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