DE102008022722B4 - Verfahren zum elektrochemischen Erzeugen eines Metallbandes - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum elektrochemischen Erzeugen eines Metallbandes (22), bei dem
• ein umlaufendes Substrat (11) wiederholt durch eine elektrochemische Beschichtungsanlage (17) geführt wird,
• auf dem Substrat (11) während des Durchlaufes durch die Beschichtungsanlage (17) kontinuierlich eine selbsttragende Schicht (28) elektrochemisch abgeschieden wird und
• die selbsttragende Schicht (28) unter Gewinnung des Metallbandes (22) kontinuierlich von dem Substrat (11) abgezogen wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass
• das Substrat (11) wiederholt jeweils vor dem Einführen in die Beschichtungsanlage (17) mit einer Nickeloxydschicht (27) mit einer Dicke von höchstens 10 nm versehen wird und
• die Nickeloxidschicht (27) wiederholt jeweils nach dem Abziehen des Metallbandes (22) wieder von dem Substrat (11) entfernt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Erzeugen eines Metallbandes, bei dem ein umlaufendes Substrat durch eine elektrochemische Beschichtungsanlage geführt wird, um auf dem Substrat während des Durchlaufes durch die Beschichtungslage zunächst eine selbsttragende Schicht elektrochemisch abzuscheiden. Diese selbsttragende Schicht wird dann von dem Substrat abgezogen und bildet damit das Metallband, das es zu erzeugen gilt.
  • Ein Verfahren der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise in der DE 101 36 890 A1 beschrieben. Hier kommt als umlaufendes Substrat ein Substratband zum Einsatz, welches über Rollen geführt ist. Diese Rollen ermöglichen es, das Substratband in einer elektrochemischen Beschichtungsanlage einem galvanischen Bad zuzuführen. Das Substratband durchläuft dieses Galvanikbad sozusagen auf dem Hinweg und wird auf dem Rückweg außerhalb des Galvanikbades zurückgeführt. Im Galvanikbad wird eine Schicht auf dem Substratband elektrochemisch abgeschieden, welche an einer der Rollen von diesem abgezogen werden kann, wobei das abgezogene Band das zu erzeugende Metallband ergibt. Anstelle eines Substratbandes kann als umlaufendes Substrat beispielsweise auch eine Rolle zum Einsatz kommen, die nur teilweise in das Galvanikbad eintaucht.
  • Die Beschichtungsanlage gemäß der DE 101 36 890 A1 besteht aus einem Galvanikbad. In diesem kann die Schicht elektrochemisch abgeschieden werden. Als elektrochemische Abscheidung ist eine Abscheidung von Ionen zu verstehen. Dies kann unter Anlegen eines Abscheidestroms, also galvanisch erfolgen. Denkbar ist auch eine elektrochemische stromlose Abscheidung.
  • Neben einer Abscheidung in einem Bad ist auch die Anwendung eines sogenannten Brush Platings denkbar. Bei diesem Beschichtungsverfahren ist in der Beschichtungsanlage ein Übertragungsmedium vorgesehen, welches für den Transport des Elektrolyts zur Oberfläche des Substrates kapillare Kanäle zur Verfügung stellt. Dies kann beispielsweise durch eine Bürste erfolgen, welche dem Verfahren seinen Namen gibt. Die kapillaren Kanäle sind hierbei zwischen den einzelnen Bürstenhaaren ausgebildet. Zum Einsatz kann jedoch auch ein offenporiges, elastisches Medium kommen, z. B. ein Schaumstoff.
