DE10043815C2 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von zu behandelndem Gut in elektrolytischen Anlagen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von zu behandelndem Gut in elektrolytischen AnlagenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft das elektrische Kontaktieren von ebenem Gut in elektrolytischen Durchlaufanlagen mit einem Anoden-/Kathodenabstand, der so groß ist, dass ein berührungsfreier Transport des Gutes in der elektrolytischen Zelle möglich ist. Die Erfindung betrifft vorzugsweise das elektrochemische Behandeln von Leiterplatten und Leiterfolien. DOLLAR A Das Gut 1 wird von streifenförmigen Kontaktelementen 9 elektrisch kontaktiert. Die Kontaktflächen werden zur Stromübertragung an die Oberfläche des Gutes 1 fest angedrückt. Während der elektrochemischen Behandlung findet keine transportbedingte Relativbewegung zwischen dem Gut 1 und den Kontaktelementen 9 statt. Nach einem Behandlungsschritt werden die Kontaktelemente 9 zur Ausführung eines Transportschrittes des Gutes von der Oberfläche desselben abgehoben. Die elektrochemische Behandlung erfolgt somit schrittweise.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von ebenem
Gut in elektrolytischen Durchlaufanlagen. Ferner betrifft die Erfindung eine Vor
richtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung findet vorzugsweise
Anwendung bei der elektrochemischen Behandlung von Leiterplatten. Sie eignet
sich für lösliche und im Elektrolyten unlösliche Anoden.
Zur elektrochemischen Behandlung von Platten, Folien oder endlosen Bändern
sind horizontale und vertikale Durchlaufanlagen bekannt. Das Gut wird mittels
Transportwalzen oder an Klammern kontinuierlich durch derartige Anlagen liegend
oder hängend gefördert. Zur Behandlung muß das Gut mit einem Pol einer Bad
stromquelle elektrisch verbunden sein. Diese Verbindung erfolgt mittels einer
elektrischen Kontaktierung. Der andere Pol der Badstromquelle wird mit der Ge
genelektrode der elektrolytischen Zelle verbunden. Die Erfindung eignet sich
grundsätzlich für alle elektrochemischen Prozesse, nämlich für das Galvanisieren,
Ätzen, anodisches Oxidieren und für das kathodische Reduzieren. Zur Abkürzung
der Beschreibung wird die Erfindung nachfolgend nur noch für das Galvanisieren
beschrieben. Bei diesem Prozeß ist das Gut kathodisch gepolt, also Kathode und
die Gegenelektrode anodisch gepolt, also Anode. Kathode und Anode werden
neutral auch als Elektrode bezeichnet.
In der Druckschrift DE 196 33 797 A1 wird eine horizontale Durchlaufanlage beschrie
ben. Zwischen den Anoden sind in Transportrichtung des Gutes Kontaktwalzen,
die zugleich für den kontinuierlichen Transport des Gutes sorgen, angeordnet. Die
Kontaktwalzen bestehen aus Metall. Sie sind kathodisch geschaltet und rollen auf
der Oberfläche des Gutes ab. Sie sind um den Spannungsabfall am Übergangs
widerstand von der Kontaktwalze zur Oberfläche des Gutes kathodischer als das
Gut. Aus diesem Grunde und weil eine vollkommene elektrische Abschirmung der
Kontaktwalzen gegen die Anoden nicht möglich ist, werden diese Walzen bevor
zugt galvanisiert. Zur fortwährenden Entmetallisierung der unerwünschten Wal
zenmetallisierung ist eine Entmetallisierungskathode in der Nähe der Walzen
angeordnet. Nachteilig ist, dass die Entmetallisierung nicht vollständig erfolgt,
auch wenn die Kontaktwalzen mit einer Edelmetallbeschichtung versehen sind.
Ferner besteht die Gefahr einer Partikelbildung durch nicht haftende Schichten
oder Metallflitter an der Kontaktwalze und an der Entmetallisierungskathode.
In der Druckschrift EP 0959153 A2 wird eine weitere horizontale Durchlaufanlage
beschrieben. Hier wird versucht, die störende Metallisierung der Kontaktwalzen
völlig zu vermeiden. Zum einen werden die Kontaktwalzen außerhalb des Arbeits
behälters angeordnet. Eine untere und zwei obere Quetschwalzen halten den
Elektrolyten von den Kontaktwalzen fern. Zum anderen werden diese durch Ab
schirmhauben gegen spritzenden Elektrolyten abgedichtet. Nachteilig sind hier die
in Transportrichtung kurzen Anoden im Vergleich zum Längenbedarf der Ab
quetschwalzen und der Kontaktwalzen.
