DE10209365C1 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen

Info

Publication number
DE10209365C1
DE10209365C1 DE10209365A DE10209365A DE10209365C1 DE 10209365 C1 DE10209365 C1 DE 10209365C1 DE 10209365 A DE10209365 A DE 10209365A DE 10209365 A DE10209365 A DE 10209365A DE 10209365 C1 DE10209365 C1 DE 10209365C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
goods
bath
electrodes
electrode
current source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10209365A
Other languages
English (en)
Inventor
Egon Huebel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE10209365A priority Critical patent/DE10209365C1/de
Priority to PCT/DE2003/000153 priority patent/WO2003072855A1/de
Priority to AU2003208267A priority patent/AU2003208267A1/en
Priority to DE10390761T priority patent/DE10390761D2/de
Priority to TW092102697A priority patent/TW200304508A/zh
Application granted granted Critical
Publication of DE10209365C1 publication Critical patent/DE10209365C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/423Plated through-holes or plated via connections characterised by electroplating method
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/005Contacting devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/02Electroplating of selected surface areas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/18Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614Strips or foils
    • C25D7/0621In horizontal cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/12Process control or regulation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/14Related to the order of processing steps
    • H05K2203/1476Same or similar kind of process performed in phases, e.g. coarse patterning followed by fine patterning
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/14Related to the order of processing steps
    • H05K2203/1492Periodical treatments, e.g. pulse plating of through-holes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1509Horizontally held PCB
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1572Processing both sides of a PCB by the same process; Providing a similar arrangement of components on both sides; Making interlayer connections from two sides
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/07Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process being removed electrolytically