  • Damit die Schicht als Metallband von dem Substrat abgezogen werden kann, muss diese selbsttragend sein, das heißt, dass die Schicht nach dem Abziehen als Band vorliegt und bei der damit verbundenen mechanischen Belastung nicht reißt. Diese Bedingung ist bei Metallbändern typischerweise bei Schichtdicken ab einem μm gegeben. Auch wenn das abgezogene Metallband bei einer genügenden Dicke während des Abziehens nicht reißt, so ist die dem Substrat zugewandte Oberfläche des Metallbandes einer gewissen mechanischen Belastung durch den Prozess des Abziehens ausgesetzt. Dies hat zur Folge, dass diese Oberfläche nach dem Abziehen Defekte aufweist, die auf mikrostrukturelle Überlastungen des Gefüges des Metallbandes zurückzuführen sind. Hieraus können Einschränkungen für die weitere Verwendbarkeit des gewonnenen Metallbandes resultieren. In gleicher Weise lassen sich Beschädigungen des Substratbandes nicht ausschließen, die dazu führen, dass nach einer wiederholten Beschichtung des Substratbandes mit der das Metallband bildenden Schicht dieses ausgewechselt werden muss.
  • Gemäß der EP 1 531 656 A2 und gemäß der DE 24 13 669 A1 ist es außerdem bekannt, dass ultradünne Schichten beispielsweise aus Kupfer elektrochemisch hergestellt werden können. Da diese außerordentlich empfindlich sind, muss eine Trennschicht auf dem Substrat vorgesehen werden, auf dem die ultradünnen Schichten hergestellt werden sollen. Diese Trennschicht kann aus Cr, Ni, Co, Fe, Mo, Ti, W, P, aus Legierungen dieser Metalle oder aus der Oxiden bestehen und erleichtert das zerstörungsfreie Abziehen der ultradünnen Schichten.
  • Gemäß der US 2007/0036978 A1 ist es weiterhin bekannt, Schichten beispielsweise aus Kupfer elektrochemisch abzu scheiden und dabei als Nanopartikel Carbon Nanotubes (im Folgenden kurz mit CNT bezeichnet) in die sich ausbildende Schicht einzulagern. Die CNT werden zu diesem Zweck in dem Elektrolyt dispergiert, so dass sie an der sich ausbildenden Schichtoberfläche zum Einbau zur Verfügung stehen. Weitere Angaben zu diesem Verfahren lässt sich dem Abstract der Dissertation von BO LI, „UV-LIGA COMPATIBLE ELECTROFORMED NANO-STRUCTURED MATERIALS FOR MICRO MECHANICAL SYSTEMS”, University of Central Florida, 2005 entnehmen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum elektrochemischen Erzeugen von Metallbändern anzugeben, welches wirtschaftlich im Betrieb ist und dabei Metallbänder mit vergleichsweise fehlerfreier Oberfläche liefert.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem oben angegebenen Verfahren dadurch gelöst, dass das Substrat vor dem Einführen in die Beschichtungsanlage mit einer Nickeloxidschicht mit einer Dicke von höchstens 10 nm, bevorzugt höchstens einem nm versehen wird und diese Nickeloxidschicht nach dem Abziehen des Metallbandes wieder von dem Substrat entfernt wird. Es hat sich nämlich gezeigt, dass eine Nickeloxidschicht mit der angegebenen geringen Dicke trotz ihrer an sich elektrisch isolierenden Eigenschaften ein Schichtwachstum auf dem elektrisch leitfähigen Substratband nicht negativ beeinflusst. Gleichzeitig eignet sich die Nickeloxidschicht in besonderer Weise als Oberfläche eines Substratbandes, denn es hat sich gezeigt, dass das Abziehen der Schicht unter Gewinnung des Metallbandes durch die Nickeloxidschicht als Trennschicht zwischen Substrat und Metallband geeignet ist. Hierdurch lassen sich vorteilhaft Metallbänder herstellen, deren Oberflächengüte im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Metallbändern glatter, das heißt defektfreier ist. Außerdem ermöglicht der Einsatz der Nickeloxidschicht vorteilhaft, dass diese nach dem Abziehen des Metallbandes wieder von dem Substrat entfernt werden kann. Eventuelle Beschädigungen der Oberfläche des Substratbandes können damit vor einem erneuten Beschichtungsvorgang durch erneutes Erzeugen einer Nickeloxidschicht ausgeglichen werden. Daher steht auch bei wiederholten Beschichtungsvorgängen des Substrates immer eine Oberfläche mit gleichbleibender Oberflächengüte zur Verfügung. Hierdurch können vorteilhaft hinsichtlich der Schichtbildung für das Metallband gleichbleibende Qualitäten