Artikelarchiv -Galvanotechnik

Im Wandel der Zeiten haben sich die Eßgewohnheiten geändert und mit ihnen auch die Eßbestecke.
Für den gehobenen Bedarf wurden früher versilberte und vergoldete sowie Eßbestecke aus Alpacca hergestellt. Seitdem es Edelstahl in den verschiedensten Legierungen gibt, werden die Eßbestecke überwiegend aus diesem Metall hergestellt.
Infolge dieser Entwicklung wurden auch die Schleif- und Polierverfahren weiter verbessert. Trotzdem es elektrochemische Methoden gibt, hat das mechanische Schleif- und Polierverfahren als besonders umweltfreundlich, an Bedeutung gewonnen. Nachstehend soll gezeigt werden, wie sich das mechanische Schleifen- und Polieren von Eßbestecken in der Praxis bis zur Automatenreife entwickelt hat.

1 Einleitung


Seit Beginn dieses Jahrzehnts, haben sich die ionen- und plasmagestützten Vakuumbeschichtungsverfahren stark weiterentwickelt.
Besonders im Bereich der zerspanenden Werkzeuge sind die Erfolge der Titannitridschichten für die Anwendung unzweifelhaft. Trotz der erheblichen Fortschritte ist die PVD-Technik noch weit davon entfernt gemäß ihren technischen Möglichkeiten einen echten Durchbruch im Markt zu erzielen. Ursache hierfür sind mehrere Gründe:

a) Die Technik ist bislang besonders im Bereich der Beschichtung von Bauteilen unwirtschaftlich.

b) Für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche ist das Angebot problemangepaßter Schichtsysteme noch zu gering

c) Wenn sich nach erfolgreichen Entwicklungen und Labortests geeignete Schichtsysteme abzeichnen, werden diese häufig nur mit schwankender Qualität auf Produktionsanlagen umgesetzt.

Neue und ergänzende Versuchsergebnisse

Teil 1: Einfluß von Sprühdichte und Legierungszusammensetzung auf die Abtraggeschwindigkeit

Dieser Bericht ergänzt eine Serie von Veröffentlichungen [1], die zum Thema Werkstoffbearbeitung durch Sprühätzen erschienen sind. Er bezieht sich auf Arbeiten, die im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen im Rahmen einer Dissertation (mit Unterstützung der DFG) durchgeführt wurden [2].

1 Einleitung


Über den Einsatz des Sprühätzens zur Herstellung von Flachformteilen entscheidet neben der Abtragleistung und Oberflächenqualität vor allem die Herstellgenauigkeit und Reproduzierbarkeit dieses Verfahrens. Dies setzt, insbesondere bei einem so vielschichtigen Prozeß wie dem Sprühätzen, eine eingehende Kenntnis und Beherrschung der einzelnen Einflußgrößen voraus.
Während die Ergebnisse, über die bislang berichtet wurde, fast ausnahmslos auf Versuchen basieren, die mit dem bekannten Edelstahl X5CrNi189 (1.4301) durchgeführt wurden, wird im folgenden das Ätzverhalten von 12 verschiedenen Edelstahlsorten diskutiert. Aus der Lage der sog. „Hemmschwelle“ läßt sich die Ätzbarkeit von unterschiedlich legierten Edelstählen miteinander vergleichen.

Die DGO-Jahrestagung, das traditionelle Treffen der Fachwelt ist gelaufen. Man hörte Interessantes, alte Bekannte trafen sich, sprachen über gute und weniger gute Erfahrungen. Es war eine gute Tagung, viele stehen noch heute unter ihrem Eindruck.
In 14 Vorträgen und Diskussionen erfuhr der Galvanotechniker viel Nützliches und Wissens- wertes aus seinem Fach. Durch Magnetfelder lassen sich Mikrostruktur und Schichteigenschaften, die letzteren auch durch anschließende Laserbehandlung, beeinflussen. Bei der Hartverchromung kann die Pulsabscheidung genutzt werden, im Tamponverfahren lassen sich auch Dispersionsschichten aufbringen, mit neuen Passivierungstechnologien die Eigenschaften der Zinkschichten weiter verbessern.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

Einleitung


Die Plasonic GmbH stellt Plasmabearbeitungsgeräte her und entwickelt In enger Zusammenarbeit mit Kunden und wissenschaftlichen Instituten Plasma-Prozesse. Beim Autor laufen die Kundenwünsche zusammen. Er hat die an ihn herangetragenen Forderungen und Anregungen aus der Leiterplattenproduktion und aus angrenzenden Gebieten zusammengefaßt und Schlußfolgerungen daraus gezogen.

