Changes

<caption>'''<!--Table 7.6:-->Characteristics of the Most Important Charakteristische Merkmale der wichtigsten PVD Processes-Verfahren'''</caption>

!ProcessVerfahren!PrinciplePrinzip!Process Gas PressureProzessgasdruck!Particle EnergyTeilchenenergie!RemarksBemerkungen

|Vapor depositionAufdampfen|Vaporizing in a crucible Verdampfen aus Tiegel (Elektronenstrahl o.<br />(electron beam or resistance heatingWiderstandsheizung)

|Separation of alloy components may occurEntmischung bei Legierungen möglich

|Arc vaporizingLichtbogenverdampfen|Vaporizing of the target Verdampfen der Targetplatte<br />plate in an electrical arcmit Lichtbogen

|Very good adhesion due to ion bombardementSehr gute Haftung durch Ionenbeschuss

|SputteringKathodenzerstäuben (Sputtern)|Atomizing of the target plateAtomare Zerstäubung der Targetplatte<br />(cathodeKathode) in a gas dischargeGasentladung

|Sputtering of nonAuch Sputtern von Nichtleitern durch RF-conductive materials possible through RF operationBetrieb möglich

|Ion implantationIonenplattieren|Combination of vapor Kombination aus Aufdampfen<br />deposition and sputteringund Sputtern

|Very good adhesion from ion bombardment but also heating of the substrate materialSehr gute Haftung durch Ionenbeschuss, aber auch Substraterwärmung

The sputtering process has gained the economically most significant usage. Its process principle is illustrated Die aus wirtschaftlicher Sicht grösste Bedeutung hat das Sputtern, dessenVerfahrensprinzip in <xr id="fig:Principle of sputtering"/><!--(Fig. 7.5)-->dargestellt ist.

[[File:Principle of sputtering.jpg|right|thumb|Principle of sputtering Prinzip der Kathodenzerstäubung; Ar = Argon atomsArgonatom; e = ElectronsElektron; M = Metal atomsMetallatom]]

Initially a gas discharge is ignited Zunächst wird in a low pressure Argon-Atmosphäre bei niedrigem Druck (10^-1 -1 Pa) argon atmosphereeineGasentladung gezündet. The argon ions generated are accelerated Die dabei erzeugten Argon-Ionen werden in an electric field and impact the target of material to be deposited with high energyeinemelektrischen Feld beschleunigt und prallen mit hoher Energie auf die Kathode(Target) auf, die aus dem Schichtwerkstoff besteht. Caused by this energy atoms are released from the target material which condensate on the oppositely arranged anode Durch die Aufprallenergiewerden Metallatome aus dem Target herausgeschlagen, die auf der gegenüberliegendenAnode (the substrateSubstrat) and form a layer with high adhesion strengthkondensieren und eine festhaftende Schichtaufbauen. Through an overlapping magnetic field at the target location the deposition rate can be increased, making the process more economicalDurch ein überlagertes Magnetfeld am Target kann die Beschichtungsrateund damit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht werden.

The advantages of the Die Vorteile des PVD processes and especially sputtering for electrical contact applications are-Verfahrens, insbesondere des in der Kontakttechnikeingesetzten Sputterns, sind:

*High purity of the deposit layers Hohe Reinheit der Schichten *Low thermal impact on the substrate Geringe thermische Substratbeeinflussung *Almost unlimited coating materials Beliebige Schichtwerkstoffe *Low coating thickness tolerance Geringe Schichtdickentoleranz *Excellent adhesion Ausgezeichnete Haftfestigkeit (also by using additional intermediate layersauch über zusätzliche Zwischenschichten)

Coatings produced by Nach dem PVD processes are used for contact applications-Verfahren aufgebrachte Schichten werden u.a. für Kontaktzwecke, for example on miniature-profilesz.B. bei Miniprofilen, in electrical engineering and for electronic componentsder Elektrotechnik und Elektronik, for solderability zur Belotungin joining processesder Verbindungstechnik, for metalizing of nonconductive materials, as well as zur Metallisierung von Nichtleitern sowie in semiconductors, opto-electronicsderHalbleitertechnik, opticsOptoelektronik, and medical technology applicationsOptik und Medizintechnik eingesetzt.