Beide Erfindungen haben desweiteren den gemeinsamen Nachteil, dass der Gal
vanisierstrom auf die rotierenden Walzen übertragen werden muss. In naßchemi
schen Anlagen unterliegen die bekannten Schleifkontakte einem erhöhten Ver
schleiß. Deshalb wird auch versucht, dieses Kontaktproblem mit hermetisch
dichten und rotierenden Quersilberkontakten zu lösen. Aus Umweltschutzgründen
sollte dies jedoch vermieden werden.
Ein weiterer Nachteil der Kontaktwalzen in den bekannten Anlagen ist, dass sie
nur zur vollflächigen elektrolytischen Behandlung von Gut geeignet sind. Das
partielle Behandeln von Oberflächen, wie z. B. das Galvanisieren des Leiterbildes
auf Leiterplatten, ist nicht möglich. Derartiges Gut besteht aus einer elektrisch
leitfähigen und vollflächigen Grundschicht. Die Strukturen werden durch einen
elektrisch isolierenden Resist auf der Grundschicht negativ gebildet. Die freien
Flächen werden bei geeigneter Kontaktierung galvanisiert. Zur Fertigstellung der
Leiterplatten wird anschließend die Grundschicht zwischen den Leiterzügen durch
Ätzen entfernt. Der Resist hat eine Dicke von etwa 40 µm. Dies verhindert ein
Kontaktieren der Grundschicht mit den genannten Kontaktwalzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, die zur elektrischen Kontaktierung von ebenem Gut in Durchlaufanla
gen geeignet sind und die die genannten Nachteile nicht aufweisen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das in Patentanspruch 1 genannte Verfahren und
durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 14.
Nachfolgend wird die Erfindung detailliert beschrieben. Hierzu dienen auch die
schematisch dargestellten Figuren:
Fig. 1 zeigt das Grundprinzip der elektrischen Kontaktierung des Gutes in
einer Durchlaufanlage.
Fig. 2 zeigt im Ausschnitt eine weitere horizontale Durchlaufanlage mit der
Streifenkontaktierung des Gutes.
Fig. 3a zeigt im Querschnitt einen Streifenkontakt mit einer starren Kontaktlei
ste, die isoliert und federnd in einem elastischen Werkstoff gelagert ist.
Fig. 3b zeigt desgleichen einen Streifenkontakt, dessen Kontaktleiste in sich
aus einem elastischen und elektrisch leitfähigen Werkstoff besteht und
die mit einem elastischen, elektrisch nichtleitenden Werkstoff isoliert ist.
Die Fig. 1 zeigt das Grundprinzip der erfindungsgemässen elektrischen Kontak
tierung des Gutes 1 sowie obere Anoden 4 und untere Anoden 5. Der Anoden-
/Kathodenabstand in der elektrolytischen Zelle wird so groß gewählt, dass ein
sicherer Transport des Gutes ohne Berührung der Elektroden erfolgt, z. B. 30 mm.
Zur Transportsicherheit und zum Transport selbst dienen die Transportwalzen 25,
die in beliebiger Anzahl verwendet werden können. Vorteilhaft ist dies besonders
beim Transport von empfindlichen Folien. Die Transportwalzen schirmen in der
elektrolytischen Zelle allerdings das elektrische Feld je nach Ausführung mehr
oder weniger ab. Deshalb werden an Stelle der Transportwalzen bevorzugt Transporträdchen
verwendet. Für die Erfindung eignen sich die bekannten Transport
mittel wie z. B. Klammern, Räder oder Walzen. Weil sie hier keinen elektrischen
Strom übertragen müssen, können sie aus nichtleitenden Werkstoffen bestehen.
In Fig. 1 ist die Situation während der elektrolytischen Behandlung des Gutes 1
dargestellt. Der nicht dargestellte Transportantrieb des Gutes 1, der über die
Transportwalzen 25 wirkt, ist ausgeschaltet. Zwischen dem Gut 1 und den Strei
fenkontakten 20, die an die Oberfläche des Gutes angedrückt werden, findet wäh
rend der elektrolytischen Behandlung keine relative Transportbewegung statt.
