DE102010050106A1

DE102010050106A1 - Partial electroplating of substrate, comprises applying electrically non-conductive coating material comprising ink jet module on regions of electrically conductive substrate, which is not to be coated

Info

Publication number: DE102010050106A1
Application number: DE201010050106
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2012-05-03

Abstract

Partial electroplating of a substrate (9), comprises applying an electrically non-conductive coating material comprising an ink jet module (1) on regions of electrically conductive substrate, which is not to be coated, or applying an electrically conductive coating material comprising an ink jet module, on regions of electrically non-conductive substrate to be coated. An independent claim is also included for a device for partial electroplating of the substrate, comprising at least one ink jet module, which is formed for applying a non-electrically conductive coating material on regions of the conductive substrate, which is not to be coated and/or an electrically conductive coating material on the regions of the non-conductive substrate to be coated, and a conveyor for moving the substrate along a conveyor line.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum partiellen Galvanisieren eines Substrats, insbesondere ein solches, bei dem nicht zu beschichtende Bereiche des Substrats vor dem Galvanisiervorgang abgedeckt werden.The invention relates to a method for the partial plating of a substrate, in particular one in which regions of the substrate which are not to be coated are covered before the plating process.

Beim galvanischen Beschichten von Substraten ist es häufig erforderlich, eine selektive Beschichtung aufzubringen, wenn eine Teilfläche des Substrats mit Gold oder anderen Edelmetallen überzogen werden soll. Es ist daher üblich, nicht zu beschichtende Bereiche eines Substrats zu maskieren, das heißt mit einer Maske abzudecken, die verhindert, dass die abgedeckten Bereiche beim Galvanisiervorgang beschichtet werden. Bei einfachen Formen oder Strukturen ist die Maskierung problemlos durchführbar, bei sehr kleinen oder unregelmäßig geformten abzudeckenden Bereichen stößt dieses Verfahren jedoch an seine Grenzen. Auch ist es oft schwierig, die geforderte hohe Präzision zu erzielen.When electroplating substrates, it is often necessary to apply a selective coating if a partial surface of the substrate is to be coated with gold or other precious metals. It is therefore common to mask regions of a substrate which are not to be coated, that is to say cover them with a mask which prevents the covered regions from being coated during the electroplating process. For simple shapes or structures, the masking is easily feasible, but with very small or irregularly shaped areas to be covered, this method reaches its limits. Also, it is often difficult to achieve the required high precision.

Ein Anwendungsgebiet für das partielle Galvanisieren eines Substrats ist die Herstellung von Steckern oder metallischen Steckkontakten, die galvanisch vergoldet oder mit einem anderen Edelmetall oder einer Legierung überzogen werden. In diesen Fällen liegt das Substrat in Form eines Endlosbands vor, das bei einem herkömmlichen Verfahren in ein galvanisches Bad eingetaucht wird. Da der Bereich der Bandoberfläche, der später als Steckkontakt dient, klein ist, wäre es jedoch wünschenswert, lediglich diesen Bereich selektiv galvanisch zu beschichten. Bei unregelmäßig geformten Konturen wird jedoch in der Praxis ein größerer Bereich beschichtet, wodurch hohe Kosten entstehen.A field of application for the partial plating of a substrate is the production of plugs or metal plug contacts, which are galvanically plated or coated with another noble metal or an alloy. In these cases, the substrate is in the form of an endless belt, which is immersed in a galvanic bath in a conventional process. Since the area of the strip surface, which later serves as a plug contact, is small, it would be desirable, however, to selectively coat only this area selectively. With irregularly shaped contours, however, a larger area is coated in practice, which results in high costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum partiellen Galvanisieren eines Substrats anzugeben, durch das kleine oder unregelmäßig geformte Bereiche vor dem Galvanisiervorgang exakt abgedeckt oder zum Galvanisieren vorbereitet werden können.The invention is therefore based on the object of specifying a method for the partial plating of a substrate, can be exactly covered by the small or irregularly shaped areas before the electroplating process or prepared for electroplating.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei dem Verfahren bei einem elektrisch leitfähigen Substrat ein nicht elektrisch leitfähiges Beschichtungsmaterial mittels eines Tintenstrahlmoduls auf die nicht zu beschichtenden Bereiche des Substrats oder bei einem nicht elektrisch leitfähigen Substrat ein leitfähiges Beschichtungsmaterial mittels des Tintenstrahlmoduls auf die zu beschichtenden Bereiche des Substrats aufgebracht wird.To achieve this object, it is provided according to the invention in a method of the type mentioned that in a method in an electrically conductive substrate, a non-electrically conductive coating material by means of an ink jet module on the non-coated areas of the substrate or a non-electrically conductive substrate, a conductive coating material is applied by means of the ink jet module to the areas of the substrate to be coated.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass anstelle einer auf das Substrat aufzubringenden Maske eine Beschichtung mit einem Tintenstrahlmodul vorgenommen werden kann, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass die abzudeckenden bzw. beim Galvanisiervorgang auszusparenden Bereiche oder aber, bei einem nicht leitfähigen Substrat, die zu galvanisierenden Bereich, äußerst präzise durch Besprühen mit dem Tintenstrahlmodul abgedeckt bzw. definiert werden können. Dementsprechend handelt es sich um ein Bedrucken der auszusparenden Bereiche oder nicht auszusparenden Bereiche mit einem Beschichtungsmaterial wie z. B. einer Markierungstinte. Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass es kontinuierlich durchgeführt werden kann, wobei für das Beschichten lediglich ein kurzer Zeitraum erforderlich ist, der vor- oder nachgeschaltete Produktionsschritte nicht beeinträchtigt.The invention is based on the recognition that, instead of a mask to be applied to the substrate, a coating can be carried out with an inkjet module, which has the advantage that the areas to be covered or expelled during the electroplating process or, in the case of a nonconductive substrate, those too electroplating area, can be covered or defined extremely precisely by spraying with the ink jet module. Accordingly, it is a printing of auszusparenden areas or not auszusparenden areas with a coating material such. B. a marking ink. The method according to the invention has the advantage that it can be carried out continuously, wherein only a short period of time is required for the coating, which does not impair upstream or downstream production steps.