ohne Qualitätsschwankungen gewährleistet werden. Außerdem kann das Substrat durch den wiederholten Erneuerungsprozess der Oberfläche quasi unbegrenzt oft zur Beschichtung verwendet werden. Dies bedeutet eine Materialersparnis bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche sich auch positiv auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens auswirkt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nickeloxidschicht mit einer Dicke von mindestens 0,5 nm hergestellt wird. Es hat sich gezeigt, dass diese Schichtdicke bereits ausreicht, um eine glatte Oberfläche aus Nickeloxid zur Verfügung zu stellen. Gewisse Unregelmäßigkeiten im Substrat können bei dieser Schichtdicke ausgeglichen werden.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem in der Beschichtungsanlage zum Einsatz kommenden Elektrolyt Partikel, insbesondere Carbon Nanotubes (die im Sinne der Erfindung auch als Partikel verstanden werden und im Folgenden mit CNT abgekürzt werden), dispergiert sind, die in der sich ausbildenden Schicht abgeschieden werden. Durch Einbau von Partikeln wie CNT lässt sich vorteilhaft das Metallband an komplexe Anforderungsprofile anpassen. Beispielsweise lässt sich durch den Einbau von CNT in ein Metallband, insbesondere ein Kupferband, ein Verbundwerkstoff erzeugen, welcher im Vergleich zu reinem Kupfer eine verbes serte elektrische Leitfähigkeit aufweist. Durch Verwendung eines umlaufenden Substrates ist vorteilhaft dabei eine Erzeugung eines Endlosbandes möglich, welcher sich beispielsweise als elektrischer Leiter besonders gut eignet.
  • Außerdem ist die Tatsache, dass das umlaufende Substrat in der Beschichtungsanlage mit einer konstanten Geschwindigkeit geführt wird, dem Abscheideprozess unter Einbau der dispergierten Partikel zuträglich. Hierdurch werden nämlich die Teilchendiffusion begrenzende stationäre Zustände in der Nähe der sich ausbildenden Schichtoberfläche vermieden, die zu einer Verarmung an Partikeln in diesem Bereich führen können. Eine Verarmung an Partikeln im Bereich der Schichtbildung, die davon herrührt, dass diese Partikel in die Schicht eingebaut werden, vermindert nämlich nachteilhaft die Einbaurate an Partikeln in der sich ausbildenden Schicht. Wenn das Substrat jedoch in ständiger Bewegung ist, wird die Nachführung von Partikeln an die Oberfläche der sich ausbildenden Schicht vorteilhaft erleichtert. Die Folge ist die Erreichbarkeit höherer Abscheideraten an Partikeln in der sich ausbildenden Schicht.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Beschichtungsanlage ein Brush Plating durchgeführt wird. Die Anwendung eines Verfahrens des Brush Plating hat den großen Vorteil, dass das hierbei für den Transport des Elektrolyts zum Einsatz kommende Übertragungsmedium eine schnelle Zuführung des Elektrolyts ermöglicht und daher auch höhere Abscheidungsraten für die sich ausbildende Schicht verwirklicht werden können. Insbesondere stehen die durch das Übertragungsmedium zur Verfügung gestellten kapillaren Kanäle für den Elektrolyt auch den Partikeln zur Verfügung, die eventuell mit in der sich ausbildenden Schicht abgeschieden werden können. Hierdurch ist es möglich, durch Zu führen einer geeigneten Menge von Partikeln eine entsprechende Abscheiderate in der sich ausbildenden Schicht zu erzwingen. Hierbei können auch höhere Abscheideraten verwirklicht werden, als dies in einem galvanischen Bad möglich wäre, da ein Agglomerieren von Partikeln anders als bei der Verwendung von galvanischen Bädern weitgehend vermieden werden kann und da die Massentransportbegrenzungen praktisch aufgehoben sind.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Nickeloxidschicht elektrochemisch durch ein anodisches Passivieren erzeugt wird. Hierdurch lassen sich vorteilhaft besonders dichte Nickeloxidschichten herstellen. Außerdem ist hierdurch ein vergleichsweise kostengünstiges Beschichtungsverfahren verwirklicht, welches mit dem Beschichtungsverfahren für die Schicht des Metallbandes verwandt ist. Alternativ wäre auch ein Beschichten beispielsweise mittels eines thermischen Spritzverfahrens oder physikalischen Abscheideverfahrens möglich.
