DE19633796A1 - Vorrichtung zum Galvanisieren von elektronischen Leiterplatten oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Galvanisieren von Leiterplatten, insbesondere von solchen, die eine Mehrzahl von Bohrungen enthalten, mit

• a) einem ein Elektrolytbad enthaltenden Behälter;
• b) mindestens einer Galvanisierungs-Stromquelle;
• c) Transportmitteln, welche die elektronischen Leiter­ platten in im wesentlichen horizontaler Ausrichtung entlang eines Bewegungsweges durch den das Elektrolyt­ bad enthaltenden Behälter hindurch befördern;
• d) Kontaktmitteln, welche elektrisch mit dem negativen Pol einer Galvanisierungs-Stromquelle verbunden sind und derart an den elektronischen Leiterplatten angreifen, daß deren metallische Beschichtungen ebenfalls auf negativem Potential liegen;
• e) mindestens zwei in der Nähe des Bewegungsweges in Bewegungsrichtung der elektronischen Leiterplatten gesehen hintereinander angeordneten Anoden, die mit dem positiven Pol einer Galvanisierungs-Strom­ quelle verbunden sind.

Vorrichtungen zur Galvanisierung von Leiterplatten dieser Art sind in unterschiedlichster Ausbildung bereits bekannt. Unterschiedlich sind dabei im wesentlichen die Transport­ mittel, welche die Leiterplatten durch das Elektrolytbad bewegen, sowie die Art und Weise, wie die Leiterplatten kontaktiert und auf das negative Potential der Galvanisie­ rungs-Stromquelle gebracht werden. Gemeinsam ist jedoch all diesen Ausgestaltungen der bekannten Vorrichtungen, daß alle Anoden im wesentlichen an eine einzige Galvani­ sierungs-Stromquelle angeschlossen sind, jedenfalls immer auf demselben positiven Potential liegen, welches aus­ schließlich im Blick auf den stattfindenden elektrolyti­ schen Prozeß und bestimmte einzuhaltende Stromdichten gewählt wurde. Die elektronischen Leiterplatten, welche auf derartigen Vorrichtungen mit einem metallischen Überzug auf galvanischem Wege versehen werden sollen, weisen im allgemeinen Bohrungen auf, deren Mantelflächen ebenfalls in der Vorrichtung zu galvanisieren sind. Diese Bohrungen, die von einer Hauptfläche der Leiter­ platte zur gegenüberliegenden Fläche führen, dienen im allgemeinen der elektrischen Verbindung der Schaltungs­ muster, die auf den gegenüberliegenden Hauptflächen der elektronischen Leiterplatten ausgebildet sind. Für die Funktionsfähigkeit der so entstehenden Schaltungen ist es wichtig, daß die galvanisch auf den Mantelflächen der Bohrungen abgeschiedenen Metallschichten über die gesamte axiale Länge der Bohrung hinweg möglichst gleiche Schichtdicke aufweisen. Ist die Schichtdicke weitestgehend konstant, spricht man von einer guten oder geringen "Streuung". Bei bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art ist die "Streuung" noch nicht optimal.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß die galvanisch auf die Leiterplatten aufgebrachten Schich­ ten, insbesondere auch über die axialen Abmessungen der Bohrungen hinweg, weitestgehend konstant sind, also eine gute bzw. geringe "Streuung" aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Anode eine gesonderte Galvanisierungs-Stromquelle zugeordnet ist, deren Ausgangsspannung unabhängig einstell­ bar ist.

Die Erfindung fußt auf folgender Erkenntnis:
Die elektrischen Felder, die sich zwischen den Anoden und den zu metallisierenden Flächen an den vorbeilaufen­ den Leiterplatten aufbauen, können niemals vollständig homogen sein. Inhomogenitäten in den elektrischen Feldern führen aber zwangsläufig zu lokal unterschiedlich dickem Aufbau der galvanisch abgeschiedenen Metallschichten. Besonders inhomogen sind aus ohne weiteres einleuchtenden Gründen diejenigen elektrischen Felder, die in die Boh­ rungen in den Leiterplatten hineingreifen. Die vorliegen­ de Erfindung akzeptiert, daß die Homogenität dieser Felder nicht oder nicht entscheidend verbessert werden kann. Sie erreicht jedoch eine Kompensierung der Feldin­ homogenitäten dadurch, daß die Leiterplatten auf ihrem Weg durch das Elektrolytbad hindurch an hintereinander liegenden Anoden auf unterschiedlich inhomogene Felder treffen. Durch geschickte Wahl der Spannungen, die von den individuellen Galvanisierungs-Stromquellen erzeugt werden, ist es möglich, die Inhomogenitäten der hinterein­ ander durchlaufenen Einzelfelder so aufeinander abzustim­ men, daß sich die Inhomogenitäten in ihrer Gesamtwirkung weitgehend gegenseitig aufheben. Im Ergebnis haben also die Leiterplatten beim Durchlaufen der gesamten Vorrichtung ein "integriertes" Feld gesehen, welches weitestgehend homogen ist und deshalb auch zu einer konstanten Dicke der aufgalvanisierten Metallschicht geführt hat.