Es werden zwei Varianten unterschieden. Zum einen wird bei solchen Verfahren, bei denen ein leitfähiges Substrat vorliegt und bei dem nicht zu beschichtende Bereiche des Substrats vor dem Galvanisiervorgang abgedeckt werden, vorgesehen, dass ein nicht elektrisch leitfähiges Beschichtungsmaterial von einem Tintenstrahlmodul auf die nicht zu beschichtenden Bereiche des Substrats aufgebracht wird. Hier ersetzt das Beschichtungsmaterial also eine Maske. Andererseits ist es auch denkbar, den Vorgang umzukehren und von einem nicht leitfähigen Substrat auszugehen, auf das beispielsweise besonders feine Strukturen durch Galvanisieren aufgebracht werden sollen. Dann wird ein leitfähiges Beschichtungsmaterial verwendet, so dass nicht die auszusparenden Bereiche, sondern die zu beschichtenden Bereiche bestimmt werden.There are two variants. First, in those processes where a conductive substrate is present and where areas of the substrate not to be coated are covered prior to the plating process, it is provided that a non-electrically conductive coating material is applied by an inkjet module to the areas of the substrate that are not to be coated. Here, therefore, the coating material replaces a mask. On the other hand, it is also conceivable to reverse the process and to start from a non-conductive substrate on which, for example, particularly fine structures are to be applied by electroplating. Then, a conductive coating material is used, so that not the areas to be spared, but the areas to be coated are determined.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vorgehens ist es, dass das Beschichtungsmaterial so dünn aufgebracht werden kann, dass nachgelagerte Verformungen, die beispielsweise in weiteren Bearbeitungsschritten nötig werden, vorgenommen werden können, ohne dass die Beschichtungsstruktur beschädigt wird. Insbesondere bei flexiblen Substraten, die gewinkelt geführt werden und/oder gewickelt werden, ist dies vorteilhaft.A further advantage of the procedure according to the invention is that the coating material can be applied so thin that subsequent deformations, which become necessary, for example, in further processing steps, can be carried out without damaging the coating structure. This is advantageous in particular with flexible substrates which are guided at an angle and / or wound.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, dass das Substrat entlang einer Förderstrecke an dem das Beschichtungsmaterial abgebenden Tintenstrahlmodul vorbeibewegt wird. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Tintenstrahlmodul entlang des stationären Beschichtungsmaterials bewegt wird, vorzugsweise wird jedoch das als Endlosmaterial bereitgestellte Substrat an dem stationären Tintenstrahlmodul vorbeibewegt.In the method according to the invention, it is preferred that the substrate is moved along a conveying path past the ink jet module which delivers the coating material. In principle, it is also conceivable that the inkjet module is moved along the stationary coating material, but preferably the substrate provided as endless material is moved past the stationary inkjet module.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, dass das Beschichtungsmaterial im continuous-ink-jet-Verfahren (CIJ-Verfahren) aufgebracht wird. Bei diesem an sich bekannten Verfahren wird mittels eines piezoelektrischen Schwingers ein Tintentröpfchen aus einer Düse ausgestoßen, das Ladeelektroden passiert, durch die es elektrostatisch aufgeladen wird, wobei die Größe der Ladung veränderlich ist. Anschließend passiert das Tröpfchen Ablenkelektroden, so dass es in Abhängigkeit der jeweiligen Ladung horizontal oder vertikal abgelenkt wird. Auf diese Weise kann ein Tröpfchen definiert an einer bestimmten Stelle des Substrats aufgebracht werden, wodurch die abdeckende Beschichtung geschaffen wird. Überschüssige Tröpfchen, die momentan nicht zur Beschichtung benötigt werden, werden aufgefangen und in einen Vorratsbehälter für das Beschichtungsmaterial zurückgeführt.In the method according to the invention, it is preferred that the coating material is applied by the continuous-ink-jet method (CIJ method). In this method known per se, an ink droplet is ejected from a nozzle by means of a piezoelectric vibrator, passing through charging electrodes through which it passes is electrostatically charged, the size of the charge is variable. Subsequently, the droplet passes deflecting electrodes, so that it is deflected horizontally or vertically depending on the respective charge. In this way, a droplet can be deposited in a defined position on the substrate, thereby creating the covering coating. Excess droplets that are not currently required for coating are collected and returned to a reservoir for the coating material.

