DE10141056C2

DE10141056C2 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von elektrisch leitfähigen Schichten in Durchlaufanlagen

Info

Publication number: DE10141056C2
Application number: DE10141056A
Authority: DE
Inventors: Egon Huebel
Original assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2021-08-23
Also published as: DE10141056A1; CN1289719C; WO2003018878A2; US20040232005A1; HK1060906A1; DE60203047T2; WO2003018878A3; KR100866821B1; JP4257203B2; ATE289636T1; BR0211270A; CA2449807A1; MXPA04001545A; KR20040028802A; CN1561409A; US7473344B2; TW548349B; AU2002336089A1; JP2005501181A; DE60203047D1

Description

Die Erfindung betrifft das elektrolytische Metallisieren und Ätzen von dünnen elektrisch leitfähigen Schichten, wie sie zum Beispiel in der Leiterplattentechnik vorkommen, in horizontalen und vertikalen Durchlaufanlagen.

Die zunehmend kleiner werdenden Strukturen der Leiterplattentechnik und der SmardCard-Technik erfordern dünnere Grundschichten, die zu bearbeiten sind. Früher wurden diese Grundschichten durch Aufkleben einer sehr dünnen Elekt rolyt-Kupferfolie, der sogenannten Kupferkaschierung von 15-35 µm Stärke auf die nichtleitende Kunststoff-Trägerplatte hergestellt. Bei Feinleiterplatten werden heute diese Grundschichten in der Regel durch stromlose Metallab scheidung erzeugt. Auf dieser Grundschicht wird zum Beispiel eine Durchkon taktierung und ein Feinleiterbild mit 50 µm line and space elektrolytisch aufge bracht. Zwischen den galvanisierten Leiterzügen muss zur Fertigstellung der Leiterplatte die verstärkte Grundschicht durch chemisches Ätzen entfernt wer den. Damit bei diesem Ätzen nicht ein Unterätzen der Leiterzüge auftritt, muss die Grundschicht dünn sein. Für die Feinleitertechnik werden 2 µm bis 5 µm dicke Grundschichten verwendet. Die SBU-Technik (sequential build up) benö tigt z. B. Grundschichten aus chemisch Kupfer mit einer Dicke von 0,3 µm bis 1,0 µm.

Derartig dünne Kupferschichten haben einen entsprechend großen elektrischen Widerstand. Dieser ist im Vergleich zu den bisher üblichen 17,5 µm dicken Grundschichten, bestehend aus Elektrolytkupfer, bis zu 100 mal höher. Dies auch deshalb, weil der Widerstand von chemisch abgeschiedenen Kupfer schichten höher ist, als von elektrolytisch abgeschiedenem Kupfer.

Der Strom der elektrolytischen Zelle fließt verteilt durch die Grundschicht zum Kontaktmittel, das das Behandlungsgut, z. B. eine Leiterplatte mit der Badstrom quelle elektrisch verbindet.

Befinden sich die Kontaktmittel der Galvanoanlage an einem Rand des plat tenförmigen Behandlungsgutes, so muss der gesamte Strom durch die dünne Grundschicht bis zum gegenüberliegendem Rand fließen. Zu Beginn der Be handlung, unter den ersten Anoden der Durchlaufanlage, bei noch dünner Grundschicht, verursacht dieser Strom einen großen Spannungsabfall, der die örtlich wirksamen Zellspannungen unterschiedlich verringert. Beim Galvanisie ren wird die Grundschicht mit zunehmender Behandlungszeit dicker und somit elektrisch leitfähiger. Beim elektrolytischen Ätzen nimmt die Leitfähigkeit ent sprechend ab. In beiden Fällen findet als Ergebnis eine unerwünschte un gleichmäßige elektrolytische Behandlung der Oberflächen statt. In einer Durch laufanlage mit üblicherweise mehreren Anoden muss das Behandlungsgut mit sehr unterschiedlichen Dicken von bis zu 1 : 100 der Grundschicht behandelt werden können. Die Folge davon sind unterschiedliche elektrolytische Behand lungen von Produkt zu Produkt.

Dies trifft für die in den Druckschriften DE 36 45 319 C2 und DE 41 32 418 C1 beschriebenen Galvanoanlagen zu. In der Druckschrift DE 36 45 319 C2 wird eine Durchlaufanlage für Leiterplatten mit seitlichen Klammern zur elektrischen Kontaktierung des Behandlungsgutes beschrieben. Die Druckschrift DE 41 32 418 C1 beschreibt eine weitere Durchlaufanlage mit Kontakträdchen 9, 10, die seitlich die Leiterplatten kontaktieren.

Aus der Patentschrift EP 0 308 636 B1 ist ein Verfahren für vertikale Galvani sieranlagen bekannt, bei dem eine Angleichung von Teilströmen für einzelne Werkstücke vorgeschlagen wird. Die Werkstücke sind senkrecht an Gestellen befestig und die Angleichung der Teilströme erfolgt mittels Vorwiderständen. Die Vorwiderstände haben einen fest vorgegebenen Widerstandswert und sind seriell in den Strompfad eingefügt. Dadurch wird die Wirkung von unerwünsch ten Widerständen, die zum Beispiel durch Korrosion an Kontaktelementen ent stehen, gemildert.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass keine spezifische Anpassung der an gewendeten Spannung je Teilstromkreis vorgenommen werden kann. Damit ist bei Werkstücken mit einer geringeren Leitfähigkeit die Schichtdicke des abge schiedenen Metalls in der Nähe der Stromzuführung (z. B. einer Klammer) grö ßer als an weiter entfernten Stellen. Außerdem wird ein größere Menge an E nergie während des Galvanisiervorganges verbraucht.

In der Patentschrift DE 197 36 351 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum präzisen Beschichten von stangenförmigen langgestreckten Werkstücken vor geschlagen. Hierzu wird jedes Werkstück vertikal in eine eigene Teilzelle zum Galvanisieren eingebracht. Die einzelnen Teilzellen werden in Serie geschaltet, so dass durch jedes Werkstück genau der gleiche Galvanisierstrom fließt und somit die genau gleiche Metallmenge abgeschieden wird. Voraussetzung dabei ist, dass alle Werkstücke in einem Bad die gleiche galvanisch wirksame Ober fläche aufweisen. Unterschiedliche Teile können nicht gemeinsam behandelt werden. Bei Werkstücken wie zum Beispiel Leiterplatten, die im Inneren keine Leitfähigkeit besitzen, führt der Spannungsabfall in der dünnen leitfähigen Schicht an der Oberfläche, trotz des genau gleichen Stromflusses je Werkstück zu ungleichen Schichtdicken.

