CN1643186A - 输送式电镀线及电解金属电镀工件的方法 - Google Patents
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Abstract
为避免印刷电路板的孔中的金属层中出现空洞,提供了一种输送式电镀线及一种电解金属电镀印刷电路板的方法,提供了一种措施用来将建立在通过电镀线传输的相邻印刷电路板之间的电压降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电解金属电镀(electrolytically metal plating)工件的输送式电镀线(conveyorized plating line),且涉及一种在输送式电镀线中电解金属电镀工件的方法。
现有技术
德国专利DE 36 24 481 A1描述了一种这种类型的输送式电镀线。将带有阳极与充当阴极的工件的电解池放置在一个槽内。电解液盛放在一个存储槽内,并通过泵输送至工作区域。所述传输部件是夹钳。在工作区域内,布置在一条传动带上的环形回转夹钳执行电流供给及输送印刷电路板和印刷电路箔的功能。
在其它电镀线中,通过动接触轮将电流供给工件。该接触轮也可以用来通过电镀线来输送工件。德国专利DE 32 36 545 A1描述了这种带有接触轮的电镀线。
水平输送式电镀线也是已知的,其中,利用夹钳该工件垂直悬在回转传输装置之上(美国专利No.3,643,670)。
因为只需要很少的操作,已知的电镀线具有能高效生产印刷电路板的优势。
然而,已经发现,在印刷电路板中形成的孔中,在这种电镀线中电解沉积在印刷电路板的孔的孔壁上的铜层中有空洞形成。当采用例如用于制造这些印刷电路板的连续累积(sequential build-up)技术对印刷电路板的整个外表面进行电解镀铜时,空洞也以同样的方式出现。采用这种技术,首先在印刷电路板材料的无铜层的外侧非电解镀上一薄层铜,随后对如此获得的铜层进行电解加固。
发明内容
因此,本发明的目的是在电镀线上制造工件,更确切地说是制造印刷电路板及其他电路载体,而电解金属层中不会出现这种空洞。
通过根据权利要求1所述的用于电解金属电镀的输送式电镀线,以及根据权利要求14所述的输送式电镀线上电解金属电镀的方法来实现该目的。从属权利要求中陈述了本发明的优选实施例。
根据本发明的输送式电镀线用于工件(机件)的电解金属电镀,该工件更确切地说是印刷电路板及其他电路载体,譬如混合集成电路载体,更具体地说是多芯片模块。在电镀线中,通过适当的输送装置,可以将工件一个接一个地输送,更具体地是沿水平方向传输,且优选是沿水平传输面(或者也可能沿垂直传输面)。该电镀线设置有使工件在通过电镀线输送的过程中与一种电解液接触的装置。此外,连同至少一个电流供给(电流源)一起,提供至少一个用于工件的电接触设备,以及优选,优选布置为与输送轨道基本平行的阳极。
当用于工件的电解金属电镀的输送式电镀线处于工作中时,通过输送装置将所述工件送入输送它们的电镀线,更具体地是沿传输的水平方向来输送,然后再度离开电镀线。当通过所述电镀线被输送时,所述工件与一电解液接触,并且通过至少一个电接触部件连接到一个电流源。
已经发现正在通过电镀线输送的相邻(在电镀线中彼此紧随)工件之间会产生电压(电位差)。当提供用于降低、更确切地是最小化所述电压的装置时,这种输送式电镀线就适合于防止在电解金属电镀过程中形成所述空洞。
下述本发明的说明中将仅以印刷电路板为参考。然而,本发明同样适合适宜用这种输送式电镀线来加工的其他电路载体和其他工件。在这个范围内的,更一般性的术语“工件”可以在本说明书中替代术语“印刷电路板”。