Alternativ zu einer horizontalen und/oder vertikalen Ablenkung der Tintentröpfchen ist auch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar, in der bei einem grundsätzlich ortsfesten Auftreffpunkt der Tintentröpfchen das Substrat zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Auftreffrichtung der Tintentröpfchen bewegt wird. In diesem Fall ist demnach die Richtung der Tintentröpfchen des Tintenstrahlmoduls also fest, während das Substrat bewegt werden kann, um beliebig geformte Bereiche erzielen zu können. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Tintentröpfchen zumindest näherungsweise in einem Winkel von 90° auf das Substrat auftreffen, so dass keine Spritzer auftreten. Das Substrat kann beispielsweise beweglich an einer Haltevorrichtung mit geeignet ansteuerbaren Stellmitteln zur Bewegung des Substrates in der Ebene senkrecht zur Auftreffrichtung der Tintentröpfchen angeordnet werden.As an alternative to a horizontal and / or vertical deflection of the ink droplets, an embodiment of the method according to the invention is conceivable in which the substrate is moved at least substantially perpendicular to the direction of impact of the ink droplets at a basically stationary point of impact of the ink droplets. In this case, therefore, the direction of the ink droplets of the ink jet module is fixed, while the substrate can be moved to achieve arbitrarily shaped areas can. It is particularly advantageous in this case if the ink droplets impinge at least approximately at an angle of 90 ° on the substrate, so that no splashes occur. The substrate can be arranged, for example, movably on a holding device with suitably controllable adjusting means for moving the substrate in the plane perpendicular to the direction of impact of the ink droplets.

Ein besonders gutes Beschichtungsergebnis ergibt sich, wenn das Aufbringen des Beschichtungsmaterials im Tintenstrahlverfahren derart koordiniert mit der Förderung des Substrats gesteuert wird, dass Tintentröpfchen einander teilweise in Förderrichtung überdecken. Durch die sich teilweise überdeckenden Tintentröpfchen kann eine verhältnismäßig glatte Kante des Beschichtungsmaterials erzeugt werden, die für viele Anwendungen gefordert wird. Als weiterer Vorteil dieser überlappenden Aufbringung kann die Schichtstärke des Beschichtungsmaterials durch den Überdeckungsgrad gesteuert werden, das bedeutet, es können verschiedene Schichtdicken realisiert werden. Dies ist insbesondere zweckmäßig in Anwendungen, in denen das elektrisch leitfähige Beschichtungsmaterial die zu galvanisierenden Bereiche bestimmt und ein bestimmter Übergangswiderstand eingestellt werden soll. Es kann also vorgesehen sein, dass eine vorbestimmte Schichtstärke des Beschichtungsmaterials durch entsprechende Einstellung des Überdeckungsgrades der Tintentröpfchen erzeugt wird.A particularly good coating result is obtained if the application of the coating material in the ink-jet process is controlled in such a coordinated manner with the conveyance of the substrate that ink droplets partially cover one another in the conveying direction. Due to the partially covering ink droplets, a relatively smooth edge of the coating material can be produced, which is required for many applications. As a further advantage of this overlapping application, the layer thickness of the coating material can be controlled by the degree of coverage, which means that different layer thicknesses can be realized. This is particularly useful in applications in which the electrically conductive coating material determines the areas to be plated and a certain contact resistance should be set. It can therefore be provided that a predetermined layer thickness of the coating material is produced by appropriate adjustment of the degree of coverage of the ink droplets.

Vorzugsweise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Tintenstrahlmodul so angeordnet ist, dass die Tintentröpfchen zumindest näherungsweise in einem Winkel von 90° auf das Substrat auftreffen. In diesem Fall bildet das Tintentröpfchen einen Kreis auf dem Substrat. Wenn der Tropfen hingegen unter einem schiefen Winkel auf das Substrat auftrifft, kann der Fall eintreten, dass er durch die kinetische Energie beim Auftreffen zerplatzt, wodurch sich Spritzer bilden. Diese Spritzer des Beschichtungsmaterials sind allerdings unerwünscht, da sie die Ausbildung einer glatten Kante verhindern, was zum einen die Struktur beeinträchtigt, zum anderen den Beschichtungsbereich beeinträchtigen kann. Das Tintenstrahlmodul und das Substrat werden daher so zueinander positioniert, dass bei einer bandartigen Beschichtung wenigstens eine glatte Kante erzeugt werden kann.In the method according to the invention, it can preferably be provided that the inkjet module is arranged such that the ink droplets strike the substrate at least approximately at an angle of 90 °. In this case, the ink droplet forms a circle on the substrate. On the other hand, when the droplet hits the substrate at an oblique angle, it may burst that it bursts due to the kinetic energy upon impact, causing splashes. However, these splashes of the coating material are undesirable because they prevent the formation of a smooth edge, which on the one hand impairs the structure, on the other hand can affect the coating area. The ink-jet module and the substrate are therefore positioned relative to one another in such a way that at least one smooth edge can be produced in the case of a ribbon-like coating.