Die bei diesen Anlagen auftretenden örtlich unterschiedlichen Zellspannungen infolge der einseitigen Stromeinspeisung in die Leiterplatten haben örtlich un terschiedliche Stromdichten und somit unterschiedliche Schichtdicken zur Fol ge. Im Kontaktierungsbereich ist die Schichtdicke groß. Sie nimmt mit zuneh mender Entfernung von der Kontaktierungsseite kontinuierlich ab. Die auf den Leiterplatten entstehenden Schichtdickenunterschiede sind abhängig von der Dicke, d. h. vom elektrischen Widerstand R_S der Grundschicht, vom elektrischen Widerstand des Elektrolyten R_E, von der Abmessung der Leiterplatte quer zur Transportrichtung, die in den Widerstand R_S eingeht und vom Anoden- /Kathodenabstand, der in den Widerstand R_E eingeht.

Eine horizontale Galvanisieranlage nach dem Stand der Technik zeigt schema tisch Fig. 1. Das zugehörige elektrische Ersatzschaltbild ist in Fig. 2 darge stellt.

Bei einem üblichen Anoden-/Kathodenabstand von 80 mm beträgt die Aus gangsspannung U_GR des Gleichrichters 12 in der Praxis ca. 4 Volt. Bei einem Abstand von 15 mm verringert sich die erforderliche Spannung auf ca. 2 Volt. Wird eine wirtschaftliche Stromdichte von ca. 10 A/dm² angewendet, so beträgt der Spannungsabfall in der Grundschicht bei einer Anfangsschichtdicke von 0,5 µm etwa U_S1 = 1 V bei Betrachtungspunkt U_Z1 nahe am Kontaktbereich, konti nuierlich abnehmend bis U_S5 = 0,2 V im kontaktfernen Bereich am Betrach tungspunkt U_Z6.

Werden diese Daten aus der Praxis in die Formeln der Fig. 2 eingesetzt, so ergeben sich sehr unterschiedliche Zellspannungen U_Z. Die Zellspannung U_Z1 ist gleich U_GR bei Vernachlässigung von geringfügigen Spannungsabfällen auf den elektrischen Leitungen vom Gleichrichter zur elektrolytischen Zelle.

U_Z2 = U_GR - U_S1 = 4 V - 1 V = 3 V.

Dies ist bereits eine Differenz der beiden Zellspannungen in der Größenord nung von 1 Volt oder 25% bezogen auf die 4 Volt der Zellspannung U_Z1 am Rand der Leiterplatte. Werden für die weiteren Spannungsabfälle U_S2 = 0,8 V, U_S3 = 0,6 V, U_S4 = 0,4 V und U_S5 = 0,2 V so angenommen, wie sie in der Pra xis zu Beginn der Galvanisierens von dünnen metallischen Grundschichten vor kommen, dann ergeben sich die Zellspannungen U_Z3 = 2,2 V, U_Z4 = 1,6 V, U_Z5 = 1,2 V und U_Z6 = 1,0 Volt. Diese örtlich unterschiedlichen Zellspannungen verursachen die unterschiedlichen Stromdichten. Mit zunehmendem Schicht aufbau während des Durchlaufs der Leiterplatten durch die Galvanisieranlage verringert sich von Anode zu Anode der Schichtwiderstand R_S. Die relative Ver ringerung ist um so größer, je dünner die zu metallisierende Grundschicht zu Beginn des Galvanisierens war. Wenn sich auch die Zellspannungsunterschie de während des Galvanisierens deutlich verringern, so kann die zu Beginn der Behandlung erfahrene Ungleichmäßigkeit der Beschichtung nicht ausgeglichen werden. Im obigen Beispiel betrug der Unterschied der Zellspannungen am Anfang 4 : 1.

Wird mit einem kleineren Anoden-/Kathodenabstand galvanisiert, so verringert sich wegen des kleiner werdenden Elektrolytwiderstandes R_E die Gleichrichter spannung U_GR z. B. auf 2 Volt. Bei gleicher Stromdichte, wie im obigen Beispiel, müssten die gleichen Spannungsabfälle U_S in der Grundschicht auftreten. Weil gemäß der Gleichungen nach Fig. 2 bereits die Zellspannung U_Z4 = U_GR - (U_S1 + U_S2 + U_S5) = 2 V - (1 V + 0,8 V + 0,6 V) zu 0 Volt wird, ist eine derartige Galvanisieranlage zum Behandeln von dünnen metallischen Schichten nicht mehr geeignet. Der kontaktferne Bereich der Leiterplatte wird auch mit zunehmender Galvanisierzeit in der Durchlaufanlage nicht galvanisiert.

Durch Reduzierung der Stromdichte lassen sich die störenden Spannungsab fälle U_S verringern. Nachteilig ist dabei, dass die Leistung und damit die Wirt schaftlichkeit der Galvanisieranlage in gleichem Maße reduziert wird. Des Wei teren tritt bei zu niedriger Spannung ein chemisches Ätzen der Grundschicht durch den Elektrolyten selbst auf. Dies erfordert eine Mindeststromdichte zur Kompensation des Ätzeffektes. Andernfalls werden trotz kleiner Stromdichte die kontaktfernen Bereiche der Leiterplatte abgeätzt anstatt galvanisiert, was den Spannungsabfall in der Platte weiter erhöht.

In der Druckschrift EP 0959153 A2 wird eine weitere Durchlaufanlage für Lei terplatten beschrieben. Hier werden Kontaktwalzen 20A, 20B verwendet, die sich quer zur Transportrichtung über die gesamte Breite der Leiterplatten erstrecken. Der Behandlungsstrom fließt nicht zu einem Randbereich. Bei die ser Technik sind bei dünnen Grundschichten die Unterschiede der örtlich wir kenden Stromdichten geringer als bei der einseitigen Randeinspeisung. Aber auch hier bleiben Unterschiede der Schichtdicke, jedoch in Transportrichtung erhalten. Der große Nachteil bei dieser Art der elektrischen Kontaktierung ist die direkte Stromeinleitung in den Nutzbereich der Leiterplatten mittels metallischer Kontaktwalzen, die wegen der kathodischen Polarisierung mit Kupferpartikeln an der Oberfläche behaftet sein können. Dies kann zur Beschädigung der emp findlichen Oberfläche führen.

Eine weitere derartig kontaktierende Durchlaufanlage beschreibt die Druck schrift DE 196 33 797 A1 mit Kontakt- und Transportwalzen 6 quer über die gesamte Arbeitsbreite. Der Strom fließt hier ebenfalls mit den genannten Nachteilen in den Nutzbereich des Behandlungsgutes.

Aufgabe der Erfindung ist es, für elektrolytische Durchlaufanlagen, ein Verfah ren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die beschriebenen Nachteile vermei det. Die Vorteile der einseitigen Randeinspeisung des Stromes sollen erhalten bleiben. Der empfindliche Nutzbereich der Leiterplatten soll dabei nicht mit dem Kontakt in Berührung kommen. Gelöst wird die Aufgabe durch das im Patent anspruch 1 beschriebene Verfahren und durch die Vorrichtung nach Anspruch 18.