例如,印刷电路板可以通过例如夹钳或接触轮等的装置来置于电接触状态。这些电接触部件也能够通过电镀线来同时输送印刷电路板。印刷电路板与阴极相连接,以便电镀。
当印刷电路板进入这样的输送式电镀线的一个加工台时,它们将通过四个不同的区域:
A区:将印刷电路板送入无电解液介质中的电镀线。印刷电路板通常顺次而快速地进入电镀线,彼此之间间隔一小段距离。沿输送方向来看,相邻印刷电路板之间的典型间隔约为10mm。
B区:印刷电路板将经过例如隔断墙中提供的入口狭缝,密封滚轴或其他密封装置,到达电解液(入口区)。在该区中,印刷电路板的表面可发生电解反应。
C区:印刷电路板被置于电接触状态,并连接到一个电镀电流源(过渡区)的一个电极。
D区:印刷电路板到达阳极区(加工区)。在该处与阳极共同形成电解池,以用于想要做的处理。
试验显示,在传统的输送式电镀线中,印刷电路板的铜质表面在入口区受到电化腐蚀,这种情况较为不利,在该区中,印刷电路板已经与电解液接触,但没有被置于电连接状态,且还没有到达阳极区。在目前所用的所有电解液中,都可观察到这种腐蚀侵害,而且这几乎与阳极的类型无关。当所用的铜质层很薄时,该侵害尤为不利。在印刷电路板的一些区中,电镀所必需的铜质层完全溶解。因而可能在生产中产生废料。
可以在一个接着另一个输送的电路板之间观察到这种效应。试验显示,一块印刷电路板的边缘区与一块相邻电路板的边缘区的关系导致在所述相邻电路板之间产生一个干扰电位差。因而,在B区至D区中,可在两块相邻电路板之间形成一个具有不同电解池电压的局部电解池。
因此,两块相邻印刷电路板其中一块的阳极极化边缘区域受到电化腐蚀,腐蚀率基本上是电解池电压、相邻电路板之间的间隔以及印刷电路板加工时间,即电路板的传输速度的函数。电场的峰值效应使得该电路板边缘区的边沿将比该边缘区的平面区腐蚀得更多。这种边沿在印刷电路板上形成诸如通孔和盲孔的入口。
在电解电镀之前,通过一种外部无电流的化学(非电镀)方法给这些钻孔镀上金属层,并且因此使其具有导电性。与电解金属电镀相比,这些化学金属电镀方法在技术上复杂而且昂贵。有人设法在化学金属电镀中只使用很薄的层。化学镀铜的典型层厚是例如0.2μm。印刷电路板表面的基底金属层通常厚得多,例如有5-17μm厚。这些层在电镀线的入口区内暴露于电化腐蚀侵害时没有危险。然而,使用SBU技术沉积在整个表面上的薄化学铜质镀层至少在B区与C区也同样受到该腐蚀侵害的影响。并不是在印刷电路板到达实际电解池的D区之前,印刷电路板就被完全电镀。通常,印刷电路板在该区中不被腐蚀。
在更加详细地参考图1和2之后,这里将描述在现有技术的电镀线中实施电镀工艺的情况,这将在之后用于解释本发明的操作。
图1是一个现有技术的输送式电镀线前部的横截面示意图;
图2是根据图1的视图,表示了相邻电路板之间的电压降。
图1示出了一种输送式电镀线的一个电镀槽1,其电解区2充满一种电解液,在电镀线上通过密封滚轴3和密封壁4来汇集该电解液。通过传输滚轴8,印刷电路板5、6、7沿箭头所示的传输方向输送至输送式电镀线并且通过此处。输入的印刷电路板5、6、7到达密封滚轴3的区域的电解区2的。在第一接触部件9处,电路板5、6、7通过一个金属触头第一次被置于与该图右上方空白处示出的电镀电流源的负极电连接。向印刷电路板5、6、7供应电镀电流的另外的电接触部件16沿输送轨道排列。
数字10标示出用于向印刷电路板5、6、7的表面输送电解液的部件。这种输送部件可以是例如流量喷嘴、喷射管或喷雾嘴。数字11进一步标示出阳极,该阳极在本例中基本上布置得与传输印刷电路板5、6、7的输送轨道平行,并且其至少延伸至输送轨道的整个宽度。所用阳极11可以是常规的阳极箱,该阳极箱带有用于沉积铜的诸如铜球的可溶性阳极材料,或者可以是由钛、特种钢或另外材料制成的不可溶性阳极。