Nach einer, im allgemeinen zeitlich kurzen Behandlung öffnen sich die Streifen
kontakte 20. Sie werden von den zu behandelnden Oberflächen entfernt und das
Gut wird einen Schritt in Pfeilrichtung 19 weiterbefördert. Es findet ein transport
bedingter relativer Bewegungsschritt zwischen dem Gut einerseits und den Elek
troden und den Streifenkontakten andererseits statt. Nach dem erneuten Schlie
ßen der Streifenkontakte 20 wiederholt sich die elektrolytische Behandlung. Das
Öffnen und Schließen erfolgt mittels einer von einem Hubmotor 7 betätigten Hub-
und Senkeinrichtung, die nachfolgend kurz Hubeinrichtung genannt wird. Die nicht
dargestellte Hubeinrichtung wird mittels bekannter Techniken des Maschinenbau
es und der Automatisierungstechnik hergestellt und gesteuert.
Bei beidseitiger Behandlung des Gutes befinden sich an beiden Seiten Streifen
kontakte 20 und Hubeinrichtungen. Zur Unterstützung des elektrochemischen
Behandelns können Rütteleinrichtungen 6 verwendet werden. Diese wirken auf die
Streifenkontakte 20 ein und setzen das Gut 1 in Vibrationen. Dadurch wird die
Diffusionsschichtdicke an der zu behandelnden Oberfläche verringert. Dies erlaubt
die Anwendung einer höheren Stromdichte.
Die leitenden Oberflächen des Gutes werden von den fest angedrückten Streifen
kontakten 20 elektrisch kontaktiert. Elektrische Leiter in Form von flexiblen Strom
bändern oder Hochstromlitzen 26 verbinden die Streifenkontakte 20 mit einer nicht
dargestellten Badstromquelle. Bei dem Badstrom kann es sich um Gleichstrom,
unipolaren oder bipolaren Pulsstrom handeln. In der Fig. 1 ist die Polarität für das
Galvanisieren des Gutes 1 eingezeichnet.
Fig. 2 zeigt in der Seitenansicht eine weitere horizontale Durchlaufanlage zur
Leiterplattenbehandlung mit einer Streifenkontaktierung. Der Elektrolyt wird auch
hier durch bekannte und hier nicht dargestellte Konditionierungseinrichtungen
außerhalb des Arbeitsbehälters konditioniert und im Kreislauf gefördert. Der elek
trische Anschluß des Gutes 1 an die Badstromquelle(n) erfolgt über einen oder
mehrere Streifenkontakt(e) 20. Die Transportwalzen 25 befinden sich hier nicht
zwischen der Anode und der Kathode. Eine störende Abschirmung durch die
Transportmittel erfolgt nicht. Der Anoden-/Kathodenabstand wird so groß gewählt,
dass ein sicherer Transport des Gutes möglich ist. Außerhalb des Arbeitsbehälters
angeordnete elektrische Leiter 10 und 11 leiten den Badstrom von der oder den
Badstromquelle(n) in die Nähe der Elektroden bzw. Streifenkontakte. Direkt an der
Anlage wird der Badstrom über flexible Strombänder oder Hochstromlitzen 26 auf
die Streifenkontakte 20 geleitet. Derartige Stromleiter sind nahezu verschleißfrei.
Ein an der kontaktgebenden Fläche metallisch hart ausgeführter Streifenkontakt
ist zur Vollflächenkontaktierung sehr gut geeignet. Befindet sich jedoch ein elek
trisch isolierender Resist zur Strukturbildung auf der Oberfläche des Gutes, so ist
die Kontaktierung der leitenden Oberflächenbereiche nicht möglich. In diesem Fall
wird ein Streifenkontakt verwendet, der an der kontaktgebenden Fläche aus einem
elastischen und elektrisch leitfähigen Werkstoff besteht. Derartige Werkstoffe sind
z. B. Elastomere oder Silikone, die bei der Herstellung mit elektrisch leitfähigen
Füllstoffen versehen worden sind. Derartige Füllstoffe bestehen z. B. aus Metall
pulver, Metallflocken und ähnlichen Teilchen. Die Abmessungen derartiger Teil
chen betragen im Durchmesser etwa 10 µm oder weniger. Damit lassen sich Ver
bundwerkstoffe mit einer elektrischen Leitfähigkeit herstellen, die nahe an die
Leitfähigkeit der üblichen elektrochemisch resistenten Metalle wie Titan oder Edel
stahl herankommen. Derartige elastische Streifenkontakte 20 überbrücken die
etwa 40 µm hohen Resistflanken, zumindest an den stets vorhandenen größeren,
nicht mit Resist abgedeckten Oberflächenbereichen, und kontaktieren so das Gut.