Die Einspeisung des Stromes in der Nähe des Randes des plattenförmige Be handlungsgutes kann über Kontaktklammern oder Kontaktrollen erfolgen. Die Kontaktrollen können dabei am Umfang in mehrere Segmente unterteilt sein, bei denen nur jeweils die am Behandlungsgut abrollenden Segmente den Strom führen.

Nachfolgend wird die Erfindung zur Vereinfachung der Beschreibung nur noch am Beispiel des Galvanisierens beschrieben, bei dem die Elektrode der Anode entspricht und das kathodisch kontaktierte Behandlungsgut ist die Gegenelekt rode. Vorzugsweise sind Beispiele aus der Leiterplattentechnik mit unlöslichen oder löslichen Anoden beschrieben. Sie betrifft jedoch ebenso das elektrolyti sche Ätzen. Zur Beschreibung der Erfindung dienen die Fig. 1 bis 9.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt einer horizontalen Durchlauf anlage nach dem Stand der Technik

Fig. 2 zeigt das dazugehörige elektrische Ersatzschaltbild nach dem Stand der Technik.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen hori zontalen Durchlaufanlage.

Fig. 4 zeigt das dazugehörige elektrische Ersatzschaltbild.

Fig. 5 zeigt schematisch die Aufteilung von vier ersten Anoden einer Durchlaufanlage in jeweils 3 parallele Anodensegmente.

Fig. 6 zeigt desgleichen versetzte parallele Anodensegmente.

Fig. 7 zeigt schräg verlaufende Trennlinien der Anodensegmente.

Fig. 8 zeigt schräg verlaufende Trennlinien der Anodensegmente mit spie gelbildlicher Anordnung der Anodensegmente.

Fig. 9 zeigt schematisch den Verlauf von Trennlinien der ersten Anoden einer Durchlauf-Galvanisieranlage mit unterschiedlicher Anzahl von Anodensegmenten.

Die Fig. 1 zeigt am Beispiel einer horizontalen Durchlaufanlage für Leiterplat ten schematisch im Querschnitt den Stand der Technik. In einem Badbehälter 1 befinden sich der Elektrolyt 2 und die obere elektrolytische Zelle 3 sowie die untere elektrolytische Zelle 4, die jeweils von der oberen Anode 5 und der obe ren elektrisch leitfähigen und zu metallisierenden Grundschicht 6, sowie von der unteren Anode 7 und der unteren zu metallisierenden Grundschicht 8 gebildet werden. Das Behandlungsgut 9, hier eine Leiterplatte, wird von mindestens ei ner Klammer 10 gegriffen, elektrisch kontaktiert und in die Tiefe der Zeichnung hinein von einer Anode zur nachfolgenden Anode transportiert. Der Gleichrich teranschluss erfolgt über die Anschlüsse 11. Der Galvanisierstrom I fließt ver teilt und hier in unterschiedlichen Teilströmen (Betrachtungspunkte sind I₁ bis I₆) dargestellt von der Anode 5 zur Leiterplatte 9 über die obere Grundschicht 6 zur Klammer zurück. Diese Grundschicht hat insbesondere wenn sie sehr dünn ist, einem großen elektrischen Widerstand. An diesem Widerstand treten infolge der örtlich unterschiedlichen Ströme unterschiedlich hohe Spannungsabfälle U_S auf. Die Folge sind quer zur Transportrichtung unterschiedliche Zellspannun gen. Dies verursacht verschieden große Teilströme I₁ bis I₆, die jedoch zur Er zielung gleicher Schichtdicken in jedem Flächenbereich gleich groß sein sollten.

In der Fig. 2 sind die elektrischen Widerstände und Spannungsabfälle als Er satzschaltbild für die elektrolytische Zelle 3 dargestellt. Die Spannungsabfälle in der einseitig eingespeisten Anode 5 können in der Praxis vernachlässigt wer den. Sie betragen etwa 20 mV. Die übrigen zu betrachtenden Spannungen lie gen in der Praxis in der Größenordnung von einem Volt bei dünnen Grund schichten.

In den Ersatzschaltbildern bedeuten:
R_E Elektrolytwiderstand einer partiellen Anoden-/Kathodenstrecke
R_S Widerstand der Grundschicht des Behandlungsgutes quer zur Transportrichtung von Betrachtungspunkt zu Betrachtungspunkt.
I Gesamtgalvanisierstrom
I_X Teilgalvanisierströme
U_GRx Gleichrichterspannungen
U_Sx Spannungsabfälle in der Grundschicht
U_Zx Örtlich wirkende Zellspannungen

Dabei steht x für den Index des Betrachtungspunktes.

Die Elektrolytwiderstände R_E können in allen Bereichen als gleichgroß ange nommen werden. Ebenso der Grundschichtwiderstand R_S zu Beginn des Gal vanisierens für eine bestimmte Strecke.

Zu erkennen ist, dass infolge der Spannungsabfälle U_Sx in den Widerständen R_S der Grundschicht und gemäß der Formeln unterschiedliche Zellspannungen U_Zx quer zur Transportrichtung wirksam sind. Dies hat unterschiedliche Teil ströme in den Betrachtungspunkten I₁ bis I₆ zur Folge. Verstärkt wird dieser Effekt noch dadurch, dass durch die Widerstände R_S in Klammernähe ein sehr viel größerer Strom fließt, als durch klammerferne Widerstände R_S. Insgesamt ist daraus die Folge, dass beim Galvanisieren eine ungleichmäßige Schichtdi cke von der Klammer zur gegenüberliegenden Seite hin abfallend, infolge der Abnahme der Zellspannungen U_Zx, auftritt.

Diese unerwünschte Schichtdickenabnahme wird größer je geringer die An fangsdicke der zu metallisierenden Grundschicht 6, 8 ist. Weiter wird der Schichtdickenunterschied größer, wenn die Spannungen U_Zx im Vergleich zu den Spannungen U_Sx kleiner werden. Dies ist dann der Fall, wenn bei gleicher Elektrolytleitfähigkeit der Anoden-/Kathodenabstand verkleinert wird.