  • Vorteilhaft ist weiterhin, wenn das Substrat vor dem Erzeugen der Nickeloxidschicht mit einer Nickelschicht beschichtet wird. Diese Nickelschicht muss in einer genügenden Dicke auf dem Substrat aufgebracht werden, damit genügend Nickel für die Ausbildung der Nickeloxidschicht zur Verfügung steht. Die vorherige Beschichtung mit Nickel hat den Vorteil, dass das Substratband selbst aus einem beliebigen Material, insbesondere Stahl gebildet sein kann. Wenn die Nickelschicht beim Abziehen des Metallbandes auf dem Substrat verbleiben soll, muss das Material des Substrates jedoch so gewählt werden, dass die Haftung der Nickelschicht auf dem Substrat größer ist als die Haftung der Nickeloxidschicht auf der Schicht für das Metallband.
  • Aber auch bei der Verwendung eines Substrates aus Nickel ist die vorhergehende Beschichtung mit Nickel vor Herstellung der Nickeloxidschicht von Vorteil. Hierdurch kann nämlich einem Verschleiß des Substrates entgegengewirkt werden, welches bei wiederholter Beschichtung sonst immer dünner würde.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nickelschicht als Glanznickel in einem Watts-Beschichtungsbad elektrochemisch hergestellt wird. Hierdurch lassen sich vorteilhaft besonders glatte Nickelschichten herstellen, die bei einer nachfolgenden Oxidierung der Oberfläche eine besonders defektfreie Beschichtungsfläche für die Schicht zur Verfügung stellen. Hierdurch wird der Ablösungsprozess des erzeugten Metallbandes besonders begünstigt, wobei auch die Oberfläche des erzeugten Metallbandes nach dem Abziehen besonders glatt ausgebildet ist. Damit lässt sich vorteilhaft die Qualität des abgeschiedenen Metallbandes verbessern. Vorteilhaft ist es auch, wenn die Nickeloxidschicht nach dem Abziehen des Metallbandes in einem Entschichtungsbad von dem Substrat entfernt wird. Dies hat den Vorteil, dass eventuelle Beschädigungen der Nickeloxidschicht bei einer nachfolgenden Wiederbeschichtung mit der Schicht für das Metallband keine Auswirkungen haben. Natürlich muss nach dem Entfernen der Nickeloxidschicht eine neue Nickeloxidschicht auf das Substrat aufgebracht werden. Dies kann auch wieder nach Aufbringung einer Nickelschicht insbesondere aus Glanznickel erfolgen. Je nach erforderlicher Güte des erzeugten Metallbandes und Belastung der Nickeloxidschicht beim Abziehen der Schicht für das Metallband ist die Erneuerung der Nickeloxidschicht bereits nach einem Durchlauf oder erst nach mehreren Durchläufen des Substratbandes durch die Beschichtungsanlage notwendig. Gleiches gilt auch für ein rollenförmiges umlaufendes Substrat. Da es sich um umlaufende Substrate handelt, die quasi ständig die Beschichtungsanlage durchlaufen, ist ein Durchlauf durch die Beschichtungsanlage dadurch definiert, dass ein gedachter Punkt auf dem umlaufen den Substrat die Beschichtungsanlage einmal vollständig durchläuft.