There are few limitations regarding the geometrical shape of substrate partsBei der Geometrie der beschichtbaren Teile gibt es keine wesentlichen Beschränkungen. Only the interior coating of drilled holes and small diameter tubing can be more problematic Lediglich die Innenbeschichtung von Bohrungen oder Rohrenmit kleinem Durchmesser kann problematisch werden (ratio of depth to diameter should be Tiefe zu Durchmesser< 2:1). Profile wiresEs können Profildrähte, stripsBänder und Folien ein- oder beidseitig beschichtetwerden; außerdem lassen sich Formteile durch geeignete Abdeckungen, and foils can be coated from one side or both; formed parts can be coated selectively by using masking fixtures that at the same time serve as holding fixturesdie gleichzeitig als Halterung dienen, selektiv beschichten.

*'''Examples of vacuum coated semi-finished materials and partsBeispiele für vakuumbeschichtete Halbzeuge und Teile'''[[File:Examples of vacuum coated semi finished materials and parts.jpg|left|Examples of vacuum coated semi finished materials and partsBeispiele für vakuumbeschichtete Halbzeuge und Teile]]

*'''MaterialsWerkstoffe'''Selection of possible combinations of coating and substrate materialsAuswahl möglicher Kombinationen von Schicht- und Substratwerkstoffen

<tr><th rowspan="2"><p class="s8">Substrate MaterialsSubstratwerkstoffe</p></th><th colspan="12"><p class="s8">Coating MaterialsSchichtwerkstoffe</p></th></tr>

<tr><td><p class="s8">Precious metal Edelmetall/ alloysLegierungen</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">NF metals NE-Metall/ alloysLegierungen</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Fe alloys FE-Legierungen/ stainless steelEdelstahl</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Special metals Sondermetalle (Ti, Mo, W, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Carbide steels Hartmetalle (WC-Co)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Ceramics Keramik (Al<span class="s16">2</span>O<span class="s16">3</span>, AlN)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Glasses Gläser (SiO<span class="s16">2</span>, CaF, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Plastics Kunststoffe (PA, PPS, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr></table>

[[File:K7-gef.png]] can be producedherstellbar[[File:K7-leer.png]] can be produced with intermediate layermit Zwischenschichten herstellbar

*'''DimensionsAbmessungen und Toleranzen'''

!colspan="2" style="text-align:center"|'''DimensionsAbmessungen'''

|Coating thicknessSchichtdicke:

|Coating thicknesses for contact applicationsSchichtdicke für Kontaktanwendungen:

For the geometry of semi-finished products to be coated there are few restrictionsBezüglich der Geometrie der beschichtbaren Halbzeuge gibt es keine wesentlichenEinschränkungen. Only the coating of the inside of machined holes and tubing hasLediglich der Innenbeschichtung von Bohrungen undlimitationsRohren sind verfahrenstechnisch Grenzen gesetzt.

*'''TolerancesToleranzen'''

Coating thickness Schichtdicke: &#177;10 - 30 %, depending on the thicknessabhängig von der Schichtdicke

*'''Quality criteriaQualitätsmerkmale'''Depending on the application the following parameters are tested and recorded Je nach Anwendung werden u.a. folgende Merkmale geprüft und dokumentiert(see also: Electroplating of partssiehe auch Galvanisieren von Teilen):

*Coating thickness Schichtdicke *Solderability Haftfestigkeit *Adhesion strength Porosität *Bonding propertyLötbarkeit*Porosity Bondbarkeit *Contact resistance Kontaktwiderstand

These quality tests are performed according to industry standardsDie Prüfungen und die Festlegung der Prüfmerkmale erfolgen nach einschlägigenNormen, internal standards, and customer specifications respWerksnormen bzw. Kundenspezifikationen.

