DE1908571A1

DE1908571A1 - Method and apparatus for electroplating

Info

Publication number: DE1908571A1
Application number: DE19691908571
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P C23b 9-02 Antrag
Original assignee: Nova Chrome Inc
Current assignee: Nova Chrome Inc
Priority date: 1968-04-18
Filing date: 1969-02-20
Publication date: 1970-01-15
Also published as: US3616434A

Description

DR. ING. ERNST MAIERDR. ING. ERNST MAIER PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

8 MÜNCHEN 328 MUNICH 32

aTE. 3 · tiluox »«aa«o. iiaTE. 3 · tiluox »« aa «o. ii

A 2169 20. Februar 1969A 2169 February 20, 1969

EM/Ml/MyEM / Ml / My

Firma 1!OVA-CHROME, IHC, 3432 Uorth Avondale Avenue, Chicago, Illinois 60618/USACompany 1! OVA-CHROME, IHC, 3432 Uorth Avondale Avenue, Chicago, Illinois 60618 / USA

Verfahren und Vorrichtung zum galvanischen PlattierenElectroplating method and apparatus

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum galvanischen Plattieren, in denen einem G-rundgleichstrom ein 7/echselstrom überlagert wird.The invention relates to methods and devices for electroplating, in which a G-round direct current a 7 / echselstrom is superimposed.

Die US-Patentschrift 2 824 830 beschreibt ein galvanisches Plattieren, bei welchem im galvanischen Bad einem elektrischen Gleichfeld wenigstens zwei Hochfrequenz-Wechselfelder von relativ hoher Frequenz überlagert werden.US Pat. No. 2,824,830 describes electroplating in which one in the electroplating bath electric constant field are superimposed at least two high-frequency alternating fields of relatively high frequency.

Die Erfindung strebt eine weitere Verbesserung dieses Verfahrens an. Diese wird dadurch erzielt, daß mit HilfeThe invention seeks to further improve this method. This is achieved by using

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Spartan. Sdirarab.rg Bankhaus Merck.findc & Co., München, Nr.254&4 Bankhaus H. Aufhciul.r, München, Nr. 53697 Poslsdi.d: München 153861Spartan. Sdirarab.rg Bankhaus Merck.findc & Co., Munich, No. 254 & 4 Bankhaus H. Aufhciul.r, Munich, No. 53697 Poslsdi.d: Munich 153861 Telegrammadresse! Pat.nti.niorTelegram address! Pat.nti.nior

einer Halbleiterelemente enthaltenden Schaltung ein GaI-vanisier-Gleichstrom erzeugt wird, dem »Vechselstromimpulse mit variierender Pulshöhe überlagert werden, die außerdem naon ihrer Frequenz und ihrer Impulsdauer variiert werden, um die Form der Wechselstromimpulse zu steuern und damit wesentlich bessere Plattierung zu erzielen. Es ist ein Verstärker in der Schaltung vorgesehen, durch den eine Rückkopplung verhindert wird.a circuit containing semiconductor elements, a GaI vanisier direct current is generated, the »VAC pulses with varying pulse height are superimposed, which also their frequency and their pulse duration can be varied in order to control the shape of the alternating current pulses and thus to achieve significantly better plating. An amplifier is provided in the circuit through which one Feedback is prevented.

Anhand des nachfolgend beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese in ihren Vorteilen und Eigenschaften sowie weiteren Merkmalen offenbar. Es zeigen:On the basis of the embodiment of the invention described below and shown in the drawing these are evident in their advantages and properties as well as other features. Show it:

Fig. 1 ein Schaltbild der Galvanisiervorrichtung gemäß der Erfindung}Fig. 1 is a circuit diagram of the electroplating device according to the invention}

Fig. 2 eine graphische Darstellung des mit der Galvanisierung erzielten Ergebnisses bei einer Wechselspannungsfrequenz von 450 Hz;FIG. 2 is a graphic representation of the result obtained with the electroplating at an alternating voltage frequency of 450 Hz;

Fig. 3 eine Fig. 2 vergleichbare Darstellung bei 550 Hz;3 shows a representation comparable to FIG. 2 at 550 Hz;

Fig. 4 eine Darstellung wie Fig. 2 mit einer Wechselspannung von 700 Hz}FIG. 4 shows a representation like FIG. 2 with an alternating voltage of 700 Hz}

Fig. 5 eine Darstellung wie Fig. 2 bei 600 Hz Wechselspannung; undFIG. 5 shows an illustration like FIG. 2 at 600 Hz alternating voltage; FIG. and

Fig. 6 eine Darstellung wie Fig. 2 mit einer Wech.-selspannungsfrequenz von 1800 Hz.FIG. 6 shows a representation like FIG. 2 with an alternating voltage frequency from 1800 Hz.