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Galvanisierung von Löchern bevorzugt in Leiterplatten. DOLLAR A Bei den bekannten Verfahren zur Durchkontaktierung der Löcher werden die Oberflächen überwiegend metallisiert. Dies ist unerwünscht. Die Erfindung kombiniert die elektrolytische Wirkung von unterschiedlichen Anoden/Kathodenabständen mit jeweils wirkenden Polaritäten. In den Figuren sind die beiden Behandlungsschritte mit unterschiedlichen Abständen der Elektroden und Polaritäten der Badstromquelle eingezeichnet. Bei großem Anoden/Kathodenabstand des Gutes 1 von der Elektrode 2 werden die Oberfläche und die Löcher metallisiert. Bei kleinem Anoden/Kathodenabstand wird die Oberfläche überwiegend entmetallisiert, nicht jedoch die Löcher. Als Ergebnis werden die Löcher metallisiert und nicht die Oberflächen.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Galvanisierung von Löchern, insbesondere von Durchgangslöchern und Sacklöchern, sowie zum elektrolytischen Metallisieren von Strukturen. Eine Anwendung der Erfindung betrifft die elektrolyti­ sche Behandlung von Leiterplatten und Leiterfolien in Tauchbadanlagen, in horizon­ talen und vertikalen Durchlaufanlagen sowie in Bandanlagen. Zur Herstellung von Leiterplatten und Leiterfolien werden in der Regel einseitig oder beidseitig kupferka­ schierte Isolierwerkstoffe verwendet. In diese Platten und Folien werden Löcher und Sacklöcher gebohrt, die in weiteren Prozessschritten zu metallisieren sind. Bei Durchgangslöchern wird der gesamte innere Zylinder metallisiert, d. h. durchkontak­ tiert. Bei Sacklöchern muss zusätzlich auch der Boden des Loches metallisiert werden. Bei anderen Anwendungsfällen sind Sacklöcher und Durchgangslöcher völlig mit Metall zu füllen. In der Leiterplattentechnik werden die Löcher zunehmend kleiner im Durchmesser. In Abhängigkeit von der Plattendicke, beziehungsweise von der Tiefe der Sacklöcher, betragen die Durchmesser mechanisch gebohrter Löcher minimal 0,15 mm. Mit Laserstrahl gebohrte Löcher erreichen minimale Durchmesser von 0,025 mm.
Wesentlich ist die Länge bzw. Tiefe des Loches bezogen auf den Lochdurchmesser. Das Verhältnis Lochtiefe zu Lochdurchmesser wird als Aspect Ratio bezeichnet. Durchgangslöcher werden in Zukunft mit einem Aspect Ratio von 20 : 1 zu metalli­ sieren sein. Bei Sacklöchern mit Durchmessern im Bereich von 0,05 mm wird das Verhältnis 2 : 1 und mehr betragen.
Eine wichtige Kenngröße beim Metallisieren derartiger Löcher ist die so genannte Bohrlochstreuung oder nachfolgend kurz Streuung genannt. Die Streuung kenn­ zeichnet das Verhältnis der abgeschiedenen Schichtdicke an der Mantelfläche im Bohrloch zur Schichtdicke an der Oberfläche der Leiterplatte in Prozent. Eine Streuung von 100% besagt, dass die erzielte Schichtdicke im Loch, meist in der Mitte des Lochzylinders gemessen, ebenso groß ist, wie die erzielte Schichtdicke an der Oberfläche in der Nähe des Loches.
Mit zunehmendem Aspect Ratio bei abnehmenden Lochdurchmessern wird es technisch immer aufwendiger, die Löcher zu galvanisieren. Insbesondere die Bohrlochmitte von Durchgangslöchern oder der Boden von Sacklöchern erfahren die geringste elektrolytische Behandlung. Dagegen wird die Oberfläche der Platten maximal behandelt. Zum Ausgleich dieses Missverhältnisses werden in der Praxis zwei Verfahren angewendet: Es wird mit einer kleinen unwirtschaftlichen Strom­ dichte im Bereich von 1 A/dm2 bis 2,5 A/dm2 galvanisiert. Des weiteren ist bekannt, dass durch die Anwendung der bipolaren Pulsgalvanisierung eine vergleichbare Streuung auch mit Stromdichten im Bereich von bis zu 6 A/dm2 erzielt werden kann. Nachteilig bei beiden Verfahren ist jedoch, dass die Oberfläche trotzdem bevorzugt oder mindestens ebenso galvanisiert wird, wie die Bohrlöcher. Ideal ist z. B. in der Leiterplattentechnik eine maximale Lochgalvanisierung und eine minimale Oberflä­ chengalvanisierung, denn an der Oberfläche der Leiterplatte befindet sich bereits eine Kupferbasisschicht. Diese Basisschicht und die bei der so genannten Durch­ kontaktierung darauf abgeschiedene Kupferschicht muss später bei der weiteren Herstellung der Leiterplatte zur Herstellung der Leiterzüge und Pads partiell wieder geätzt und entfernt werden. Um ein Unterätzen, insbesondere bei der Feinleitertech­ nik zu vermeiden, sollte die zu ätzende Schicht in ihrer Dicke klein sein. Mit zuneh­ mendem Aspect Ratio beträgt die praktisch erreichbare Streuung weit unter 100%, z. B. nur 50%. Das heißt, auf der Oberfläche wird etwa die doppelte Schichtdicke im Vergleich zur Schichtdicke in der Bohrlochmitte elektrolytisch abgeschieden, wenn mit einer wirtschaftlich vertretbaren hohen Stromdichte galvanisiert wird. Dabei ist zu beachten, dass das Galvanisieren auf die Erzielung einer Mindestschichtdicke in der Bohrlochmitte ausgerichtet ist.
Die Druckschrift DE 41 34 632 C1 beschreibt ein Verfahren zum Galvanisieren von mit Lochungen versehenem Gut, vorzugsweise Leiterplatten, die mit Durchgangs­ löchern versehen sind. Die Leiterplatte befindet sich zwischen zwei Elektroden. Jede der Elektroden ist an einen Gleichrichter angeschlossen. Dir Leiterplatte bildet die jeweiligen Gegenpole. Abwechselnd wird an der einen Seite der Leiterplatte metallisiert und an der anderen Seite entmetallisiert. Dadurch sollen die Innenwände der Löcher beim Galvanisieren begünstigt werden. Das unerwünschte Entmetallisie­ ren der Löcher bei ansonsten gleichen Bedingungen wird durch eine geringere Stromdichte vermieden. Dies bedeutet, dass die Oberfläche insgesamt auch metallisiert wird. Vollkommen ohne verbessernden Einfluß ist diese Erfindung bei der Metallisierung von Sacklöchern.
Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, die beim Galvanisieren die Metallabscheidung in Durchgangslöchern und Sacklöchern im Vergleich zur Oberfläche auch dann wesentlich bevorzugen, und die zum gleichmä­ ßigen Metallisieren von Strukturen geeignet sind, wenn hohe Stromdichten ange­ wendet werden.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in Patentanspruch 1 und 16 beschriebenen Verfahren, und durch die Vorrichtungen gemäß der Patentansprüche 26 und 33. Die Verfahren und die Vorrichtungen werden nachfolgend ausführlich erläutert.
Die Erfindung kombiniert in zyklischen Schritten abwechselnd mindestens zwei wesentliche Einflussgrößen des elektrolytischen Behandelns von Löchern und Sacklöchern, nämlich den Anoden/Kathodenabstand, und die Polarität des Behand­ lungsstromes. Die Elektroden sind abwechselnd Anode und Kathode in Bezug auf das Gut.
Teilzyklus 1, großer Anoden/Kathodenabstand
Bei großem Anoden/Kathodenabstand bis zu 500 mm, wird beim Metallisieren die Oberfläche des überwiegend kathodisch gepolten Gutes galvanisiert. Desgleichen werden auch die Löcher zumindest bei Anwendung einer niedrigen Gleichstrom Stromdichte in der Größenordnung von bis zu 3 A/dm2 ausreichend metallisiert.