Zweckmäßig ist es zudem, wenn Tintentröpfchen einer Größe zwischen 20 μm und 60 μm verwendet werden. Durch diese Reduzierung des Durchmessers ergibt sich eine Reduzierung der kinetischen Energie der Tintentröpfchen, insbesondere im Vergleich zur Oberflächenspannung der Tintentöpfchen. Ist aber die Oberflächenspannung größer als die kinetische Energie, so wird das Risiko, dass Spritzer entstehen können, deutlich reduziert. Weiterhin ergibt sich bei Verwendung solch kleiner Tintentröpfchen eine bessere Auflösung, so dass insbesondere auch die Randschärfe verbessert werden kann.It is also useful if ink droplets of a size between 20 microns and 60 microns are used. This reduction of the diameter results in a reduction of the kinetic energy of the ink droplets, in particular in comparison to the surface tension of the ink droplets. But if the surface tension is greater than the kinetic energy, the risk of spattering is significantly reduced. Furthermore, the use of such small droplets of ink results in a better resolution, so that in particular the marginal sharpness can also be improved.

Eine weitere Verbesserung kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt werden, indem zwei Tintenstrahlmodule verwendet werden, die derart unterschiedlich hoch angeordnet sind, dass die Tintentröpfchen vertikal beabstandet austreten. Dadurch wird der Nachteil beseitigt, dass das Tintenstrahlmodul nur entlang einer Linie eine glatte Kante erzeugen kann, wohingegen die abgelenkten Tintentröpfchen, die nicht in einem Winkel von 90° auf das Substrat treffen, zerplatzen und zur Spritzerbildung neigen. Sofern jedoch zwei separate Tintenstrahlmodule verwendet werden, kann damit eine bandartige Beschichtung realisiert werden, bei der sowohl die obere Kante als auch die untere Kante glatt ist. Eines der beiden Tintenstrahlmodule wird dabei umgedreht, das heißt auf dem Kopf positioniert, so dass ausgehend von einer glatten Kante das Innere des zu beschichtenden bandartigen Bereichs abgedeckt werden kann.A further improvement can be achieved in the method according to the invention by using two ink jet modules which are arranged at different heights so that the ink droplets emerge vertically spaced apart. This eliminates the disadvantage that the inkjet module can only make a smooth edge along one line, whereas the deflected ink droplets that do not hit the substrate at 90 ° will crack and tend to spatter. However, if two separate ink jet modules are used, a belt-like coating can be realized with both the upper edge and the lower edge smooth. One of the two inkjet modules is thereby turned over, that is positioned upside down, so that starting from a smooth edge, the interior of the band-like area to be coated can be covered.

In manchen Anwendungsfällen kann es zweckmäßig sein, wenn das Beschichtungsmaterial auf beiden Seiten des Substrats durch wenigstens zwei einander gegenüberliegend angeordnete Tintenstrahlmodule aufgebracht wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit praktisch gleichzeitig sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite des Substrats beschichtet werden, was vorteilhaft im Hinblick auf die Einsparung des im Rahmen des Galvanisiervorgangs aufgebrachten Metalls ist.In some applications, it may be expedient if the coating material is applied on both sides of the substrate by at least two ink jet modules arranged opposite one another. In the method according to the invention, therefore, both the front side and the back side of the substrate can be coated virtually simultaneously, which is advantageous with regard to the saving of the metal applied during the electroplating process.

Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass ein bei Beleuchtung mit UV-Licht sichtbares Beschichtungsmaterial verwendet wird. Da dieses Beschichtungsmaterial bei Tageslicht nicht sichtbar ist, entfällt der Schritt des Entfernens des Beschichtungsmaterials nach dem Galvanisiervorgang. Wenn hingegen ein sichtbares, nicht elektrisch leitfähiges Beschichtungsmaterial verwendet wird, kann dieses alternativ nachträglich mittels eines Lösungsmittels entfernt werden. Das mit UV-Licht sichtbare Beschichtungsmaterial kann zusätzlich zur automatischen Kontrolle der Beschichtung dienen. Das bedeutet, nachdem das Beschichtungsmäterial aufgebracht wurde, aber vor dem Galvanisiervorgang, kann eine Bestrahlung mit UV-Licht erfolgen und es kann, beispielsweise über ein Vision-System oder ein sonstiges Bildgebungssystem mit zugeordneter Auswerteeinrichtung, überprüft werden, ob die Struktur wie geplant erzeugt wurde.In the context of the invention, it can also be provided that when illuminated with UV light visible coating material is used. Since this coating material is not visible in daylight, eliminates the step of removing the coating material after the electroplating process. On the other hand, if a visible, non-electrically conductive coating material is used, this can alternatively be subsequently removed by means of a solvent. The UV-visible coating material may additionally serve to automatically control the coating. That is, after the coating material has been applied, but before the electroplating process, irradiation with UV light can take place and it can be checked, for example via a vision system or another imaging system with an associated evaluation device, whether the structure was produced as planned ,

Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum partiellen Galvanisieren eines Substrats.In addition, the invention relates to an apparatus for partially plating a substrate.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie wenigstens ein Tintenstrahlmodul aufweist, das zum Aufbringen eines nicht elektrisch leitfähigen Beschichtungsmaterials auf nicht zu beschichtende Bereiche des Substrats bei einem leitfähigen Substrat und/oder eines elektrisch leitfähigen Beschichtungsmaterials auf zu beschichtenden Bereiche des Substrats bei einem nicht leitfähigen Substrat ausgebildet ist, die Vorrichtung umfasst ferner eine Fördereinrichtung zum Bewegen des Substrats entlang einer Förderstrecke.The device according to the invention is characterized in that it has at least one ink jet module which is not suitable for applying a non-electrically conductive coating material to regions of the substrate which are not to be coated in the case of a conductive substrate and / or an electrically conductive coating material on areas of the substrate to be coated conductive substrate is formed, the apparatus further comprises a conveying device for moving the substrate along a conveying path.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Sämtliche technischen Merkmale und Verfahrensschritte können auch in unterschiedlichen Kombinationen durchgeführt werden bzw. vorgesehen sein.Further details of the invention are described in the subclaims. All technical features and method steps can also be carried out or provided in different combinations.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen dargestellt. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:Further advantages and details of the invention are illustrated below by means of embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:

1 den Aufbau und die Wirkungsweise eines Tintenstrahlmoduls; 1 the structure and operation of an ink jet module;

2 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der wesentlichen Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 2 a representation of the method according to the invention and the essential components of a device according to the invention;

3 und 4 schematische Darstellungen von Substraten, die mit dem in Tröpfchenform aufgebrachten Beschichtungsmaterial beschichtet sind; 3 and 4 schematic representations of substrates coated with the droplet-form coating material;

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 5 a further embodiment of a device according to the invention;

6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und 6 a further embodiment of a device according to the invention; and

7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Tintenstrahlmodulen. 7 a further embodiment of a device according to the invention with two ink jet modules.

Auch wenn in diesen Ausführungsbeispielen hauptsächlich eine Anwendung diskutiert wird, in der nicht zu beschichtende Bereiche des Substrats vor dem Galvanisiervorgang abgedeckt werden, lässt sich die Erfindung entsprechend auf Ausgestaltungen mit einem nicht leitfähigen Substrat übertragen.Although these embodiments mainly discuss an application in which areas of the substrate not to be coated are covered prior to the electroplating process, the invention can be correspondingly applied to configurations with a nonconductive substrate.

1 zeigt den prinzipiellen Ablauf der Beschichtung eines Substrats mit einem Tintenstrahlmodul. Das in 1 gezeigte Tintenstrahlmodul 1 umfasst im Wesentlichen einen piezoelektrischen Schwinger 2, der in einem Druckkopf aufgenommen ist und mittels des piezoelektrischen Effekts ein Tintentröpfchen 3 aus einer Düse 4 ausstößt. Dem Druckkopf, der den Schwinger 2 enthält, wird mittels einer Pumpe 5 Beschichtungsmaterial aus einem Vorratsbehälter 6 zugeführt. Das aus der Düse 4 ausgestoßene Tintentröpfchen 3 passiert Ladungselektroden 7, durch die das Tintentröpfchen 3 mehr oder weniger stark elektrostatisch aufgeladen wird. Auf seiner Flugbahn passiert das Tintentröpfchen 3 Ablenkelektroden 8, durch die es in Abhängigkeit von der spezifischen elektrostatischen Ladung seitlich abgelenkt wird. Die Ablenkung kann sowohl horizontal als auch vertikal erfolgen. Dementsprechend treffen die Tintentröpfchen 3 an unterschiedlichen Stellen entlang einer Linie auf einem Substrat 9 auf. Das Tintenstrahlmodul 1 ist stationär angeordnet, das Substrat 9 wird senkrecht zu der Richtung bewegt, in der die Tintentröpfchen 3 durch die Ablenkelektroden 8 abgelenkt werden. Auf diese Weise kann jeder Punkt des Substrats 9 mit dem Beschichtungsmaterial versehen werden. 1 shows the basic process of coating a substrate with an ink jet module. This in 1 shown inkjet module 1 essentially comprises a piezoelectric oscillator 2 which is received in a print head and an ink droplet by the piezoelectric effect 3 from a nozzle 4 ejects. The printhead, the oscillator 2 contains, is by means of a pump 5 Coating material from a storage container 6 fed. That from the nozzle 4 ejected ink droplets 3 happens charging electrodes 7 through which the ink droplet 3 charged more or less electrostatically. On his trajectory the ink droplet passes 3 deflection 8th by which it is deflected laterally depending on the specific electrostatic charge. The deflection can be done both horizontally and vertically. Accordingly, the ink droplets hit 3 at different points along a line on a substrate 9 on. The inkjet module 1 is stationary, the substrate 9 is moved perpendicular to the direction in which the ink droplets 3 through the deflection electrodes 8th to get distracted. In this way, every point of the substrate can be 9 be provided with the coating material.

Das Ausstoßen der Tintentröpfchen 3 erfolgt im continuous-ink-jet-Verfahren, bei dem permanent Tintentröpfchen 3 aus der Düse 4 ausgestoßen werden. Überschüssige Tintentröpfchen 3 werden aufgefangen und über eine Rückführleitung 10, in der ein Filter 11 integriert ist, wieder dem Vorratsbehälter 6 zugeführt. Optional kann in dem Vorratsbehälter 6 ein Mittel zur Viskositätsregelung des Beschichtungsmaterials vorgesehen sein.The ejection of the ink droplets 3 takes place in the continuous-ink-jet process, in which permanent ink droplets 3 from the nozzle 4 be ejected. Excess ink droplets 3 are collected and returned via a return line 10 in which a filter 11 is integrated, again the reservoir 6 fed. Optionally, in the reservoir 6 a means for controlling the viscosity of the coating material may be provided.