  • Für die Verfahrensparameter der einzelnen Verfahrensschritte können folgende beispielhafte Angaben gemacht werden. Um auf einem Nickelband eine Passivierungsschicht aus Nickeloxid herzustellen, kann dieses beispielsweise in einem wässrigen alkalischen Medium mit 100 g/l NaOH und 4 g/l NaCN behandelt werden. Bei 7 Volt Zellspannung (konstant) und einer Stromdichte von 33 A/dm2 wird das Nickelband zwischen 9 und 12 Sekunden lang anodisch oxidiert.
  • Alternativ kann statt des Nickelbandes auch ein Band aus einem beliebigen anderen metallischen Werkstoff wie z. B. Federstahl verwendet werden. Auf diesem Band ist dann vor dem anodischen Oxidieren des Nickels eine Nickelschicht aufzubringen. Diese kann beispielsweise aus Glanznickel bestehen, wobei zur Abscheidung ein so genanntes Watts-Nickelbad Verwendung finden kann. Diesem sind schwefelhaltige Glanzmittel beigegeben. Das Watts-Nickelbad enthält 46 g/l Nickelchlorid (NiCl2), 367,5 g/l Nickelsulfat (NiSO4), 44 g/l Borsäure (H3BO3) und 0,5 g/l Natriumlaurylsulfat (NaC12H25SO4). Als Glanzmittel können dem Bad beispielsweise 3 g/l Naphthalin-1,3,6-Trisulfonsäure Trinatriumsalz (C10H5Na3O9S3) und 0,3 g/l 2-Butin-1,4-Diol(HOCH2C-CCH2OH) hinzugegeben werden.
  • Die anschließende Abscheidung der Kupferfolie mit eingelagerten CNT hängt vom angestrebten Anwendungsfall ab. Als Beispiele für geeignete Abscheideparameter wird ausdrücklich auf die eingangs bereits erwähnte US 2007/0036978 A1 verwiesen.
  • Nach erfolgter Abscheidung und dem Abziehen des erhaltenen Kupferbandes kann eine Reinigung des Substratbandes in Schwefelsäure erfolgen. Hierzu werden 5 Liter konzentrierte Schwe felsäure (technisch rein) auf 100 Liter Wasser gegeben. Die Behandlungszeit beträgt 5 bis 7 Sekunden.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind in den einzelnen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen
  • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 2 und 3 Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrensschrittes der Abscheidung von Kupfer unter Einlagerung von CNT als Nanopartikel.
  • Gemäß 1 ist eine Beschichtungsanlage dargestellt, in der ein Endlos-Stahlband als Substrat 11 umlaufend über Rollen 12 geführt wird. Wird ein bestimmter Punkt 13 auf dem Endlosband betrachtet, so durchläuft dieser nacheinander in Richtung der angedeuteten Pfeile 14 die folgenden Fertigungsstationen.
  • In einem Watts-Beschichtungsbad 15 wird zunächst eine Nickelschicht aufgebracht, welche an der Oberfläche in einem nachfolgenden Passivierungsbad 16 anodisch oxidiert wird. Hierbei entsteht eine Nickeloxidschicht. Da die erzeugte Glanznickelschicht eine sehr glatte Oberfläche aufweist, ist auch die erzeugte Nickeloxidschicht sehr glatt.