Die Behandlung des Gutes erfolgt schrittweise. In den Fig. 1 und 2 ist die
Situation während der beidseitigen elektrochemischen Behandlung dargestellt,
d. h. während eines Behandlungsschrittes. Der Transportantrieb in Pfeilrichtung 19
ist ausgeschaltet. Die Badstromquelle ist eingeschaltet. Es erfolgt die elektrochemische
Behandlung, die durch Einschaltung der Rütteleinrichtung 6 unterstützt
werden kann. Die mögliche Dauer der Behandlung pro Schritt ist u. a. abhängig
von den Abmessungen der Elektroden, von der angewandten Stromdichte und
von der erforderlichen Expositionszeit. Die Dauer pro Behandlungsschritt liegt bei
wenigen Millisekunden, z. B. 10 ms und sie reicht bis zu einer Stunde.
Nach diesem Behandlungsschritt öffnet die Hubeinrichtung die Streifenkontakte 20
geradlinig in Pfeilrichtung 8. Dabei sollte die Badstromquelle zur Vermeidung ei
nes Abreißfunkens ausgeschaltet sein. Sie kann auch vor dem Öffnen im Strom
reduziert werden. Nach dem Öffnen kann die Badstromquelle umgepolt einge
schaltet werden. Bei einem Galvanisierprozeß wird die dann anodisch geschaltete
Kontaktfläche elektrolytisch geätzt. Störende Metallablagerungen, die sich bei
beschädigten Isolierungen der Streifenkontakte bilden können, werden dabei ent
fernt.
Die Weglänge des Transportschrittes wird in erster Linie von der Expositionszeit
bestimmt. Ist diese Zeit bei gegebener Anlagenlänge lang, d. h. bei gegebener
Anzahl von Anoden, dann ist der Transportschritt entsprechend länger. Anlagen
länge und Anlagenleistung werden aufeinander so abgestimmt, daß die Trans
portschritte etwa 1 mm und bei Großanlagen bis zu 2 m betragen. Spätestens mit
dem Aufsetzen der Streifenkontakte 20 auf dem Gut 1 wird der Transportantrieb
ausgeschaltet und zugleich werden die Badstromquellen, falls sie ausgeschaltet
waren, mit der erforderlichen Polarität wieder eingeschaltet. Alle Bewegungen,
Transportschritte und das elektrische Schalten der Badstromquellen werden von
einer nicht dargestellten zentralen Anlagensteuerung zeitgerecht gesteuert. Die
Fig. 1 und 2 gelten grundsätzlich auch für vertikale Durchlaufanlagen. In die
sem Falle stellen die schematischen Darstellungen die Draufsicht dar.