2 zeigt einen Ausschnitt einer Vorrichtung zum partiellen Galvanisieren eines Substrats, bei der ein erstes Tintenstrahlmodul 1 vorgesehen ist, um eine Seite eines Substrats 12 zu beschichten. Ein weiteres Tintenstrahlmodul 13 ist so angeordnet, dass es die Rückseite des Substrats 12 beschichtet. Die beiden Tintenstrahlmodule 1, 13 können unterschiedlich angesteuert werden, so dass auf beiden Seiten des Substrats 12 unterschiedliche Bereiche abgedeckt werden können. Das in 2 gezeigte Substrat 12 besitzt eine kammartige Struktur mit Vorsprüngen 14, sein unterer Rand ist mit regelmäßigen Aussparungen versehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine schnell trocknende Markierungstinte als Beschichtungsmaterial verwendet. Die Tintenstrahlmodule 1, 13 können so gesteuert werden, dass sie das Beschichtungsmaterial nur dann abgeben, wenn ein entsprechender Vorsprung 14 das Tintenstrahlmodul 1, 13 passiert. 2 ist auch entnehmbar, dass voneinander beabstandete Bereiche des Substrats 12 beschichtet werden können, beispielsweise kann im oberen Bereich eine streifenförmige Beschichtung 15 erzeugt werden, im unteren Bereich können die Vorsprünge 14 mit dem Beschichtungsmaterial versehen werden. Es kann demnach aus Einzeltropfen jede beliebige Struktur realisiert werden. Durch das aufgetragene Beschichtungsmaterial wird eine Strukturierung der Oberfläche des Substrats 12 erzielt, die dazu führt, dass auf dem Substrat das beim Galvanisiervorgang aufgebrachte Metall nur auf frei liegenden Bereichen abgeschieden wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann somit der Bereich unterhalb der streifenförmigen Beschichtung 15 und oberhalb der beschichteten Vorsprünge 14 z. B. galvanisch mit Gold versehen werden. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Ersparnis im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, bei denen eine partielle Maskierung nicht möglich ist, so dass auch die Vorsprünge galvanisch beschichtet werden mussten. Durch die Möglichkeit, die Tintenstrahlmodule 1, 13 sehr exakt steuern zu können, kann das Beschichtungsmaterial, bei dem es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Markierungstinte handelt, mit extrem hoher Präzision aufgebracht werden. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist die Galvanisiervorrichtung, die an sich bekannt ist, nicht in 2 und den weiteren Zeichnungen dargestellt. 2 shows a section of an apparatus for partially plating a substrate, wherein a first ink jet module 1 is provided to one side of a substrate 12 to coat. Another inkjet module 13 is arranged so that it is the back of the substrate 12 coated. The two inkjet modules 1 . 13 can be controlled differently, so that on both sides of the substrate 12 different Areas can be covered. This in 2 shown substrate 12 has a comb-like structure with protrusions 14 , its lower edge is provided with regular recesses. In the illustrated embodiment, a fast-drying marking ink is used as the coating material. The inkjet modules 1 . 13 can be controlled so that they release the coating material only if a corresponding projection 14 the inkjet module 1 . 13 happens. 2 is also removable, that spaced apart areas of the substrate 12 can be coated, for example, in the upper part of a strip-shaped coating 15 can be generated in the lower part, the projections 14 be provided with the coating material. It can therefore be realized from single drops of any structure. By the applied coating material is a structuring of the surface of the substrate 12 achieved, which results in that on the substrate, the metal applied during the plating process is deposited only on exposed areas. In the illustrated embodiment, thus, the area below the strip-shaped coating 15 and above the coated protrusions 14 z. B. be provided with gold galvanically. This results in a significant saving compared to conventional methods in which a partial masking is not possible, so that the projections had to be electroplated. By the way, the inkjet modules 1 . 13 To control very precisely, the coating material, which is a marking ink in the illustrated embodiment, can be applied with extremely high precision. For better clarity, the galvanizing device, which is known per se, not in 2 and the further drawings.

Die 3 und 4 zeigen Substrate, bei denen ein Beschichtungsmaterial in Form von Tintentröpfchen aufgebracht worden ist.The 3 and 4 show substrates in which a coating material has been applied in the form of ink droplets.

In 3 ist ein Substrat 16 dargestellt, auf das eine Mehrzahl von Tintentröpfchen 3 nebeneinander und untereinander aufgebracht worden ist, so dass sich die Tintentröpfchen 3 punktuell berühren. Aus 3 ist ersichtlich, dass auf diese Weise keine vollständige Abdeckung der Oberfläche des Substrats 16 erzielt werden kann, da zwischen den Tintentröpfchen 3 nicht beschichtete Stellen verbleiben.In 3 is a substrate 16 shown on the a plurality of ink droplets 3 has been applied next to each other and with each other, so that the ink droplets 3 touch selectively. Out 3 It can be seen that in this way no complete coverage of the surface of the substrate 16 can be achieved, as between the ink droplets 3 uncoated areas remain.