Bei höheren Stromdichten bis zu 8 A/dm2 kann das bekannte bipolare Pulsgalvani­ sieren zur Verbesserung der Lochgalvanisierung angewendet werden. Beispielswei­ se wird das Gut abwechselnd 20 ms lang mit 10 A/dm2 galvanisiert und 1 ms lang mit 30 A/dm2 entmetallisiert. Insgesamt wird das Gut bei diesen Einstellungen von Stromdichte, Polarität und Zeit der Behandlungsströme überwiegend kathodisch betrieben, das heißt es wird galvanisiert. Die mittlere Galvanisierstromdichte beträgt in diesem Beispiel etwa 8 A/m2.
Zum Verständnis der Lochgalvanisierung sollen die geometrischen Verhältnisse und das Widerstandsmodell einer partiellen elektrolytischen Zelle betrachtet werden. Ein Loch von z. B. 0,3 mm Durchmesser und einer Tiefe von 1,6 mm, was bei Leiterplat­ ten oft vorkommt, hat eine Kreisfläche von 0,07 mm2 und eine Zylinderfläche von 1,5 mm2. Wird das Gut beidseitig galvanisiert, so beträgt die von einer Seite zu galvani­ sierende Zylinderfläche bis zur Plattenmitte 0,75 mm2, das heißt etwa das zehnfache der Bohrlochöffnung. Diese größere Fläche hat einen kleineren partiellen Badwider­ stand als eine Fläche in der Größe der Bohrlochöffnung an der Oberfläche des Gutes. Entsprechend mehr Badstrom fließt in die Bohrung hinein. Wegen des großen Anoden/Kathodenabstandes beteiligt sich an dem, auf die Kreisfläche der Öffnung bezogenen höheren Strom, eine Anodenfläche, die größer ist als die Kreisflächen­ projektion der Bohrlochöffnung. Auch dadurch wird der Badwiderstand von der Anode in das Loch hinein verringert. Diese geometrischen Verhältnisse und der daraus resultierende Badwiderstand bewirken eine überproportionale Lochgalvani­ sierung, bezogen auf die Fläche der Bohrlochöffnung.
Teilzyklus 2, kleiner Anoden/Kathodenabstand
Bei einem kleinen bis sehr kleinen Anoden/Kathodenabstand beteiligt sich nur noch die Anodenfläche am elektrolytischen Prozess, die der Projektion der Bohrlochöff­ nung entspricht. Der anodische Badwiderstand bleibt auf das Loch bezogen groß. Entsprechend weniger Strom fließt in das Loch, auch wenn die Fläche in dem Loch selbst unverändert groß geblieben ist.
Ein weiterer wesentlicher Effekt kommt bei dem kleinen und sehr kleinen An­ oden/Kathodenabstand hinzu. Dieser Anoden/Kathodenabstand ist nur an der Oberfläche des Behandlungsgutes klein. Entsprechend klein ist der elektrische Badwiderstand. In die Tiefe eines Loches hinein ist der Anoden/Kathodenabstand dagegen sehr viel größer. Bei einem dünnen Isolator zwischen der Anode und Kathode kann der Abstand im Loch ein Vielfaches des Anoden/Kathodenabstandes an der Oberfläche betragen. Entsprechend wird im Loch der spezifische Badwider­ stand, bezogen auf die Fläche, ein Vielfaches des spezifischen Badwiderstandes an der Oberfläche betragen. Der Strom zur elektrolytischen Behandlung wird also die Oberfläche bei kleinem Anoden/Kathodenabstand deutlich bevorzugen.
Dies wird im zweiten Behandlungszyklus zum elektrochemischen Ätzen bei anodi­ scher Polarität des Gutes genutzt. Bei Anwendung von bipolarem Pulsbadstrom werden die Parameter Stromdichte, Polarität und Pulsstromzeiten so gewählt, dass das Gut in diesem Zyklus überwiegend anodisch gepolt ist. Dies bewirkt das elektrolytische Ätzen. Wegen der geometrisch unterschiedlichen Verhältnisse an der Oberfläche des Gutes und im Bohrloch wird, wie oben beschrieben, die Oberfläche bevorzugt elektrolytisch behandelt, das heißt in diesem Falle geätzt. Die Bohrloch­ wände im Eingangsbereich eines Loches werden wesentlich weniger und mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche überhaupt nicht geätzt.
Der Gesamtzyklus der Behandlung erfolgt demnach in zwei elektrolytischen Schrit­ ten:
Schritt 1: Großer Anoden/Kathodenabstand, Galvanisierung der Oberfläche und der Bohrlochwände.
Schritt 2: Kleiner Anoden/Kathodenabstand, Ätzen der Oberfläche und minimales Ätzen der Bohrlochwände.
Ergebnis: Schichtdicke an der Oberfläche des Gutes minimal und an den Bohrlochwänden maximal.
In der Praxis kann das Ergebnis von diesem Idealergebnis abweichen. Die Erfindung hat jedoch eine große wirtschaftliche Bedeutung, weil jede Steigerung der Streuung in gleichem Maße eine Steigerung der Leistungsfähigkeit der Galvanisieranlage darstellt. Desgleichen werden der Aufwand der erforderlichen Stoffe für den elektro­ lytischen Prozess, sowie ein Teil der erforderlichen Energie eingespart. Der Grund hierfür ist die Tatsache, dass bei der Galvanisierung von Leiterplatten eine spezifi­ zierte Mindestschichtdicke im Loch, das ist meist die Lochmitte, erreicht werden muss. Somit bestimmt die Lochgalvanisierung die Expositionszeit und damit die Wirtschaftlichkeit des gesamten Prozesses, einschließlich der nachfolgenden Ätzprozesse.
In der Praxis richten sich die einzustellenden Abstände der Elektroden von dem Gut nach den Gegebenheiten der Anlage. Vorteilhaft ist die Wahl eines möglichst kleinen Abstandes für den Teilzyklus 2, z. B. 0,1 mm und eines möglichst großen Abstandes für den Teilzyklus 1, z. B. 100 mm. Das Verhältnis des Anoden/Kathodenabstandes soll 1 : 10 bis 1 : 1000 betragen. Zu bevorzugen sind große Abstandsunterschiede.
Beim Galvanisieren von Strukturen, wie z. B. Leiterzügen, wird ebenfalls bei dem weiten Anoden/Kathodenabstand metallisiert und bei dem kleinen Anoden/Kathoden­ abstand entmetallisiert. Die Spitzenwirkung des elektrischen Feldes wird im Teilzy­ klus 1 verringert. Im Teilzyklus 2 wird die verbleibende bevorzugte Galvanisierung an den Spitzen und Kanten der Strukturen bevorzugt entmetallisiert. Die Erfindung eignet sich somit auch hervorragend zur Metallisierung des Leiterbildaufbaues von Leiterplatten bei gleichzeitiger Behandlung von Durchgangslöchern und Sacklöchern.
Zu erwähnen ist, dass das Galvanisierergebnis nicht nur von den hier betrachteten geometrischen und elektrotechnischen Parametern der elektrolytischen Zelle abhängig ist, sondern auch von chemischen und hydrodynamischen Einflussgrößen, insbesondere auch von den organischen Additiven. Diese Einflussgrößen werden in der vorliegenden Erfindung nicht näher betrachtet. Sie können jedoch mit der Erfindung vorteilhaft kombiniert werden.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der schematischen Fig. 1 bis 6 detailliert beschrieben.
Fig. 1a zeigt ein Grundprinzip der Erfindung mit einer Elektrode und einem kleinen Teil des Gutes, die eine elektrolytischen Zelle bilden, im Querschnitt wäh­ rend des ersten Behandlungsschrittes eines Zyklus.
Fig. 1b zeigt desgleichen den zweiten Behandlungsschritt des Zyklus.
Fig. 2a zeigt ein weiteres Grundprinzip der Erfindung mit zwei Elektroden, die mit einer Badstromquelle verbunden sind und einen kleinen Teil des Gutes, die zwei elektrolytischen Zellen bilden.
Fig. 2b zeigt desgleichen die zwei elektrolytischen Zellen mit anderen An­ oden/Kathodenabständen.
Fig. 3 zeigt ein elektrolytisches Tauchbad mit mechanisch bewegten Elektroden im Längsschnitt, wobei in der Darstellung momentan auf der rechten Seite des Gutes der Behandlungsschritt 1 erfolgt und gleichzeitig auf der gegen­ überliegenden Seite der Behandlungsschritt 2.