==<!--7.3-->Comparison of Deposition ProcessesVergleich verschiedener Beschichtungsverfahren==The individual deposition processes have in part different performance characteristicsDie einzelnen Beschichtungsverfahren weisen teilweise unterschiedlicheLeistungsmerkmale auf. For each end application the optimal process has to be chosen considering all technical and economical factorsFür jeden Anwendungsfall muss daher das optimaleVerfahren unter Berücksichtigung sämtlicher technischer und wirtschaftlicherRandbedingungen festgelegt werden. The main selection criteria should be based on the electrical and mechanical requirements for the contact layer and on the design characteristics of the contact componentDabei spielen vor allem die elektrischenund mechanischen Anforderungen an die Kontaktschicht und konstruktiveMerkmale des Kontaktteils eine wesentliche Rolle. <xr id="tab:Comparison of different coating processes"/><!--Table 7.7--> gives some indications for a comparative evaluation of the different coating processesenthält einigeAngaben für eine vergleichende Betrachtung der verschiedenenBeschichtungsverfahren.

The electroless metal coating is not covered here because of the low thickness of deposits which makes them Die stromlose Metallabscheidung bleibt hier unberücksichtigt, da die Schichtenwegen ihrer geringen Dicke für die meisten Anwendungen als Kontaktschicht in most cases not suitable for contactapplicationselektromechanischen Bauelementen nicht geeignet sind.

<caption>'''<!--Table 7.7:-->Comparison of different coating processesVergleich verschiedener Beschichtungsverfahren'''</caption>

!Process Verfahren/ Coating PropertiesSchichteigenschaften!Mechanical Processes Mechanische Verfahren (CladdingPlattieren)!ElectroplatingGalvanische Verfahren!Vaccum Deposition Vakuumtechnische Verfahren (SputteringSputtern)

|Coating materialSchichtwerkstoff|formabe metal and alloysverformbare Metalle und Legierungen|metalsMetalle, alloys only limitedLegierungen in begrenztem Maße|metals and alloysMetalle und Legierungen

|Coating thicknessSchichtdicke

|0.,1 - approxca. 10 μm <br />(in special cases up to Sonderfällen - 100 μm)|0.,1 approx- ca. 10 μm

|Coating configurationSchichtbelegung|selectivelyselektiv, stamping edges not coatedStanzkanten unbeschichtet|all around and selectivelyallseitig und selektiv<br />stamping edges coatedStanzkanten beschichtet|mostly selectivityüberwiegend selektiv

|AdhesionHaftung|goodgut|goodgut|very goodsehr gut

|DuctilityDuktilität|goodgut|limitedeingeschränkt|goodgut

|PurityReinheit|goodgut|inclusions of foreign materialsEinbau von Fremdstoffen|very goodsehr gut

|PorosityPorosität|goodgut|good for gut > approxca. 1μm

|Temperature stabilityTemperaturbeständigkeit|goodvery goodsehr gut|goodgut|very goodsehr gut

|Mechanical wearmechanischer Verschleiß|littlegering|very littlesehr gering|littlegering

|Environmental impactUmweltbelastung|littlegering|significanterheblich|nonekeine

The main differences between the coating processes are found in the coating materials and thicknessUnterschiede zwischen den Beschichtungsverfahren zeigen sich vor allem beimSchichtwerkstoff und der Schichtdicke. While mechanical cladding and sputtering allow the use of almost any alloy materialWährend bei der mechanischenPlattierung und dem Sputterverfahren nahezu sämtliche Legierungen eingesetztwerden können, electroplating processes are limited to metals and selected alloys such as for example high-carat gold alloys with up to bleibt die galvanische Beschichtung auf Metalle und bestimmteLegierungssysteme, z.B. hochkarätige Goldlegierungen mit ca.0,3 wtMassen-% Co or bzw. Nibeschränkt. Galvanisch abgeschiedene und durch Sputternerzeugte Schichten weisen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen eineobere Grenzdicke von ca. Electroplated and sputtered surface layers have a technological and economical upper thickness limit of about 10μm10 μm auf. While mechanical cladding has a minimum thickness of approxWährend bei walzplattierten Schichten dieminimale Schichtdicke bei ca. 1 μmliegt, electroplating and sputtering can also be easily applied in very thin layers down to the range of können nach galvanischen undvakuumtechnischen Verfahren auch sehr dünne Schichten von 0.,1 μmDickeproblemlos aufgebracht werden.