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In der Pig. 1 ist mit 10 ein galvanisches Plattierungsbad angedeutet, dessen Kathode 11 und Anode 12 mit Anschlußleitungen 15 und 14 versehen sind. Zwischen die Leitungen 13 und 14 ist ein Kathodenstrahloszillograph 16 geschaltet, der es einem Bedienungsmann ermöglicht, die Impulsform zu "beobachten, die dem Plattierungsbad zugeführt wird.In the pig. 1 with 10 is an electroplating bath indicated, the cathode 11 and anode 12 of which are provided with connecting lines 15 and 14. Between the Lines 13 and 14 is a cathode ray oscilloscope 16 switched, which enables an operator to observe the pulse shape "fed to the plating bath will.

Die Plattierung kann z.B. in einem wässerigen Jilektrolysebad für Chromplattierung vorgenommen werden, in dem 250 g je Liter CrO-. (als Chromsäure), 1,8?ό Schwefelsäure (H₂SO.), 3$ .Borsäure. (EUBO,) und 1$ Oxalsäure enthalten sind. In diesem Bad wird die pH-Wert-Steuerung durch die Schwefelsäure vorgenommen, jedoch v/erden die Ergebnisse verbessert, wenn etwa 0,5 bis 5»Oft Borsäure und 0,1 bis 3,0$ Oxalsäure enthalten sind. (Wenn keine anderen Angaben gemacht sind, so sind die Ausdrücke "Teile" und "Prozent" auf das Gewicht bezogen) Das plattierungsbad wird auf einer Temperatur von 57°C gehalten, und die Stromdichte der Kathode ist etwa 0,3 bis 0,45 A/cm . Die Anode kann aus Blei oder einem sonst üblichen Werkstoff bestehen. Die spezifische Stromdichte der Kathode (Gleichstrom) wird gemessen, wenn die in den Fig. 2 bis 6 aufgeführten Bedingungen mit dem überlagerten, pulsierenden Strom vorhanden sind.The plating can be carried out, for example, in an aqueous electrolysis bath for chromium plating in which 250 g per liter of CrO-. (as chromic acid), 1.8? ό sulfuric acid (H ₂ SO.), 3 $ .boric acid. (EUBO,) and $ 1 oxalic acid are included. In this bath the pH control is performed by the sulfuric acid, but v / ground the results improved when about 0.5 to 5 »Often boric acid and contains 0.1 to 3.0 $ oxalic acid. (Unless otherwise specified, the terms "parts" and "percent" are by weight) The plating bath is maintained at a temperature of 57 ° C and the current density of the cathode is about 0.3 to 0.45 A / cm. The anode can consist of lead or some other common material. The specific current density of the cathode (direct current) is measured when the conditions listed in FIGS. 2 to 6 with the superimposed, pulsating current are present.

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BADBATH

Ein Widerstand R₁ verbindet die beiden Zuleitungen 13 und H miteinanderο Ein Amperemeter 17 liegt in der Zuleitung 13 zusammen mit einem geeigneten Shunt Rp · In Reihe mit dem Shunt R₂ liegt eine Diode D₁, und ein Kondensator C₁ verbindet den Diodeneingang mit der zweiten Zuleitung 14· Parallel zum Kondensator C- liegt ein Voltmeter 18. An die Eingangsklemmen 19» 20 und 21 der Schaltung ist eine Drehstromciuelle von beispielsweise 220 V Spannung angeschlossen; der Strom wird über einen ersten Schalter 22 einer in Stern geschalteten Wicklung 23 eines Transformators zugeleitet. Zwischen zwei Zuleitungen zum Transformator ist eine Kontrollampe 24 geschaltet, die zwischen den beiden Anschlüssen 19 und 20 mit einem Widerstand R, in Reihe liegt und anzeigt, daß die Anordnung eingeschaltet ist. Die Primärwicklung des Transformators besteht aus einem in Dreieck geschalteten Wicklungsteil 24 mit unveränderbarer Windungszahl, dessen Dreieckspunkte an verschiebliche Abgriffe 26, 27, 28 geführt sind, die auf dem bereits vorstehend genannten, in Stern geschalteten Wicklungsteil 23 der Transformatorprimärwicklung gleiten, um dem Wicklungsteil 24 eine veränderbare Spannung zuführen zu können. Die Sekundärwicklung 29 des Transformators ist mit der Primärwicklung magnetisch gekoppelt und in Stern geschaltet; ihre Anschlüsse sind an die AnschlußpunkteA resistor R ₁ connects the two leads 13 and H to one another o An ammeter 17 is in the lead 13 together with a suitable shunt Rp In series with the shunt R ₂ is a diode D ₁ , and a capacitor C ₁ connects the diode input with the second supply line 14 · A voltmeter 18 is connected in parallel with the capacitor C-. A three-phase current source, for example 220 V, is connected to the input terminals 19 »20 and 21 of the circuit; the current is fed via a first switch 22 to a star-connected winding 23 of a transformer. A control lamp 24 is connected between two leads to the transformer and is connected in series with a resistor R 1 between the two connections 19 and 20 and indicates that the arrangement is switched on. The primary winding of the transformer consists of a delta-connected winding part 24 with an unchangeable number of turns, the triangular points of which are guided to displaceable taps 26, 27, 28, which slide on the already mentioned star-connected winding part 23 of the transformer primary winding around the winding part 24 to be able to supply variable voltage. The secondary winding 29 of the transformer is magnetically coupled to the primary winding and connected in star; their connections are to the connection points