Fig. 4 zeigt eine Durchlaufanlage im Querschnitt mit mechanisch bewegten Elektroden zur zyklischen Veränderung des Anoden/Kathodenabstandes für die elektrolytische Behandlung in zwei Schritten.
Fig. 5 zeigt eine Durchlaufanlage mit Badstromquellen an jeder Seite des Gutes und mit rotierenden Elektroden, die in Transportrichtung mit abwechselnd wirkenden Anoden/Kathodenabständen angeordnet sind, einschließlich der Hilfselektroden zur Entmetallisierung.
Fig. 6 zeigt die Durchlaufanlage der Fig. 4 mit einer Badstromquelle für beide Seiten des Gutes, die nur an die Elektroden angeschlossen ist.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung der Elektroden mit gleichem Abstand an jeder Seite des Gutes in einer Durchlaufanlage, in der die Elektrodenabstände ge­ meinsam verändert werden.
Die Fig. 1a und 1b zeigen ein Grundprinzip der Erfindung. In der Fig. 1a ist der Teilzyklus 1 dargestellt. Das Gut 1 befindet sich in großem Abstand zur Elektrode 2. Eine Badstromquelle 6 speist die vom Gut 1 und der Elektrode 2 gebildete elektrolytische Zelle 3 mit der eingezeichneten und überwiegend wirkenden Polarität. Die Abstände der Gutoberfläche a1 und der Lochoberfläche b1 von der Elektro­ denoberfläche sind nahezu gleich groß. Die Löcher und die Oberfläche des Gutes werden im STEP 1 metallisiert.
Im STEP 2 ist der Anoden/Kathodenabstand vergleichsweise sehr klein. Die Badstromquelle 6 ist umgepolt und die kleinen Abstände a2 und b2 sind unterein­ ander unterschiedlich groß. Die Oberfläche des Gutes 1 wird bevorzugt entmetalli­ siert, nicht jedoch die Lochoberflächen.
Die Elektrode 2 kann als lösliche oder unlösliche Anode ausgeführt werden. Mittels der Stromdichten in den beiden Behandlungsschritten läßt sich das Metallisieren und Entmetallisieren sehr vorteilhaft so einstellen, dass der Metallgehalt, bei Leiterplatten z. B. der Kupfergehalt, im Elektrolyten auch ohne Metallnachführung nahezu konstant bleibt. Das zum Lochgalvanisieren erforderliche Kupfer kommt in diesem Falle von der Oberfläche des Gutes selbst.
Die Stromdichten lassen sich auch so einstellen, dass ein Metallmangel oder Metallüberschuß im Elektrolyten entsteht. Dies wird durch bekannte Verfahren wie Metallauflösung oder Verdünnung des Elektrolyten korrigiert.
Bei Verwendung einer bipolaren Pulsstromquelle mit einstellbarer Pulsfrequenz, Einschaltdauer und Amplitude wechselt der Badstrom in sich die Polarität. Für das Verfahren ist die dabei überwiegende Polarität zu betrachten, d. h. der verbleibende Strommittelwert.
Der Abstand der Elektrode 2 von der Oberfläche des Gutes wird als An­ oden/Kathodenabstand bezeichnet, wobei die Elektrode im Teilzyklus 1 Anode ist und im Teilzyklus 2 Kathode. Die Abstandsveränderung erfolgt auf verschiedene Arten, z. B. durch eine mechanische Bewegungseinheit, die motorisch angetrieben wird, wobei das Gut der Elektrode oder die Elektrode dem Gut angenähert werden. Bei Durchlaufanlagen oder Bandanlagen können auch in Transportrichtung Elektro­ den mit abwechselndem Anoden/Kathodenabstand angeordnet sein. In diesem Falle findet keine selbsttätige Entmetallisierung der Elektroden statt.
Die Fig. 2a und 2b zeigen ein weiteres Grundprinzip der Erfindung. Diese be­ sonders vorteilhafte Ausführung benötigt zur elektrolytischen Metallisierung der Löcher nur eine Badstromquelle 6. Diese wird an Elektroden angeschlossen, die sich im Wesentlichen parallel an beiden Seiten des mindestens an der Oberfläche elektrisch leitfähigen Gutes befinden. Das Gut ist elektrisch nicht kontaktiert. Es benötigt keine Kontakteinrichtungen für den Badstrom. Das leitfähige Gut befindet sich im elektrischen Feld zwischen den Elektroden. Es wirkt als so genannter Zwischenleiter. Auch bei diesem Prinzip werden die Anoden/Kathodenabstände und die Polaritäten gemäß der Teilzyklen 1 und 2 zum Galvanisieren der Löcher genutzt.
Die unterschiedlichen Verfahren der Erfindung werden nachfolgend und an Hand der Figuren näher erläutert.
Bei zweiseitiger Behandlung des Gutes 1 können die beidseitig angeordneten Elektroden mit zwei Badstromquellen betrieben werden, wobei sich der jeweils zweite Pol mit dem Gut in elektrischem Kontakt befindet. In diesem Falle kann an beiden Seiten zeitgleich mit unterschiedlichen Stromdichten metallisiert und entme­ tallisiert werden.
Als Gut kommen Platten, Folienabschnitte und Bänder in Frage mit Strukturen, Durchgangslöchern und/oder Sacklöchern. Diese Löcher sind bereits mit einer dünnen chemisch aufgebrachten Basiskupferschicht oder einer anderen leitfähigen Schicht versehen. Auch direktmetallisierte Leiterplatten können erfindungsgemäß z. B. mit Kupfer verstärkt werden.
Zur elektrischen Kontaktierung des Gutes eignen sich Klammern, Walzen, Kontakt­ streifen und Räder. Diese sind in den Figuren nicht oder nur symbolisch dargestellt, desgleichen die Transportmittel für das Gut. Die Elektrolytströmungs- und Konditio­ nierungseinrichtungen sind in den Figuren nicht dargestellt. Es handelt sich um die bekannte Technik in Tauchbadanlagen, horizontalen und vertikalen Durchlauf­ anlagen sowie in Bandanlagen. Bei unlöslichen Anoden kann bei Bedarf die Metallnachführung durch Kupferoxid oder durch Metallauflösung mittels Sauerstoff oder mittels eines Redoxsystemes erfolgen.
Zur Anwendung von hohen Stromdichten ist es notwendig, die laminare Unterschicht an der Gutoberfläche und besonders in den Löchern zu verringern. Hierzu eignet sich eine Anregung des Gutes, z. B. mittels eines Vibrators. Dieser ist in den Figuren nur teilweise dargestellt.
Bei einer elektrischen Kontaktierung des Gutes 1 und Verwendung von zwei Badstromquellen sind die Bewegungsabläufe, insbesondere die Abstände der Elektroden, durch eine Steuerungseinrichtung an beiden Seiten des Gutes zu koordinieren und mit dem Transport zu synchronisieren.
Folgende Möglichkeiten bestehen:
  • - An beiden Seiten laufen gleichzeitig die gleichen elektrolytischen Vorgänge ab. Dies erlaubt die Realisierung einfacher Bewegungsabläufe. Es bietet sich auch an, beide Seiten mit einer Badstromquelle parallel zu speisen. Die Stromdichten sind dann an beiden Seiten gleich groß.
  • - An beiden Seiten wird spiegelbildlich gearbeitet. An einer Seite wird metallisiert und an der anderen entmetallisiert. Dies hat Vorteile bei der Lochgalvanisierung.
  • - An beiden Seiten wird das Gut mit unkoordinierten Bewegungen und Strömen behandelt. Der Steuerungsaufwand wird damit verringert.
Bei sehr kleinem Anoden/Kathodenabstand besteht die Gefahr eines An­ oden/Kathoden-Kurzschlusses. Dies verhindert ein Ionen durchlässiger Isolator, z. B. ein gespanntes Tuch.
