Interview zur Oberflächentechnologie »Es ist nicht alles Gold, was glänzt!«

FMB ist Spezialist im Bereich der Selektiv-Veredelung
FMB ist Spezialist im Bereich der Selektiv-Veredelung

Wie zuverlässig und leistungsfähig Steckverbinder sind, hängt von den eingesetzten Kontaktmaterialien ab. Falko A. Eidner, Geschäftsführer der FMB Group, sieht in der Oberflächentechnologie großes Potenzial – das die Industrie allerdings noch verschenke.

Markt&Technik: Geben Sie uns einen Einblick in Ihre Lohngalvanik. Welche Materialien werden heute in der Mehrzahl bei Steckverbindern bzw. Steckverbinder-Kontakten eingesetzt?

Falko A. Eidner, FMB Group: Die klassischen Metalloberflächen sind weiterhin Gold, Silber und Zinn, als Sperrschicht eignet sich Nickel bestens. In der letzten Zeit wird insbesondere an Legierungsschichten gearbeitet, die unter dem Aspekt Kostenreduzierung laufen. Beim Träger- bzw. Basismaterial kommen Kupfer und Kupferlegierungen am häufigsten vor. In seltenen Fällen wird auch Stahl oder Edelstahl verwendet.

Das sind die bekannten und bewährten Materialien. Haben sich die Anforderungen an die Oberflächen in den letzten Jahren nicht verändert?

Die Anforderungen sind deutlich vielfältiger und spezieller geworden, größtenteils wegen der technischen Diversifikation von elektrischen und elektronischen Bauelementen hinsichtlich Funktion und Leistung. Außerdem hat die ’Inflation‘ von elektronischen Bauteilen – insbesondere im Auto – zu einer Umorientierung geführt, die sich am besten mit den Worten ’good enough‘ beschreiben lässt. Dadurch hat der Preisdruck ein neues Niveau erreicht. Wir haben die größtenteils qualitätsbewahrende Selektiv-Veredlung von Schüttgut in der Industrie salonfähig gemacht. Dabei werden Edelmetalle, vorwiegend Gold, genau an die Stellen gebracht, an denen sie benötigt werden. Durch diese partielle Beschichtung können wir sicherstellen, dass die Funktion und Leistung von Bauelementen gewährleistet bleiben, trotz einer Kostenreduzierung von ca. 30 Prozent im Vergleich zur Vollveredelung.

Und woran arbeitet die Galvanik-Branche heute? Gibt es zum Beispiel vielversprechende Alternativen, die das Potenzial haben, die klassischen Oberflächen-Materialien zu ersetzen?

Derzeit laufen Versuche zum Einsatz von Silberlegierungen mit Edelmetallen, die zu preiswerteren Schichten als Goldschichten führen sollen. Allerdings laufen diese Schichten erst bei Edelmetallgehalten ab etwa 50 Prozent praktisch nicht mehr an. Das heißt, die Hälfte des Silbers müsste durch ein anderes Edelmetall ersetzt werden, was die Oberfläche wiederum teurer macht. Dennoch handelt es sich um eine vielversprechende Alternative.

Und welche Rolle spielt Palladium?

Der Einsatz von Palladium als dem billigsten der anderen Edelmetalle ist aus meiner Sicht höchst riskant. Fokussiert sich der Steckverbinder-Markt mit seinen großen Stückzahlen auf dieses Material, so könnte eine Entwicklung wie nach 1978 einsetzen. Damals war Palladium nur etwas teurer als Silber! Wegen der Goldpreiserhöhung um den Faktor 3 entwickelten die Galvanikunternehmen neue Palladium-Nickel-Elektrolyte als weitgehenden Goldersatz – mit der Folge, dass nach wenigen Jahren der Palladiumpreis den Goldpreis überholt hatte. Außerdem läuft Palladium stärker an als Gold.

Wie groß ist das Wissen um die Oberflächentechnologie in der Elektronikbranche? Wird das Potenzial erkannt und ausgeschöpft?

Wenn sich ein Konstrukteur in seiner Ausbildung mal mehrere Stunden mit galvanisiergerechtem Konstruieren beschäftigen darf, dann hat er Glück! Ist er mit seinem Studium fertig, soll er es aber sofort können, denn die Oberfläche gibt dem Bauelement erst die gewünschten Eigenschaften und Funktionen. Es gibt also noch sehr viele Optimierungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der galvanisiergerechten Konstruktion und auch hinsichtlich des Einsatzes gut angepasster Schichtsysteme.

Heißt das, dass es der Branche insgesamt an Know-how fehlt?

Ja - und man hat zum Teil noch immer falsche Vorstellungen von der Oberflächentechnologie und den Galvanikdienstleistern. So heißt es zum Beispiel, ’die machen das schon‘. Die Galvanik kann aber keine Wunder vollbringen. Die galvanisierten Steckkontakte werden nur so gut sein, wie die Rohqualität des Materials war. Beispielsweise ist die Rauheit der Schicht immer direkt proportional zur Rauheit der Rohteiloberfläche. Will man also hochfunktionelle Kontakte mit vielen Kontaktstellen haben, muss die Rohteiloberfläche eine hinreichend geringe Rauheit aufweisen. Außerdem ist es Unsinn, von der Schichtdicke eines Kontaktmaterials zu sprechen. Dieser Begriff ist heute falsch.

Was stimmt nicht mit dem Begriff Schichtdicke?

Seit den 1950er-Jahren werden immer feinkörnigere und immer dünnere Schichten eingesetzt. Damals lag die Goldschichtdicke auf Relais und ähnlichen elektronischen Bauteilen bei 7 µm. Es handelte sich also tatsächlich um eine Schicht. Weil aber immer dünner werdende Goldschichten eingesetzt wurden, musste sich das in den Prüfnormen der Elektronik niederschlagen. Es wurde für alle ganz offensichtlich, dass solche dünnen Schichten nicht mehr dicht sein können. Man erlaubte also zum Beispiel 1 Pore pro cm2. Heute ist man in einigen Fällen schon bei 5 nm angekommen. Es handelt sich also längst nicht mehr um eine Schicht, sondern um eine Anhäufung von Clustern. Richtig ist deshalb der Begriff „Schichtmasse“.

Plädieren Sie insgesamt dazu, dass sich Unternehmen intensiver mit der Galvanik und der Oberflächentechnologie auseinanderzusetzen sollten?

Ja, die galvanische Oberfläche eines Produkts müsste eigentlich an die Philosophie des Unternehmens angepasst werden, zum Beispiel in Bezug auf Qualität und Leistung. Die oft vorherrschende Unkenntnis über die Funktionsschichten verhindert es, dass galvanische Oberflächen weiterentwickelt werden. Aus unserer Sicht vernachlässigt die Steckerbinder-Industrie zum Teil die Weiterentwicklung und Modernisierung ihrer Produkte, weil ihr die Bereitschaft fehlt, ’alte Zöpfe‘ abzuschneiden.