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Prof. Dr. Andreas Bund – Anwendungen der Quarzmikrowaage für die galvanische Prozessentwicklung

Die abgeschiedene Masse ist einer der zentralen Messgrößen für die Bewertung eines galvanischen Prozesses. Üblicherweise wird die Menge an abgeschiedenem Material über Differenzwägung bestimmt. Bei kleinen Massen, z. B. dünne Schichten auf einem schweren Substrat, ist diese Methode jedoch recht ungenau. Daher wäre es wünschenswert, Masse-informationen zu einem galvanischen Prozess mit hoher Genauigkeit und möglichst in-situ zu erhalten. Eine sehr genaue und relativ einfache Technik verwendet Schwingquarze zur Messung der abgeschiedenen Schichtdicke (Quarzmikrowaage).

In diesem Beitrag werden einige Anwendungen der Quarzmikrowaage für die Optimierung galvanischer Prozesse aufgezeigt. Im einfachsten Fall kann aus dem Verhältnis von abge-schiedener Schichtdicke und geflossener elektrischer Ladung direkt die Stromausbeute eines galvanischen Prozesses bestimmt werden. Aussichtsreiche Anwendungen sind die Optimierung eines Bades hinsichtlich der Stromdichteabhängigkeit der Stromausbeute. Dies lässt dann erste Abschätzungen zum Streuvermögen zu. Auch die Wirkung eines Additivs auf die Stromausbeute kann schnell bewertet werden. Durch Verfeinerungen der Mess-technik können auch innere Spannungen und Rauigkeiten abgeschätzt werden. Der Beitrag wird die genannten Anwendungen am Beispiel gängiger Elektrolytsysteme (z. B. Cr, Ni, Cu) diskutieren.

Als weiteres Szenario sollen Anwendungen der Quarzmikrowaage für die in-situ Prozesskontrolle diskutiert werden. Hier ergeben sich neben zahlreichen Chancen auch einige Herausforderungen, die im Vortrag eingehender beleuchtet werden sollen.