Bei den meisten Vorrichtungen der hier interessierenden Art werden die elektronischen Leiterplatten beidseitig galvanisiert; es finden sich daher auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges innerhalb der Vorrichtung Anoden. Wird dieses an und für sich bekannte Konstruk­ tionsprinzip auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung ange­ wandt, so ist diejenige Ausgestaltung besonders vorteil­ haft, bei welcher auch die Ausgangsspannungen der Gal­ vanisierungs-Stromquellen, deren zugeordnete Anoden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges gegen­ überstehen, unterschiedlich sind. Hierdurch wird es leichter, das elektrische Feld, welches durch die Boh­ rungen der Leiterplatten hindurchreicht, in der gewünsch­ ten Art zu "formen".

Die meisten Vorrichtungen zum Galvanisieren von elektro­ nischen Leiterplatten erzeugen das Elektolytbad, in welchem die Galvanisierung stattfindet, durch eine soge­ nannte "stehende Welle". Dies bedeutet, daß sich bei diesen Vorrichtungen im unteren Bereich eines Maschinengehäuses ein Sumpf für den Elektrolyten befindet. Mindestens eine Pumpe ist vorgesehen, welche dem Sumpf Elektrolyt entnimmt und dem Behälter zuführt, derart, daß dessen Innenraum im dynamischen Gleichgewicht zwischen Zu- und Abfluß mit dem Elektrolytbad angefüllt ist. Diese Konstruktionsweise stellt sicher, daß der in dem elek­ trischen Feld zwischen Anode und vorbeiwandernder elek­ tronischer Leiterplatte befindliche Elektrolyt rasch ausgetauscht wird und deshalb lokale Verarmungen an Ionen in dem Elektrolyt vermieden werden. Bei dieser Bauweise läßt sich eine Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft einsetzen, bei welcher durch Abstimmung der Pump- und/oder Förderparameter ein unterschiedlicher Druck des Elektrolyten auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges der elektronischen Leiterplatten vorliegt. Dieser unterschiedliche Druck erleichtert die Durchströmung der Bohrungen mit Elektrolyten. So wird eine unerwünschte "Streuung" der auf die Mantelflächen der Bohrungen aufgalvanisierten Metallschichten, die auf lokalen Verarmungen an Ionen zurückgehen könnte, zuverlässig vermieden.

Bei einer Ausgestaltung dieses Konstruktionsprinzips sind zur Förderung des Elektrolyten in die auf gegen­ überliegenden Seiten des Bewegungsweges liegenden Teil­ volumina des Behälters unterschiedliche Pumpen mit unter­ schiedlicher Pumpleistung vorgesehen.

Preisgünstiger aber ist diejenige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher zur Förderung des Elektrolyten nur eine einzige Pumpe vorgesehen ist, wobei von der Pumpe zu den auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges liegenden Teilvolumina des Behälters Zweigleitungen verlaufen, in denen Drosseln mit unter­ schiedlich großer Drosselwirkung liegen. Die Drosseln werden so gewählt, daß sich der gewünschte Druckunter­ schied auf gegenüberliegenden Seiten der elektronischen Leiterplatten ergibt.

Zweckmäßig dabei ist wiederum, wenn die Drosseln als auswechselbare Lochplatten ausgebildet sind. Die Größe der Löcher in diesen Lochplatten, welche die Drosselwir­ kung bestimmt, kann dann auf einfache Weise im Experiment so ermittelt werden, daß sich bezüglich der "Streuung" der aufgalvanisierten Schichtdicken die optimalen Ergeb­ nisse einstellen.

Häufig sind die Verhältnisse bei den Vorrichtungen der eingangs genannten Art so, daß der Elektrolyt über auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges liegende Düsenöffnungen gegen die vorbei laufenden elektronischen Leiterplatten gerichtet wird. In diesem Falle ist diejenige Ausgestaltung der Erfindung empfehlenswert, bei welcher die Winkelorientierung der Düsenöffnungen gegen die Leiterplatte, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges gegenüberstehen, unterschiedlich ist. Selbst wenn durch alle Düsenöffnungen pro Zeiteinheit dieselbe Menge an Elektrolyt hindurchgepumpt wird, entstehen durch die unterschiedlichen Aufprallwinkel der die Düsenöffnungen verlassenden Elektrolyt strahlen auf die elektronische Leiterplatte unterschiedliche dynamische Druckbeaufschla­ gungen, welche ebenfalls die Durchströmung der Bohrungen in den Leiterplatten fördern.

Aus verschiedenen Gründen wird diejenige Ausführungsform der Erfindung besonders bevorzugt, bei welcher jedem Abschnitt des Bewegungsweges der elektronischen Leiterplat­ ten, welcher einer oder zwei gegenüberliegenden Anoden benachbart ist, ein Anwesenheitssensor zugeordnet ist, welcher die zugeordnete Galvanisierungs-Stromquelle aktiviert, wenn eine elektronische Leiterplatte in den fraglichen Abschnitt des Bewegungswegs eintritt.

Mit diesem Merkmal hat es folgende Bewandtnis: Solange die Anoden unter Spannung stehen, findet - auch ohne Anwesen­ heit einer Leiterplatte - in gewissem Ausmaße ein Stromfluß statt. Dieser Stromfluß rührt insbesondere von einer an und für sich unerwünschten Elektrolyse zwischen der Anode und den in ihrer Nähe vorhandenen Kontaktmitteln, die sich ja auf negativem Potential befinden. Die Folge dieser "Nebenelektrolyse" ist nicht nur ein unerwünschter Stromver­ brauch; sehr nachteilig ist außerdem, daß sich hierbei die Kontaktmittel selbst mit einer Metallschicht überziehen und deshalb entweder in periodischen Zeitabständen ausge­ baut und gereinigt oder kontinuierlich durch eine weitere "Hilfselektrolyse" wieder gesäubert werden müssen. Diese negativen Konsequenzen lassen sich in erheblichem Maße dann reduzieren, wenn die den Anoden zugeordneten einzelnen Galvanisierungs-Stromquellen nur solange und nur dann akti­ viert sind, wenn sich tatsächlich eine Leiterplatte in der unmittelbaren Nähe der zugeordneten Anode be­ findet.

Die jeweilige Galvanisierungs-Stromquelle wird mit Hilfe des Anwesenheitssensors erst dann eingeschaltet, wenn die voreilende Kante der Leiterplatte eine bestimmte Strecke zwischen die Anoden hinein vorgelaufen ist. Hierdurch werden Verbrennungen an diesen vorlaufenden Kanten vermieden.

Als Anwesenheitssensor kommt insbesondere ein Widerstands­ messer in Betracht, der in Anlage an eine Hauptfläche einer vorbeilaufenden Leiterplatte geraten kann und auf die hierdurch bewirkte Widerstandsveränderung anspricht. Als solcher Widerstandsmesser kann auch eine Einrichtung dienen, welche den über die zugeordnete(n) Anode(n) flie­ ßenden Strom überwacht. Ein Anwachsen dieses Stromes zeigt das Vorhandensein einer Leiterplatte an.

Alternativ ist es auch möglich, für diesen Zweck den bekannten Sensor einzusetzen, der sich am Einlauf derar­ tiger Vorrichtungen allgemein befindet und hier häufig die Form einer Lichtschranke aufweist. Aus dem Zeitpunkt des Eintrittes der Leiterplatte in die Vorrichtung, der durch diesen Sensor festgestellt wird, und der bekannten Vorlaufgeschwindigkeit der Leiterplatten lassen sich die Zeitspannen errechnen, nach welchen die Leiterplatte in die verschiedenen Abschnitten des Bewegungsweges eintreten, die unterschiedlichen Anoden entsprechen. Die zugeordneten Galvanisierungs-Stromquellen werden dann zu den entsprechenden Zeiten aktiviert.

Selbstverständlich müssen die Galvanisierungs-Stromquellen auch wieder desaktiviert werden, wenn die Leiterplatte den Abschnitt des Bewegungsweges, welcher der entsprechenden Anode zugeordnet ist, wieder verläßt. Dies kann auf sehr unterschiedliche Weise geschehen. Besonders kostengünstig ist insofern diejenige Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher für jede Galvanisierungs-Stromquelle ein Zeitglied vorgesehen ist, welches die zugeordnete Galvanisierungs-Strom­ quelle wieder desaktiviert, wenn seit ihrer Aktivie­ rung eine bestimmte Zeit verstrichen ist. Die fragliche Zeit wird auf die Bewegungsgeschwindigkeit der Leiterplat­ ten so abgestimmt, daß sie zum Durchlaufen des Abschnittes des Bewegungsweges im Bereich der zugeordneten Anode ausreicht.

Erneut um das Auftreten von Verbrennungserscheinungen zu vermeiden, wird die jeweilige Galvanisierungs-Stromquelle schon desaktiviert, wenn die nacheilende Kante der Leiter­ platte im fraglichen Abschnitt des Bewegungsweges entlang der entsprechenden Anode(n) noch eine gewisse Strecke zurückzulegen hat.

Häufig werden in Vorrichtungen der hier angesprochenen Art nicht einzelne Leiterplatten sondern Chargen aus einer Vielzahl von Leiterplatten galvanisiert, die in dichter Folge, eng aneinander anliegend, durch die Vor­ richtung transportiert werden. In diesem Falle werden die jeweiligen Galvanisierungs-Stromquellen aktiviert, wenn die erste Leiterplatte der Charge in den entsprechen­ den Abschnitt des Bewegungsweges eintritt, und desaktiviert, wenn die letzte Leiterplatte der Charge den entsprechenden Abschnitt des Bewegungsweges verläßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrich­ tung zum Galvanisieren von elektronischen Leiterplatten;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich des Bewegungsweges der Leiterplatten zwischen den gegenüberliegenden Anodenkörben in ver­ größertem Maßstabe;

Fig. 3 schematisch die Beschaltung der Vorrichtung von Fig. 1.

In Fig. 1 ist im senkrechten Schnitt eine Vorrichtung dargestellt, in welcher elektronische Leiterplatten, die mit Bohrungen versehen sind, auf galvanischem Wege mit einem metallischen Überzug versehen werden können. Dieser metallische Überzug soll insbesondere auch die Mantelflächen der Bohrungen der Leiterplatte bedecken, so daß z. B. über diese Mantelflächen eine elektrische Verbindung zwischen den Leitungsmustern auf der oberen und unteren Seite (den "Hauptflächen") der Leiterplatte ge­ schaffen werden kann.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt ein Ma­ schinengehäuse 1 mit einem Einlaßschlitz 2 und einem Auslaßschlitz 3. Die elektronischen Leiterplatten werden in horizontaler Ausrichtung im Sinne des Pfeiles 4 der Vorrichtung zugeführt und treffen nach dem Durchtritt des Einlaßschlitzes 2 zunächst auf vier Quetschwalzen­ paare 5, in denen an den Leiterplatten noch anhaftende, von früheren Bearbeitungsvorgängen stammende Behandlungs­ flüssigkeit weitestgehend entfernt wird.

Von den Quetschwalzenpaaren 5 werden die Leiterplatten auf eine erstes Kontakt- und Transportwalzenpaar 6 über­ geben. Auf die genaue Ausgestaltung dieser Kontakt- und Transportwalzen 6 wird weiter unten näher eingegangen. Die Kontakt- und Transportwalzen 6 schieben die Leiter­ platte weiter in Förderrichtung vor. Diese gelangen dabei zwischen eine obere Anode 7 und eine unteren Anode 8. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Anoden 7 und 8 als Anodenkörbe ausgestaltet, die schubla­ denartig seitlich aus dem Maschinengehäuse 1 herausgezogen werden können. Es lassen sich jedoch auch beliebige andere Arten von Anoden einsetzen, so etwa inerte Anoden aus Titan-Streckmetall. Nach dem Passieren der Anodenkörbe 7 und 8 werden die Leiterplatten wiederum von einem Kontakt- und Transportwalzenpaar 6 erfaßt, welches die Leiterplatten weiter vorschiebt, so daß diese erneut zwischen einen oberen Anodenkorb 7 und einen unteren Anodenkorb 8 gelangen. Die Leiterplatten, welche die Strecke zwischen den letztgenannten Anodenkörben 7 und 8 durchlaufen haben, werden von einem letzten Kontakt- und Transportwalzenpaar 6 erfaßt und erneut an vier Quetschwalzenpaare 5 übergeben, welche von den Leiter­ platten den Elektrolyten, in dem sie sich zuvor befunden haben (siehe hierzu die weiter unter folgende Beschrei­ bung) weitestgehend entfernen. Die Leiterplatten werden schließlich durch das Transportsystem, von dem die Kon­ takt- und Transportwalzen 6 Teil sind, über den Auslaß­ schlitz 15 aus der Vorrichtung ausgegeben und einer nach­ folgenden Behandlungsstation zugeführt.

Im unteren Bereich des Maschinengehäuses 1 befindet sich ein Sumpf 9, in dem sich der für die Elektrolyse eingesetzte Elektrolyt sammelt. Eine Pumpe 10 entnimmt laufend Elektrolyt dem Sumpf 9 und führt diesen über ein Filter 11, ein Ventil 12 und Leitungen 16a, 16b in nach oben in einen Behälter 13, welcher die Bewegungsebene der Leiterplatten im Bereich der Kontakt- und Transport­ walzen 6 sowie die Anodenkörbe 7 und 8 umgibt. Auch der Behälter 13 weist einen Einlaßschlitz 17 und einen Auslaß­ schlitz 18 auf, die jedoch durch die benachbarten, als Stauwalzen dienenden Quetschwalzenpaare 5 und an diesen gleitend anliegende Schotts weitgehend abgedichtet sind. Im dynamischen Gleichgewicht zwischen Zuförderung von Elektrolyten in das Innere des Behälters 13 und Auslaufen aus dem Behälter 13 wird der Behälter 13 weitestgehend mit Elektrolyt angefüllt, so daß sich also die Leiterplat­ ten zwischen dem in Fig. 1 ganz rechten Kontakt- und Trans­ portwalzen-Paar 6 und dem in Fig. 1 ganz linken Kontakt- und Transportwalzenpaar 6 innerhalb eines sich ständig austauschenden Elektrolyten bewegen. Diese Vorgänge sind dem Fachmann unter dem Begriff der "stehenden Welle" bekannt.

Im einzelnen (vgl. hierzu insbesondere auch Fig. 2) wird der Elektrolyt von der Pumpe 10 über eine erste Zweiglei­ tung 16a Verteilerkanälen 17 im Bereich der oberen Anoden­ körbe 7 und über eine zweite Zweigleitung 16b Verteiler­ kanälen 18 im Bereich der unteren Anodenkörbe 8 zugeführt. Von den Verteilerkanälen 17 führen einzelne Düsenkanäle 19 nach unten zu Düsenöffnungen 20, 21, die sich in der Nähe der Bewegungsebene der Leiterplatten befinden. Über die Düsenöffnungen 20 wird der Elektrolyt unter einem von 90 Grad abweichenden Winkel gegen die Oberfläche der vorbeiwandernden Leiterplatten ausgestoßen, während der Elektrolyt aus den Düsenöffnungen 21 senkrecht nach unten strömt, also unter rechtem Winkel auf die vorbeiwandernden Leiterplatten auftrifft.

Der weitere Verlauf des Elektrolyten aus den unteren Verteilerkanälen 18 nach oben ähnelt im wesentlichen demjenigen, der für den Weg des Elektrolyten aus den oberen Verteilerkanälen 17 schon beschrieben wurde.

Zu beachten ist jedoch, daß den schräg gerichteten Düsen­ öffnungen 20 oberhalb des Bewegungsweges der Leiterplatten jeweils eine vertikal ausgerichtete Düsenöffnung 21 unterhalb des Bewegungsweges der Leiterplatten gegenüber­ steht bzw. umgekehrt. Hierdurch wird vermieden, daß die vorbeiwanderende Leiterplatte auf beiden Seiten unter demselben Druck mit Elektrolyt beaufschlagt wird, was die Durchströmung der Bohrungen behindern würde.

Jeder Kontakt- und Transportwalze 6 ist eine Entkupferungs­ kathode 22 zugeordnet. Dabei kann es sich um stabähnliches Gebilde aus Titan handeln, welches sich parallel zu der zugeordneten Kontakt- und Transportwalze 6 erstreckt und gegenüber letzterer auf (stärker) negativem Potential liegt.

Bereits oben wurde darauf hingewiesen, daß die zu gal­ vanisierende Leiterplatte möglichst nicht auf beiden gegenüberliegenden Hauptseiten mit demselben Druck des Elektrolyten beaufschlagt werden sollte, weil andernfalls die Durchströmung der Bohrungen in den Leiterplatten behindert wäre. Aus diesem Grunde sind die verschiedenen, einander auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges der Leiterplatte angeordneten Düsenöffnungen 20, 21 einmal schräg und das andere Mal senkrecht auf die Ebene des Bewegungsweges gerichtet. Dem gleichen Zwecke dient die folgende Maßnahme:
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist in jede Elektrolyt-Zweig­ leitung 16a, welche zu einem Verteilerkanal 17 im Bereich der oberen Anodenkörbe 7 führt, eine Drossel 40 eingefügt. Bei dieser Drossel 40 kann es sich vorzugsweise um eine auswechselbare Lochplatte handeln, wobei der Lochquerschnitt experimentell so ermittelt wird, daß sich das unten geschilderte Ergebnis ergibt. In entsprechender Weise sind in die Elektrolyt-Zweigleitungen 16b, welche zu den Verteilerkanälen 18 in der Nähe der unteren Anoden­ körbe 8 führen, Drosseln 41 eingesetzt. Die unteren Drosseln 41 sind in ähnlicher Weise als auswechselbare Lochplatten ausgeführt und weisen im dargestellten Aus­ führungsbeispiel einen geringeren Druchströmungsquer­ schnitt auf. Diese hat zur Folge, daß die Pumpe 10 aus dem Sumpf 9 der Vorrichtung pro Zeiteinheit mehr Elektro­ lyt in den Bereich der oberen Hauptfläche der zu gal­ vanisierenden Leiterplatte als in dem Bereich der unte­ ren Hauptfläche führt; dies ist gleichbedeutend mit der Aussage, daß oberhalb des Bewegungsweges der Leiter­ platte ein höherer Druck vorhanden ist als unterhalb dieses Bewegungsweges. Aufgrund der Druckdifferenz, die somit über die Leiterplatten hinweg existiert, wird die Durchströmung der in den Leiterplatten vorhandenen Bohrungen verbessert. Diese verbesserte Durchströmung verhindert eine lokale Verarmung des Elektrolyten inner­ halb der Bohrung insbesondere an Metallionen und ver­ bessert so die "Streuung", also die Gleichmäßigkeit der Dicke der der auf den Mantelflächen der Bohrungen auf­ galvanisierten Metallschicht.

Die Verbesserung der "Streuung" der auf den Mantelflächen der Bohrungen aufgalvanisierten Metallschicht ist schließ­ lich noch Ziel einer dritten Maßnahme, die nunmehr anhand der Fig. 3 erläutert wird. Diese Figur zeigt schematisch die elektrische Beschaltung der Vorrichtung von Fig. 1. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind die verschiedenen mechanischen Komponenten von Fig. 1 weitestgehend fortge­ lassen, soweit diese zum Verständnis nicht erforderlich sind. Wiederzuerkennen in Fig. 3 sind die dem Einlaß­ schlitz des Maschinengehäuses 1 benachbarten vier Quetsch­ walzenpaare 5, die bei der Durchquerung der Vorrichtung von den Leiterplatten durchlaufenen Kontakt- und Transport­ walzenpaare 6, die oberen und unteren Anodenkörbe 7 und 8 sowie die den verschiedenen Kontakt- und Transportwalzen 6 zugeordneten Entkupferungselektroden 22. Jedem Anodenkorb 7, 8 ist eine eigene Galvanisierungs-Stromquelle 41 zugeord­ net, deren Anodenspannungen unabhängig voneinander ein­ stellbar sind. Die Minuspole aller einzelner Galvanisie­ rungs-Stromquellen 41 sind miteinander und außerdem in der in der Zeichnung schematisch dargestellten Weise mit den metallischen Beschichtungen der Kontakt- und Trans­ portwalzen 6 verbunden. Der Pluspol jeder einzelnen Gal­ vanisierungs-Stromquellen 41 dagegen ist jeweils ausschließ­ lich an einen zugeordneten Anodenkorb 7, 8 angeschlossen.

Im Betrieb werden die Ausgangsspannungen der verschiede­ nen Galvanisierungs-Stromquellen 41, in Bewegungsrichtung der Leiterplatten gesehen, unterschiedlich eingestellt; beispielsweise können sie alternierend zwischen einem höheren und einem niedrigeren Wert wechseln. Dabei kann dem Anodenkorb, der sich auf der einen Seite des Bewe­ gungsweges der Leiterplatten befindet und sich auf einem höheren positiven Potential befindet, auf der gegenüber­ liegenden Seite dieses Bewegungsweges ein Anodenkorb zugeordnet sein, der sich auf einem niedrigeren positi­ ven Potential befindet. Durch dieses Alternieren der Ausgangsspannungen der Galvanisierungs-Stromquellen durch­ laufen die zu galvanisierenden Leiterplatten, insbe­ sondere die in diesen enthaltenen Bohrungen, elektri­ sche Felder unterschiedlicher Ausgestaltung. Da sich innerhalb der Bohrungen der Leiterplatten aus geometri­ schen Gründen Inhomogenitäten der elektrischen Felder niemals ganz vermeiden lassen, die ansonsten zu unterschied­ lichen Dicken der galvanisch abgeschiedenen Metallschich­ ten führen würden, wird durch das Wechseln der Feldgeo­ metrie im Ergebnis die Inhomogenität der einzelnen Feld­ verteilungen in den Bohrungen vergleichmäßigt. Dies hat zur Folge, daß die "Streuung" der auf den Mantelflächen der Bohrungen aufgalvanisierten Schichten entscheidend verbessert wird.

Wie Fig. 3 weiter deutlich macht, ist jeweils in der Nähe des Einlaufendes des zwischen zwei Anodenkörben 7, 8 liegenden Abschnittes des Bewegungsweges der elek­ tronischen Leiterplatten ein Anwesenheitssensor 42 ange­ ordnet. Normalerweise sind die Galvanisierungs-Stromquellen 41 abgeschaltet. Stellt jedoch der Anwesenheitssensor 42 fest, daß sich eine elektronische Leiterplatte dem Wegabschnitt zwischen den zugeordneten Anodenkörben 7, 8 nähert, so wird die zugeordnete Galvanisierungs­ stromquelle 41 eingeschaltet; das elektrische Feld zwischen den Anodenkörben 7 und 8 sowie der elektronischen Leiter­ platte baut sich auf. Am Auslaufende des Abschnittes des Rewegungsweges befindet sich ein zweiter, ähnlicher und in der Zeichnung nicht dargestellter Anwesenheitssensor, welcher die zugeordnete Galvanisierungs-Stromquelle 41 wieder abschaltet, wenn die Leiterplatte vorbeiläuft. Statt des zweiten Anwesenheitssensors kann ein Zeitglied vorgesehen sein. Dieses desaktiviert die Galvanisierungs-Strom­ quelle 41 nach einer Zeit, welche dem Durchlaufen der Leiterplatte durch den fraglichen Abschnitt des Bewegungsweges entspricht.

Aufgrund der Tatsache, daß die Galvanisierungs-Stromquellen 41 desaktiviert sind, solange sich im Bereich der sogeord­ neten Anodenkörbe 7, 8 keine Leiterplatte befindet, kann eine sehr deutliche Stromersparnis erzielt werden.

Bei dem Anwesenheitssensor 42 kann es sich um jeden an und für sich bekannten Sensor handeln, welcher die Anwesenheit eines Gegenstandes feststellen kann, so z. B. um eine (Reflexions)-Lichtschranke, um einen mechanischen Mikroschalter oder, was hier bevorzugt wird, um einen Widerstandssensor, der in Berührung mit einer Hauptflä­ che der vorbeiwandernden Leiterplatte gelangt und einen Widerstandsabfall registriert, der durch die leitende Oberfläche der Leiterplatte hervorgerufen wird.

Schließlich macht Fig. 3 deutlich, daß bei der oben beschriebenen Vorrichtung für alle Entkupferungselektro­ den 22 nur eine einzige Hilfsstromquelle 43 vorgesehen ist. Der Pluspol dieser Hilfsstromquelle 43 ist mit den Minuspolen der Galvanisierungs-Stromquellen 42 und damit auch mit den metallischen Beschichtungen der Kontakt- und Transportwalzen 6 verbunden, während der Minuspol der Hilfstromquelle 43 mit allen Entkupferungselektroden 22 verbunden ist. Die Spannung der Hilfsstromquelle 43 wird so eingestellt, daß metallischen Beschichtungen der Kontakt- und Transportwalzen 6 zuverlässig frei von unerwünschten galvanischen Metallabscheidungen ge­ halten werden können.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Galvanisieren von Leiterplatten, insbesondere von solchen, die eine Mehrzahl von Bohrungen enthalten, mit

• a) einem ein Elektrolytbad enthaltenden Behälter;
• b) mindestens einer Galvanisier-Stromquelle;
• c) Transportmitteln, welche die elektronischen Leiter­ platten in im wesentlichen horizontaler Ausrichtung entlang eines Bewegungsweges durch den das Elektrolyt­ bad enthaltenden Behälter hindurch befördern;
• d) Kontaktmitteln, welche elektrisch mit dem negativen Pol einer Galvanisierungs-Stromquelle verbunden sind und derart an den elektronischen Leiterplatten angreifen, daß deren metallische Beschichtungen ebenfalls auf negativem Potential liegen;
• e) mindestens zwei in der Nähe des Bewegungsweges in Bewegungsrichtung der elektronischen Leiterplatten gesehen hintereinander angeordneten Anoden, die mit dem positiven Pol einer Galvanisierungs-Strom­ quelle verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Anode (7, 8) eine gesonderte Galvanisierungs-Strom­ quelle zugeordnet ist, deren Ausgangsspannung unab­ hängig einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannungen der Galvanisierungs-Strom­ quellen (41), deren zugeordnete Anoden (7, 8) in Bewegungs­ richtung der elektronischen Leiterplatten hintereinander liegen, unterschiedlich sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher zur beidseitigen Galvanisierung auf gegenüberliegen­ den Seiten des Bewegungsweges Anoden vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannungen der Galvanisierungs-Stromquellen (41), deren zugeordnete Anoden (7, 8) sich auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungs­ weges gegenüberstehen, unterschiedlich sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher

• a) im unteren Bereich eines Maschinengehäuses sich ein Sumpf für den Elektrolyten befindet;
• b) mindestens eine Pumpe vorgesehen ist, welche dem Sumpf Elektrolyt entnimmt und dem Behälter zuführt, derart, daß dessen Innenraum im dynamischen Gleich­ gewicht zwischen Zu- und Abfluß mit dem Elektrolytbad angefüllt ist;

dadurch gekennzeichnet, daß
durch Abstimmung der Pump- und/oder der Förderparameter ein unterschiedlicher Druck des Elektrolyten auf gegenüber­ liegenden Seiten des Bewegungsweges der elektronischen Leiterplatten vorliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des Elektrolyten in die auf gegen­ überliegenden Seiten des Bewegungsweges liegenden Teilvolu­ mina des Behälters unterschiedliche Pumpen mit unterschied­ lichen Pumpleistungen vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des Elektrolyten nur eine einzige Pumpe (10) vorgesehen ist, wobei von der Pumpe (10) zu den auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges liegenden Teilvolumina des Behälters (13) Zweigleitungen (16a, 16b) verlaufen, in denen Drosseln (40, 41) mit unterschiedlich großer Drosselwirkung liegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (40, 41) als auswechselbare Loch­ platten ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Elektrolyt über auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges liegende Düsenöffnungen gegen die vorbei laufenden elektrischen Leiterplatten gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelorientierung der Düsenöffnungen (20, 21) gegen die Leiterplatte, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges gegenüberstehen, unterschiedlich ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Abschnitt des Bewegungsweges der elektronischen Leiterplatten, welcher einem oder zwei gegenüberliegenden Anoden (7, 8) benachbart ist, ein Anwesenheitssensor (42) angeordnet ist, welcher die zugeordnete Galvanisierungs-Stromquelle (41) aktiviert, wenn eine elektronische Leiterplatte in den fraglichen Abschnitt des Bewegungsweges eintritt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anwesenheitssensor (42) ein Widerstandsmesser ist, der in Anlage an eine Hauptfläche einer vorbeilaufen­ den Leiterplatte gebracht werden kann und auf die hierdurch bewirkte Widerstandsveränderung anspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für jede Galvanisierungs-Strom­ quelle (41) ein Zeitglied vorgesehen ist, welches die zugeordnete Galvanisierungs-Stromquelle (41) wieder desaktiviert, wenn seit ihrer Aktivierung eine bestimmte Zeit verstrichen ist.