TUD

Institut für Automatisierungstechnik

Abscheidegeschwindigkeitsmessung für Chemisch-Nickel-Prozesse

Giebler, E., Reich,A.:

Symposium Galvanik - eine etablierte Technik innovativ angewendet. Dresden 25./26. November 2010

Die funktionellen und dekorativen Eigenschaften metallischer Schichten als wesent­liche Qualitätsmerkmale werden durch den Abscheidungsprozess festgelegt. Die Gewinnung von Informationen zur Metallabscheidung aus nasschemischen Lösun­gen hat infolge steigender Anforderungen an die zu erzeugenden Schichten eine zunehmende Bedeutung. In der industriellen Praxis ist eine messtechnische Über­wachung der Metallabscheidung online nach wie vor schwierig, da geeignete Prozessmessverfahren fehlen. Um trotzdem eine qualitätsgerechte und effiziente Erzeugung der Metall­schichten zu erreichen, werden die Prozess­bedingungen bestmöglich stabilisiert. Auch hierbei treten Probleme auf, da für viele relevante Prozessgrößen (insb. für Stoffkonzentrationen) prozesstaugliche Online­mess­verfahren fehlen und somit auf Laboranalysen zurückgegriffen werden muss.

Einer der wichtigsten Parameter der Metallabscheidung ist die Abscheide­geschwin­dig­keit. Sie muss bekannt sein, um spezifizierte Schichtdicken zu erreichen. Weiter­hin hängen eine Reihe von Schichteigenschaften von der Geschwindigkeit der Metallabscheidung ab. Eine Onlinemessung der Abscheidegeschwindigkeit findet an industriellen Prozessen derzeit nicht statt, da geeignete Messtechnik fehlt. Zum Schließen dieser Lücke soll ein aktuelles Forschungsprojekt beitragen, in dem ein Prozessmessverfahren zur Onlineüber­wachung der Abscheidegeschwindigkeit speziell für Chemisch-Nickel-Prozesse entwickelt wird.

Grundlage des entwickelten Messverfahrens ist eine im nasschemischen Prozess inline durchgeführte Metallabscheidung auf einem Messprobekörper. Der Probe­körper ist Teil eines Sensors, der die Probekörpermasse kontinuierlich messen kann. Zur Masseermittlung wird der stabförmige Sensor in longitudinale Schwin­gung versetzt, wobei eine Phasenregelung eine fortlaufende Eigenfrequenz­schwingung realisiert. Im Forschungsprojekt wurde die prinzipielle Tauglichkeit des Messverfahrens nachgewiesen. Umfangreiche Arbeiten fanden zur konstruktiven Gestaltung des Sensors einschließlich des Probekörpers statt. Besonderes Augenmerk lag hierbei auf der robusten Sensorgestaltung und auf einer einfachen Wechselbarkeit des Probe­körpers.

Als erstes Anwendungsgebiet des neuartigen Messverfahrens dienen Prozesse zur chemisch-reduktiven Abscheidung von Nickelschichten. Diese Verfahren stellen im Vergleich zu anderen Prozessen der Galvano- und nasschemischen Oberflächen­technik besonders hohe Anforderungen an die Prozessführung, da die Schicht­eigenschaften in besonderer Weise von den Abscheidebedingungen abhängen.

Stand: 16.04.2013 15:25
Autor: Webmaster LGS