根据图1,印刷电路板5在电镀线上处于最远的位置,它处在电解液输送部件10(例如流量喷嘴)的区内,以及阳极11的区内。电镀线的该区称为D区(加工区)。在D区内,印刷电路板5被完全置于电接触状态。同时,该印刷电路板5完全处在由该印刷电路板5以及阳极11形成的电解池内。电路板5的整个表面都被电镀,既在一外侧,也在另一外侧上被电镀,因为在印刷电路板5的输送轨道的两侧都提供了阳极11。
在C区(过渡区)中,印刷电路板6已经通过接触部件9和16被置于电接触状态。然而因为该区没有阳极11,所以在该区中流到该印刷电路板6上的电镀电流无效。
在B区(入口区)中,印刷电路板6同样已经通过接触部件9被置于电接触状态,且其运行如同在C区中的一样。
与之相比,印刷电路板7的前部已经处在电解区2中的B区内,但还没有象印刷电路板6一样被置于电接触状态。
在A区中没有电解液。该区没有电解作用。
当印刷电路板5、6、7被输送经过所述各区时,不同的电位将施加到所述电路板上。这种差异将分别在相邻的印刷电路板5和6之间以及印刷电路板6和7之间产生电压(电位差)。也就是说,在两块与电解液接触的相应印刷电路板间将形成局部电解池。这些局部电解池的电压是上述产生的电压,不同局部的该电压可能不同。
图2示出在这种电镀线中产生的电位差。
在这个例子中,第一印刷电路板5的边缘区12与第二印刷电路板6的边缘区13相邻。两块印刷电路板5和6之间的间隔例如达到约10mm。在分隔这两块印刷电路板的距离上,同时也在印刷电路板6和7之间的距离上产生电压U(s)。这些电压U(s)沿印刷电路板5、6、7在输送式电镀线中所覆盖的距离s而变化。该电压U(s)在上述B区与C区中尤为不同。
B区内电解区2中的电解液在印刷电路板7与阳极11之间建立起微弱的导电连接。作为其结果,在印刷电路板7的边缘区15形成一个阳极电位,该电路板7的一部分位于B区内。与之相比,印刷电路板6已经通过第一接触部件9和一个附加的电接触部件16被置于低阻抗电接触状态。作为其结果,该印刷电路板6接近于地电位,即大约在0伏特。这导致在印刷电路板6和7之间将产生电压U(s)。与地电位相比,电路板7的边缘区15的电位为正。这将导致印刷电路板7的阳极区被电化学腐蚀。
当电路板经过密封或隔断墙4且经过密封滚轴3时,相邻电路板6和7之间的电压U(s)最开始很小,并且等于例如约50毫伏。该电压随着印刷电路板7在电镀线上的输送而增加,直到所述电路板7到达第一接触部件9,在该处电压值达到约500毫伏。印刷电路板7的腐蚀率也逐步增加。
在C区中,相邻的印刷电路板5和6通过接触部件9和16被置于低阻抗电接触状态。作为其结果,这两块电路板5和6之间的电压U(s)在电镀线的该区内趋于零。因此,在印刷电路板5的边缘区12和印刷电路板6的边缘区13,金属很难被电化学腐蚀。
相比较而言,在B区中的腐蚀侵害非常严重,这可能导致在输送式电镀线的电解处理中产生质量问题。因此,电路板在接触部件9和16处是怎样被置于电接触状态的,就变得无关紧要。已经发现,在通过滚轴、轮子或夹钳等类似物来建立接触时,将发生干扰腐蚀侵害。
因此,输送式电镀线中每对相邻印刷电路板中的一块形成由这两块电路板形成的电解池的阳极,且另一块形成阴极。该对电路板的阳极被电化学腐蚀,也就是说,去除最上层金属层。该层是上文所述利用一种外部无电流的化学方法已经沉积的金属镀铜层。腐蚀侵害将导致印刷电路板边缘区的化学铜质层中形成局部空洞。本发明的一个目的就是为了避免这种情况。
这一目的的解决方法是减少/最小化电镀线上相邻印刷电路板之间的电压,目标是达到0伏电压U(s)。
实施方式
