niveau gegen- über, das dazu noch zu günstigen Preisen angeboten wird. Außer Debatten darüber, wie man da so etwas wohl fertigbringe, hat dies auf dem Markt auch positive Auswirkungen gezeigt: Man mußte „nachziehen “und die Ablage neben dem Fahrersitz muß beispielsweise beim Mittelklassewagen heute nicht immer unter Extras bestellt werden.
Über eine fernöstliche Konkurrenz auf dem Galvaniksektor war bisher eigentlich nichts zu hören. Den Eindruck allerdings, den Herr Winkel von seiner Reise mitgebracht hat, daß Qualität und anspruchsvolles Know-how auch mit einfachen Mittel realisiert werden können, wenn nur der Wille da Ist, sollte aber doch bedenklich stimmen.