4 zeigt ein Substrat 17, bei dem Tintentröpfchen 3 so aufgebracht worden sind, dass sie einander teilweise überlappen. Das Aufbringen des Beschichtungsmaterials in Form der Tintentröpfchen 3 wird dazu koordiniert mit der Bewegung des Substrats 17 entlang der Förderstrecke gesteuert, so dass die Tintentröpfchen 3 einander teilweise in Förderrichtung und/oder senkrecht dazu überdecken. An der oberen Kante der von den Tintentröpfchen 3 gebildeten Beschichtung wird eine zumindest näherungsweise gerade Kante erhalten, dasselbe gilt für die untere Kante des beschichteten Bereichs. Desweiteren kann mit der teilweisen Überdeckung der Tintentröpfchen 3 die Schichtdicke des Beschichtungsmaterials bestimmt werden. 4 shows a substrate 17 in which ink droplets 3 have been applied so that they partially overlap each other. The application of the coating material in the form of ink droplets 3 is coordinated with the movement of the substrate 17 controlled along the conveyor line so that the ink droplets 3 partially overlap each other in the conveying direction and / or perpendicular thereto. At the top edge of the ink droplets 3 An approximately at least approximately straight edge is obtained, the same applies to the lower edge of the coated area. Furthermore, with the partial coverage of the ink droplets 3 the layer thickness of the coating material can be determined.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens, bei dem ein Tintenstrahlmodul 1 ein Substrat 18 beschichtet. Das Tintenstrahlmodul 1 ist so angeordnet, dass seine Längsrichtung und damit die Austrittsrichtung der Düse 4 orthogonal zum Substrat 18 ist. Wenn – wie in 5 gezeigt ist – eine bandartige Beschichtung 19 erzeugt werden soll, ist es erforderlich, dass die Tintentröpfchen 3 orthogonal, in einem Winkel von 90°, auf das Substrat 18 auftreffen. Dies ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch nur für die untere Kante der bandartigen Beschichtung 19 der Fall, auf die obere Kante treffen die Tintentröpfchen in einem anderen Winkel auf das Substrat 18 auf, der kleiner als 90° ist. Dabei besteht allerdings die Gefahr, dass die Tintentröpfchen 3 beim Auftreffen zerplatzen, wodurch es zur Satellitenbildung kommt. Dabei können Spritzer entstehen, die verhindern, dass die bandartige Beschichtung 19 eine glatte, gerade Kante besitzt. 5 shows an embodiment of the method in which an ink jet module 1 a substrate 18 coated. The inkjet module 1 is arranged so that its longitudinal direction and thus the exit direction of the nozzle 4 orthogonal to the substrate 18 is. If - as in 5 is shown - a band-like coating 19 is to be generated, it is necessary that the ink droplets 3 orthogonal, at an angle of 90 °, to the substrate 18 incident. However, this is in the illustrated embodiment, only for the lower edge of the belt-like coating 19 the case, on the upper edge of the ink droplets meet at a different angle to the substrate 18 which is less than 90 °. However, there is a risk that the ink droplets 3 burst on impact, causing satellite formation. This can cause spatters that prevent the ribbon-like coating 19 has a smooth, straight edge.

6 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel, bei dem ein Substrat 18 mit einem Tintenstrahlmodul 20 beschichtet wird. Das Tintenstrahlmodul 20 entspricht dem Tintenstrahlmodul 1, anders als bei dem Ausführungsbeispiel von 5 ist dieses jedoch um 180° verdreht, das heißt auf dem Kopf stehend angeordnet. Dementsprechend treffen die Tintentröpfchen 3 an der oberen Kante der bandartigen Beschichtung 21 in einem rechten Winkel auf das Substrat 18 auf, an der unteren Kante der bandartigen Beschichtung 21 treffen die Tintentröpfchen 3 unter einem Winkel auf, der kleiner als 90° ist, so dass die Gefahr besteht, dass sich dort Spritzer bilden, wodurch die Entstehung einer geraden, glatten Kante verhindert wird. 6 shows a similar embodiment in which a substrate 18 with an inkjet module 20 is coated. The inkjet module 20 corresponds to the inkjet module 1 , unlike the embodiment of 5 However, this is rotated by 180 °, that is arranged upside down. Accordingly, the ink droplets hit 3 at the upper edge of the belt-like coating 21 at a right angle to the substrate 18 on, at the lower edge of the belt-like coating 21 hit the ink droplets 3 at an angle less than 90 ° so that there is a risk of spattering, preventing the formation of a straight, smooth edge.

