Neu beim Leuze Verlag: Pulse Plating.

Neu beim Leuze Verlag: Pulse Plating.Eugen G. Leuze Verlag

Im Bereich der Galvanotechnik ist es unter Verwendung gepulster Ströme und somit durch „Pulse Plating“ grundsätzlich möglich, sehr gezielt Schichten mit hochfunktionelle Oberflächeneigenschaften abzuscheiden. Allerdings stellt das Pulse Plating eine wissensbasierte Technik dar, bei der optimale Ergebnisse nur bei sehr präziser Kenntnis der Elektrodenkinetik und des Stofftransportes im Elektrolyten erzielt werden können. Hier liefert das von führenden Fachleuten auf diesem Gebiet  verfasste Buch das nötige Wissen und Rüstzeug. Aufbauend auf dem bisherigen Standardwerk aus den 1990er Jahren werden die heute verfügbaren Grundlagen und spezifische Anwendungen des Pulse Plating umfassend auf annähernd 400 Seiten in englischer Sprache dokumentiert. Bedeutende Entwicklungsgebiete werden für das Pulse Plating aus wässrigen wie auch ionischen Flüssigkeiten etwa in der Abscheidung von binären und ternären Legierungen, Dispersionsschichten, Gradienten- und Multilayer, nanokristallinen Materialien, in der selektiven Abscheidung, bei vielfältigen elektronischer Anwendungen, in der Hochgeschwindigkeitsabscheidung, beim Beschichten von Halbleitern in der Elektronik oder der Solarzellenfertigung, für anodische Prozesse (Oxidation, Machining, Elektropolitur) u.a.m. gesehen. Nach zukunftsweisendem aber gleichzeitig auch kritischem Vorwort befasst sich das Buch in vier Kapiteln mit allen grundlegenden und für die industrielle Anwendung maßgebenden Aspekten des Pulse Plating. Im ersten und umfangreichsten Teil wird zunächst grundlegend auf die Thermodynamik sowie auf die Reaktionskinetik der Metallabscheidung an der Phasengrenze Metall-Elektrolyt eingegangen. Besonderes Gewicht wird hierbei auf die Kinetik von Multistep-Prozessen, auf die Legierungsabscheidung sowie die Bedeutung und Wirkungsweise von Additiven gelegt und an verschiedenen Beispielen dokumentiert. Keimbildung und die sich beim Schichtaufwachsen bildende Mikrostruktur wie beispielsweise auch Nanokristallinität werden bei Gleichstromabscheidung und Pulse Plating behandelt und die bisher in diesem Zusammenhang wenig systematisch untersuchte Wirkung von Additiven wird diskutiert. Von besonderer Bedeutung ist der Einfluss der Pulse Plating Parameter auf die sekundäre Stromdichteverteilung unterhalb der Grenzstromdichte, da diese in Verbindung mit Simulationen und Modellbildung das größte Potential für industrielle Anwendungen bilden. Deutlich wird dies insbesondere bei der Schichtdickenverteilung beispielsweise der Kupferabscheidung beim Füllen von Sacklöchern (Blind Via Filling). Einen besonders großen Einfluss bei der gepulsten Metallabscheidung bildet der Massetransport, der in Verbindung mit der sich beim Pulse Plating an der Phasengrenze ausbildenden speziellen Doppelschichtstruktur behandelt und dessen Einfluss auf die Stromausbeute, Mikrostruktur, Additive sowie bei der Legierungsabscheidung diskutiert wird. Schließlich wird auf die verschiedenen derzeit genutzten Modelle zur Simulation der Metall- und Legierungsabscheidung eingegangen. Im zweiten Teil werden Aspekte und Voraussetzungen zur industriellen Anwendung der gepulsten Abscheidung behandelt. Die Stromversorgung bietet durch die moderne Elektronik und Elektrotechnik alle denkbaren Pulse Regime mit den erforderlichen Stromdichten und ausreichend schnellen Zeittransienten, so dass bei sachgemäßer Installation eine optimale Prozesskontrolle gewährleistet werden kann. Es wird die Implementierung der Grundlagenkenntnisse für die praktische Anwendung der gepulsten Abscheidung aufgezeigt und hierbei besonderer Wert auf das gezielte Auffinden optimaler Pulse Plating Parameter gelegt. Besonders hilfreich ist hierbei die dargelegte Systematik zur Ermittlung der Werte für die praktische Auslegung für die Gestell- wie auch in bestimmten Fällen der Trommelgalvanik. Schließlich wird kurz auf Umweltaspekte der gepulsten Abscheidung im Hinblick auf den Energieverbrauch und die CO2-Problematik eingegangen. Der dritte Teil des Buches befasst sich sehr umfangreich mit industriellen Anwendungen des Pulse Plating. Gegenstand sind die Kupferabscheidung für gedruckte Schaltungen mit besonderem Schwerpunt des Pulse Reverse Plating bei der Durchkontaktierung (Trough Hole Plating) und beim Füllen von Sacklöchern (Blind Via Filling) . An diesen praktischen Anwendungsfeldern wird das Potential der gepulsten Abscheidung besonders deutlich. Weiter werden die Abscheidung von Nickel und Nickellegierungen sowie die Abscheidung von Nickel-Phosphor-Schichten, das Elektroforming wie auch die Erzeugung nanokristalliner Nickelmaterialien behandelt. Weitere Felder sind die Abscheidung von Zinn und Zinnlegierungen, das breite Feld der Chromabscheidung mit den vielfältigen technologischen Eigenschaften und schließlich die gepulste Abscheidung von Edelmetallen und deren Legierungen. Den Abschluss bildet eine umfangreiche Darlegung der Verhältnisse bei der Abscheidung von Zink und Zinklegierungen, insbesondere der Zink-Nickel-Legierungen. Spezielle Systeme bilden das Thema des vierten und letzten Buchteiles. Hier wird auf die Anwendung und Auswirkung von anodischen Pulsen beim der anodischen Oxidation insbesondere von Aluminiumwerkstoffen, der Bearbeitung von Werkstoffen (Electrochemical Machining – EMC) sowie beim Elektropolieren eingegangen. Weitere Systeme betreffen die Abscheidung von nanostrukturierten Multilayer (CMM) und den Einfluss sowie die Möglichkeiten gepulster Abscheidung bei der Erzeugung von Dispersionsschichten, insbesondere beim Einbau nanoskaliger Dispersanten. Das Buch ist systematisch aufgebaut und in seiner Darstellung klar gegliedert. Es macht deutlich, welch großes Potential in der Anwendung gepulster Ströme für die funktionelle Galvanik liegt und bietet das Rüstzeug für eine entsprechende Prozessgestaltung. Das neue Standardwerk wendet sich in gleicher Weise an den in der Grundlagenentwicklung tätigen Forscher wie auch an den im Bereich der industriellen Anwendung arbeitenden Ingenieur und im Besonderen ebenfalls an Auszubildende.