在本发明的一个优选实施例中,因此,输送式电镀线在印刷电路板进入电镀线的入口区中至少提供有一个保护电极,原则上,也可以在印刷电路板退出电镀线的出口区中提供一个保护电极,以便减少或最小化同样产生在该区域中的电位差的干扰作用。该保护电极用来减少或最小化电镀线上相邻印刷电路板之间电压。优选,该保护电极电连接到地电位(0伏)。以这样的方式在输送式电镀线中布置该保护电极,使其实质上将入口区与印刷电路板的加工区分界。印刷电路板的加工区是容纳阳极的区域。过渡区位于入口区与加工区之间。在该过渡区中,工件尽管尚未到达阳极区,但是可能已经被置于电接触状态。
布置在该区中的保护电极将一个特定阴极电位施加给恰好处于该区内的印刷电路板,所以相对于前一电路板而言,所述电压降低或被最小化了。更具体地,该保护电极布置在B区与C区之间的过渡区,且从传输方向来看,优选直接位于用于印刷电路板的第一电接触部件之前(印刷电路板在B区内首次被置于电接触状态)。
在电镀线中,优选以这样一种方式来布置该保护电极,使该保护电极在印刷电路板通过电镀线传输时不接触这些电路板。因此可以避免对印刷电路板的损害。此外,在这种情况下,保护电极没有磨损,因而几乎无需维护。
与阳极相反,该保护电极是阴极极化,并且为了这个目的,可以连接到电流源的负极。其结果是,从传输方向来看,电解区中位于保护电极前的区域(B区)被有效地与处理区相隔离,同时B区中的电位可以通过保护电极的阴极电位进行调节。
为更好地调节电解区中B区保护电极的阴极电位,可通过至少一个限制电阻器将保护电极连接到用于电解金属电镀的电流源的负极。若所述限制电阻器是可调节的,则B区中的阴极电位甚至可以更精确地调节。通过调节限制电阻器不仅意味着校准所述电阻元件,并且意味着选择一个具有适当的电阻值的限制电阻器。这能更具体地够使得在B区和C区中的印刷电路板的电位更加均衡。
通过选择保护电极的数目、外形、空间排列和/或尺寸,可以进一步均衡保护电极区中从一块印刷电路板到另一块电路板的阴极电位,从而进一步降低或最小化相邻印刷电路板之间电压。
更具体地,保护电极可以用一种对所用的化学品也有抵抗力的导电材料在制成。
最小化相邻印刷电路板之间电压的另一种可能性在于,向相应接触部件,更具体地说是在过渡区(C区)与D区的第一区中,提供一个比接下来的D区中的接触部件所带的电压更低的电压。为了这个目的,更具体地,在相应的一个接触部件和电镀电流源的负极之间连接一个电阻。例如,可以在从该电流源到该接触部件的电流供给线路上并联这些补偿电阻器。也可以在通向接触点的电流通路上的接触部件之间串联该补偿电阻器。更具体地,在并联情况下,优选这些补偿电阻器的电阻值随各接触点而变化。
其结果是,可以调节接触部件的电位。由于这些补偿电阻器的电阻值的可调性,也就是说其尺寸可增大或减小,接触部件的电位甚至可以更加精确地调节,从而可以降低或最小化相邻印刷电路板之间电压。通过调整一个补偿电阻器的电阻值不仅意味着校准一个电阻器元件,而且意味着选择一个具有适当的电阻值的补偿电阻器。
通常,输送式电镀线上配备有多个接触部件,例如,一排夹钳,从传输方向来看,它们以间隔的关系一个接一个地布置在一个由滚轴支撑的环行回转带上,并且该夹钳夹持住印刷电路板,或者是若干个接触滚轴,它们也是以间隔的关系一个接一个地来布置,并且沿印刷电路板的边沿滚动,或者是若干个接触滚轴,从传输的方向来看,它们也是以间隔的关系一个接一个地来布置,并且在印刷电路板上滚动。
在这种情况下,可以将一个补偿电阻器分配给过渡区内的相应的一个接触部件,优选,该相应的补偿电阻器串联在并联的相邻接触部件之间的电流供给路线上。在这种情况下,不同的补偿电阻器的尺寸可以调节。作为其结果,分配给单个接触部件的补偿电阻器内的电压降可以独立地调节。因此,通过至少一个补偿电阻器,相邻印刷电路板之间的电压可以进一步最小化,从而印刷电路板的阴极电位可以被校准和调节,同时考虑到输送式电镀线的不同几何情况以及不同格局与印刷电路板的其它参数,诸如铜质覆层厚度、电路图案(即将电镀金属的区域大小)和镀金属的类型(可能考虑到在印刷电路板的表面上将发现的其他金属)。