Die Erfindung ist besonders wirksam, wenn der Anoden/Kathodenabstand beim Metallisieren besonders groß ist und beim Entmetallisieren besonders klein. Deshalb werden z. B. Tücher mit einer Dicke von 0,1 mm verwendet, so wie sie von den gespannten Sieben der Siebdruckverfahren bekannt sind. Wenn die Elektrode auf dem Gut aufliegt und nur durch einen dünnen Isolator getrennt ist, so ist es zweck­ mäßig, den Transport anzuhalten. Es soll keine Relativbewegung zwischen dem Gut und der Elektrode auftreten. Nach diesem Behandlungsschritt öffnet die Elektrode und die gegenüberliegende Elektrode nähert sich dem Gut. In dieser Übergangszeit kann ein Transportschritt des Gutes stattfinden. Wenn die Elektrode dann am Gut wieder anliegt, wird der Transport ausgeschaltet. Es handelt sich um einen ständig unterbrochenen Transport. Um diese Unterbrechungen zu vermeiden, besteht auch die Möglichkeit, dir Elektroden synchron eine Wegstrecke mitfahren zu lassen und dann geöffnet gegen die Transportrichtung zurückzufahren, um erneut zu schließen und mitfahrend zu behandeln. Dieses Prinzip ist als fliegende Säge bekannt.
Ein Behandlungsschritt kann von 0,01 Sekunden Dauer sein. Er kann aber auch bis zu 10 Minuten dauern. Vorzugsweise dauert er 1 Sekunde bis zu einer Minute.
Werden bei Durchlaufanlagen und Bandanlagen in Transportrichtung Elektroden abwechselnd mit unterschiedlichen Abständen angeordnet, so bestimmt die Elektro­ denlänge und die Transportgeschwindigkeit die Dauer eines Behandlungsschrittes.
In einem bevorzugten Anwendungsfall werden die rotierenden Transportmittel als Elektroden ausgebildet. Abwechselnd sind Anoden- und Kathodenwalzen, bezogen auf das Gut, in Transportrichtung angeordnet.
Bei der elektrolytischen Behandlung von Strukturen wird ebenfalls mit anodischer und kathodischer Polarität der elektrisch miteinander verbundenen Strukturen und mit unterschiedlichem Anoden/Kathodenabstand gearbeitet. Wenn das Gut in diesem Falle elektrisch kontaktiert ist, kann mit unterschiedlichen Stromdichten beim Metallisieren und Ätzen das Galvanisierergebnis positiv beeinflußt werden, das heißt, es werden ebene Strukturen erzeugt.
In den Fig. 1 und 2 sind Durchgangslöcher und Sacklöcher dargestellt, nicht jedoch der Isolator, der bei dem dargestellten Abstand noch nicht nötig ist. In den weiteren Figuren ist der Isolator vor den Elektroden symbolisch durch eine gestri­ chelte Linie dargestellt.
Die Fig. 3 zeigt eine Tauchbadanlage. Das Gut 1 ist an einem Warenträger 4 befestigt. Dieser kann sich zusammen mit den weiteren Einrichtungen auf einer Warenbewegungseinrichtung befinden. Die Elektroden 2 werden von Antrieben 5 über Getriebe und andere Antriebselemente in Richtung zum Gut 1 bewegt und von diesem wieder entfernt. Die zwei Badstromquellen 6 sind an die jeweiligen Elektro­ den 2 und an das Gut 1 angeschlossen. Die im Strom oder in der Spannung einstellbaren Badstromquellen 6 sind mittels elektronischer oder elektromechani­ scher Schalter ein/ausschaltbar und umpolbar.
Die Bewegungsabläufe der Elektroden und die jeweils zugehörigen Einstellungen der Polarität und Amplitude der Badstromquellen 6 koordiniert und steuert eine Steue­ rungseinheit 7. Ein Vibrator 8 am Warenträger 4 setzt das Gut 1 in Vibration. Die Elektrolyt-Strömungseinrichtung 9 sorgt für die erforderlichen hydrodynamischen Bedingungen im Arbeitsbehälter 10, der mit Elektrolyt 11 gefüllt ist. Vor den Elektro­ den 2 befinden sich Ionen durchlässige Isolatoren 14.
Die Fig. 4 zeigt eine Durchlaufanlage für Leiterplatten oder für Bänder. Umpolbare Badstromquellen 6 sind an beiden Seiten des Gutes 1 angeordnet und über Kontakteinrichtungen 12 mit diesem verbunden. Die Elektroden 2 sind mit den anderen Polen der Badstromquellen 6 verbunden. Das Gut 1 wird mittels Transport­ walzen 13 durch die Anlage gefördert. Die Elektroden werden von Antrieben 5 zum Gut bewegt und von diesem wieder entfernt.
In Transportrichtung gesehen hat das erste Elektrodenpaar voneinander unabhängi­ ge Antriebe 5. Das zweite Elektrodenpaar wird von einem Antrieb bewegt, um den Anoden/Kathodenabstand zu wechseln. Bei dem dritten und vierten Elektrodenpaar werden die Anoden/Kathodenabstände an beiden Seiten mittels jeweils zweier Antriebe symmetrisch und abwechselnd eingestellt. Vibratoren 8 an den Elektroden sorgen für eine zusätzliche Bewegung des Elektrolyten 11 und des Gutes 1. Ein übergeordnetes Steuerungssystem 7 koordiniert die Bewegungsabläufe sowie die Badstromquellen und ihre Polaritäten.
In Fig. 5 sind die Elektroden in den Transportwalzen einer Durchlaufanlage integriert. Sie werden als kathodische Elektrodenwalze 15 und anodische Elektro­ denwalze 16 bezeichnet. Diese Walzen sind abwechselnd entlang des Transportwe­ ges angeordnet. An der selben Position stehen dem Gut 1 anodische und kathodi­ sche Elektrodenwalzen gegenüber. Die kathodische Elektrodenwalze 15 ist z. B. mit einem dünnen Tuch bespannt, oder mit partiellen keramischen Schichten zur Isolation versehen. Die anodischen Elektrodenwalzen 16 können z. B. der Walzen­ kern sein, der von einem Elektrolyt und Ionen durchlässigen Walzenkörper umgeben ist. Der Kern kann eine anodisch gepolte Achse sein, auf der sich scheibenförmige Transportelemente in bestimmten Abständen befinden. Die angetriebenen Elektro­ denwalzen werden mittels rotierender Kontakte mit den zugehörigen Badstromquel­ len 6 elektrisch verbunden. Diese Badstromquellen 6 benötigen bei der Anordnung gemäß Fig. 5 keine Umpoler. Dafür ist eine kathodische Hilfselektrode 17 erforder­ lich. Zusammen mit der Entmetallisierungsstromquelle 18 dienen die Hilfselektroden 17 der permanenten Entmetallisierung der kathodischen Elektrodenwalze 15. Die Hilfselektrode kann auch als rotierende Elektrode, die in der Nähe der Elektroden­ walze 15 angeordnet ist, ausgeführt werden. Isolierende Trennwände 19 trennen die 13 jeweiligen Elektrodenpaare von den benachbarten Paaren.
In Fig. 6 werden die Elektrodenpaare nur von einer Badstromquelle 6 mit Be­ handlungsstrom versorgt. Das Gut 1 ist elektrisch nicht kontaktiert. Zur Entmetallisie­ rung der kathodischen Elektrodenwalze 15 dienen die Hilfselektrode 17 und die Entmetallisierungsstromquelle 18.
In der Durchlaufanlage der Fig. 7 wird das durch die Anlage transportierte Gut 1 von einem nicht dargestellten Antrieb gemeinsam von den oberen Elektroden 2 zu den unteren Elektroden 2 bewegt. Dies zusammen mit den Transportmitteln wie z. B. Transportwalzen 13. Alternativ hierzu können auch die Elektroden 2 gemeinsam zum Gut 1 bewegt und wieder entfernt werden. In diesem Falle wird das Gut auf einer feststehenden Transportbahn mittels der Transportwalzen 13 befördert. Die vertika­ len Pfeile deuten die Bewegungsrichtungen an. Die nicht dargestellten Badstrom­ quellen sind mit Umpoleinrichtungen ausgestattet.
Bezugszeichenliste
1
Gut
2
Elektrode
3
elektrolytische Zelle
4
Warenträger
5
Antrieb
6
Badstromquelle
7
Steuerungseinheit
8
Vibrator
9
Elektrolyt-Strömungseinrichtung
10
Arbeitsbehälter
11
Elektrolyt
12
Kontakteinrichtung
13
Transportwalze
14
Ionen durchlässiger Isolator
15
kathodische Elektrodenwalze
16
anodische Elektrodenwalze
17
Hilfselektrode
18
Entmetallisierungsstromquelle
19
Trennwände