In der Leiterplattentechnik wurden bisher Grundschichten 6, 8 mit einer Dicke von z. B. 17 µm verwendet. Außerdem waren die Anoden-/Kathodenabstände etwa 80 mm. Damit lagen bei wirtschaftlichen Stromdichten in Höhe von 10 A/dm² die Spannungsabfälle U_Sx im Bereich von 0,02 V bis 0,06 Volt wie in Fig. 2 eingetragen. Die Summe aller Spannungsabfälle in der Grundschicht be trug somit ca. 0,2 Volt (U_S1 0,06 V + U_S2 0,05 V + U_S3 0,04 V U_S4 0,03 V + U_S5 0,02 V). Wegen des großen Anoden-/Kathodenabstandes waren Zellspannun gen in der Größenordnung von 4 Volt erforderlich. Die elektrolytisch wirksamen Zellspannungen U_ZX quer zur Transportrichtung betrugen somit zwischen 4,0 Volt und 3,8 Volt. Dieser Unterschied war noch tolerierbar. Die zunehmend zu produzierenden Leiterplatten in der SBU-Technik verwendet als zu metallisie rende Grundschichten chemisch Kupfer mit einer Dicke von etwa 0,5 µm. Hier treten unter gleichen Bedingungen Spannungsabfälle U_SX in der Grundschicht 6, 8 in der Größenordnung von bis zu 1 Volt auf. Im klammerfernen Leiterplat tenbereich ist die Summe der Spannungsabfälle gleich der Gleichrichterspan nung. Die Zellspannung ist hier 0 Volt, wie es bereits oben berechnet wurde. Damit wird in diesem Bereich überhaupt nicht galvanisiert sondern je nach Bad zusammensetzung mehr oder weniger geätzt. Im anderen Bereich, nämlich zur Stromeinspeisung hin, steigt die galvanisierte Schicht von 0 auf ein Maximum. Diesem Mangel der ungleichmäßigen Galvanisierung kann nach dem Stand der Technik nur durch erhebliche Verringerung der Stromdichte begegnet werden. Allerdings ist dann die Wirtschaftlichkeit des Prozesses stark reduziert.

Die Fig. 3 zeigt schematisch die Erfindung am Beispiel einer horizontalen Durchlaufanlage im Querschnitt. Die Anoden sind hier in einzelne elektrisch isolierte Anodensegmente 13 quer zur Transportrichtung geteilt. Die Trennlinien der Anodensegmente verlaufen in diesem Beispiel parallel zur Transportrich tung, also in die Zeichnungsebene hinein. Die Anodensegmente 13 (in diesem Beispiel 13.1 bis 13.4) bilden zusammen elektrolytische Teilzellen 14 (hier 14.1 bis 14.4). Jede Teilzelle wird von einer eigenen Stromquelle, zum Beispiel ei nem eigenem Segmentgleichrichter 15 (hier 15.1 bis 15.4) mit Strom gespeist.

Zur Konstanthaltung des Stromes ist jede Stromquelle mit einer entsprechen den Regeleinrichtung ausgestattet, die die Spannung verändert, wenn der flie ßende Strom vom Sollwert abweicht. Die zu behandelnde Leiterplatte 9 bildet mit ihrer oberen zu metallisierenden Grundschicht 6 die Kathode der Teilzellen 14.

In der gemeinsamen Kathode tritt auch im Bereich eines korrespondierenden Anodensegmentes ein Spannungsabfall U_S auf. Die Folge davon ist, dass auch in diesen Teilbereichen des Behandlungsgutes unterschiedliche Zellspannun gen wirksam sind. Kontaktseitig ist die Stromdichte auch hier hoch und kon taktfern ist die Stromdichte niedrig. Der verfahrenstechnisch, qualitativ maximal zulässige Stromdichteunterschied des in einer Durchlaufanlage zu produzieren den Behandlungsgutes bestimmt somit die erforderliche Anzahl an Anoden segmenten je Anlage. Große zulässige Stromdichteunterschiede erlauben die Verwendung von wenigen Anodensegmenten und umgekehrt. Das Behand lungsgut durchläuft die Anlage in einer Richtung einmal. Weil dabei die Strom dichteunterschiede mit zunehmender Metallisierung der Grundschicht abneh men, kann in Transportrichtung des Behandlungsgutes gesehen die Anzahl der Anodensegmente je Anode abnehmen. Jede Anode kann individuell an den Bedarf angepasst werden und entsprechend gestaltete Anodensegmente enthalten. Schematisch zeigt dies die Fig. 9.

Hier werden ab Anode 8 nicht mehr segmentierte Anoden verwendet. Die Ano denlänge in Transportrichtung beträgt in der Praxis z. B. 400 mm und quer zur Transportrichtung 700 mm. Dafür ist zum Beispiel eine Anzahl von 4 Anoden segmenten ausreichend.

Jeder Segmentgleichrichter ist stromgeregelt und deswegen in der Ausgangs spannung U_GR (hier U_GR1 bis U_GR4) individuell einstellbar, das heißt die Span nung stellt sich je Anodensegment so groß ein, dass der Sollstrom erreicht wird. Bei den symbolisch dargestellten Segmentgleichrichtern 15 kann es sich um Gleichstromquellen, unipolare Pulsstromquellen oder bipolare Pulsstromquellen handeln. Wie bereits beschrieben, treten in korrespondierenden Bereichen der Kathode zum Anodensegment unterschiedliche, jedoch noch zulässige Stromdichteunterschiede auf. Die Segmentgleichrichter werden in ihrem Strom so eingeregelt, dass sich eine mittlere Segment-Stromdichte ergibt. Der Strom sollwert für jeden Segmentgleichrichter ist hierfür individuell. Er richtet sich nach der elektrolytisch wirksamen Segmentfläche und der erforderlichen mittleren Stromdichte für das Anodensegment. Mittels eines Korrekturfaktors, der als Erfahrungswert vorliegt, kann der Strom zusätzlich beeinflusst werden. Der Normalwert ist der Mittelwert = Korrekturfaktor 1. Soll ein Profil zum Beispiel die Schichtdicke im Bereich der Stromzuführung kleiner sein als im stromzufüh rungsfernen Bereich, ist der Korrekturfaktor nahe der Stromzuführung kleiner 1 und im entfernten Bereich größer 1. Diese Sollwertvorgaben an die einzelnen Segmentgleichrichter erfolgen von einem übergeordneten Steuerungssystem. Dort wird der gleichmäßig vorwärtsgerichtete Transport des Behandlungsgutes durch die Durchlaufanlage verfolgt und beim Wechsel auf ein anderes Behand lungsgut erhält jedes Anodensegment zeitrichtig die passende Sollstromvorga be. Die Sollwerte sind für ein Produkt je Anoden-Segment konstant auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise im Speicher des übergeordneten Steue rungssystem hinterlegt. Im einfachsten Falle handelt es sich für ein Produkt um eine einzige Sollstromdichte für alle Anodensegmente der Durchlaufanlage. Weiter kann durch diese Steuerung des Stromes eine Anpassung erfolgen, wenn kürzeres Behandlungsgut, quer zur Transportrichtung gesehen, behandelt werden soll. Hier werden die von der Halte- und Kontaktierungsklammer ent fernten Segmente entsprechend der kleineren Behandlungsgutfläche zeitrichtig mit einem niedrigeren Strom betrieben. Beim Wechsel von einem Produkt auf das andere mit einer anderen Sollstromdichte werden in der Praxis Dummy platten gefahren, die in der Gesamtlänge in Fahrtrichtung gesehen länger als die Länge einer Anode (ebenfalls in Fahrtrichtung gesehen) sein sollen, um beim Übergang Ausschuss durch ungeeignete Stromdichten zu vermeiden.