在提供至少两个带有电补偿电阻器的接触部件的情况下,可以进一步证明有利于调节(或选择)补偿电阻器,从而,从传输方向上来看,分配给第一接触部件的补偿电阻器内的电压降最大。作为其结果,通常产生在从C区到D区的过渡区内分离的电路板之间的电位差被最小化。
在一个尤为有利的实施例中,电流源通过电流线路并通过一个滑动接触轨道或通过电刷电连接到用于工件的电接触部件,该电流通路在电镀线的入口区附近被分成彼此电绝缘的段,即在面向入口区的电流通路的末端,更具体地是在C区,一个补偿电阻器和一个接触部件被分配给离散段中的相应的一段。因此可以获得一个串联连接,其中,即使多个离散电阻值同等地高,所述接触部件上的电压在朝着过渡区A的方向上稳步降低。
优选是在电镀线上的过度区内以及位于处理区的开始处,但不在处理区的其余区内,所述补偿电阻器被分配给接触元件,或分配给接触轨道段。
通常,在通过电镀线输送印刷电路板时,通过引导其进入充满电解液的电解区,使该印刷电路板在电解区内与电解液接触。为了这个目的,印刷电路板进入电解液积聚的区域,且一旦其被输送穿过电镀线即离开所述区域。通常,为了这个目的在印刷电路板的入口与出口处配备有密封装置,以便将电解液保留于电解区内。这种类型的密封装置是例如槽壁上相当狭窄的狭缝,印刷电路板经过该狭缝出入所述槽,以及紧挨着布置在所述狭缝后面的密封滚轴。这种密封滚轴将电解区密封,而与外部区域隔开,并且在很大程度上阻止电解液泄漏出电解区。通常,该密封滚轴紧密地一个叠放在另一个之上,而且仅被通过该密封滚轴的印刷电路板推开。
图3到图5用来更详细地解释本发明。
图3是一种根据本发明具有一个保护电极的电镀线前区的横截面示意图,而且示出了随之能够获得的相邻印刷电路板之间电位差的降低或最小化;
图4是一种采用一种附加发明方法的电镀线前区的横截面示意图,而且示出了随之能够获得的电位差的均衡化;
图5是一种电镀线前区的横截面示意图,其中保护电极通过补偿电阻器与一个电流源连接,同时该补偿电阻器也作为限制电阻器。
如图3所示,根据本发明的一种输送式电镀线的前区具有用于存放于电解区2的电解液的一个槽1。印刷电路板5、6、7通过固定传输滚轴8在电镀线上输送。它们经过密封墙4中而且在密封滚轴3之间的一个入口狭缝,进入电镀线。所选密封墙4中的狭缝应该尽可能狭窄,以使电解液的泄漏降到最低。密封滚轴3进一步将电解区2密封,而与外面的区域隔开,从而仅有少量的电解液能够泄漏到外面的区域。输入的印刷电路板5、6、7将两个密封滚轴3之中靠上的一个抬起以进入电解区2。印刷电路板5、6、7紧邻着顺序通过电镀线来输送。两块印刷电路板之间的间隔为例如大约10mm。
为努力避免印刷电路板5、6、7上的金属层受到腐蚀侵害,如图3所示根据本发明在电解区2的B区内至少安装一个保护电极17、18。优选,这种保护电极17、18布置在输送印刷电路板5、6、7的传输路径的上侧和下侧。保护电极17、18是由抗化学腐蚀材料制成并且至少该保护电极的表面部分导电。某些特种钢、钛或其他抗酸、导电的材料比较适合充当这种材料。
当B区内的印刷电路板5、6、7正在电镀线上传输时,上、下保护电极17、18使得印刷电路板5、6、7在通过接触部件9、16电连接到电流源之前处于阴极电位,这样一来电路板就处在0伏地电位。