  • In einer Beschichtungsanlage 17 erfolgt der zentrale Beschichtungsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer Schicht auf dem Substrat 11 aus Kupfer, in die CNT eingebaut werden. Gemäß 1 erfolgt der Auftrag des Elektrolyts auf das Band 11 durch Brush Plating, wobei hierzu eine Bürste 18 zum Einsatz kommt, die als Zuführmedium für das Elektrolyt dient. Dieses wird anschließend in einem Auffangbehälter 19 gesammelt und mittels einer Pumpe 20 über einen Leitungskreislauf 21 der Bürste 18 wieder zugeführt. In nicht dargestellter Weise muss das Elektrolyt hierbei aufbereitet werden, damit die geforderten Prozessparameter bei der Beschichtung erfüllt werden können. Zur Aufbereitung gehört eine Dispersion von CNT, da diese in der sich ausbildenden Schicht abgeschieden werden und daher die Konzentration an CNT im Elektrolyt abnimmt. Außerdem sind eventuell aglomirierte CNT im Elektrolyt erneut zu dispergieren oder auszusondern. Zuletzt muss auch die chemische Zusammensetzung des Elektrolyts erneut eingestellt werden, da durch den elektrochemischen Abscheideprozess am Substrat auch eine Veränderung der Konzentration der im Elektrolyt enthaltenen Ionen erfolgt. Der Prozess des Brush Plating ist im Detail in 3 näher dargestellt. Alternativ kann das Band auch durch ein elektrisches Beschichtungsbad geführt werden, welches ähnlich aufgebaut sein kann, wie das Watts-Beschichtungsbad 15. Die dort ablaufenden Prozesse sind in 2 näher dargestellt.
  • Nach Schichtbildung der Schicht in der erforderlichen Dicke wird das Substrat 11, wie in 1 dargestellt, aus der Beschichtungsanlage 17 herausgeführt. Die Schicht wird dann als Metallband 22 in einer Trenneinrichtung 23, bestehend aus zwei Rollen, abgezogen und auf einer Vorratsrolle 24 aufgewickelt. Das verbleibende Substrat 11, welches als Oberfläche nun wieder die Nickeloxidschicht aufweist, wird anschließend in ein Entschichtungsbad 25 eingeführt, wo die Nickeloxidschicht zerstört wird. Das gereinigte Substratband kann nun wiederholt dem Watts-Beschichtungsbad 15 zugeführt werden.
  • In 2 ist das in einem elektrischen Beschichtungsbad befindliche Substrat 11 im Schnitt dargestellt. Auf diesem befindet sich die bereits angesprochene Nickelschicht 26, deren oberflächennahe Bestandteile durch Passivierung in eine Nickeloxidschicht 27 umgewandelt wurde. Auf dieser Nickeloxidschicht 27 wird gerade eine Schicht 28 aus Kupfer abgeschieden, welche später als Metallband 22 gemäß 1 abgezogen wird.
  • Das Metallband bewegt sich mit der Geschwindigkeit v durch den Elektrolyt. Hierdurch entsteht im Grenzbereich des Elektrolyts das angedeutete Geschwindigkeitsprofil 29 der Elektrolytbestandteile. Dieses weist an der Oberfläche der sich ausbildenden Schicht 28 näherungsweise die Geschwindigkeit v auf und verringert sich mit zunehmendem Abstand der Elektrolytbestandteile von dieser Oberfläche. Hierdurch wird erreicht, dass ein Transport von CNT 30, die in dem Elektrolyt dispergiert sind, zur Oberfläche hin begünstigt wird, was vorteilhaft zu vergleichsweise hohen erzielbaren Einbauraten führt. Außerdem kann durch das Geschwindigkeitsprofil eine gewisse Ausrichtung der CNT parallel zur Oberfläche der sich ausbildenden Schicht 28 erfolgen.
  • Die sich ausbildende Schicht 28 gemäß 3 wird durch Brush Plating hergestellt. Zu erkennen ist ein Teil der Bürste 18, deren Borsten 31 angedeutet sind. Diese bilden kapillare Kanäle aus, durch die sich das Elektrolyt entlang der angedeuteten Pfeile 32 bewegt. Zusammen mit dem Elektrolyt werden auch die abzuscheidenden CNT 30 zur Oberfläche der sich ausbildenden Schicht 28 transportiert. Durch diesen erzwungenen Elektrolyttransport lassen sich vorteilhaft verhältnismäßig hohe Konzentrationen an CNT 30 abscheiden, da ein ungewünschtes Agglomerieren derselben durch die engen Abmessungen der durch die Borsten 31 gebildeten kapillaren Ka näle verhindert wird. Durch die Bewegung des Substrates 11 mit der Geschwindigkeit v kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Bürste 18 und Substrat 11, wodurch ein gerichtetes Abscheiden der CNT 30 in der sich ausbildenden Schicht 28 befördert wird.

Claims (9)

  1. Verfahren zum elektrochemischen Erzeugen eines Metallbandes (22), bei dem • ein umlaufendes Substrat (11) wiederholt durch eine elektrochemische Beschichtungsanlage (17) geführt wird, • auf dem Substrat (11) während des Durchlaufes durch die Beschichtungsanlage (17) kontinuierlich eine selbsttragende Schicht (28) elektrochemisch abgeschieden wird und • die selbsttragende Schicht (28) unter Gewinnung des Metallbandes (22) kontinuierlich von dem Substrat (11) abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass • das Substrat (11) wiederholt jeweils vor dem Einführen in die Beschichtungsanlage (17) mit einer Nickeloxydschicht (27) mit einer Dicke von höchstens 10 nm versehen wird und • die Nickeloxidschicht (27) wiederholt jeweils nach dem Abziehen des Metallbandes (22) wieder von dem Substrat (11) entfernt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickeloxidschicht (27) mit einer Dicke von mindestens 0,5 nm hergestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem in der Beschichtungsanlage zum Einsatz kommenden Elektrolyt Partikel dispergiert sind, die in der sich ausbildenden Schicht (28) abgeschieden werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Partikel CNT verwendet werden.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Beschichtungsanlage ein Brush Plating durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickeloxidschicht (27) elektrochemisch durch ein anodisches Passivieren erzeugt wird.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (11) vor dem Erzeugen der Nickeloxidschicht (27) mit einer Nickelschicht (26) beschichtet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickelschicht (26) als Glanznickel in einem Watts-Beschichtungsbad (15) elektrochemisch hergestellt wird.
  9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickeloxidschicht (27) nach dem Abziehen des Metallbandes (22) in einem Entschichtungsbad (25) von dem Substrat (11) entfernt wird.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2413669A1 (de) * 1973-12-03 1975-06-12 Yates Industries Duenne verbund-folie
EP1531656A2 (de) * 2003-11-11 2005-05-18 Furukawa Circuit Foil Co., Ltd. Ultradünne Kupferfolie mit Träger und Leiterplatte unter Verwendung einer ultradünnen Kupferfolie mit Träger
DE10136890B4 (de) * 2001-07-25 2006-04-20 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines kristallstrukturell texturierten Bandes aus Metall sowie Band
US20070003697A1 (en) * 2004-07-28 2007-01-04 Jean-Francois Carlin Lattice-matched AllnN/GaN for optoelectronic devices

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7651766B2 (en) 2005-05-20 2010-01-26 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Carbon nanotube reinforced metal composites

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2413669A1 (de) * 1973-12-03 1975-06-12 Yates Industries Duenne verbund-folie
DE10136890B4 (de) * 2001-07-25 2006-04-20 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines kristallstrukturell texturierten Bandes aus Metall sowie Band
EP1531656A2 (de) * 2003-11-11 2005-05-18 Furukawa Circuit Foil Co., Ltd. Ultradünne Kupferfolie mit Träger und Leiterplatte unter Verwendung einer ultradünnen Kupferfolie mit Träger
US20070003697A1 (en) * 2004-07-28 2007-01-04 Jean-Francois Carlin Lattice-matched AllnN/GaN for optoelectronic devices

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