Die Streifenkontakte 20, die weiter unten näher erläutert werden, erfordern in den
Durchlaufanlagen, im Gegensatz zu den bekannten Kontaktwalzen, keine Dicht
walzen. Es kann ein durchgehender und kürzerer Arbeitsbehälter, der in den Figu
ren nicht dargestellt ist, verwendet werden. Nach dem Behandlungsschritt erfolgt
das Abheben der Streifenkontakte 20 von der Oberfläche des Gutes 1. Wenn kurz
vor dem Öffnen oder mit dem Einleiten der Öffnungsbewegung die Badstrom
quelle ausgeschaltet wird, kann bei einem Galvanisierprozeß eine Metallisierung
des jetzt freiliegenden Kontaktes vermieden werden. Durch eine vorübergehende
Umpolung im geöffneten Zustand der Anordnung ist eine Entmetallisierung der
Kontakte bei Bedarf möglich. Mit dem Öffnen setzt auch der Transportschritt des
Gutes 1 ein. Danach schließen die Streifenkontakte. Vor Abschluß der Schließbe
wegung ist der Transportschritt beendet. Unterhalb eines Streifenkontaktes findet
keine Behandlung statt. Die Transportschritte werden in ihrer Länge so auf die
gegenseitigen Abstände der Streifenkontakte abgestimmt, dass alle Oberflächen
bereiche des Gutes zeitlich gleichlang elektrochemisch behandelt werden. Nach
Abschluß der Schließbewegung wird die Badstromquelle wieder eingeschaltet. Die
weiteren Abläufe und Funktionen sind bereits beschrieben worden. Der Streifen
kontakt 20 kann quer zur Transportrichtung und zu dieser in einem rechten Winkel
angeordnet sein. Ein davon abweichender Winkel, d. h. schräg angeordnete Strei
fenkontakte kontaktieren zwei aufeinanderfolgende Abschnitte von Gut. Der
Streifenkontakt kann nicht in einer Lücke von mit Abstand aufeinanderfolgendem
Gut kontaktieren. Die Anoden können auch entsprechend schräg geschnitten
ausgeführt werden. Die Streifenkontaktierung hat folgende weitere Merkmale:
Wegen der nicht erforderlichen Rotation wird kein Schleifkontakt benötigt. Es wer den zur Stromzuführung auf den Streifenkontakt 20 verschleißfreie elektrische Leiter 26 in Form von flexiblen Strombändern oder Hochstromlitzen verwendet. Der übliche Schleifkontaktabrieb entfällt. Desweiteren läßt sich der eigentliche Kontakt im Gegensatz zu Kontaktwalzen elektrisch so isolieren, daß ein uner wünschtes Metallisieren bei einem Galvanisierprozeß vermieden wird. Elastische und angetriebene Dichtwalzen sind nicht erforderlich. Entsprechend kürzer wird die Baulänge der Anlage. Insbesondere wird, bei z. B. gleicher Anodenlänge im Vergleich zur Walzenkontaktierung, der Abstand von einer Kontaktstelle zur näch sten in Transportrichtung kürzer. Dies erlaubt die Produktion von kürzerem Gut 1 oder von längeren Anoden bei gegebener Länge des Gutes 1.
Wegen der nicht erforderlichen Rotation wird kein Schleifkontakt benötigt. Es wer den zur Stromzuführung auf den Streifenkontakt 20 verschleißfreie elektrische Leiter 26 in Form von flexiblen Strombändern oder Hochstromlitzen verwendet. Der übliche Schleifkontaktabrieb entfällt. Desweiteren läßt sich der eigentliche Kontakt im Gegensatz zu Kontaktwalzen elektrisch so isolieren, daß ein uner wünschtes Metallisieren bei einem Galvanisierprozeß vermieden wird. Elastische und angetriebene Dichtwalzen sind nicht erforderlich. Entsprechend kürzer wird die Baulänge der Anlage. Insbesondere wird, bei z. B. gleicher Anodenlänge im Vergleich zur Walzenkontaktierung, der Abstand von einer Kontaktstelle zur näch sten in Transportrichtung kürzer. Dies erlaubt die Produktion von kürzerem Gut 1 oder von längeren Anoden bei gegebener Länge des Gutes 1.
Die Fig. 3a zeigt einen Streifenkontakt 20 im Querschnitt. Er erstreckt sich längs
in die Zeichnungsebene hinein. Ein Träger 21, aus Metall oder Kunststoff, dient
zur Stabilisierung und zur Befestigung an einer Hubeinrichtung. Am Träger 21 ist
ein elektrisch isolierender und elastischer Werkstoff 22 befestigt, z. B. anvulkani
siert. In diesen Werkstoff 22 ist eine starre Kontaktleiste 23 eingebettet. Die Kon
taktleiste 23 besteht vorzugsweise aus einem elektrochemisch resistenten Metall,
z. B. aus Titan oder Niob. Das Metall kann auch mit einer resistenten Oberflächenbeschichtung
versehen sein. Über elektrisch isolierte Leiter 26 in unmittelbarer
Nähe des Streifenkontaktes und im weiteren Verlauf über Leiter 10 ist die Kon
taktleiste 23 mit der Badstromquelle verbunden. Der Isolierwerkstoff 22 dichtet
während des Behandlungsschrittes die Kontaktleiste 23 in Richtung zur elektrolyti
schen Zelle völlig ab. Ein unerwünschtes Metallisieren der beim Galvanisieren
kathodischen Kontaktleiste 23, wird so auch ohne Dichtwalzen 13 sicher vermie
den.
Sind Teilbereiche der zu behandelnden Oberfläche mit Resist abgedeckt, wird die
verbleibende freie Oberfläche von einem metallisch starren Kontakt nicht sicher
kontaktiert. Dafür eignet sich der Streifenkontakt, den Fig. 3b zeigt. Am Träger
21 ist eine elastische Kontaktleiste 24 befestigt. Sie besteht aus dem bereits oben
beschriebenen elastischen und mit elektrisch leitfähigen Füllstoffen versehenen
Werkstoff. Beidseitig ist an der elastischen Kontaktleiste 24 ein elastischer und
elektrisch isolierender Werkstoff 22 angebracht. Dieser Isolierwerkstoff schützt die
Kontaktleiste 24 vor unerwünschter Metallisierung bei kathodischer Polarität.
Durch die Elastizität ist es möglich, auch partiell mit Resist versehenes Gut 1 si
cher zu kontaktieren. Der Streifenkontakt 20, gemäß Fig. 3b, kann auch so aus
gebildet werden, daß der eigentliche Kontakt zum Gut aus Metall besteht. Im Ge
gensatz zur starren Kontaktleiste in Fig. 3a besteht diese Kontaktleiste aus z. B.
gestanzten und gestapelten Metallplättchen von beispielsweise 0,1 mm Dicke. Die
gestapelten Metallplättchen werden an Stelle des unteren Teiles der Kontaktleiste
24 eingelegt und z. B. durch Formschluß befestigt. Die Metallplättchen stützen sich
nach oben in Fig. 3b gegen den verbleibenden elastischen und elektrisch leitfä
higen Werkstoff ab, der damit eine gemeinsame elektrische Verbindung aller Me
tallplättchen herstellt. Zum Gut hin wirkt ein elastischer metallischer Kontakt.
Zur Anpassung an Oberflächenunebenheiten kann die Kontaktleiste auch aus
Kontaktstücken bestehen, die in sich gefiedert, d. h. mit kleinen Einschnitten ver
sehen sind. Desgleichen sind hierfür federnde metallische Bürstenleisten ver
wendbar.
Die Anwendungsbeispiele wurden für Leiterplatten und Leiterfolien beschrieben.
Diese liegen in der Regel in Form von Abschnitten vor. Bei schwerem Gut ist das
fortwährende Anhalten und Wiederanfahren des Transportantriebes technisch
aufwendig. Zur Vermeidung des schrittweisen Transportes bei der Behandlung
von schwerem Gut wird das Prinzip der fliegenden Säge angewendet. Das Gut
wird kontinuierlich transportiert. Während des Behandlungsschrittes führen die am
Gut anliegenden Streifenkontakte 20 mittels mindestens einer Bewegungseinrich
tung eine synchrone Transportbewegung, d. h. einen Transportschritt zusammen
mit dem Gut aus. Zwischen dem Gut und den Streifenkontakten findet dabei keine
Relativbewegung statt. Zwischen den Streifenkontakten und den jeweils benach
barten Anoden befindet sich ein der Transportschrittlänge entsprechender Ab
stand. Nach dem Behandlungs- bzw. Transportschritt öffnen die Streifenkontakte
und fliegen geöffnet den Transportschritt zurück. Dann schließen sie wieder und
behandeln erneut mitfliegend das Gut.
Werden benachbarte Streifenkontakte mit unabhängigen Bewegungseinrichtungen
ausgestattet, so ist eine unterbrechungsfreie Stromzuführung zum Gut möglich.
Während der Streifenkontakt der einen Bewegungseinrichtung mitfliegend kontak
tiert, fliegt der andere geöffnet zurück. Diese abwechselnde Kontaktierung von, in
Transportrichtung des Gutes gesehen, benachbarten Streifenkontakten, wieder
holt sich fortwährend.
In den Figuren sind beidseitige Behandlungen des Gutes dargestellt. Bei einseiti
ger Behandlung entfallen an der nicht zu behandelnden Seite die Streifenkontakte
20. An Stelle dieser Streifenkontakte tritt ein ebener Körper, der die Andruckkraft
der verbleibenden einseitigen Streifenkontakte aufnimmt.