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einer Drehstrom-Vollwellengleichrichterachaltung 31 gelegt, die die Dioden D₂ bis Dr, enthält. Zwischen den gemeinsamen Ausgang der Dioden Dp» D, und D, und den Eingang der Diode D₁ ist eine Glättungsdrossel L₁ gelegt. Die Gleichrichteranordnung 31 liefert also einen gleichgerichteten Strom an daa galvanische Plattierungsbad. Die Glättungsdrosseln L₁ und der Kondensator C₁ dienena three-phase full-wave rectifier circuit 31, which contains the diodes D ₂ to Dr. A smoothing choke L _{1 is} placed between the common output of the diodes Dp »D, and D, and the input of the diode D _1. The rectifier assembly 31 thus supplies a rectified current to the electroplating bath. The smoothing chokes L ₁ and the capacitor C ₁ are used

als Glatteinrichtungen. An die Zuleitung 14 ist eine Leitung 32 geführt, die als Zuleitung für ein überlagertes Wechselspannungsimpulssignal dient, das dem Gleichstrom überlagert wird. Eine zweite Zuleitung 33 bildet die zweite Zuführung für das Wechselspannungsimpulssignal. Sie ist an die Zuleitung 13 geführt.as smooth facilities. A line is connected to the supply line 14 32 out, which serves as a supply line for a superimposed alternating voltage pulse signal, the direct current is superimposed. A second lead 33 forms the second lead for the alternating voltage pulse signal. she is led to the feed line 13.

Ein Paar Eingangsleitungen 34 und 36 ist mit einer geeigneten Wechselspannungsquelle von z.B. 120 V Einphasenwechselspannung verbunden. Zuleitungen 34 und 36 sind an einen Schalter 37 geführt. Ein Widerstand R. und eine Kontrollampe 38 liegen quer zu den Eingangsleitungen 34 und 36. Die Eingangsleitungen 34 und 36 führen dann an die Primärwicklung 39 eines Spartransformators, an dessen Sekundärseite eine Primärwicklung 41 eines weiteren Transformators in der Weise angeschlossen ist, daß der eine Anschluß der Wicklung 41 mit einem über einen StellknopfA pair of input lines 34 and 36 are connected to one suitable AC voltage source of e.g. 120 V single-phase AC voltage tied together. Leads 34 and 36 are led to a switch 37. One resistance R. and one Control lamps 38 lie across the input lines 34 and 36. The input lines 34 and 36 then lead the primary winding 39 of an autotransformer to which Secondary side, a primary winding 41 of a further transformer is connected in such a way that one terminal the winding 41 with a control knob

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verstellbaren Abgriff des Spartransformators verbunden ist. Die Sekundärseite 43 des zweiten Transformators ist magnetisch Jiit der Primärseite 41 gekoppelt und speist auf eine Gleichrichtergraetzschaltung, bestehend aus den Dioden D_ß bis D^₁. Die beiden Ausgangsklemmen der Gleichrichterschaltung 44 werden durch einen Glättungskondensator Cp miteinander verbunden. An die Ausgangsklemme B der Gleichrichterschalmng ist ein Stellwiderstand 46 angeschlossen, mit dem die stromlose Zeit der Wechselspannung am Ausgang der Schaltung gesteuert wird. Der zweite Anschluß des Stellwiderstands 46 ist mit der Basis eines Transistors T-. verbunden, dessen Kollektor mit der Basis eines weiteren Tranaistors Tp Verbindung iiat. Der Kollektor des Transistors T₂ ist an eine Tunneldiode D-,ρ angeschlossen. Ein Stellwiderstand 471 der die Einschaltzeit steuert, ist mit dem Emitter des Transistors T- verbunden. Zwischen die beiden Emitteranschlüsse der Transistoren T- und Tp ist ein Paar Dioden D,_Q und D₁, geschaltet. Ein Widerstand E,-ist in die Verbindung zwischen dem zweiten Abgang der Tunneldiode D^₂ und der Basis eines weiteren Transistors T* eingeschaltet. Der Emitteranschluß des Transistors T, ist mit der Basis eines Transistors T. verbunden. Der Kollektor des Transistors T. führt an die Basis der Transistoren Τ- bis Tq. Eine Leitung 48 verbindet den Stell-adjustable tap of the autotransformer is connected. The secondary side 43 of the second transformer is magnetically coupled to the primary side 41 and feeds a rectifier grid circuit consisting of the diodes _Dβ to D ^ ₁ . The two output terminals of the rectifier circuit 44 are connected to one another by a smoothing capacitor Cp. A variable resistor 46 is connected to the output terminal B of the rectifier circuit, with which the currentless time of the alternating voltage at the output of the circuit is controlled. The second terminal of the variable resistor 46 is connected to the base of a transistor T-. connected, whose collector iiat with the base of another Tranaistor Tp connection. The collector of the transistor T ₂ is connected to a tunnel diode D-, ρ. A variable resistor 471 which controls the switch-on time is connected to the emitter of the transistor T-. _{A pair of diodes D, Q} and D _{1 are} connected between the two emitter connections of the transistors T- and Tp. A resistor E, -is connected to the connection between the second output of the tunnel diode D ^ ₂ and the base of another transistor T *. The emitter terminal of the transistor T is connected to the base of a transistor T. The collector of the transistor T. leads to the base of the transistors Τ- to Tq. A line 48 connects the control

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widerstand 46 mit den Widerständen Rg bis R₁^, während der zweite Anschluß des Widerstands Rc an die Basis des Transistors Tr- und die zweiten Anschlüsse der Widerstände Rr₇ bis R₁₁ an die Emitter der Transistoren Tc bis Tg geführt sind. An.die Leitung 48 ist eine Eingangsklemme 49 angeschlossen, über die eine entgegengesetzte Vorspannung zugeführt werden kann, und eine Anschlußklemme 51 ist über einen vYiderstand R₁₂ mit den Basisanschlüssen der Transistoren Tr- bis Tq verbunden. Die mit den Kollektoranschlüssen der Transistoren Tr bis T_q verbundene Leitung 33 weist in ihrem Leitungszug einen Schalter 52 auf. Der Schalter 52 wird durch eine Magnetspule 53 geschlossen, wenn diese von Strom durchflossen wird. Über die Gleichrichteranordnungen 54 und 56, die die Gleichrichter D₁ ■* bis D_1{- und D₁₇ bis Dp₀ enthalten, wird eine Vorspannung zugeführt. Die Gleichrichteranordnung 54 liegt an der Sekundärwicklung 57 eines Transformators, dessen Primärwicklung 58 an die Eingangsklemmen 34 und 36 gelegt ist. Die Primärwicklung 59 eines weiteren Transformators ist ebenfalls an die Anschlußklemmen 34 und 36 geführt, wobei die Sekundärwicklung 61 die Gleichrichteranordnung 56 speist. Eine Ausgangsklemme der Gleichrichteranordnung 54 führt zu einem Widerstand H^, und zwischen dem zweiten Anschluß des Widerstands R₁, und der zweiten Ausgangsleitungresistor 46 with the resistors Rg to R ₁ ^, while the second terminal of the resistor Rc to the base of the transistor Tr- and the second terminals of the resistors Rr ₇ to R _{11 are led} to the emitters of the transistors Tc to Tg. An input terminal 49, via which an opposite bias voltage can be supplied, is connected to the line 48, and a connection terminal 51 is connected to the base connections of the transistors Tr- to Tq _{via a resistor R 12.} The line 33 connected to the collector connections of the transistors Tr to T _q has a switch 52 in its line run. The switch 52 is closed by a solenoid 53 when current flows through it. A bias voltage is supplied via the rectifier arrangements 54 and 56, which _{contain the rectifiers D 1} ■ * to D _{1 {} - and D ₁₇ to Dp _0. The rectifier arrangement 54 is connected to the secondary winding 57 of a transformer, the primary winding 58 of which is connected to the input terminals 34 and 36. The primary winding 59 of a further transformer is also led to the connection terminals 34 and 36, the secondary winding 61 feeding the rectifier arrangement 56. An output terminal of the rectifier arrangement 54 leads to a resistor H ^, and between the second connection of the resistor R ₁ , and the second output line

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

der Gleichrichteranordnung 54 liegen Kondensatoren C₅, Cg und C₇. Zwischen dem einen Anschluß des Widerstands R₁, und dem Anschlußpunkt B des Gleichrichtersatzes 44 besteht eine Leitungsverbindung 62. Der für den Einschaltpunkt maßgebende Stellwiderstand 47 ist ebenfalls mit den Kondensatoren C₅, Cg und C₇ verbunden. Die Ausgangsleitungen der Gleichrichtersätze 54 und 56 sind an eine Leitung 63 angeschlossen, und ein Widerstand R₁ . verbindet den Kollektoranschluß des Transistors T_? mit dieser Leitung 63. Die Leitung 63 ist außerdem an den Emitteranschluß des Transistors T. geführt. Eine Kontrollampe 64 liegt zwischen den .ausgangsklemmen der Gleichrichteranordnung 56. Mit einer Diode D₂₁ liegt in Reihe ein Widerstand R₁C und im Leitungszug der Ausgangsleitung des Gleichrichtersatzes 56, und ein Paar Kondensatoren Cg und Cq verbinden die Leitungen 66 und 67 miteinander. Ein Widerstand R₁gι ein stellbarer Widerstand R₁₇ und ein weiterer Widerstand R.. _Q sowie ein Kondensator 0_ΛΓί sind in Reihe zwischen die Leitung 16 am einen Ausgang der Gleichrichter anordnung 56 und den Kollektoranschluß des Transistors T₁ geschaltet. Ein Widerstand R₁Q führt vom Widerstand E^g an einen Doppelbasistransistors UT₁, und zwar zu dessen ersten Basisanschluß. Der Emitteranschluß des Doppelbasistransistors UT₁ führt an den Verbindungspunktthe rectifier arrangement 54 has capacitors C ₅ , Cg and C ₇ . There is a line connection 62 between the one connection of the resistor R ₁ and the connection point B of the rectifier set 44. The variable resistor 47, which is decisive for the switch-on point, is also connected to the capacitors C ₅ , Cg and C ₇ . The output lines of the rectifier sets 54 and 56 are connected to a line 63 and a resistor R ₁ . connects the collector terminal of the transistor T _? with this line 63. The line 63 is also led to the emitter terminal of the transistor T. A control lamp 64 is located between the output terminals of the rectifier arrangement 56. A resistor R ₁ _{C is in series with a diode D 21} and in the line of the output line of the rectifier set 56, and a pair of capacitors Cg and Cq connect the lines 66 and 67 to one another. A resistor R ₁ gι an adjustable resistor R ₁₇ and another resistor R .. _Q and a capacitor 0 _ΛΓί are connected in series between the line 16 at one output of the rectifier arrangement 56 and the collector terminal of the transistor T ₁ . A resistor R ₁ Q leads from the resistor E ^ g to a double base transistor UT ₁ , namely to its first base terminal. The emitter connection of the double base transistor UT ₁ leads to the connection point

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zwischen dem Widerstand R₁Q und dem Kondensator C_1Q. Die zweite Basiselektrode des Doppelbasistransistors UT₁ ist mit Widerständen R₂₀ und R₂₁ verbunden, die mit ihren zweiten Anschlüssen an die Leitung 66 geführt sind. Eine Diode 22 liegt zwischen dem Anschluß der zweiten Basis des Doppelbasistransistors UT₁ und einem Widerstand R₂₂» der mit seinem zweiten Anschluß an den ?/iderstand R₁ q und einen weiteren Widerstand R₂, geführt ist, dessen zweiter Anschluß mit der Leitung 67 Verbindung hat. Ein Kondensator C₁, liegt zwischen den Anschlußenden der Widerstände Rp, und R₂^ auf der der Anschlußleitung 67 gegenüberliegenden Seite der Widerstände. Ein Thyristor SCR₁ ist zwischen den Kondensator C₁, und die Leitung 66 geschaltet, und seine Steuerelektrode ist an die zweite Basis des Doppelbasistransistors UT₁ geführt. Ein zweiter Thyristor SCR₂ ist zwischen den Widerstand Rp. und die Leitung 66 gelegt, wobei seine Steuerelektrode an die zweite Basis eines zweiten Doppelbasistransistors UT₂ gelegt ist. Zwischen die Steuerelektrode des Thyristors SCR₂ und die Leitung ist ein Widerstand R₂,- eingefügt. Ein Widerstand R₂g verbindet den Widerstand R₂, mit der ersten Basis des zweiten Doppelbasistransiators UT₂. Ein stellbarer Widerstand Έ._Οη liegt mit einem Widerstand R_Oq in Reihe zwischen dem einen Anschlußpunkt des Widerstands R_9i- und dem Emitter-between resistor R ₁ Q and capacitor C _1Q . The second base electrode of the double base transistor UT ₁ is connected to resistors R ₂₀ and R ₂₁ , the second terminals of which are connected to the line 66. A diode 22 is located between the connection of the second base of the double base transistor UT ₁ and a resistor R ₂₂ »which has its second connection to the resistor R ₁ q and a further resistor R ₂ , the second connection of which is connected to the line 67 Connection has. A capacitor C ₁ lies between the connection ends of the resistors Rp and R ₂ ^ on the opposite side of the resistors from the connection line 67. A thyristor SCR ₁ is connected between the capacitor C ₁ and the line 66, and its control electrode is connected to the second base of the double base transistor UT ₁ . A second thyristor SCR ₂ is connected between the resistor Rp. And the line 66, its control electrode being connected to the second base of a second double base transistor UT ₂ . A resistor R ₂ , - is inserted between the control electrode of the thyristor SCR _{2 and the line.} A resistor R ₂ g connects the resistor R ₂ to the first base of the second double base transistor UT ₂ . An adjustable resistor Έ. _Ο η lies in series with a resistor R _O q between the one connection point of the resistor R _9i - and the emitter

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anschluß des Doppelbasistransistors UT₂. Ein Kondensator C₁₁ ist zwischen die Leitung 66 und den Widerstand R₂Q eingeschaltet. Die Magnetspule 53 liegt an den Ausgangsklemmen des Gleichrichtersatzes 56.connection of the double base transistor UT ₂ . A capacitor C ₁₁ is connected between line 66 and resistor R ₂ Q. The magnetic coil 53 is connected to the output terminals of the rectifier set 56.

Im Betrieb liegt an den Eingangsklemmen 19, 20, und 34 und 36 Spannung, und die Stellwiderstände 46 und und der Stellknopf 42 sowie die Abgriffe 26, 27 und 28 sind so eingestellt, daß den Elektroden 11 und 12 im galvanischen Plattierungsbad in der Weise Strom zugeführt wird, daß die günstigsten Bedingungen vorliegen. Die von den Leitungen 32 und 33 zugeführten Wechselspannungsimpulse werden dem dem Bad aus dem VollweggleichrichtersatzDuring operation, voltage is applied to input terminals 19, 20, and 34 and 36, and variable resistors 46 and and the adjusting knob 42 and the taps 26, 27 and 28 are set so that the electrodes 11 and 12 in the galvanic Plating bath is energized in such a way that the conditions are most favorable. The from AC voltage pulses fed to lines 32 and 33 become that of the bathroom from the full wave rectifier set

31 zugeführten Gleichstrom überlagert, und die Frequenz der Impulse und deren Impulsdauer kann mittels der Stellwiderstände 46 und 47 eingestellt werden. Die Transistoren T₁ bis Tq wirken dabei als Impulsgenerator, und ein Meßinstrument 70, das zwischen die Leitungen 48 und31 superimposed direct current supplied, and the frequency of the pulses and their pulse duration can be adjusted by means of the variable resistors 46 and 47. The transistors T ₁ to Tq act as a pulse generator, and a measuring instrument 70, which is between the lines 48 and

32 gelegt ist, zeigt die Amplitude der Impulse an. Die Doppelbasistransistoren UT₁ und UT₃ und die Thyristoren SCR₁ und SCR sorgen dafür, daß keine Rückkopplung auftritt und die Abgabe des Impulsgenerators einwandfrei ist«,32 is applied, indicates the amplitude of the pulses. The double base transistors UT ₁ and UT ₃ and the thyristors SCR ₁ and SCR ensure that there is no feedback and that the output of the pulse generator is flawless «,

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In den Pig. 2 bis 6 sind charakteristische Darstellungen wiedergegeben, die die Plattierung bei verschiedenen Einstellungen des Schaltkreises nach Fig. 1 zeigen. Pig. 2 z.B. zeigt aie Plattierungscharakteristik bei einer Wechselstromausgangspulsfolge von 450 Hz, deren Amplitude 7 V ist, wobei die am Instrument 18 abgelesene Gleichspannung 5 V» der am Instrument 17 abgelesene Strom 3 A und der Impulsstrom 1,5 A betragen. Es zeigte sich dann, daß die Plattierung eine Rockwell-Härte von 068 hatte, daß die Güte der Plattierung gering war, daß die Niederschlagskraft gering war und daß eine starke Schichtung auftrat, daß Blasen jedoch nicht vorhanden waren. Wie aus der Pig.2 erkennbar, erfolgte der Schichtaufbau relativ langsam.,In the pig. 2 to 6 are characteristic representations showing the plating in various Show settings of the circuit of FIG. Pig. For example, Fig. 2 shows the plating characteristic in one AC output pulse train of 450 Hz, the amplitude of which is 7 V, with the DC voltage read on the instrument 18 5 V »the current read on the instrument 17 is 3 A and the pulse current is 1.5 A. It then turned out that the plating had a Rockwell hardness of 068, that the quality of the plating was poor, that the force of precipitation was little and that stratification was strong but that bubbles were not present. As from the Pig. 2 recognizable, the layer build-up was relatively slow.,

Pig. 3 gibt die Plattierungscharakteristik bei Verwendung einer Frequenz des Pulsgenerators von 550 Hz wieder, wobei das Instrument 70 7 V Spannung anzeigt, das Instrument 80 5 V, der Strom am Amperemeter 17 zu 3 A gemessen wurde und die Stromstärke der Impulse 1,5 A betrug. Die Rockwell-Härte war dabei 072j die Plattierungsgüte war ausgezeichnet, die Niederschlagskraft war sehr gut und es trat keine Blasenbildung oder Schichtung auf. Besonders ist noch festzustellen, daß die Schicht-Wachstumgeschwindigkeit mehr als zweimal so groß war wie unter den in Fig.2Pig. 3 shows the plating characteristics when a pulse generator frequency of 550 Hz is used, The instrument 70 shows 7 V voltage, the instrument 80 5 V, the current measured at the ammeter 17 at 3 A and the current intensity of the pulses was 1.5 A. The Rockwell hardness was 072j and the plating quality was excellent, rainfall was very good and it no blistering or stratification occurred. In particular, it should be noted that the layer growth rate was more than twice as large as under those in Fig.2

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wiedergegebenen Bedingungen. V/ährend die Schicht in 4 Stunden bei den Bedingungen nach Fig. 2 auf 0,15 mm angewachsen war, hatte die Schicht bei den Bedingungen nach Fig. 3 eine Dicke von 0,35 mm erreicht.reproduced conditions. During the shift in 4 hours increased to 0.15 mm under the conditions of FIG was, the layer had reached a thickness of 0.35 mm under the conditions of FIG.

In Fig. 4 ist das Ergebnis wiedergegeben, wenn eine Pulsfrequenz von 700 Hz mit einer Amplitude von 6 V bei einer Gleichspannung von 5 V" und einem Gleichstrom von 3 A sowie einem Impulsstrom von 1,5 A angewendet wird. Die erzielte Rockwell-Härte betrug C70j die Qualität war gut; die Niederschlagskraft war ebenfalls gut} es waren keine Blasen und nur eine ganz geringe Schichtung feststellbar.In Fig. 4 the result is shown when a Pulse frequency of 700 Hz with an amplitude of 6 V with a direct voltage of 5 V "and a direct current of 3 A as well as a pulse current of 1.5 A. The Rockwell hardness achieved was C70j the quality was good; the power of precipitation was also good} there were no bubbles and only a very slight stratification was discernible.

Das Ergebnis, das die Fig. 5 wiedergibt, wurde mit einer Pulsfrequenz von 600 Hz bei einer Amplitude von 5 V, einer Gleichspannung von 6 V, einem Gleichstrom von 3 A und einem Impulsstrom von 1,5 A erzielt. Die dabei erzielte Rockwell-Härte war C72j Güte und ülederschlagskraft waren ausgezeichnet und Blasen und Schichtbildung waren nicht vorhanden. .The result, which is shown in FIG. 5, was obtained with a pulse frequency of 600 Hz at an amplitude of 5 V, a DC voltage of 6 V, a DC current of 3 A and a pulse current of 1.5 A are achieved. The achieved thereby Rockwell hardness was C72j quality and leather impact were excellent and there were no bubbles or stratification. .