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein erstes Tintenstrahlmodul 1 und ein zweites Tintenstrahlmodul 20 verwendet werden, um eine bandartige Beschichtung 22 auf einem Substrat 23 zu erzeugen. Die beiden an sich identischen Tintenstrahlmodule 1, 20 sind um 180° versetzt zueinander angeordnet, so dass die von dem Tintenstrahlmodul 1 abgegebenen Tintentröpfchen 3 senkrecht auf die untere Kante der bandartigen Beschichtung 22 auftreffen, während die von dem Tintenstrahlmodul 20 abgegebenen Tintentröpfchen 3 auf die obere Kante der bandartigen Beschichtung 22 orthogonal auftreffen. Dadurch ist gewährleistet, dass sowohl die obere Kante als auch die untere Kante der bandartigen Beschichtung 22 eine hohe Kantenschärfe besitzen. Analog kann auch die Rückseite des Substrats 23 durch ein oder mehrere Tintenstrahlmodule beschichtet werden. Sofern bei bestimmten Anwendungen mehrere exakte gerade Kanten erforderlich sind, können selbstverständlich auch weitere Tintenstrahlmodule verwendet werden. 7 shows a further embodiment in which a first ink jet module 1 and a second ink jet module 20 used to be a tape-like coating 22 on a substrate 23 to create. The two identical inkjet modules 1 . 20 are offset by 180 ° to each other, so that of the inkjet module 1 discharged ink droplets 3 perpendicular to the lower edge of the belt-like coating 22 impinge while that of the inkjet module 20 discharged ink droplets 3 on the upper edge of the belt-like coating 22 impinging orthogonally. This ensures that both the upper edge and the lower edge of the belt-like coating 22 have a high edge sharpness. Analog can also be the back of the substrate 23 be coated by one or more ink jet modules. If several exact straight edges are required in certain applications, of course, other ink jet modules can be used.

Bei den hier gezeigten Ausführungsbeispielen werden Tintentröpfchen 3 mit einem Durchmesser im Bereich von 20 μm bis 60 μm verwendet, beispielsweise einem Durchmesser von 30 μm.In the embodiments shown here are ink droplets 3 used with a diameter in the range of 20 microns to 60 microns, for example, a diameter of 30 microns.

Es sei schließlich noch angemerkt, dass statt einer Ablenkbarkeit der Tintentröpfchen auch ein Tintenstrahlmodul verwendet werden kann, dessen Ausstoßrichtung fest ist, so dass auch die Auftreffrichtung auf das Substrat fest ist. Dann kann das Substrat, insbesondere senkrecht zur Auftreffrichtung, so bewegt werden, dass sich die gewünschte Struktur ergibt. Beispielsweise kann eine Haltevorrichtung mit entsprechend ansteuerbaren Stellmitteln genutzt werden.Finally, it should be noted that instead of a deflectability of the ink droplets, an ink jet module can be used whose ejection direction is fixed, so that the direction of impact on the substrate is fixed. Then the substrate, in particular perpendicular to the direction of impact, can be moved so that the desired structure results. For example, a holding device can be used with appropriately controllable adjusting means.

Claims

A method for partially electroplating a substrate, characterized in that in the method in an electrically conductive substrate, a non-electrically conductive coating material from an ink jet module on the non-coated areas of the substrate or a non-electrically conductive substrate, a conductive coating material from the ink jet module on the is applied to be coated areas of the substrate.

A method according to claim 1, characterized in that the substrate along a conveying path on which the coating material dispensing ink jet module is moved past.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the coating material in the continuous-ink-jet method (CIJ method) is applied.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the application of the coating material in the ink jet method is controlled in such a coordinated with the promotion of the substrate that ink droplets overlap each other partially in the conveying direction.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that ink droplets are deflected by means of deflection electrodes, preferably vertically or horizontally to the conveying direction.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that at a basically stationary impact point of the ink droplets, the substrate is moved at least substantially perpendicular to the direction of impact of the ink droplets.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that ink droplets not impinging on the substrate are conveyed via an ink return line to an ink supply from which the ink jet module is fed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ink jet module is arranged so that the ink droplets impinge on the substrate at least approximately at an angle of 90 ° and / or ink droplets of a size between 20 microns and 60 microns are used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that two ink jet modules are used, which are arranged differently high, so that the ink droplets emerge vertically spaced and / or the coating material is applied on both sides of the substrate by at least two oppositely disposed ink jet modules.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a visible under illumination with UV light coating material is used.

Device for partially plating a substrate, characterized in that it comprises at least one inkjet module ( 1 . 13 . 20 ), which is used for applying a non-electrically conductive coating material to areas of the substrate which are not to be coated ( 12 . 16 . 17 . 18 . 23 ) in a conductive substrate ( 12 . 16 . 17 . 18 . 23 ) and / or an electrically conductive coating material is formed on regions of the substrate to be coated on a non-conductive substrate, and a conveying device for moving the substrate ( 12 . 16 . 17 . 18 . 23 ) along a conveyor line.

Apparatus according to claim 11, characterized in that the ink jet module ( 1 . 13 . 20 ) is arranged so that the ink droplets at least approximately at an angle of 90 ° to the substrate ( 12 . 16 . 17 . 18 . 23 ).

Device according to claim 11 or 12, characterized in that it comprises two ink jet modules (FIG. 2) arranged on opposite sides of the conveying path (FIG. 1 . 13 ).

Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that it comprises two ink jet modules arranged at a different height ( 1 . 20 ).

Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that it is formed so that the application of the coating material in the ink-jet method in such a coordinated with the promotion of the substrate ( 12 . 16 . 17 . 18 . 23 ) that ink droplets ( 3 ) cover each other partially in the conveying direction.