Zwischen den Anodensegmenten 13 sind elektrisch isolierende Trennwände 16 so angeordnet, dass durch Potentialunterschiede, die zwischen den Anoden segmenten 13 auftreten, kein gegenseitiges Galvanisieren und Ätzen stattfindet. Vorteilhaft ist es, wenn die Trennwände einerseits bis nahe z. B. 0,5 mm bis 5 mm an das Behandlungsgut 9 und andererseits unten bis zum Behälter boden 17 heranreichen bzw. oben bis aus dem Elektrolytniveau 18 herausra gen.

In Fig. 4 ist das Ersatzschaltbild für die elektrolytischen Teilzellen 14 und die Segmentgleichrichter 15 der Fig. 3 dargestellt. Ziel ist es, die Zellspannungen U_Z1 bis U_Z4 möglichst gleich groß zu halten, damit in allen Bereichen quer zur Transportrichtung die gleich große mittlere Stromdichte j₁ bis j₄ wirksam wird. Aus den eingetragenen Gleichungen ist zu erkennen, dass dies durch unter schiedlich große Ausgangsspannungen U_GR der Segmentgleichrichter 15.1 bis 15.4 zu erreichen ist. Die Segmentanoden 13.1 bis 13.4 werden mit entspre chend dimensionierten Segmentgleichrichtern 15.1 bis 15.4 ausgestattet. Mit zunehmender Entfernung der Anodensegmente vom Einspeisungspunkt des Stromes in die gemeinsame Kathode, der zu galvanisierenden Grundschicht 6, 8, muss die Ausgangsspannung zunehmen. Ausgehend von einer vorgegebe nen Sollstromdichte wird für jedes Anodensegment ein bestimmter Strom in einem übergeordneten Steuerungssystem errechnet oder manuell ermittelt, eingestellt und laufend überwacht. Ist der Strom aufgrund des hohen Span nungsabfalls U_Sx zu Beginn des Galvanisiervorganges zu klein, so wird die Ausgangsspannung hochgeregelt bis der Stromsollwert erreicht ist. Die in der Praxis sehr hohen Ausgangsspannungen von bis zu 25 Volt sind nur zu Beginn des Galvanisiervorganges erforderlich. Mit zunehmender Schichtdicke der zu galvanisierenden Grundschicht 6, 8 infolge der Metallabscheidung in der Durchlaufanlage nimmt der elektrische Widerstand R_S ab. Entsprechend auch die Spannungsabfälle U_S1 bis U_S4 in dieser Schicht. Mit zunehmender Behand lungsdauer des Behandlungsgutes werden die erforderlichen Spannungen U_GR der Segmentgleichrichter 15 kleiner. Damit wird auch der gerätetechnische Aufwand vom Einlauf der Durchlaufanlage zum Auslauf hin geringer. Durch die Fähigkeit der Segmentgleichrichter 15 den Strom zu regeln und die dafür erfor derliche Ausgangspannung U_GR nach den jeweils momentan wirksamen Widerständen R_S1 bis R_S4 automatisch einzustellen, wird die produktspezifische Soll stromdichte in allen Bereichen einer Durchlaufgalvanisieranlage wesentlich ge nauer eingehalten als beim Stand der Technik.

Eine horizontale Galvanisieranlage für Leiterplatten besteht z. B. aus 15 oberen und 15 unteren Anoden, die nacheinander in Transportrichtung des Behand lungsgutes angeordnet sind. Die Anzahl der Anodensegmente 13 je Anode richtet sich nach weiteren Merkmalen. Eine sehr dünne zu metallisierende Grundschicht 6, 8 erfordert über eine größere Transportstrecke segmentierte Anoden 13. Zusätzlich muss die Anzahl der Segmente je Anode größer sein, als bei dickeren Grundschichten 6, 8. Bei hoher Transportgeschwindigkeit zum Beispiel 3 m/min und hoher Stromdichte muss ebenfalls eine größere Behand lungsstrecke mit segmentierten Anoden ausgestattet sein, als bei einer kleinen Transportgeschwindigkeit, um gleichgute Ergebnisse zu erzielen. Wenn die galvanisierte Schicht der Leiterplatten in der Durchlaufanlage eine größere Di cke von z. B. 12 µm mit nur noch geringeren Spannungsabfällen U_Sx erreicht hat, so kann die Anzahl der Anodensegmente und Gleichrichter je Anode ver ringert werden, oder zur Einsparung von Kosten ganz entfallen. In jedem Falle muss die Durchlaufanlage für das in diesem Sinne ungünstigste zu produzie rende Produkt und der schnellsten Durchlaufzeit sowie höchster Stromdichte ausgerüstet werden.

Ziel bei der Anlagenkonstruktion ist es, möglichst wenig unterschiedliche Bau teile zu verwenden um Kosten zu sparen. Dies bedeutet, dass jede Anode möglichst die gleiche Form und Anzahl Segmente haben sollte. Zwischen den Anodensegmenten 13 befindet sich eine elektrische Isolation 16, um jedes A nodensegment individuell mit Strom bei unterschiedlichen Spannungen einspei sen zu können. Diese Isolation kann, wie in Fig. 5 dargestellt, parallel zur Transportrichtung verlaufen. Die Folge des parallelen Verlaufes ist, dass unter einer derartigen Isolation wegen der Abblendung der elektrischen Feldlinien die abgeschiedene Schicht etwas dünner ist, als unter den Anodensegmenten selbst. Zur Vermeidung dieses Nachteiles kann von Anode zu Anode, in Transportrichtung gesehen, eine unterschiedliche Teilung der Anodensegmente, wie es Fig. 6 zeigt, vorgesehen werden. Dies bedeutet von Anode zu Anode kon struktiv mindestens 2 unterschiedliche Anodensegmente und je nach Größe der Segmentfläche von Anode zu Anode auch unterschiedlich groß zu dimensionie rende Segmentgleichrichter. Diesen Zusatzaufwand vermeidet eine Teilung der Anoden gemäß Fig. 7, deren Trennlinie nicht parallel zur Transportrichtung des Behandlungsgutes verläuft. Die Anodensegmente sind hier in Gestalt und Größe annähernd gleich. Bei genügend großem Schrägverlauf der Trennlinie und damit der Teilung und Isolation werden nahezu alle Bereiche der zu produ zierenden Leiterplatten unter jeder Anode einmal kurzzeitig den Isolationsbe reich überfahren bzw. unterfahren. Damit wird der Einfluss der Isolation auf die Schichtdicke ausgeglichen. In Fig. 6 und 7 z. B. grenzt in einem Bereich das Anodensegment 13.3 der Anode 5.4 direkt an das Anodensegment 13.2 der Anode 5.3. Die unterschiedlichen Bereiche versorgenden Anodensegmente (13.3 und 13.2) werden mit deutlich unterschiedlichen Gleichrichterspannungen U_GR betrieben. An der Grenzlinie dieser Anodensegmente tritt daher eine grö ßere Spannungsdifferenz auf. Dies kann zu Ätz- und Galvanisiererscheinungen zwischen den Anodensegmenten selbst führen, verstärkt wenn sich die Leiter platten nur teilweise in den Bereich dieser Anodensegmente hinein erstrecken. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn die Leiterplatten nicht den ganzen Bereich quer zur Transportrichtung ausfüllen, d. h. wenn sie schmal sind und wenn zugleich (z. B. bei kleinem Anoden-/Kathodenabstand) keine elektrisch isolie renden Blenden zwischen den Elektroden verwendet werden. Die bevorzugte Geometrie der Anodensegmente entsprechend Fig. 8 vermeidet dies. Hier sind nur Anodensegmente mit gleicher Segmentposition und damit ähnlicher Segmentspannung benachbart. Erreicht wird dies dadurch, dass sich die Trennlinien der jeweils benachbarten Anodensegmente am Stoß treffen. Des Weiteren werden hierzu nur zwei Anodenausführungen für die gesamte Durch laufanlage benötigt, die spiegelbildlich angeordnet sind. Die Fig. 8 zeigt auch, dass die Anodensegmente in der Form und Größe unterschiedlich gestaltet werden können.