为了这个目的,所述印刷电路板5、6、7按照一个箭头所示出的方向通过电镀线来输送。在图3所示的瞬态图中,印刷电路板5已被输送到电镀线的最远处,而且已经通过接触部件16被置于电接触状态。相比较而言,印刷电路板7只有其前区在电解区2内。该印刷电路板7的后区仍处在电镀线的外部区域。已经进入电镀线的印刷电路板6位于两块电路板5和7之间并且是在B区和C区内。该印刷电路板6的中心区通过接触部件9已经被置于电接触状态,而且其前区是通过接触部件16被置于电接触状态。所述印刷电路板6也刚刚要通过保护电极17、18。
所述保护电极17、18与该图右上方空白处所示电流源的地电位电接触。
在保护电极17、18与所述电流源间的电连接当中,装有限制电阻器19、20,保护电极17、18的阴极电位可通过所述电阻器的电阻值来进行调节。
当限制电阻器19、20具有约等于0ohm的电阻值时,保护电极17、18的作用最大。此时,保护电极17、18的阴极极化如此之高使得印刷电路板6和7之间电压U(s)的极性发生反转。在这种情况下,印刷电路板7相对于印刷电路板6处在阴极电位,从而在这两块印刷电路板之间形成一个电解池。在这种情况下,相对于印刷电路板7的边缘区15,印刷电路板6的边缘区14被阳极极化。因此,在这种情况下存在印刷电路板6被腐蚀的风险。通过插入限制电阻器19、20并且通过适当调整这些补偿电阻器的值,或者通过适当选择具有合适的电阻值的限制电阻器,和/或通过减少保护电极17、18的有效表面,可以避免这种过度补偿。在这种情况下,限制电阻器由电解质形成。优选,限制电阻器19、20的值设置在从10到100毫欧姆的范围内。其尺寸使得保护电极17、18的电位产生一个约等于U(s)的电压降,以伏特为单位,而且与印刷电路板6和7之间的电压U(s)相反,从而均衡了印刷电路板6和7的电位。
如果只利用两个保护电极17或18其中的一个,阴极电位也被均衡,尽管这种作用更小。
用这种方法配备的输送式电镀线使得这些恰巧处于B区内的印刷电路板可以免受腐蚀侵害。
一旦印刷电路板6在第一接触部件9处被首次置于低阻抗电接触并且进入C区,则没有电镀电流流向印刷电路板6,因为该印刷电路板6仍然在B区内并且还没有到达阳极11的区域。因此,仅有微小电流流经接触部件9。在接触部件9处沿路径s方向的电压降较小。
已经到达D区的印刷电路板5的情况则不同。在此,经过接触部件16的电流较大。在这些接触部件16处的电压降也相应较高。在印刷电路板5和6的边缘区12和13之间建立起一个电压U(s)。相对于印刷电路板16的边缘区域13,印刷电路板5的边缘区12被正极化。因此,边缘区12在C区内被电化学腐蚀。
这种腐蚀侵害可以通过参考图4来描述的措施加以避免。分配给接触9、16的补偿电阻器21插入所述接触部件9、16的电流通路。所述补偿电阻器21由R1、R2和R3来表示。补偿电阻器21的数量取决于局部的条件,更具体地是取决于C区和D区中接触部件9、16的数量。这里,补偿电阻器R1、R2和R3串联连接。通过在每一个接触部件9、16的电流通路上插入一个补偿电阻器21,并且通过为每一个电阻器选择适宜的电阻值可获得同样的效果。
确定补偿电阻器21的大小,使得根据流经接触部件9、16的电镀电流(在C区仍较小)而产生的电压降大致等于分配给D区中接触部件16的补偿电阻器21处所产生的电压降。结果,印刷电路板5和6之间的电压U(s)在该区也很低。因此,在该区也不会发生腐蚀侵害。在常规电镀线上,R1、R2、R3的补偿电阻值的范围介于约100毫欧姆和约1毫欧姆之间。因为经过接触部件9、16的电流增加了,所以优选,有效补偿电阻值沿着印刷电路板5、6、7的传输方向减小。
