IGF-Vorhaben PALSAZ – Kurzbericht

Für das seit 1. Februar 2020 laufende IGF-Vorhaben PALSAZ – Prozessentwicklung für Aluminium als Werkstoff für Leiter- und Steckverbinder in der Automobilelektronik unter Einsatz angepasster Zinnlegierungsschichten – wurde nun der Zwischenstandsbericht vorgelegt. Das Projekt läuft noch bis 31. Januar 2022.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer idealen Prozesskette für die galvanische Abscheidung von Zinn und Zinnlegierungen auf Aluminiumsubstraten. Alle Proben gemäß der Versuchsmatrix (Abb. 1) wurden hergestellt mit Ausnahme der Vorbehandlung Tauchverzinnung (tbd).

Abb. 1: Versuchsmatrix für Beschichtungsversuche

Die Haftfestigkeit der Beschichtungen wurde mittels Temperaturschocktest überprüft (Erwärmung der Proben auf 200 °C, 2h, Abschrecken in Wasser bei RT).

Der aktuelle Stand ist, dass Schichtsysteme mit einer Nickelzwischenschicht unabhängig von der Al-Legierung und dem Vorbehandlungssystem eine gute Haftfestigkeit aufweisen. Selbst Störstellen wie Überlappungen des Grundmaterials lassen sich fehlerfrei beschichten (s. Abb. 2).

Abb. 2: Querschliffaufnahme einer beschichteten Probe, Substrat AlMg3 – Vorbehandlung Zinkat 1 – Schichtfolge Ni – Sn-Ag (links: Störstelle, rechts: Referenzbereich)

Schichtsysteme ohne Nickelzwischenschicht dagegen weisen unabhängig von der Al-Legierung und dem Vorbehandlungssystem eine geringere Haftfestigkeit auf, es bilden sich Blasen oder Poren mit angrenzender Schichtenthaftung.

Abb. 3: Querschliffaufnahmen beschichteter Proben, links: Al 7075 –Zinkat 2 – Schichtfolge Ni – Sn-Ag, rechts: AlMg3, links: AlMg3 – Zinkat 2 – Sn-Ag

Tendenziell scheinen die Schichtsysteme, aufgebracht nach einer Vorbehandlung mit dem Vorbehandlungssystem 1, eine bessere Haftfestigkeit aufzuweisen.

Die Überprüfung der unterschiedlichen Oberflächenstrukturen der Legierungen mittels EDX und ihr Einfluss auf die Haftfestigkeit der Beschichtungssysteme werden im Moment durchgeführt.

Den Zwischenstandsbericht als pdf so wie weitere Informationen zum IGF-Projekt finden Sie auf dieser Seite unter Forschung IGF-Vorhaben.  Ansprechpartner fem: Dipl.-Ing. (FH) Martin Funk, m.funk(at)fem-online.de

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