Das in Fig. 6 wiedergegebene Ergebnis wurde mit einer Pulsfrequenz von 1800 Hz bei einer Amplitude, die 5 V entspricht. Die Gleichspannung betrug 5 V,. die Impulsspannung 3,5 V; der Gleichstrom betrug 2 A und der Impuls-The result shown in Fig. 6 was obtained with a pulse frequency of 1800 Hz with an amplitude that 5V is equivalent to. The DC voltage was 5 volts. the pulse voltage 3.5 V; the direct current was 2 A and the pulse

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strom 1,5 A. Die erzielte Rockwell-Härte war 070; die erzielte Güte und die Niederschlagskraft waren in Ordnung; es traten keine Blasen auf und auch die Schichtbildung nur sehr gering.current 1.5 A. The Rockwell hardness achieved was 070; the quality achieved and the power of precipitation were okay; no bubbles occurred and neither did the film formation only very little.

Bs läßt sich daraus erkennen, daß das in der Fig.3 wiedergegebene Ergebnis dem Ergebnis aus den Pig. 2, 4f 5 und 6 weit überlegen ist. Es können also bei entsprechender Wahl der Amplitude und der Frequenz der Impulse erheblich verbesserte Ergebnisse erzielt werden. Die Ein und Ausschaltzeiten der Impulse steuern den Impulsstrom, und die Bedingungen, die zu dem Ergebnis nach Fig. 3 geführt haben, ergeben eine besonders gute Plattierung.It can be seen from this that the result shown in FIG. 3 corresponds to the result from the Pig. 2, 4f 5 and 6 is far superior. With an appropriate choice of the amplitude and the frequency of the pulses it can significantly improved results can be achieved. The switch-on and switch-off times of the pulses control the pulse current, and the conditions which led to the result of FIG. 3 give particularly good plating.

Es ist interessant, die Veränderung der Plattierungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Frequenz zu betrachten. Bei Pulsfrequenzen von 450 und 1800 Hz wurde nach 4 Stunden eine Schichtdicke von 0,15 mm erreicht, wogegen bei einer Pulsfrequenz von 550 Hz die Schichtdicke in 4 Stunden 0,35 mm erreichte.Interesting is the change in plating speed to be considered depending on the frequency. At pulse frequencies of 450 and 1800 Hz was after 4 hours a layer thickness of 0.15 mm is achieved, whereas the layer thickness is achieved at a pulse frequency of 550 Hz reached 0.35 mm in 4 hours.

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Claims

PATENT CLAIMS

1. ) Device for electroplating with electrodes in an electroplating bath to which a direct current source is connected, characterized in that an alternating current pulse generator (T, to Tq) is connected to the output side of the direct current source (j51) and control means (46, 42, 47) for Setting of the frequency, the amplitude and the switch-on time of the alternating voltage pulse generator are provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the alternating voltage pulse generator is essentially square-wave pulses gives up. "

35. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the pulse frequency is between 450 and 800 Hz.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that that the relative pulse duration is between 10 and.

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5. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the pulse frequency is between 500 and 700 Hz.

6. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the frequency of the pulse generator in the Is close to 550 Hz.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that auxiliary means (UT _15, UT ₂ , SCR ₁ , SCRp) are provided to avoid feedback in the pulse generator.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pulse generator is constructed from semiconductor elements.

9. Apparatus according to claim $ 7 characterized in that the means for suppressing the feedback semiconductor element consist (UT _1, UTP, SCR _1, SCR _2).

10. The device according to claim 1, characterized in that the direct current power supply from a three-phase source (19, 20, 21) is fed and one to the three-phase

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Source connected rectifier arrangement (j51) as well as a has downstream smoothing filter (L-, C-).

11. The device according to claim 10, characterized by a transformer device (2j5, 24, 29) between the three-phase current source (19, 20, 21) and the rectifier arrangement (31) to control the amount of direct current output.

12. The device according to claim 11, characterized by adjusting means (26, 27, 28) for changing the output voltage the transformer device.

IJ. Method for generating a galvanizing current, characterized in that an alternating current of the frequency * 450 to 800 Hz is superimposed on a direct current.

14. The method according to claim IJ, characterized in that that the frequency of the alternating current is between 500 and 700 Hz.

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