最后,图5示出了本发明的另一个优选实施例,其中可以不再需要根据图4的实施例中所用的限制电阻器19和20。因而使一个更简单的电镀线结构成为可能。为了容许在本例中也可以调节保护电极17、18的阴极电位,检测根据图4的电镀线所示出的补偿电阻器21之间的一个适宜的电位。此连接试验示出,补偿电阻器21的大小变化如此微小,以致于实际上始终能够找到一个合适的连接点来使相应的保护电极17、18中的一个置于电接触状态,以便于将保护电极17、18的阴极电位调节到一个可以使相邻印刷电路板之间,更具体地是在电镀线的入口区的相邻电路板之间的电压降为0的数值。
在本例中,检测所述补偿电阻器R1和R2之间的保护电极17、18的电位。例如当保护电极连接在电阻器R1和R2之间,如果电压过低,则能够如图5中虚线所示在R2和R3之间建立连接。
至于其它的、在这里没有更加详细描述的图5中装置的特点,与图3和图4所示的相应装置的特点相一致。
所有产生在离散区的补偿措施的电位与电压降随着电流密度的增加而增加,并且反之亦然。由于更大的电流密度需要更强的补偿措施,所以本发明几乎与所用的电流密度无关。
本发明在提供无磨损电镀线元件时尤为有利。只使用无源元件,更具体地,不使用滑动接触,以避免印刷电路板之间的干扰电压。
令人惊讶地,已经发现阴极保护电极只被最小程度地金属电镀。一种具有轻微化学腐蚀性的电解液足以防止保护电极被镀金属。如果没有起到防止的作用,则通过在保护电极17与阳极11之间,或者在保护电极18与阳极11之间安装一块具有不导电表面的隔板来有效地防止保护电极17被金属电镀,该隔板的一侧始于印刷电路板附近,且另一侧止于槽液面(bath level)或槽底。在这种情况下,本发明的方法完全无须维护。
应该理解,在这里描述的例子和实施例只是用于说明的目的,而且根据这些例子和实施例的各种修改和变化以及本申请案所述的特征的结合将对本领域的技术人员具有启发性,并且将被包括在所述发明的精神及范围之内,以及包括在所附权利要求的范围之内。上述所有公开案、专利案及专利申请案是以引用的方式并入本文中。
图中数字符号说明
1 电镀槽
2 电解区
3 密封滚轴
4 密封壁
5、6、7 印刷电路板
8 传输滚轴
9 接触部件
10 输送电解液的部件(例如流量喷嘴)
11 阳极
12 印刷电路板5的边缘区
13、14 印刷电路板6的边缘区
15 印刷电路板7的边缘区
16 接触部件
17 上保护电极
18 下保护电极
19 保护电极17的限制电阻器
20 保护电极18的限制电阻器
21 接触部件9、16的补偿电阻器
U(s) 印刷电路板两个边缘区之间的电压
s 印刷电路板5、6、7通过输送式电镀线传输
的路径
Claims (24)
1、一种用于电解地金属电镀工件的输送式电镀线,其中提供装置(17、18、21)用于降低建立在通过所述电镀线输送的相邻工件(5、6、7)之间的电压。
2、如权利要求1所述的输送式电镀线,其中所述装置至少是一个配备在电镀线中工件(5、6、7)入口区的保护电极(17、18)。
3、如权利要求2所述的输送式电镀线,其中所述至少一个保护电极(17、18)基本上将入口区与其中布置有阳极(11)的工件(5、6、7)加工区分界。
4、如权利要求2和3其中之一所述的输送式电镀线,其中以这样的方式布置所述至少一个保护电极(17、18),使得工件(5、6、7)在电镀线上输送时所述保护电极不触及这些工件。
5、如权利要求2到4其中之一所述的输送式电镀线,其中所述至少一个保护电极(17、18)相对于阳极(11)可被阴极极化。
6、如权利要求2到5其中之一所述的输送式电镀线,其中所述至少一个保护电极(17、18)通过至少一个限制电阻器(19、20)连接到一个用于电解金属电镀的电流源。
7、如权利要求6所述的输送式电镀线,其中所述至少一个限制电阻器(19、20)是可调节的。
8、如权利要求2到7其中之一所述的输送式电镀线,其中所述至少一个保护电极(17、18)的数量、外形、空间安排和/或大小,是为了减小电镀线上相邻工件(5、6、7)之间电压来确定。