Durch den spiegelbildlichen Schrägverlauf der Anodensegmente, in Transport richtung gesehen, treffen sich die Trennlinien der benachbarten Anodenseg mente und die etwas geringere Schichtdicke durch die Trennisolation entsteht wegen der Vorwärtsbewegung der Platten fortlaufend an anderen Oberflächen bereichen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel an den seitlichen Rand bereichen der Platten (insbesondere In Klammernähe) flacher zu wählen bezo gen auf die Transportrichtung, als im klammerfernen Bereich, weil in Klammer nähe die Spannungsabfälle in der Grundschicht 6, 8 infolge des dort auftreten den höheren Stromes wesentlich größer je Längeneinheit sind, als im klam merfernen Bereich. Dies erlaubt im klammerfernen Bereich größere Winkel der Trennlinien und größere Flächen der Anodensegmente zu realisieren. Insge samt wird dadurch der konstruktive Aufwand für eine segmentierte Anode ver ringert.

Die Geometrie der beschriebenen und in den Fig. 5 bis 8 dargestellten A nodensegmente sind als Beispiele zu betrachten. Weitere Geometrien und An ordnungen wie sie z. B. die Fig. 9 zeigt, sind für die Erfindung anwendbar.

Die Schichtdicke nimmt von Anode zu Anode zu. Entsprechend nimmt der Wi derstand der Schicht ab. Zwischen den Anoden selbst treten daher auch Span nungsdifferenzen infolge von geringfügig unterschiedlichen Ausgangsspannun gen U_GR der Segmentgleichrichter 15 in der Größenordnung von 0,5 Volt auf. Deshalb sind auch die Anoden voneinander ebenso, wie die einzelnen Anoden segmente elektrisch zu isolieren. Diese quer zur Transportrichtung verlaufende Anodenisolation ist ohne Einfluss auf die Schichtdickenverteilung des Behand lungsgutes, weil jeder Bereich des Behandlungsgutes diese Isolierungen glei chermaßen überfährt.

Die Anzahl der Anodensegmente je Anode kann wie oben beschrieben abhän gig von den Galvanisierbedingungen in einer Durchlaufanlage unterschiedlich sein. Die Segmentierung der Anoden kann im Auslaufbereich auch ganz ent fallen, wenn die Produktdaten dies erlauben. Es können am Einlauf mehr schmale Segmente gewählt werden als in der Mitte oder am Ende der Behand lungsstrecke, wenn die Leitfähigkeit der Grundschicht besonders niedrig ist. Grenzen sind nur durch die Wirtschaftlichkeit und die Geometrie der Galvani sierzellen gesetzt. Die Erfindung erlaubt ein Galvanisieren des Behandlungs gutes mit sehr gleichmäßigen Schichtdicken. Durch die Segmentierung einer seits und durch die individuelle Stromeinspeisung und Stromsteuerung dieser Segmente andererseits können bestimmte Bereiche der Leiterplatten quer zur Transportrichtung bevorzugt elektrolytisch behandelt werden. Dies ist z. B. dann vorteilhaft, wenn in der Nähe des Auslaufes der Anlage keine Segmentierung gewählt ist. Durch eine verstärkte Strommenge im von der Kontaktierung der Platten entfernten Bereich zu Beginn der Behandlung kann zunächst hier eine dickere Schicht aufgetragen werden. Durch den Wegfall der Segmentierung zum Ende der Behandlungsstrecke hin wird dieser Bereich wegen des Wider standes der Grundschicht dann mit weniger Strom versorgt, so dass sich der anfängliche Schichtdickenunterschied wieder ausgleicht. Ein vorbestimmtes Schichtdickenprofil kann so präzise galvanisiert werden.

Aus den Fig. 1 bis 4 ist zu entnehmen, dass auch innerhalb eines Anoden segmentes 13 ein Spannungsabfall in der zu galvanisierenden Grundschicht 6, 8 auftritt. Durch die Aufteilung in mehrere Segmente wird der Spannungsabfall kleiner. Mit zunehmender Anzahl der Anodensegmente, d. h. mit kleineren Ab messungen quer zur Transportrichtung nehmen die zugehörigen Spannungs abfälle U_S ab und die Zellspannungen U_Z werden gleichmäßiger. Der anlagen technische Aufwand für die Segmentierung der Anoden und für die Segment gleichrichter nimmt jedoch zu. Letztendlich bestimmt die Präzision, die an das Behandlungsgut gestellt wird, die Anzahl der Anodensegmente je Anode.

Auf dem korrespondierenden Flächenbereich des Behandlungsgutes eines A nodensegmentes stellt sich eine mittlere Stromdichte j ein. Die Höhe dieser Stromdichte j wird von der Ausgangsspannung U_GR des zugeordneten Seg mentgleichrichters 15 bestimmt. Durch ein übergeordnetes Steuerungssystem oder durch eine manuelle Sollerwertvorgabe wird ein vorbestimmter, individu eller Stromsollwert für jedes Anodensegment an die Steuerung der Segment gleichrichter 15.1 bis 15.4 ausgegeben. Zur Regelung und Konstanthaltung des Stromes stellt der Stromkonstanthaltungsregler der Segmentgleichrichter die Ausgangsspannungen U_GR selbsttätig ein. Dies erlaubt auch bei Bedarf mit Stromdichten j zu produzieren, die im entfernteren Bereich von der Kontakt- Klammer größer sind als im klammernahen Bereich. Damit lassen sich Schicht dicken-Unterschiede die bei teilweiser Verwendung von unsegmentierten Ano den auftreten wirkungsvoll ausgleichen.

Zum Stromeinspeisepunkt, d. h. zu den Klammern 10 oder Kontakträdern am Rand des Behandlungsgutes nimmt der Strom in der zu metallisierenden Grundschicht zu. Desgleichen auch die Spannungsabfälle U_S. Sollen zweck mäßigerweise die Spannungsabfälle unter jedem Anodensegment angenähert gleich groß sein, so müssen die Anodensegmente in Richtung zum Stromein speisepunkt eine kleinere Abmessung bekommen. Vorteilhaft sind stetig ab nehmende Segmentbreiten von Anodensegment zu Anodensegment. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Potentialunterschiede von Anoden segment zu Anodensegment etwa gleich groß sind. Die verbleibenden minima len Potentialunterschiede werden in ihrer möglichen gegenseitigen Wirkung, d. h. ein gegenseitiges Galvanisieren und Ätzen der Anodensegmente durch die Trennwände 16, unterbunden.

In die elektrolytischen Teilzellen 14 strömt Elektrolyt aus Düsen oder Ähnlichem ein, die in den Fig. 1 und 3 nicht dargestellt sind. Öffnungen in den Trenn wänden 16 erlauben einen ungehinderten Elektrolytablauf und Elektrolytkreis lauf. Durch eine dünne Ausführung der Trennwände 16 wird erreicht, dass die Blendwirkung auf die elektrischen Feldlinien klein gehalten wird. Eine Dicke der Trennwand von wenigen Millimetern reicht aus für eine stabile mechanische Ausführung. Der Schichtdickenabfall direkt unter den Trennwänden ist damit sehr klein, das heißt zu vernachlässigen.

Bei Verwendung von Kontaktklammern übernehmen diese die Funktion der seitlichen Stromeinspeisung und den Transport des Behandlungsgutes. Werden segmentierte oder nicht segmentierte Kontakträder, wie sie in der Leiterplat tentechnik bekannt sind, verwendet, so dienen zusätzliche Transportwalzen für den Transport der Leiterplatten.

Der Anoden- und Katodenabstand beeinflusst die Oberflächen- Schichtdickenverteilung. Beim Galvanisieren von Leiterzügen und anderen Strukturen werden Kanten bevorzugt elektrolytisch behandelt. Zur Vermeidung dieser Spitzenwirkung ist ein sehr kleiner Anoden-/Kathodenabstand vorteilhaft, z. B. 1 mm bis 10 mm. Dies gilt auch für die segmentierten Anoden. Auch bei kleinem Anoden-/Kathodenabstand muss ein Anoden-/Kathodenkurzschluss, verursacht durch das Behandlungsgut, sicher vermieden werden. Insbesondere bei einem Abstand von nur wenigen Millimetern. Zwischen den Elektroden (A node, Kathode) werden zu diesem Zwecke elektrisch isolierende flache Kon struktionselemente eingefügt, die für das elektrische Feld weitgehend durchläs sig sind. Als Beispiel sei hier eine Kunststoff-Lochplatte oder mit Kunststoffge webe bespannte Rahmen erwähnt, die sich zwischen den Elektroden befinden.

Soll nur vollflächig galvanisiert werden, kann der Anoden-/Kathodenabstand größer gewählt werden. Die Wirtschaftlichkeit der Anlage setzt hier Grenzen. Es wird die Gesamtanlage höher, was den Anlagenaufwand deutlich vergrößert und die Gleichrichter benötigen wegen des zunehmenden Elektrolytwiderstan des größere Ausgangsspannungen. Damit erhöht sich die aufzubringende e lektrische Leistung weiter, d. h. der Energiebedarf der Anlage während des Be triebes ist höher. Ein mittlerer Anoden-/Kathodenabstand von z. B. 15-25 mm hat sich hier in der Praxis als vorteilhaft erwiesen. Das Verhältnis U_Z/U_S wird größer (Fig. 4). Damit wird erreicht, dass auch bei einer kleinen Anzahl von Anodensegmenten je Segment etwa die gleichgroße Zellspannung U_Z wirksam ist und zwar deshalb, weil in diesem Fall U_Z größer als U_S ist.

Bezugszeichenliste

1

Badbehälter

2

Elektrolyt

3

obere elektrolytische Zelle

4

untere elektrolytische Zelle

5

obere Anode (Elektrode)

6

obere zu metallisierende Grundschicht

7

untere Anode

8

untere zu metallisierende Grundschicht

9

Behandlungsgut (Gegenelektrode)

10

Klammer

11

Gleichrichteranschlüsse

12

Gleichrichter

13

Anodensegment

14

elektrolytische Teilzelle

15

Segmentgleichrichter

16

Trennwand

17

Behälterboden

18

Elektrolytniveau

19

unsegmentierte Anode

Claims

1. Verfahren zum elektrolytischen Metallisieren und Ätzen von elektrisch leit fähigen Grundschichten, insbesondere zum Galvanisieren in horizontalen und vertikalen Durchlaufanlagen bestehend aus mindestens

a) einem Badbehälter, der mit ständig im Kreislauf gefördertem Elektrolyt gefüllt ist,
b) einer elektrolytischen Zelle, gebildet aus einer oder mehreren Elektro den, die einseitig oder beidseitig dem Behandlungsgut, das die Gegen elektrode bildet, gegenüber angeordnet sind,
c) einer Transporteinrichtung, die das Behandlungsgut kontinuierlich durch die elektrolytische Zelle hindurch an der mindestens einen in Transport richtung angeordneten Elektrode vorbei befördert,
d) mindestens eine Kontakteinrichtung, die das Behandlungsgut an einer Längsseite während des Transportes elektrisch kontaktiert,

gekennzeichnet durch mindestens eine Elektrode der Durchlaufanlage, die aus mindestens zwei elektrisch voneinander isolierten Elektrodensegmenten besteht, die quer zur Transportrichtung des Behandlungsgutes angeordnet sind und die von je einer Stromquelle gespeist werden, wobei die Spannungen der Stromquellen so eingestellt werden, dass ein elektrodensegmentspezifi scher Strom fließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangs spannungen der Stromquellen für jedes Elektrodensegment von einem ü bergeordneten Steuerungssystem oder manuell jeweils so eingestellt wer den, dass das Behandlungsgut unter bzw. über jedem Anodensegment mit der gleichen Stromdichte behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangs spannungen der Stromquellen für jedes Elektrodensegment von einem ü bergeordneten Steuerungssystem oder manuell jeweils so eingestellt wer den, dass jedes Elektrodensegment mit einer unterschiedlichen Stromdichte betrieben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzie lung gleichgroßer Differenzspannungen zwischen den Anodensegmenten die großen elektrischen Spannungsabfälle in der zu behandelnden Grund schicht im Bereich der elektrischen Kontaktierung des Behandlungsgutes durch kleine Elektrodenflächen und die kleinen Spannungsabfälle im kon taktfernen Bereich durch große Anodenflächen bei gleicher Länge der Elekt roden in Transportrichtung ausgeglichen werden.

5. Verfahren nach den Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennlinien der benachbarten Elektrodensegmente innerhalb einer Elektrode so vorgesehen werden, dass sie nicht parallel zur Transportrichtung des Behandlungsgutes verlaufen.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer elektrolytischen Durchlaufanlage die Trennlinien der Anodensegmente, die parallel zur Transportrichtung des Behandlungsgutes verlaufen, von A node zu Anode versetzt angeordnet werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennlinien der Elektrodensegmente der jeweils benachbarten Elektroden so angeordnet werden, dass sie sich am Schnittpunkt zu den benachbarten E lektroden treffen um die Spannungsunterschiede von Segment zu Segment klein zu halten.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwei chung vom Parallelverlauf der Trennlinien zur Transportrichtung des Be handlungsgutes in der Nähe der Stromeinspeisung geringer gewählt ist als in entfernteren Bereichen.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Elektrodensegmente je Elektrode vom Einlauf des Behandlungs gutes hin zum Auslauf des Behandlungsgutes aus der Durchlaufanlage ent sprechend der Zunahme der Schichtdicke kontinuierlich abnimmt.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Zwischen Elektrode und Gegenelektrode kurzschlussverhindernde elektrisch nichtleitende Konstruktionselemente verwendet werden, die für das elektri sche Feld durchlässig sind.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Elektrodensegment und bei nicht segmentierten Elektroden je Elektro de eine eigene geregelte Stromquelle vorgesehen wird, die einen Gleich strom, einen unipolaren Pulsstrom oder einen bipolaren Pulsstrom erzeugt.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut in der Durchlaufanlage einseitig von Klammern gegrif fen, transportiert und elektrisch kontaktiert wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut von Walzen transportiert und mit Kontakträdern oder Walzen elektrisch kontaktiert wird.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbarten Elektroden quer zur Transportrichtung elekt risch isolierende Trennwände verwendet werden um ein Ätzen oder Galva nisieren der Elektroden, hervorgerufen durch Spannungsunterschiede, zu vermeiden.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung einer Spitzenwirkung des elektrischen Feldes an struktu rierten Flächen des Behandlungsgutes ein kleiner Elektroden-/Gegen elektrodenabstand im Bereich von 1 mm bis 15 mm gewählt wird.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrolytischen Behandlung von besonders dünnen metallischen Grundschichten durch einen Elektroden-/Gegenelektrodenabstand im Be reich von 15 mm bis 25 mm die Vergleichmäßigung der örtlichen Strom dichten erhöht wird.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Einlaufbereich des Behandlungsgutes die Stromdichte der Segmente die am weitesten von der elektrischen Kontaktierung entfernt sind höher einge stellt wird, als in der Nähe der Kontaktierungsstelle.

18. Vorrichtung zum elektrolytischen Metallisieren und Ätzen von, elektrisch leitfähigen Grundschichten, insbesondere zum Galvanisieren in horizontalen und vertikalen Durchlaufanlagen bestehend aus mindestens

a) einem Badbehälter, der mit ständig im Kreislauf gefördertem Elektrolyt gefüllt ist,
b) einer elektrolytischen Zelle, gebildet aus einer oder mehreren Elektroden, die einseitig oder beidseitig dem Behandlungsgut, das die Gegenelektro de bildet, gegenüber angeordnet sind,
c) einer Transporteinrichtung, die das Behandlungsgut kontinuierlich durch die elektrolytische Zelle hindurch an der mindestens einen in Transport richtung angeordneten Elektrode vorbei befördert,
d) mindestens eine Kontakteinrichtung, die das Behandlungsgut an einer Längsseite während des Transportes elektrisch kontaktiert,

gekennzeichnet durch mindestens eine Elektrode der Durchlaufanlage, die aus mindestens zwei elektrisch voneinander isolierten Elektrodensegmenten besteht, die quer zur Transportrichtung des Behandlungsgutes angeordnet sind, mit je einer Stromquelle pro Elektrodensegment, die eine Stellvorrichtung aufweist mit der die Spannung so eingestellt werden kann, dass ein segmentspezifischer Strom fließt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch gleichgroße Elektro densegmente je Elektrode.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch unterschiedlich große Elektrodensegmente einer Elektrode.

21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 und 19, gekennzeichnet durch schmale Elektrodensegmente im Kontaktbereich und zunehmend breiter ausgebildete Elektrodesegmente mit zunehmender Entfernung vom Kon taktbereich.

22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 21 gekennzeichnet durch elektri sche Isolierungen zwischen den Elektrodensegmenten, die einen parallelen Verlauf zur Transportrichtung haben.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch elektrische Isolierun gen zwischen den Elektrodensegmenten die parallel zur Transportrichtung verlaufen und von Elektrode zu Elektrode in Durchlaufrichtung der Behand lungsgutes einen Versatz haben, wobei die einzelnen Elektrodensegmente benachbarter Elektroden unterschiedlich groß sind.

24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 21, gekennzeichnet durch elektri sche Isolierungen zwischen den Elektrodensegmenten die nicht parallel zur Transportrichtung sondern in einem Winkel verlaufen der von der Transport richtung in positiver oder negativer Winkelrichtung abweicht.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch abwechselnde Ab weichung der Trennlinien der Elektrodensegmente von der Transportrich tung in positiver und negativer Richtung von Elektrode zu Elektrode.

26. Vorrichtung nach den Ansprüchen 24 und 25, gekennzeichnet durch unter schiedlich große Winkel der Trennlinien bezogen auf die Transportrichtung von Elektrodensegment zu Elektrodensegment einer Elektrode.

27. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 26, gekennzeichnet durch eine unterschiedliche Anzahl von Elektrodensegmenten von Elektrode zu Elekt rode in einer Durchlaufanlage.

28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 27, gekennzeichnet durch die An ordnung von segmentierten und nicht segmentierten Elektroden in einer Durchlaufanlage.

29. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 28, gekennzeichnet durch Strom quellen die Gleichstrom, oder unipolaren und/oder bipolaren Pulsstrom er zeugen.

30. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 29, gekennzeichnet durch Klam mern zur elektrischen Kontaktierung des Behandlungsgutes.

31. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 30, gekennzeichnet durch seg mentierte oder nicht segmentierte Kontakträder zur elektrischen Kontaktie rung des Behandlungsgutes.

32. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 31, gekennzeichnet durch elekt risch isolierende Trennwände zwischen den Elektrodensegmenten und/oder zwischen den Elektroden die über die Elektroden hinausragen und 0,5 mm bis 5 mm an das Behandlungsgut heranreichen.

33. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 32, gekennzeichnet durch einen Abstand der Segmentelektroden vom Behandlungsgut, der zur Kurzschluss vermeidung mindestens 1 mm beträgt.