Claims (41)

1. Verfahren zur elektrolytischen Metallisierung von Bohrlochwänden in Sacklöchern und Durchgangslöchern in Gut, insbesondere von Löchern in Leiterplatten, Lei­ terfolien und Bändern, sowie zum Metallisieren von Strukturen auf den Oberflä­ chen von Gut in Tauchbadanlagen, Durchlaufanlagen und Bandanlagen mit ei­ nem Arbeitsbehälter mit Elektrolyt, mindestens einer Elektrode, die im Wesentli­ chen parallel zur Oberfläche des Gutes angeordnet ist oder sind und mit minde­ stens einer Badstromquelle, bestehend aus den Verfahrensschritten:
  • a) Einbringen des Gutes in den Arbeitsbehälter,
  • b) In-Kontakt-bringen des Gutes mit dem Elektrolyten,
  • c) Kreislaufförderung des Elekrolyten durch den Arbeitsbehälter und durch Elek­ trolytkonditionierungseinrichtungen,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
  • a) Bildung einer elektrolytischen Zelle durch die Elektrode und durch das Gut mit großem Anoden/Kathodenabstand von der Elektrode zur zu behandelnden ersten Seite des Gutes,
  • b) Einschalten der Badstromquelle, die elektrisch mit einem Pol mit der Elektrode und mit dem anderen Pol mit der ersten Seite des Gutes verbunden ist und Einstellen einer überwiegend positiven Polarität der Elektrode gegenüber dem Gut,
  • c) Galvanisieren der ersten Seite des Gutes einschließlich aller Löcher für die Dauer eines ersten Teilzyklus,
  • d) Änderung des Anoden/Kathodenabstandes der elektrolytischen Zelle auf einen kleinen Abstand,
  • e) Umpolung der Badstromquelle und Einschaltung mit überwiegend negativer Polarität der Elektrode,
  • f) elektrochemisches Ätzen der ersten Seite des Gutes für die Dauer des zwei­ ten Teilzyklus,
  • g) fortlaufende Wiederholung der Verfahrensschritte d) bis i) in Zeitabständen von 0,01 Sekunde bis zu einer Minute mit unterschiedlicher oder gleich langer Zeit für jeden Teilzyklus.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei zweiseitiger Behandlung des Gutes und zur Durchkontaktierung der Löcher eine zweite Elek­ trode gegenüber der zweiten Seite des Gutes angeordnet wird mit einer zweiten Badstromquelle zur Bildung einer zweiten elektrolytischen Zelle und dass die Verfahrensschritte d) bis j) der ersten Seite gleichzeitig an der zweiten Seite ablaufen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei zweiseitiger Behandlung des Gutes und zur Durchkontaktierung der Löcher eine zweite Elek­ trode gegenüber der zweiten Seite des Gutes angeordnet wird mit einer zweiten Badstromquelle zur Bildung einer zweiten elektrolytischen Zelle und dass die Verfahrensschritte d) bis j) zeitgleich und spiegelbildlich so ablaufen, dass bei großem Anoden/Kathodenabstand an der ersten Seite mit kleinem An­ oden/Kathodenabstand an der zweiten Seite behandelt wird und umgekehrt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei zweiseitiger Behandlung des Gutes und zur Durchkontaktierung der Löcher eine zweite Elek­ trode gegenüber der zweiten Seite des Gutes angeordnet wird mit einer zweiten Badstromquelle zur Bildung einer zweiten elektrolytischen Zelle und dass die Verfahrensschritte d) bis j) an beiden Seiten zeitlich unkoordiniert ablaufen.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Behandlungsschritt in der elektrolytischen Zelle unter Anwendung einer anderen Stromdichte erfolgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Behandlungsschritt in der elektrolytischen Zelle unter Anwendung gleicher Strom­ dichten erfolgt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Badstromversorgung mindestens eine Gleichstromquelle, unipolare Pulsstrom­ quelle oder bipolare Pulsstromquelle verwendet wird, die jeweils mittels zweier elektrischer Leiter mit dem Gut und der Elektrode elektrisch verbunden ist und die zyklisch von elektronischen oder elektromechanischen Schaltern eingeschaltet, umgepolt und ausgeschaltet wird oder werden.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Behandlung des Gutes die Elektroden durch einen mechanischen Antrieb zyklisch an die Oberfläche des Gutes angenähert werden, und dass nach der zugehörigen Behandlungszeit die Elektroden von diesem wieder entfernt werden, um weiter behandelt zu werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Behandlung des Gutes das Gut durch einen mechanischen Antrieb zyklisch an die Oberfläche der Elektroden angenähert wird und dass es nach der zugehörigen Behandlungszeit von diesen wieder entfernt wird, um weiter behandelt zu werden.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gut und den Elektroden ein elektrischer Kurzschluss durch Ionen durchlässige Isolatoren verhindert wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchlaufanlagen der Transport des Gutes bei großem Anoden/Kathodenabstand erfolgt und dass der Transport angehalten wird, wenn sich die durch die Isolato­ ren getrennten Anoden und Kathoden bei kleinstem Anoden/Kathodenabstand gegenüberstehen.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektroden im Elektrolyten lösliche oder inerte Anoden verwendet werden.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut und/oder die Anoden zur Erhöhung des Stoffaustausches in den Bohrlöchern durch Vibratoren mechanisch angeregt werden.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsschritte in einer Zeit von 10 ms bis zu 10 Minuten erfolgen, vorzugs­ weise in einer Sekunde bis zu einer Minute.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchlaufanlagen bei fest eingestellten Elektrodenabständen die Abstände in Durchlaufrichtung abwechselnd groß und klein gewählt werden und dass die Behandlungsschritte von Teilzyklus 1 und 2 in Transportrichtung abwechselnd erfolgen.
16. Verfahren zur elektrolytischen Metallisierung von Bohrlochwänden in Sacklöchern und Durchgangslöchern in Gut, insbesondere von Löchern in Leiterplatten, Lei­ terfolien und Bändern, sowie zum Metallisieren von Strukturen auf den Oberflä­ chen von Gut in Tauchbadanlagen, Durchlaufanlagen und Bandanlagen mit ei­ nem Arbeitsbehälter mit Elektrolyt, mindestens einer Elektrode, die im Wesentli­ chen parallel zur Oberfläche des Gutes angeordnet ist oder sind und mit einer Badstromquelle, bestehend aus den Verfahrensschritten:
  • a) Einbringen des Gutes in den Arbeitsbehälter,
  • b) In-Kontakt-bringen des Gutes mit dem Elektrolyten,
  • c) Kreislaufförderung des Elekrolyten durch den Arbeitsbehälter und durch Elek­ trolytkonditionierungseinrichtungen,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
  • a) Bildung von zwei elektrolytischen Zellen, wobei jede für sich aus einer Elek­ trode und einer Seite des Gutes besteht,
  • b) Versorgung dieser Zellen mit Behandlungsstrom aus einer einzigen Bad­ stromquelle, die über elektrische Leiter mit einem Pol an die eine Elektrode und mit dem anderen Pol an die andere Elektrode angeschlossen ist,
  • c) Positionieren des elektrisch nicht kontaktierten Gutes zwischen den Elektro­ den derart, dass an der einen Seite ein großer Anoden/Kathodenabstand und an der anderen Seite des Gutes ein kleiner Anoden/Kathodenabstand gebildet wird,
  • d) Einschalten der Badstromquelle mit einer überwiegend positiven Polarität der Elektrode, die den großen Abstand zum Gut hat und damit Galvanisieren die­ ser Seite des Gutes und Entmatallisieren der anderen Seite des Gutes mit dem kleinen Abstand für die Dauer eines ersten Behandlungsschrittes,
  • e) Positionieren des Gutes zwischen den Elektroden derart, dass sich die An­ oden/Kathodenabstände an beiden Seiten des Gutes umkehren,
  • f) Umpolung der Badstromquelle derart, dass die andere Elektrode mit dem jetzt großen Anoden/Kathodenabstand wieder eine überwiegend positive Polarität gegenüber der ersten Elektrode aufweist und damit Galvanisieren der Seite des Gutes mit dem großen Anoden/Kathodenabstand und Entmetallisieren des Gutes mit kleinem Anoden/Kathodenabstand für die Dauer eines zweiten Behandlungsschrittes,
  • g) fortlaufende Wiederholung der Verfahrensschritte d) bis i) in Zeitabständen von 0,01 Sekunde bis zu 10 Minuten mit unterschiedlicher oder gleich langer Zeit für jeden Teilzyklus.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Badstromver­ sorgung eine Gleichstromquelle, eine unipolare Pulsstromquelle oder eine bipola­ re Pulsstromquelle verwendet wird, die jeweils mittels zweier elektrischer Leiter mit den Elektroden elektrisch verbunden ist und die zyklisch von elektronischen oder elektromechanischen Schaltern eingeschaltet, umgepolt und ausgeschaltet wird.
18. Verfahren nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Behandlung des Gutes die Elektroden durch einen mechanischen Antrieb zyklisch an die Oberfläche des Gutes angenähert werden, und dass nach der zugehörigen Behandlungszeit die Elektroden von diesem wieder entfernt werden, um weiter behandelt zu werden.
19. Verfahren nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Behandlung des Gutes das Gut durch einen mechanischen Antrieb zyklisch an die Oberfläche der Elektroden angenähert wird und dass es nach der zugehörigen Behandlungszeit von diesen wieder entfernt wird, um weiter behandelt zu werden.
20. Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gut und den Elektroden ein elektrischer Kurzschluss durch Ionen durchlässige Isolatoren verhindert wird.
21. Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchlaufanlagen der Transport des Gutes bei großem Anoden/Kathodenabstand erfolgt und dass der Transport angehalten wird, wenn sich die durch die Isolato­ ren getrennten Anoden und Kathoden bei kleinstem Anoden/Kathodenabstand gegenüberstehen.
22. Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektroden im Elektrolyten lösliche oder inerte Anoden verwendet werden.
23. Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut und/oder die Anoden zur Erhöhung des Stoffaustausches in den Bohrlöchern durch Vibratoren mechanisch angeregt wird oder werden.
24. Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsschritte in einer Zeit von 1 ms bis zu 10 Minuten erfolgen, vorzugs­ weise in einer Sekunde bis zu einer Minute.
25. Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchlaufanlagen bei fest eingestellten Elektrodenabständen die Abstände in Durchlaufrichtung abwechselnd groß und klein gewählt werden und dass die Behandlungsschritte von Teilzyklus 1 und 2 in Transportrichtung abwechselnd erfolgen.
26. Vorrichtung zur elektrolytischen Metallisierung von Bohrlochwänden in Sacklö­ chern und Durchgangslöchern in Gut, insbesondere von Löchern in Leiterplatten und Leiterfolien, sowie zum Metallisieren von Strukturen auf den Oberflächen von Gut in Tauchbadanlagen, mit einem Arbeitsbehälter mit Elektrolyt, mindestens einer Elektrode, die im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Gutes angeord­ net ist oder sind und mit mindestens einer Badstromquelle, insbesondere zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 16 bestehend aus:
  • a) einem elektrolytischen Tauchbad mit Badbehälter, Elektrolyt, Elektrolyt­ pumpen zur Kreislaufförderung des Elektrolyten und einer Ablagestelle für ei­ nen Warenträger,
  • b) einer Fördereinrichtung zum Transport des an einem Warenträger befestigten Gutes in das Tauchbad und aus diesem heraus,
  • c) mindestens einer löslichen oder unlöslichen Elektrode an mindestens einer Seite des Gutes angeordnet, zur Bildung von mindestens einer elektrolyti­ schen Zelle mit dem Gut,
  • d) mindestens einer Badstromquelle in Form einer Gleichstromquelle, einer unipolaren Pulsstromquelle, oder einer bipolaren Pulsstromquelle zur Spei­ sung der elektrolytischen Zelle,
gekennzeichnet durch mindestens:
  • a) eine Bewegungseinrichtung zum schrittweisen zyklischen Positionieren der Elektroden auf mindestens zwei unterschiedliche Abstände von der Oberflä­ che des Gutes,
  • b) eine Badstromquelle, die in ihrer Polarität der überwiegend wirkenden Strom­ richtung umpolbar und in der Stromstärke einstellbar ist,
  • c) eine Steuerungseinrichtung, die die Polaritäten der Badstromquelle(n) mit den Schritten der Bewegungseinrichtung sowie die Transporteinrichtung und die Stromstärken in den elektrolytischen Zellen steuert und synchronisiert.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch flache Elektroden, die zur elektrolytischen Behandlung von flachem Gut an beiden Seiten des Gutes im Tauchbad angeordnet sind.
28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 26 und 27, gekennzeichnet durch zwei Badstromquellen, wobei jede mit einem Pol mit einer Elektrode verbunden ist und die jeweils anderen Pole über Kontakteinrichtungen mit dem Gut mittels elektri­ scher Leiter verbunden sind.
29. Vorrichtung nach den Ansprüchen 26 und 27, gekennzeichnet durch eine Badstromquelle, die mit einem Pol mit der Elektrode an der einen Seite des Gutes verbunden ist und die mit dem anderen Pol mit der zweiten Elektrode an der anderen Seite des Gutes verbunden ist.
30. Vorrichtung nach den Ansprüchen 26 bis 29, gekennzeichnet durch Badstrom­ quellen, die zur Umpolung des überwiegend wirkenden Stromes mit elektroni­ schen und/oder elektromechanischen Schaltern in den Leitern zur elektrolyti­ schen Zelle ausgerüstet sind.
31. Vorrichtung nach den Ansprüchen 21, bis 30, gekennzeichnet durch Ionen durchlässige Isolatoren vor den Elektroden zur Kurzschlussvermeidung bei klei­ nem Anoden/Kathodenabstand.
32. Vorrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 31, gekennzeichnet durch eine Anord­ nung der Bewegungseinrichtung und der Elektroden auf der Warenbewegungs­ einrichtung des Tauchbades.
33. Vorrichtung zur elektrolytischen Metallisierung von Bohrlochwänden in Sacklö­ chern und Durchgangslöchern in Gut, insbesondere von Löchern in Leiterplatten, Leiterfolien und Bändern, sowie zum Metallisieren von Strukturen auf den Ober­ flächen von Gut in Durchlaufanlagen und Bandanlagen mit einem Arbeitsbehälter mit Elektrolyt, mindestens einer Elektrode, die im Wesentlichen parallel zur Ober­ fläche des Gutes angeordnet ist oder sind und mit mindestens einer Badstrom­ quelle, insbesondere zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 16 bestehend aus mindestens:
  • a) einer elektrolytischen Durchlaufanlage oder Bandanlage mit Badbehälter, Elektrolyt und Elektrolytpumpen zur Kreislaufförderung des Elektrolyten,
  • b) einer Fördereinrichtung zum Transport des Gutes in die Anlage und aus die­ ser wieder heraus,
  • c) mindestens einer Badstromquelle in Form einer Gleichstromquelle, einer unipolaren Pulsstromquelle, oder einer bipolaren Pulsstromquelle zur Spei­ sung der elektrolytischen Zelle(n),
  • d) mindestens einer löslichen oder unlöslichen Elektrode an mindestens einer Seite des Gutes angeordnet, zur Bildung von mindestens einer elektrolyti­ schen Zelle mit dem Gut,
gekennzeichnet durch mindestens:
  • a) eine Bewegungseinrichtung zum schrittweisen zyklischen Positionieren der löslichen oder unlöslichen Elektroden in mindestens zwei unterschiedliche Abstände von der Oberfläche des Gutes,
  • b) eine Badstromquelle, die in ihrer Polarität des überwiegend wirkenden Stro­ mes umpolbar und in der Stromstärke einstellbar ist oder sind,
  • c) eine Steuerungseinrichtung, die die Polarität der Badstromquellen mit den Schritten der Bewegungseinrichtung sowie die Transporteinrichtung und die Stromstärken in den elektrolytischen Zellen synchronisiert.
34. Vorrichtung nach dem Anspruch 33, gekennzeichnet durch flache Elektroden, die zur elektrolytischen Behandlung von flachem Gut an beiden Seiten des Gutes in der Durchlaufanlage angeordnet sind.
35. Vorrichtung nach den Ansprüchen 33 und 34, gekennzeichnet durch eine Synchroneinrichtung und Steuerungseinrichtung, zur Steuerung der Bewegungen, der Polarität und der Stromdichte aller Elektroden in der Anlage.
36. Vorrichtung nach den Ansprüchen 33 bis 35, gekennzeichnet durch Ionen durchlässige Isolatoren an den Elektroden zur Kurzschlussvermeidung bei klei­ nem Anoden/Kathodenabstand.
37. Vorrichtung nach den Ansprüchen 33 bis 36, gekennzeichnet durch ebene Elektroden in Durchlaufanlagen oder Bandanlagen zur gleichzeitigen beidseitigen elektrolytischen Behandlung von Gut, wobei an der selben Position an einer Seite ein kleiner Anoden/Kathodenabstand und an der gegenüberliegenden Seite des Gutes ein großer Anoden/Kathodenabstand besteht und dass diese Abstände entlang des Transportweges des Gutes abwechseln.
38. Vorrichtung nach den Ansprüchen 33 bis 37, gekennzeichnet durch rotierende Elektroden in Durchlaufanlagen oder Bandanlagen zur gleichzeitigen beidseitigen elektrolytischen Behandlung von Gut, wobei an der selben Position an einer Seite ein kleiner Anoden/Kathodenabstand und an der gegenüberliegenden Seite des Gutes ein großer Anoden/Kathodenabstand besteht und dass diese Abstände entlang des Transportweges des Gutes abwechseln.
39. Vorrichtung nach den Ansprüchen 33 bis 38, gekennzeichnet durch Klammem, Walzen, Streifenkontakte oder Räder als Kontaktmittel zum Gut, bei Verwendung von je einer Badstromquelle an jeder Seite des Gutes.
40. Vorrichtung nach den Ansprüchen 33 bis 39, gekennzeichnet durch eine Trans­ porteinrichtung, die bei sehr kleinem Abstand der Elektroden die Kontakte und/oder die Elektroden synchron mit transportiert und bei großem Abstand diese gegen die Transportrichtung zurück befördert.
41. Vorrichtung nach den Ansprüchen 33 bis 40, gekennzeichnet durch eine Trans­ porteinrichtung, die in Abhängigkeit der Elektrodenabstände den Antrieb aus­ schaltet und einschaltet.
DE10209365A 2002-02-24 2002-02-24 Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen Expired - Fee Related DE10209365C1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10209365A DE10209365C1 (de) 2002-02-24 2002-02-24 Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen
PCT/DE2003/000153 WO2003072855A1 (de) 2002-02-24 2003-01-21 Verfahren und vorrichtungen zur elektrolytischen metallisierung von lochwänden und strukturen
AU2003208267A AU2003208267A1 (en) 2002-02-24 2003-01-21 Methods and devices for the electrolytic metallisation of perforated walls and structures
DE10390761T DE10390761D2 (de) 2002-02-24 2003-01-21 Verfahren und Vorrichtungen zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen
TW092102697A TW200304508A (en) 2002-02-24 2003-02-10 Methods and devices for electrochemical metallization of hole walls and structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10209365A DE10209365C1 (de) 2002-02-24 2002-02-24 Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10209365C1 true DE10209365C1 (de) 2003-02-20