9、如上述权利要求之一所述的输送式电镀线,其中至少配备一个提供流向所述工件(5、6、7)的电流的电流源,其中配备有用于所述工件(5、6、7)的电接触部件(9、16),并且其中在从所述电流源通往所述接触部件(9、16)的电流通路上至少配备一个电补偿电阻器(21)。
10、如权利要求9所述的输送式电镀线,其中所述至少一个电流源通过电流线和一个接触轨道或接触刷电连接到用于所述工件(5、6、7)的所述电接触部件(9、16),至少一个电补偿电阻器串联安装在所述电镀线的入口区附近,并且所述接触部件与所述至少一个补偿电阻器的任意一端连接。
11、如权利要求9和10其中之一所述的输送式电镀线,其中所述至少一个补偿电阻器(21)是可调节的。
12、如权利要求9到11其中之一所述的输送式电镀线,其中,如果配备至少两个接触部件(9、16),则补偿电阻器(21)的可调方式使得从传输方向上来看分配给第一个接触部件(9)的补偿电阻器(21)上的电压降最大。
13、如上述权利要求之一所述的输送式电镀线,其中,为了使工件(5、6、7)在电镀线上输送时接触电解液,提供了一个电解液积蓄的空间,工件(5、6、7)可进入此空间,而且工件(5、6、7)一旦被输送通过所述电镀线即可再度退出此空间。
14、一种用于在输送式电镀线中电解金属电镀工件的方法,包括输送工件至电镀线、通过该电镀线来输送工件并使工件再度退出所述电镀线、以及降低在电镀线上输送时建立在相邻工件(5、6、7)之间的电压。
15、如权利要求14所述的方法,其中通过配备在电镀线中的至少一个保护电极(17、18)来降低电镀线中相邻工件(5、6、7)之间的电压。
16、如权利要求15所述的方法,其中基于所述至少一个保护电极(17、18)基本上将电镀线中的入口区与其中布置有阳极(11)的区域分界的事实,通过所述至少一个保护电极(17、18)来降低所述电压。
17、如权利要求15和16其中之一所述的方法,其中以这样的方式在电镀线中布置至少一个保护电极(17、18),使得工件(5、6、7)在电镀线上输送时所述保护电极不触及所述工件。
18、如权利要求15到17其中之一所述的方法,其中所述至少一个保护电极(17、18)连接到一个提供流向工件(5、6、7)的电流的电流源的负极。
19、如权利要求15到18其中之一所述的方法,其中所述至少一个保护电极(17、18)的电位可以通过至少一个电连接到所述电流源负极的限制电阻器(19、20)来进行阴极调节。
20、如权利要求15到19其中之一所述的方法,其中所述至少一个保护电极(17、18)的数量、外形、空间安排和/或大小是为了所述电压的降低来确定。
21、如权利要求14到20其中之一所述的方法,其中,电镀线中相邻工件(5、6、7)之间的电压通过至少一个补偿电阻器(21)来分别调节,所述补偿电阻器分配给用于所述工件(5、6、7)的所述接触部件(9、16)。
22、如权利要求21所述的方法,其中以使相邻工件(5、6、7)之间的电压最小化的方式来调节所述至少一个补偿电阻器(21)的电阻。
23、如权利要求22所述的方法,其中,如果至少配备二个接触部件(9、16),以这样的方式来调节补偿电阻器(21),使得从传输方向上来看分配给第一个接触部件(9)的补偿电阻器(21)上的电压降最大。
24、如权利要求14到23其中之一所述的方法,其中当工件(5、6、7)在电镀线上输送时所述工件与电解液接触,通过使所述工件进入一个积蓄电解液的区域,并且一旦电路板已经被输送通过电镀线即退出该区域来使所述工件通过所述电镀线。
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