DE19736352C1 - Vorrichtung zur Kontaktierung von flachem Behandlungsgut in Durchlaufgalvanisieranlagen - Google Patents
Vorrichtung zur Kontaktierung von flachem Behandlungsgut in DurchlaufgalvanisieranlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Naßkontaktierung von
flachem Behandlungsgut wie Leiterfolien und Leiterplatten in Durchlaufgalvani
sieranlagen. Insbesondere findet die Vorrichtung Anwendung in Anlagen mit
horizontalem Transport des Behandlungsgutes.
In der Galvanisieranlage wird das Behandlungsgut einseitig oder beidseitig am
Rand von Klemmen oder Klammern gegriffen. Die Klemmen beziehungsweise
Klammern dienen zum Transport des Behandlungsgutes durch die Anlage und
zugleich zur elektrischen Kontaktierung, das heißt zur Galvanisierstromzufüh
rung auf das Gut. Bei dem Behandlungsgut handelt es sich zum Beispiel um
Multilayer mit Plattendicken bis zu 8 mm. Es kommt vor, daß in derselben
Durchlaufgalvanisieranlage auch Folien mit einer Dicke von 0,1 mm oder weni
ger produziert werden. Eine weitere Anforderung an die Galvanisieranlage ist die
Genauigkeit der Schichtdickenverteilung. Die elektrolytisch abgeschiedenen
Schichten müssen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen bis in die
Randbereiche des Behandlungsgutes sehr gleichmäßig verteilt sein. Die Randbe
reiche sollen eine möglichst geringe Breite aufweisen. Die Feinleitertechnik er
fordert zum Beispiel eine Toleranz der Schichtdicke im nutzbaren Bereich des
Behandlungsgutes, die unter 10 Prozent liegt. Dies betrifft auch den Bereich in
der Nähe der Klemmen beziehungsweise der Klammern.
In der Patentschrift DE 36 24 481 C2 wird eine Klammer beschrieben, die in ei
ner horizontalen Durchlaufgalvanisieranlage verwendet wird. An einem umlau
fenden Transportband sind viele Klammern im Abstand befestigt. Die Klammern
ergreifen am Einlauf der Galvanisieranlage das Behandlungsgut am Rand in
Transportrichtung. Das Ergreifen geschieht durch Schwenken von zwei Bügeln,
das Festhalten mit Hilfe einer Druckfeder. In einer anderen Ausführung wird ein
senkrechtes Verschieben der Bügel vorgeschlagen. Die Kontaktkraft wird in die
sem Falle von einer Zugfeder aufgebracht. Am Auslauf der Galvanisieranlage
öffnen die Klammern mittels einer schrägen Anlauffläche. Damit werden die
Leiterplatten wieder freigegeben und in der Regel von Transportwalzen weiter
transportiert. Beim Galvanisieren des Behandlungsgutes werden auch die metal
lischen Bügel der Klammern metallisiert. Sie wirken somit als Raubkathoden in
Bezug auf die Oberfläche des Behandlungsgutes in der Nähe der Klammern. Ein
entsprechend breiter Randstreifen kann wegen der geringen Schichtdicke nicht
genutzt werden. Erfahrungsgemäß beträgt diese Breite etwa 60 Millimeter. Um
dies zu vermeiden, wird in der Patentschrift empfohlen, die Bügel mit einer
Kunststoffumhüllung zu versehen. Nur die Enden, die den Kontakt zum Be
handlungsgut herstellen, bleiben metallisch blank. Diese Stellen werden im
Rücklauf der Klammern in einer Entmetallisierungskammer elektrolytisch ent
metallisiert. Die Kunststoffumhüllung ermöglicht den Betrieb der Klammern
innerhalb des Elektrolyten. Zusätzliche Dichtwände zum Fernhalten des Elek
trolyten von den Klammern sind nicht nötig. Diese Betriebsart soll nachfolgend
als Naßkontaktierung bezeichnet werden. Die Kunststoffumhüllung der Klam
mern besteht zum Beispiel aus ECTFE (Ethylen - Chlortrifluorethylen, unter dem
Handelsnamen Halar bekannt). Der chemisch sehr beständige Kunststoff erfor
dert einen aufwendigen und damit teuren Fertigungsaufwand. Dieser oder ein
anderer geeigneter Kunststoff kann jedoch mechanische Beschädigungen, verur
sacht durch scharfkantige Werkzeuge oder Leiterplatten nicht vermeiden. Die
Standzeit der Klammern beträgt durchschnittlich 12 Monate. Die Klammern sind