1
Gut
4
obere Anode
5
untere Anode
6
Rütteleinrichtung, auf den Streifenkontakt wirkend
7
Hubmotor
8
Kennzeichnungspfeil für die Anodenbewegungen
9
Kontaktelement für das Gut
10
elektrischer Leiter zum Gleichrichter-Minuspol
11
elektrischer Leiter zum Gleichrichter-Pluspol
16
Elektrolyt
19
Transportrichtungspfeil
20
Streifenkontakt
21
Träger
22
elastischer Isolierwerkstoff
23
starre Kontaktleiste
24
elastische Kontaktleiste
25
Transportwalze
26
flexible Strombänder
Claims (28)
1. Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von ebenem Gut, wie z. B. Leiterplat
ten und Leiterfolien zum elektrochemischen Metallisieren, Ätzen, Oxidieren und
Reduzieren in elektrolytischen Durchlaufanlagen mit mindestens einem Ar
beitsbehälter, Elektrolyt, Transporteinrichtungen, Elektroden und Badstrom
quellen bestehend aus den Verfahrensschritten:
- a) Transportieren des Gutes in das elektrolytische Bad mit einer von Elektro den gebildeten elektrolytischen Zelle,
- b) In-Kontakt-Bringen des Gutes mit dem Elektrolyten im Bad,
- c) elektrisches Kontaktieren und leitendes Verbinden der zu behandelnden, elektrisch leitfähigen Oberflächen mit mindestens einer Badstromquelle,
- a) dass zum elektrischen Kontaktieren Streifenkontakte auf die Oberfläche(n) des Gutes aufgesetzt und angedrückt werden,
- b) und dass der Transport des Gutes durch die von den Elektroden und dem Gut gebildete(n) elektrolytische(n) Zelle(n) so erfolgt, dass spätestens ab dem Zeitpunkt des Aufsetzens der Streifenkontakte zwischen diesen und dem Gut keine Relativbewegung stattfindet,
- c) und dass während des Aufsitzens der Streifenkontakte auf der Oberfläche des Gutes ein elektrolytischer Behandlungsschritt stattfindet,
- d) und dass nach dem Behandlungsschritt die Streifenkontakte von der Ober fläche des Gutes wieder abgehoben werden,
- e) und dass während der abgehobenen Streifenkontakte ein transportbeding ter relativer Bewegungsschritt zwischen dem Gut und den Streifenkontak ten sowie der Elektroden der elektrolytischen Zelle stattfindet,
- f) und dass sich dieser Ablauf entsprechend der Verfahrensschritte d) bis h) fortwährend wiederholt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungs
schritt bei jeder Ablaufwiederholung 10 Millisekunden bis 1 Stunde lang an
dauert.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Gut bei jeder Ablaufwiederholung durch den relativen Transportschritt 1 Milli
meter bis 2 Meter transportiert wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle
Streifenkontakte gemeinsam vom Gut abgehoben und wieder aufgesetzt wer
den.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Streifenkontakte abwechselnd vom Gut abgehoben und wieder aufgesetzt
werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der
Badstrom, in Transportrichtung des Gutes gesehen, vor und nach jeder Elek
trode, beziehungsweise vor und nach jeden oberen und unteren Elektroden in
das Gut mittels der Streifenkontakte eingespeist wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Badstromquelle(n) immer dann ausgeschaltet ist oder sind, wenn die Streifen
kontakte nicht auf der Oberfläche der Gutes aufsitzen.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bad
stromquelle(n) immer dann umgepolt betrieben wird oder werden, wenn die
Streifenkontakte nicht auf der Oberfläche der Gutes aufsitzen.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Anoden-/Kathodenabstand in der elektrolytischen Zelle so groß gewählt wird,
dass ein sicherer Transport des Gutes ohne Berührung der Elektroden erfolgt.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Streifenkontakte und damit das Gut durch Rütteleinrichtungen zu Vibrationen
mindestens dann angeregt werden, wenn die elektrolytische Behandlung
stattfindet.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei
kontinuierlichem Transport des Gutes durch die elektrolytische Anlage, die
Streifenkontakte während der elektrolytischen Behandlung mit dem Gut eine
kurze Strecke mitfliegen und dass nach dieser Strecke die Streifenkontakte
abgehoben werden und gegen die Transportrichtung des Gutes in geöffnetem
Zustand schnell zurückfahren, mit anschließendem Schließen, sowie erneu
tem mitfliegenden elektrolytischen Behandeln und dass sich diese Vorgänge
fortwährend wiederholen.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, dass ein Transport des Gutes durch die elektrolytische Anlage dann
erfolgt, wenn keine elektrolytische Behandlung stattfindet.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Transportbewegung des Gutes durch elektrisch nichtleiten
de Klammern, Räder oder Walzen auf das Gut übertragen wird.