The properties of the coatings are closely related to the coating processDie Eigenschaften der Schichten sind eng mit dem Aufbringverfahren verknüpft. Starting materials for cladding and sputtering targets precious metals and their alloys which Ausgangswerkstoffe für mechanische Plattierungen und Sputtertargets sindEdelmetalle und deren Legierungen, die bei Gold- und Palladiumwerkstoffen imVakuum erschmolzen werden und daher eine hohe Reinheit aufweisen. Bei dergalvanischen Beschichtung werden je nach Badtyp und den gewählten Abscheidungsbedingungenstets Badbestandteile wie Kohlenstoff und organischeVerbindungen in the case of gold and palladium based materials are vacuum melted and therefore exhibit a very high purity. During electroplating, depending on the type of electrolytes and the deposition parameters, some electrolyte components such as carbon and organic compounds are incorporated into the precious metal coatingdie Edelmetallschicht eingebaut. Layers deposited from the gaseous phase however are very pureAus der Gasphaseabgeschiedene Schichten sind dagegen sehr rein.

==<!--7.4-->Hot Thermisch verzinnte (-Dipped„feuerverzinnte“) Tin Coated Strip MaterialsBänder==During hot-dip tinning pre-treated strip materials are coated with pure tin or tin alloys from a liquid solder metalBeim Feuerverzinnen werden entsprechend vorbehandelte Bänder mitschmelzflüssigem Lot aus Reinzinn oder einer Zinnlegierung beschichtet. During overall (or all-around) tinning the stripsthrough a liquid metal meltBeiallseitiger Verzinnung werden die Bänder durch die Metallschmelze gezogen. For strip tinning rotating rolls are partially immersed into a liquid tin melt and transport the liquid onto the strip which is guided above themDabei tauchen Walzen in das schmelzflüssige Lotbad ein und übertragen dasLot auf das darüber geführte Band. Through special wiping and gas blowing procedures the deposited tin layer can be held within tight tolerancesDurch spezielle Abstreif- oder Abblasverfahrenkann die aufgebrachte Lotschichtdicke in engen Toleranzen gehaltenwerden. Hot tinning is performed directly onto the base substrate material without any pre-coating with either copper or nickelDie Feuerverzinnung erfolgt ohne vorausgehende Verkupferung oderVernickelung direkt auf dem Grundmaterial. Special cast-on processes or the melting of solder foils onto the carrier strip allow also the production of thicker solder layers Spezielle Angießverfahren oder dasAufschmelzen von Lot in Folienform ermöglichen auch die Herstellung dickererLotschichten ( > 15 μm).

A special process of hot tinning is the “Reflow” processDer Vorteil der Feuerverzinnung gegenüber einer galvanischen Verzinnung liegtin der Ausbildung einer intermetallischen Kupfer-Zinn-Phase (Cu₃Sn, Cu₆Sn₅) an der Grenze zwischen Trägerband und Zinnschicht. After depositing a tin coating by electroplating the layer is shortDiese dünne (0,3 -time melted 0,5 μm)intermetallische Zwischenschicht, die im Verlauf des thermischen Verzinnungsprozessesentsteht, wirkt sich aufgrund ihrer hohen Härte beim Einsatz in a continuous processSteckverbindern reibungs- und verschleißmindernd aus. Durch Feuerverzinnenhergestellte Überzüge haften gut auf dem Grundmaterial und neigen nicht zurBildung von Zinn-Whiskern. Eine spezielle Form der thermischen Verzinnung stellt das Reflow-Verfahren dar.The properties of these reflow tin coatings are comparable to those created by conventional hot tinningHierbei wird die Zinnschicht galvanisch aufgebracht und anschließend imDurchzugsverfahren kurzzeitig aufgeschmolzen. Die Eigenschaften so hergestellterZinnschichten sind mit den konventionell erzeugter feuerverzinnterSchichten vergleichbar.

Besides overall tin coating of strip material the hot tinning can also be applied Neben der allseitigen Beschichtung kann dieFeuerverzinnung auch in the form of single or multiple stripes on both sides of a continuous substrate stripForm eines oder mehrerer Streifen auf der Oberund/oder Unterseite des Trägerbandes erfolgen.

[[File:Typical examples of hot tinned strip materials.jpg|left|Typical examples of hot tinned strip materialsTypische Ausführungsformen für thermisch verzinnte Bänder]]