Family

ID=7714008

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10209365A Expired - Fee Related DE10209365C1 (de) 2002-02-24 2002-02-24 Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen
DE10390761T Expired - Fee Related DE10390761D2 (de) 2002-02-24 2003-01-21 Verfahren und Vorrichtungen zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10390761T Expired - Fee Related DE10390761D2 (de) 2002-02-24 2003-01-21 Verfahren und Vorrichtungen zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU2003208267A1 (de)
DE (2) DE10209365C1 (de)
TW (1) TW200304508A (de)
WO (1) WO2003072855A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007112971A2 (de) * 2006-03-30 2007-10-11 Atotech Deutschland Gmbh Elektrolytisches verfahren zum füllen von löchern und vertiefungen mit metallen

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005005095A1 (de) * 2005-02-04 2006-08-10 Höllmüller Maschinenbau GmbH Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Bauteilen in Durchlaufanlagen
MD3970C2 (ro) * 2008-12-23 2010-05-31 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Procedeu de identificare a obiectului electroconductor
MD327Z (ro) * 2010-03-23 2011-08-31 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Procedeu de identificare a obiectului electroconductor cilindric cav şi electrod-sculă pentru aplicarea imaginii individuale prin metoda electrochimică
CN104562108B (zh) * 2014-12-01 2017-06-06 广西大学 齿轮轮齿电刷镀实验平台

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4134632C1 (de) * 1991-10-19 1993-04-01 Schering Ag Berlin Und Bergkamen, 1000 Berlin, De

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE429765B (sv) * 1982-02-09 1983-09-26 Jouko Korpi Sett vid elektropletering

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4134632C1 (de) * 1991-10-19 1993-04-01 Schering Ag Berlin Und Bergkamen, 1000 Berlin, De

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007112971A2 (de) * 2006-03-30 2007-10-11 Atotech Deutschland Gmbh Elektrolytisches verfahren zum füllen von löchern und vertiefungen mit metallen
WO2007112971A3 (de) * 2006-03-30 2007-11-29 Atotech Deutschland Gmbh Elektrolytisches verfahren zum füllen von löchern und vertiefungen mit metallen
CN101416569B (zh) * 2006-03-30 2011-04-06 埃托特克德国有限公司 用金属填充孔和凹处的电解方法
US8784634B2 (en) 2006-03-30 2014-07-22 Atotech Deutschland Gmbh Electrolytic method for filling holes and cavities with metals

Also Published As

Publication number Publication date
TW200304508A (en) 2003-10-01
WO2003072855A1 (de) 2003-09-04
DE10390761D2 (de) 2005-01-05
AU2003208267A1 (en) 2003-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1688518B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Bauteilen in Durchlaufanlagen
DE10153171B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von Teilen in Durchlaufanlagen
DE19612555C2 (de) Verfahren zur selektiven elektrochemischen Behandlung von Leiterplatten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10141056C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von elektrisch leitfähigen Schichten in Durchlaufanlagen
EP1051886A2 (de) Vorrichtung zum elektrolytischen behandeln von leiterplatten und leiterfolien
DE4418278C1 (de) Elektrolytisches Verfahren zur Leiterplattenbehandlung in horizontalen Durchlaufanlagen
DE19951325C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von elektrisch gegeneinander isolierten, elektrisch leitfähigen Strukturen auf Oberflächen von elektrisch isolierendem Folienmaterial sowie Anwendungen des Verfahrens
DE19951324C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von elektrisch leitfähigen Oberflächen von gegeneinander vereinzelten Platten- und Folienmaterialstücken sowie Anwendung des Verfahrens
WO2003038158A2 (de) Galvanisiereinrichtung und galvanisiersystem zum beschichten von bereits leitfähig ausgebildeten strukturen
DE10209365C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Metallisierung von Lochwänden und Strukturen
DE10234705B4 (de) Galvanisiereinrichtung und Galvanisiersystem zum Beschichten von bereits leitfähig ausgebildeten Strukturen
DE10043817C2 (de) Anordnung und Verfahren für elektrochemisch zu behandelndes Gut
DE4417551C2 (de) Elektrolytisches Verfahren zum präzisen Behandeln von Leiterplatten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO2010133222A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern von elektrochemischen oberflächenprozessen
DE102006044673B3 (de) Kontaktiereinheit für die galvanische Abscheidung, Galvanisiervorrichtung und Galvanisiersystem
DE10043814C1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zum elektrochemischen Behandeln von Gut
DE10043815C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von zu behandelndem Gut in elektrolytischen Anlagen
DE10043816C1 (de) Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Gut
DE10202431C1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum elektrochemischen Behandeln von Gut mit Pulsstrom
DE10207941A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von flachem Gut in elektrolytischen Anlagen
DE10007799C1 (de) Zur Stromzuführung zu elektrolytisch zu behandelnden Werkstücken oder Gegenelektroden dienender Träger und Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von Werkstücken
DE102004030726A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung von dünnen Schichten
WO2004065665A1 (de) Verfahren und vorrichtungen zum elektrochemischen behandeln von gut
WO2003060201A1 (de) Anordnung und verfahren für elektrochemisch zu behandelndes gut
WO2003064733A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur elektrischen kontaktierung von zu behandelndem gut in elektrolytischen anlagen

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee
8370 Indication of lapse of patent is to be deleted
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee