Publikationen

Steinhäuser, Edith;
Untersuchungen zu Eigenschaften und Entwicklung formalinfreier chemischer Kupferbäder, 2010. - 172 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010
Enth. außerdem: Thesen

Außenstromlos arbeitende, chemische Kupferelektrolyte haben bei der Metallisierung in der Leiterplattenindustrie eine große Bedeutung. Dabei werden fast ausnahmslos formalinhaltige Elektrolyte verwendet. Trotz bekannter umwelt- und gesundheitsschädigender Wirkung des Formaldehyds sind diese Bäder erfolgreich, nicht zuletzt wegen der guten Kosteneffizienz, der Qualität der Kupferschichten und der einfachen sowie zuverlässigen Handhabung. Aber die immer strenger werdenden Umweltrichtlinien erfordern neue Perspektiven im Bereich der chemischen Kupferabscheidung. Für den Ersatz von Formaldehyd sind bereits viele alternative Reduktionsmittel beschrieben und untersucht worden. Dennoch gibt es bisher kein formalinfreies chemisches Kupferbad, das kommerziell mit Erfolg eingesetzt wird. Die Gründe hierfür sind vor allem enge Arbeitsbereiche der Kupferelektrolyte, die unzureichende Bedeckung der Basismaterialien, die unvollständige Reduktion der Kupferionen aus dem Komplex und die Abscheidung von sehr dünnen Kupferschichten, da kein autokatalytischer Abscheidungsprozess vorliegt. Darüber hinaus können störende Nebenprodukte und Instabilitäten im Elektrolyten auftreten. Einige der Alternativen für Formaldehyd sind ebenso umwelt- und gesundheitsschädlich und zudem noch sehr kostenintensiv. In dieser Arbeit werden umweltfreundliche Reduktionsmittel vorgestellt und bezüglich der Fähigkeit zur autokatalytischen Kupferabscheidung überprüft. Es wird eine Kombination und Variation ausgewählter Komplexbildner mit den jeweiligen Reduktionsmitteln durchgeführt, um die Eignung im Prozess der formalinfreien chemischen Kupferabscheidung zu untersuchen. Darauf basierend werden einzelne formalinfreie Kupferbäder entwickelt. Über chemische und elektrochemische Untersuchungen sowohl der Badbestandteile als auch während des Abscheidungsprozesses können die formalinfreien Kupferelektrolyte charakterisiert und analysiert werden. Ihre Wirkungs- bzw. Arbeitsweise und die Eigenschaften der Kupferschichten werden mit formalinhaltigen Kupferbädern verglichen. Das Reduktionsmittel Glyoxylsäure stellt aufgrund ähnlicher chemischer Eigenschaften zu Formaldehyd eine adäquate Alternative für den formalinfreien autokatalytischen Prozess der Kupferabscheidung dar. Glyoxylsäure ist nicht nur mit den bereits vorhandenen Aktivierungsmethoden einsetzbar, sondern auch mit vielen variablen Elektrolytbestandteilen kombinierbar. Die dabei favorisierten Komplexbildner sind HEDTA und Sorbit. Spezielle Elektrolytzusätze, insbesondere Natriumhypophosphit, welches die Initialphase der Kupferabscheidung unterstützt, ermöglichen die Optimierung der glyoxylsäurehaltigen Kupferelektrolyte hinsichtlich der zu erzielenden Anforderungen (z. B. hohe Abscheidungsgeschwindigkeit).

Wilke, Marcus; Schmidt, Udo; Lerp, Marianne; Schlütter, F.; Romanus, Henry; Remdt, Elvira; Teichert, Gerd
Erhöhung der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit passivierter Trommelware durch Hartstoffpartikeleinbau. - In: Thüringer Werkstofftag 2010, (2010), S. 195
Parallel als Druckausg. erschienen

Der Druck durch die weltweit immer strenger werdenden Umweltverordnungen sowie Qualitäts-anforderungen führte in den letzten Jahren bei vielen Oberflächen-Schutzsystemen zu Umstel-lungen. Im Bereich der Automobilindustrie, die eine der wichtigsten Kundengruppen der Oberflächentechnik darstellt, wurde 2007 im Rahmen der EU-Altautoverordnung der Einsatz von hexavalentem Chrom in allen Fahrzeugbauteilen verboten. Somit ist die Anwendung der über die Jahre entwickelten und durch sehr gute Korrosionsschutzeigenschaften gekennzeichneten Chrom(VI)-haltigen Gelb-, Schwarz- sowie Olivchromatierungen für Zink- und Zinklegierungsschichten, die das mengenmäßig größte Metallisierungsverfahren in der Galvanotechnik darstellen, stark eingeschränkt. Aufgrund des Cr(VI)-Verbotes werden heute neben Blaupassivierungen vor allem Dickschichtpassivierungen eingesetzt. Ohne den für Cr(VI)-haltige Schichten beschriebenen "Selbstheilungseffekt" sind diese Schichtsysteme aufgrund ihrer geringen Härte anfällig bezüglich mechanischen Verletzungen, so dass speziell bei Trommelware die geforderten Korrosionsschutzeigenschaften nur durch zusätzliche silikatische oder organische Topcoats erreicht werden können. Der Beitrag soll zeigen, wie durch die Einlagerung von Hartstoffpartikeln in die Passivierungsschicht die Verschleißbeständigkeit und hierüber durch die Vermeidung von Verletzungen während der Herstellung sowie des Bauteiltransportes auch die Korrosionsbeständigkeit erhöht werden kann. Im Vergleich zu bereits am Markt erhältlichen SiO2-haltigen Dickschichtpassivierungen, die lediglich eine Anlagerung im oberflächennahen Bereich zeigen, konnte durch die Verwendung von Al2O3-Hartstoffpartikeln ein Einbau über die gesamte Schicht realisiert werden. Die abgeschiedenen Schichtsysteme werden mittels optischer Glimmentladungsspektroskopie (GDOES), Rasterelektronenmikroskop (REM) sowie Transmissionselektronenmikroskop (TEM) charakterisiert. Ein Vergleich zum Einbauverhalten weiterer Hartstoffpartikel (Metall-Oxide, -Nitride, -Carbide) findet satt. Durch eine geeignete Partikelvorbehandlung sowie sterische Stabilisierung konnte die Agglomeration der Hartstoffpartikel im stark sauren Milieu der Passivierungslösung sowie bei den hohen Ionendichten unterdrückt werden. Hierdurch sind wichtige Voraussetzungen für einen industriellen Einsatz als innovatives Passivierungsverfahren verzinkter Massenware geschaffen worden. Weitere Einflussfaktoren auf den Partikeleinbau sowie die Partikelstabilität werden diskutiert.

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Wulf, Sven-Erik; Böck, Reinhard; Jakob, Christine
Electrodeposition of thin Fe-, Co- and FeCo-layers from choline chloride based deep eutectic solvents (DES). - In: Information technology and electrical engineering - devices and systems, materials and technologies for the future, (2009), insges. 5 S.

http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15168

Mache, Thomas; Jakob, Christine; Dittrich, Lars; Hoffmann, Martin
Herstellung von funktionsintegrierenden Galvanowerkstoffen mit maßgeschneiderten Eigenschaften für Mikrodirektantriebe. - In: Proceedings, ISBN 978-3-8007-3183-1, (2009), insges. 4 S.

Kutzschbach, Peter; Li, Yu;
Untersuchung der Hydrodynamik an einer Drei-Spindel-Anlage zur galvanischen Waferbeschichtung. - In: Galvanotechnik, ISSN 0016-4232, Bd. 100 (2009), 7, S. 1514-1520