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Vortrag des JACOBI-Preisträgers 2018

Das Vortragsprogramm der diesjährigen ZVO-Oberflächentage im Congress Center Leipzig startet am Morgen des 20. Septembers im Raum/MZF 3/4 mit einem Beitrag des frisch gebackenen JACOBI-Preisträgers Dr.-Ing. Jürgen Schulz-Harder.

Der Preisträger erläutert in seinem Vortrag die „Wirkungsweise von Badzusätzen und topografischen Veränderungen der Oberfläche auf die Stromdichteverteilung an Mikroprofilen in sauren Kupferelektrolyten“.

Neben den funktionellen Eigenschaften von galvanisch abgeschiedenen Metallschichten ist die Einebnung der Grundoberfläche eine wesentliche und alte Forderung an die Eigenschaften elektrolytischer Bäder. Hiermit sollen glatte bis glänzende Oberflächen erzeugt werden. Höhere Ansprüche an die einebnende Wirkung werden in der Leiterplattenfertigung beim Füllen von Sacklöchern gestellt. Die höchsten Ansprüche zum Füllen von Vertiefungen kommen aus der Kupferverdrahtung in der Mikroelektronik (Damascene Prozess, Superfilling), die sich mittlerweile nahezu vollständig durchgesetzt hat.

Die bisher einzige Erklärung für die Wirkung von einebnenden Badzusätzen war die über die Nernst-Schicht gesteuerte Diffusion von inhibierenden Substanzen. Diese Wirkung lässt sich durch Drehzahlveränderung rotierender Scheibenelektroden nachweisen. Mit steigender Drehzahl sollte bei konstantem Potenzial die Stromdichte abnehmen. Bei der Mehrzahl hocheinebnender saurer Kupferbäder konnte dieser Effekt nicht nachgewiesen werden. Diese Bäder haben mindestens drei Zusätze: Chlor-Ionen, einen Polymerzusatz (PEG oder ähnliche), der zusammen mit Cl- eine stark inhibierende Wirkung aufweist, und einen Zusatz der die inhibierende Wirkung von PEG wieder aufhebt (Depoliriziser DEP).

Als Arbeitshypothese wurde angenommen, dass DEP an der Oberfläche stark absorbiert und die Konzentration durch Veränderungen an der Oberfläche in Vertiefungen zunimmt und an Erhebungen abnimmt, woraus eine Einebnung resultiert. Diese Hypothese konnte durch Nachweis der Wirkung von DEP in Bädern, die keine DEP enthielten, die Oberfläche jedoch zuvor in Bäder mit DEP getaucht und sorgfältig gespült wurden, bestätigt werden. Eine weitere Folgerung der Hypothese war das Auftreten von „Übereinebnung“ oberhalb von Vertiefungen. Auch dieser Effekt konnte nachgewiesen werden. Die Anwendung der Oberflächenveränderungs-gesteuerten Abscheidungstheorie auf stark absorbierende Inhibitoren sollte zu sehr instabilen Abscheidungen führen (Plateaubildung, Knospen). Hier konnten einige Hinweise gefunden werden. Die Versuche wurden an Kupferabformungen von Schallplattenpressmatrizen ausgeführt.

Die offizielle Auszeichnung des Referenten Dr.-Ing. Jürgen Schulz-Harder mit dem JACOBI-PREIS wird am 19. September im Rahmen des Begrüßungsabends der ZVO-Oberflächentage erfolgen. Der Preis wurde bereits 1976 als Anreiz zur Förderung zukunftsweisender Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Galvanotechnik vom Vorstand der DGO gestiftet. Er stellt eine Anerkennung und Ehrung für Arbeiten dar, die dem Fortschritt der Galvanotechnik dienen.

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