Ein Bericht von Manfred Bechtold

„... um zum Fortschritt und Erfolg der Industriezweige beizutragen, denen wir dienen“. Dieser Wahlspruch bildet die Grundlage einer Unternehmensphilosophie, die für den weltweiten Erfolg von Shipley verantwortlich ist. Um die Ziele, die der Leitspruch ausdrückt, verwirklichen zu können, war und ist es notwendig, intensive Entwicklungsarbeit zu betreiben.
Forschung und Entwicklung bilden demzufolge die Basis des Erfolgs. Dies gilt schon seit der Gründung der Firma 1957, als Charles R. Shipley mit der Entwicklung des Zinn/Palladium-Katalysators zur stromlosen Metallisierung von Kunststoffen der Durchbruch gelang.

Auszüge aus den interessantesten Vorträgen zum Thema SMT, kommentiert von Dipl. Physiker Gustl Keller (Teil1)

Technische Überlegungen
für das Erzielen hoher Ausbeuten
in der SMT-Produktion
Herstellung
von Kupfer/Invar/Kupfer-Verbindungen
auf Oberflächenmontageleiterplatten
Ein neues Einweg-Leiterplattenlötverfahren
für bedrahtete und SMD-(beidseitig)- Komponenten
Wie gut kann die Sauberkeit
von Oberflächenmontagebaugruppen quantifiziert werden?

Messen der Sauberkeit
unter oberflächenmontierten diskreten Bauelementen, die wellengelötet wurden
Das Entfernen weißer Rückstände
von schwer zu reinigenden Leiterplatten

Erarbeiten eines Reinigungsprozesses
zur Erfüllung neuer Forderungen

Einleitung


Das Wort Hochtechnologie, insbesondere in der Form des reißerischen High-Tech., wird häufig unreflektiert gebraucht. Nun, selbstkritisch betrachtet, wäre der Titel dieses Referates auch anders zu benennen gewesen, beispielsweise: „Kriterien zukünftiger Multilayer".
Immerhin ist es sachlich gerechtfertigt, die zukünftigen Multilayer von den heutigen zu unterscheiden. Es ist sachlich zutreffend, daß zukünftige Multilayer von neuen, komplexeren Technologien der Fertigung betroffen sind. Daher ist das Wort Hochtechnologie angemessen.
Am ehesten läßt sich der Unterschied von Standard-Multilayer und Hochtechnologie-Multilayer an einem Anwendungsvergleich bei SMD demonstrieren (Abb. 1).

Das chemische Ätzen hat sich in den letzten Jahren als eine Produktionstechnologie bei der Herstellung von Metallformteilen und Leiterplatten zu einem sehr wichtigen und unentbehrlichen Bestandteil des Fertigungsprozesses entwickelt.
Im Laufe dieser Entwicklung wurde eine Vielzahl von Ätzverfahren für unterschiedliche Anwendungsfälle bekannt.
Aufgrund des kontinuierlichen Ansteigens der technischen Anforderungen werden sowohl die chemischen Ätzmedien selbst als auch die verfahrenstechnischen Prozeßabläufe weiterentwickelt und optimiert.

1 Einleitung


Als Folge der in vielen Bereichen der Elektronik beginnenden Umstellung auf oberflächenmontierbare Bauteile, wird auch die Leiterplatten-Technologie massiv tangiert. Insbesondere stellt das auf 1/20“ bzw 1/25“ verkleinerte Rastermaß der SMT-IC’s für den Leiterplatten-Hersteller eine Herausforderung dar, da es nicht einfach möglich ist, alle Strukturgrößen einer Platte - wie Lochdurchmesser, Leiterbahnbreiten und Abstände - um den Faktor 2 bzw. 2,5 zu verkleinern, ohne die Grenzen der heutigen Technologie zu überschreiten.
In diesem Zusammenhang ergibt sich auch das Problem, daß bei Bohrdurchmessern von 0,4 bis 0,5 mm das Lochtiefe-Durchmesser-Verhältnis immer ungünstiger wird und ein größerer Bohrerverlauf bei engeren Fertigungstoleranzen zwangs- weise zu Schwierigkeiten führen muß (Abb. 1).

Fachgespräch bei der Firma Galvano-Anlagen Metzka GmbH in Schwanstetten

Gemeinsam mit anderen Bauteilen der Elektronik unterliegen auch Leiterplatten laufend einer Weiterentwicklung, die mit rasanter Geschwindigkeit vor sich geht. Mehrlagenplatten der unterschiedlichsten Art gehören heute fast zur Routine, die SMD- Technik greift auf immer weitere Bauteile über und stellt immer höhere Anforderungen auch an die Leiterplatte.
Der Lohnfertiger von Leiterplatten hat deshalb heute vor allem zwei zusätzliche Probleme. Auf der einen Seite muß er in der Lage sein, alle Arten von Leiterplatten herzustellen , d.h. in seiner Fertigungstechnik sehr flexibel sein; auf der anderen Seite darf dies nicht auf Kosten der Wirtschaftlichkeit gehen, er muß im Gegenteil mit dem enormen Preisdruck fertig werden, der heute für alle mit der Elektronik zusammenhängenden Fertigungen typisch ist.

Rasche Fortschritte in der Technologie und entsprechend zunehmende Kompliziertheit und Kosten kennzeichnen die moderne Industrie. Unter diesen Gesichtspunkten ist es wesentlich, daß Sach- und Dienstleistungen so geplant und ausgeführt werden, daß sie den Forderungen des Kunden entsprechen, und daß die Herstellung so wirtschaftlich wie möglich erfolgt.
In den letzten Jahren sind neue Konzeptionen und Wissenszweige entstanden, die das Erreichen dieser Ziele erleichtern sollen; sie werden in den meisten Ländern kollektiv mit „Qualitätssteuerung“ bezeichnet.

1 Einleitung


Neue Technologien in der Elektronikindustrie erfordern Leiterplatten mit kleineren Strukturen und steigender Anzahl von Signalebenen. Dem Fotowerk- zeug kommt hierbei als Bindeglied zwischen Entwurf und Fertigung der Leiterplatte eine Schlüsselbedeutung zu, da herkömmliche Filme die enger werdenden Toleranzen kaum noch einhalten können (Abb. 1und 2).
Eine Umfrage bei Leiterplattenherstellern nannte ungenügende Dimensionsstabilität und zu geringe mechanische Festigkeit als häufigste Fehlerquelle bei Fotowerkzeugen. Die Optimierung von Arbeitsabläufen im Fotolabor und Maßnahmen zur Reduzierung von Retuschen auf Fotowerkzeugen wurden bereits beschrieben [1,2].

Photochemische Prozesse spielen eine bedeutende Rolle in der Leiterplattenfertigung. Im Gegensatz zum Siebdruck, wo lediglich bei der Schablonenherstellung „Photochemie gebraucht" wird, ist bei der Schaltbildübertragung in Fototechnik, also mittels Fest- oder Flüssigresisten, diese leider etwas vernachlässigte Disziplin der Chemie von ausschlaggebender Bedeutung.

Aufgrund der unübersehbaren Stoffvielfalt und der von diesen ausgehenden möglichen Wirkungen auf die Umwelt wird in einer Darstellung von Prof. Dr. Hans-Peter Lühr, Techn. Univ. Berlin, in der Umwelttechnik Berlin (1987) Nr. 3 das Gefahrenpotential „der Chemie“ als mindestens gleich hoch wie das der Kernenergie eingeschätzt.

Gegenüber chlorierten Kohlenwasserstoffen (CKW) wie Per- oder Trichlorethylen, 1,1,1-Trichlorethan oder Dichlormethan galten die fluorierten Chlorkohlenwasserstoffe (FKW bzw. FCKW) über lange Zeit als weitgehend harmlos, wie sich z. B. an den hohen MAK-Werten von beispielsweise 1000 ppmbzw. 7600 mg/m^2 für Trifluortrichlorethan (R113) erkennen ließ. Auch der schnelle analytische Nachweis war für den Anwender praktisch nicht möglich, falls er nicht beispielsweise über einen Flammenionisationsdetektor (FID) verfügte. Die Reaktionsträgheit dieser Substanzen, die auch für die schwierige Analytik verantwortlich ist, bewirkte auch ihre Einschätzung als physiologisch relativ unbedenklich. Das führte zu ihrem Einsatz als Treibgas in Spraydosen, aber auch zur Anwendung als Reinigungsmittel in der Oberflächentechnik, insbesondere im Bereich der Leiterplattenfertigungen.

Derzeitige Situation


Im Bereich der galvanischen Oberflächentechnik ist in den zurückliegenden Jahrzehnten in erheblichem Maß der Umweltschutz vorangetrieben worden: Wasserkreisläufe, Metall- und Salz-Rückführung, wesentliche Senkung der Cadmium-Verwendung sind einige Beispiele. In der Lackiertechnik sind es lösemittelarme und wasserverdünnbare sowie Wassertauchlacke oder die lösemitteifreie Pulverbeschichtung. Dennoch sind weitere Umweltentlastungen prinzipiell möglich und im allgemeinen Interesse auch sinnvoll. Wie weit sie wirtschaftlich durchführbar sein könnten, hängt nicht zuletzt auch von den Kosten ab, die durch die Realisierung der andernfalls nötigen Entsorgung entstehen.

Wenn eine Verordnung erlassen würde, daß unter den 2 Mio. Einwohnern West-Berlins nicht mehr als 1 Mitglied einer bestimmten geheimen Sekte leben dürfte, dann ständen die staatlichen Ordnungshüter vor einem analogen Problem wie Oberflächentechniker bei der Abwasseraufbereitung hinsichtlich der Erfüllung der Konzentrationsgrenze von 0,5mg Cu/I. Gegenüber der Polizei verfügt der Oberflächentechniker über Indikations- und Verfahrenssysteme, die eine oft teure, aber halbwegs sichere Analyse zulassen. Sind aber derart niedrige Stoffgehalte überhaupt noch relevant oder steigern wir uns nicht in eine Meß-Euphorie hinein, nur weil modernste Geräte dieses zulassen?