14. Vorrichtung zum elektrochemischen Metallisieren, Ätzen, Oxidieren und Re
duzieren von ebenem Gut, wie zum Beispiel Leiterplatten und Leiterfolien in
Durchlaufanlagen mit Elektrolytbehältern, Elektrolyt, Elektroden, Badstrom
quellen und Transporteinrichtungen, insbesondere zur Durchführung des
Verfahrens nach Patentanspruch 1 bestehend aus:
- a) einer Transporteinrichtung zur Förderung des Gutes durch die elektrolyti sche Anlage,
- b) einer Pumpeinrichtung zur Kreislaufförderung des Elektrolyten im elek trolytischen Bad und durch Einrichtungen zur Elektrolytregenerierung,
- c) mindestens einer Badstromquelle zur Speisung der elektrolytischen Zelle oder der Zellen,
- d) elektrischen Kontaktelementen zur Stromübertragung von der Badstrom quelle auf das Gut,
- a) Streifenkontakte, die quer zur Transportrichtung angeordnet sind, und die mit der kontaktgebenden Seite in Richtung der zu behandelnden Oberflä che des Gutes weisen.
- b) mindestens eine Hubeinrichtung für die Streifenkontakte zur fortwähren den, annähernd senkrechten, Annäherung, Ruhestellung mit elektroche mischer Behandlung des Gutes und Entfernung der Streifenkontakte von der Oberfläche des Gutes,
- c) eine Transporteinrichtung zum Transport des Gutes durch die elektrolyti sche(n) Zelle(n) derart, dass während der elektrolytischen Behandlung zwischen den Streifenkontakten und dem Gut keine Relativbewegung stattfindet,
- d) und durch eine Schalteinrichtung zum koordinierten Ein- und Ausschalten der Hubeinrichtungen für die Streifenkontakte und der Transporteinrich tungen für das Gut.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Badstrom-
Schalteinrichtung zum koordinierten Ein- und Ausschalten des Badstromes.
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 und 15, gekennzeichnet durch eine
Gleichrichter-Umpoleinrichtung zum koordinierten Umpolen der Badspan
nung(en).
17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 16, gekennzeichnet durch Trans
portmittel in Form von seitlich das Gut ergreifende Klammern.
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 17, gekennzeichnet durch Trans
portmittel in Form von seitlich auf dem Gut abrollenden Rädern.
19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 18, gekennzeichnet durch Trans
portmittel in Form von abrollenden Walzen, die langgestreckt und quer zur
Transportrichtung des Gutes angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 19, gekennzeichnet durch minde
stens eine Rütteleinrichtung, die die Streifenkontakte und damit auch das Gut,
zumindest während der Zeit der elektrolytischen Behandlung, in Vibration ver
setzt.
21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 20, gekennzeichnet durch einen
Streifenkontakt mit einer Kontaktleiste, die mit Ausnahme der Kontaktfläche
zum Gut, in einem elektrisch isolierenden und chemisch beständigen Werk
stoff eingebettet ist und die zusammen eine Baueinheit bilden.
22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 21, gekennzeichnet durch eine
Kontaktleiste, die aus einem starren Metallkörper besteht.
23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 21, gekennzeichnet durch eine
Kontaktleiste, die aus gefiederten metallischen Kontaktstücken besteht.
24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 21, gekennzeichnet durch eine
Kontaktleiste, die aus federnden metallischen Bürstenleisten besteht.
25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 21, gekennzeichnet durch eine
Kontaktleiste, die aus dünnen, gestapelten Metallplättchen besteht.
26. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 21, gekennzeichnet durch eine
Kontaktleiste, die aus einem in sich elastischen und elektrisch leitfähigen
Werkstoff besteht.
27. Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 bis 26, gekennzeichnet durch einen
Streifenkontakt, der in einem Winkel ungleich 90° zur Transportrichtung ange
ordnet ist.
28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 bis 27, gekennzeichnet durch eine
Stromzuführung zum Streifenkontakt in Form von flexiblen elektrischen Lei
tern.
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