beim Galvanisieren kathodisch gepolt. In der Praxis zeigt es sich, daß nach län
gerer Benutzungsdauer bei vielen Klammern eine Metallisierung der Kunst
stoffumhüllung auftritt. Dies erfolgt auch dann, wenn die Klammern im Rücklauf
regelmäßig elektrolytisch entmetallisiert werden. Die Ursachen hierfür sind nicht
bekannt. Vermutlich ist die Alterung der Kunststoffumhüllung in Verbindung
mit der Anlagerung von organischen und/oder anorganischen Elektrolytzusätzen
an die Kunststoffumhüllung der Grund. Die fest haftende metallische Schicht auf
der Kunststoffumhüllung beginnt im Elektrolyten von metallisch blanken Stellen
der Klammern zu wachsen. Solche Stellen sind die blanken Kontaktstellen am
Ende der Bügel. Insbesondere sind dies auch Beschädigungen, die die Kunst
stoffumhüllungen der Klammern während des rauhen Betriebes, zum Beispiel
durch nicht richtig positionierte und sehr scharfkantige Leiterplatten oder durch
unsachgerechte Behandlung bei Reinigungsarbeiten erlitten haben. Folgende
Vorgänge laufen dabei ab: Durch die zum Teil sehr kleinen offenen Schadstellen
wie zum Beispiel Risse, beginnt eine Galvanisierung, die eine dünne elektrisch
leitfähige Verbindung herstellt zwischen dem Metallbügel und der auf der Au
ßenseite der Kunststoffumhüllung langsam aufwachsenden metallischen Schicht.
Im Rücklauf der Klammer soll die Galvanisierschicht elektrolytisch abgetragen
werden. Bevorzugt und damit in kurzer Zeit wird die elektrisch leitfähige Ver
bindung in einer Schadstelle abgetragen. Damit geht die elektrische Verbindung
zur aufgewachsenen Metallschicht verloren, noch bevor diese elektrolytisch voll
ständig entfernt wurde. Befindet sich die Klammer wieder im Metallisierungsbe
reich der Galvanisieranlage, wird die verbliebene Metallisierung durch die
Schadstelle wieder elektrisch leitfähig durch Galvanisieren mit den Metallbügel
verbunden. Die Metallisierung wächst weiter. Dieser langsame wiederholte Vor
gang führt in einer im Dauerbetrieb befindlichen Anlage nach Wochen oder Mo
naten zur Unbrauchbarkeit der Klammern. Die Metallisierung der Kunststoffum
hüllung wirkt als Raubkathode. Die Kunststoffumhüllung muß erneuert werden.
Dies ist mit hohen Kosten verbunden. Zusätzlich entsteht ein Produktionsausfall.
In der Druckschrift EP 0 254 962 A1 werden Kontaktklemmen beschrieben, die für
eine Trockenkontaktierung vorgesehen sind. Die Kontaktklemmen werden mit
tels einer an dem Behandlungsgut anliegenden Dichtung vor dem Zutritt der
Elektrolytlösung abgeschirmt. Trotzdem wird erwähnt, daß die übrigen, nicht der
Kontaktierung dienenden Bereiche der Kontaktklemmen zum Schutz vor uner
wünschten Metallabscheidungen mit Kunststoff überzogen sind. Die Entfernung
von Abscheidungen auf den Kontaktklemmen erfolgt durch chemische und/oder
mechanische Reinigung im Rücklauf derselben. Die Abdichtung der Kathoden
klemmen durch eine unter Federdruck auf dem Behandlungsgut anliegende
Dichtung besitzt Nachteile, weil Leiterplatten stets scharfkantig sind. Löcher im
Randbereich, die zum Beispiel zur Positionierung oder Codierung erforderlich
sind, besitzen ebenfalls scharfe Kanten. Die Dichtung verschleißt schnell. Der
entstehende Abrieb gelangt in den Elektrolyten und wird in die Galvanisier
schicht auf der Leiterplattenoberfläche eingebunden. Derartiges Behandlungsgut
ist Ausschuß. Ferner besteht die Gefahr, daß Leiterfolien von der anliegenden
Dichtung verzogen und/oder geknittert werden. Bei dickeren Platten ist eine voll
ständige Abdichtung nicht möglich, weil im Spalt zwischen zwei aufeinanderfol
genden Leiterplatten Elektrolyt an die Kontaktklemmen und an weitere Kon
struktionselemente der Anlage gelangt. Ein unkontrolliertes Metallisieren von
kathodisch gepolten Teilen sowie eine Korrosion von Transportelementen durch
den Elektrolyten ist nicht zu vermeiden.
In den Patentschriften DE 41 06 733 C2, DE 37 26 571 C1 und DE 40 05 209 C2
sind Abschirmvorrichtungen beschrieben die dazu dienen, den unteren Bereich
der senkrecht in das Galvanisierbad eintauchenden Leiterplatten (oder Gestelle
mit Leiterplatten) elektrisch abzuschirmen. Bei dieser Art von Bädern werden die
Anoden unabhängig von der Eintauchtiefe der gerade produzierten Leiterplatten
mit einer bestimmten Eintauchtiefe in das Bad eingebaut. Werden nunmehr Lei
terplatten mit einer geringeren Eintauchtiefe produziert, sorgen die vorgeschla
genen Vorrichtungen dafür, daß die Feldlienienkonzentration im unteren Bereich
des Bades reduziert wird, um zu vermeiden, daß in diesem Bereich eine zu dicke
Metallschicht abgeschieden wird. Außerdem dienen die Vorrichtungen für eine
bessere Führung der Leiterplatten, insbesondere in Verbindung mit der üblichen
Warenbewegung. Lösungen zur Abschirmung der Halte- und Stromzuführungs
organe sind in diesen Schriften nicht enthalten.
In der Patentschrift DE 30 27 751 C2 ist ein Halterahmen für die Behandlung
dünner Leiterplatten beschrieben. Der Halterahmen besteht aus Kunststoff und
hat nur am oberen Rand eine elektrisch leitfähige Schiene, die mit der Leiter
platte zur Stromübertragung mit Klauen verbunden wird. Die Leitschiene taucht
nicht in das Bad ein und wird damit auch nicht galvanisiert. Außerdem dient der
Rahmen zur Abschirmung von Feldlinien im Randbereich der Leiterplatte, nicht
aber der elektrischen Kontakte am Halterahmen. Das Bestücken der Halterahmen
ist mit großem personellem Aufwand verbunden. Die Vorrichtung ist für die
Verwendung in automatisch produzierenden horizontalen Galvanisieranlagen
nicht geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die zur elektrischen
Kontaktierung und zum Transport von Leiterplatten und Leiterfolien in Durch
laufgalvanisieranlagen geeignet ist unter Vermeidung der beschriebenen Nach
teile der bekannten Klemmen beziehungsweise Klammern und Dichtungen. Ins
besondere soll die Vorrichtung kostengünstig sein und einen weitgehend war
tungsfreien Dauerbetrieb ermöglichen. Ferner soll eine gleich gute Schicht
dickenverteilung auf dem Behandlungsgut und in den Löchern desselben sowohl
bei dicken Leiterplatten als auch bei Leiterfolien bis in den Randbereich des Be
handlungsgutes ohne Umrüstung der Anlage erreicht werden.
Gelöst wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Vorrich
tung.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird erfindungsgemäß bei der Naßkontak
tierung auf die Kunststoffumhüllung der Klammerteile völlig verzichtet. Zur
Vermeidung einer zu großen Raubkathodenwirkung werden beide Klammerteile
gegen die Anoden, die sowohl löslich als auch unlöslich ausgeführt sein können,
abgeschirmt. Eine der Abschirmungen befindet sich zwischen den unteren An
oden der Galvanisieranlage und den Klammerunterteilen. Die andere Abschir
mung befindet sich zwischen den oberen Anoden und den Klammeroberteilen.
Die Abschirmungen bestehen vorzugsweise aus einem elektrisch nichtleitenden
Werkstoff wie zum Beispiel Kunststoff oder Keramik. Sie können jedoch auch
aus isolierbeschichtetem Metall oder aus einem an der Oberfläche anodisch pas
siviertem Metall wie zum Beispiel Titan bestehen. Das Metall kann zur Vermei
dung einer möglichen Zwischenleitergalvanisierung an das jeweilige obere be
ziehungsweise untere Anodenpotential angeschlossen werden. In diese Verbin
dung kann aus Sicherheitsgründen ein kurzschlußstrombegrenzender Widerstand
eingefügt werden. Die elektrisch leitfähigen Abschirmungen sind zur Vermei
dung eines Kurzschlusses so befestigt, daß im ungestörten Dauerbetrieb eine Be
rührung der Klammern und des Behandlungsgutes nicht erfolgt. Auch die Ab
schirmungen aus einem Isolator werden zur Vermeidung einer erfahrungsgemäß
möglichen allmählichen Galvanisierung so justiert, daß sie weder die Behand
lungsgutoberfläche noch die Klammerteile berühren. Die Abschirmungen er
strecken sich entlang des gesamten Transportweges im Galvanisierbereich der
Durchlaufanlage. Aus den genannten Gründen sind die Abschirmungen nicht
vollkommen dicht. Damit findet auch eine geringfügige Galvanisierung der
blanken Klammerteile im Bereich des Klammergreifpunktes, das heißt im Be
reich des Behandlungsgutes statt. Der Einfluß auf die Schichtdickenverteilung
der Leiterplatten im Bereich der Klammergreifpunkte ist jedoch gering. Dies be
deutet in der Praxis, daß nur noch ein schmaler Randstreifen der Leiterplatten
technisch nicht nutzbar ist. Wichtig für die Reproduzierbarkeit präziser Galvani
sierergebnisse in Durchlaufanlagen ist, daß bei jedem Rücklauf der im Bereich
der Greifpunkte leicht metallisierten Klammern eine vollständige elektrolytische
Entmetallisierung und Reinigung erfolgt. Jede Abscheidung auf den Klammern
hat infolge der metallisch blanken Klammern eine ideale elektrisch leitfähige
Verbindung zur Entmetallisierungsstromquelle. Das temporäre Abreißen dieser
Verbindung, so wie es bei kunststoffumhüllten Klammerteilen vorkommt und zu
Abscheidungen auf den Teilen bis zur Unbrauchbarkeit führt, kann hier nicht
auftreten. Am Einlauf der Durchlaufgalvanisieranlage steht immer eine voll
kommen elektrolytisch geätzte, das heißt gereinigte Klammer zur Verfügung.
Vorteilhaft ist desweiteren der völlige Verzicht der Kunststoffumhüllung der
Klammerteile in Bezug auf die Kosten und auf die Standzeit der Klammern. Die
blanke Klammer ist kostengünstig herstellbar und die Standzeit ist nahezu unbe
grenzt.
Die untere Klammerhälfte befindet sich mit ihrem Kontaktpunkt immer auf dem
unteren konstanten Leiterplattenniveau. Entsprechend genau kann die untere Ab
schirmung an die Leiterplattenunterseite herangeführt werden. Bei einem reali
sierbaren Abstand von der Leiterplattenunterseite und vom Klammerunterteil
von etwa je einem Millimeter ist die Abschirmung des Klammerunterteiles nahe
zu vollständig gegeben. Die unterschiedlichen Leiterplattendicken werden vom
verschiebbaren Klammeroberteil ausgeglichen. Die obere Abschirmung muß von
der Leiterplattenoberseite soweit entfernt angeordnet werden, daß bei der dick
sten zu transportierenden Leiterplatte noch ein Sicherheitsabstand von ebenfalls
etwa ein Millimeter vorhanden ist. Dies bedeutet, daß bei einer maximalen Lei
terplattendicke von 8 Millimeter der Abstand der oberen Abschirmung vom
Nullniveau 9 Millimeter betragen muß. Durch diese Öffnung erfolgt bei Folien
mit einer Dicke von zum Beispiel 0,1 mm eine nicht zu vernachlässigende Ab
scheidung von Metall auf dem Klammeroberteil. Infolge der damit verbundenen
größeren Raubkathodenwirkung des Klammeroberteiles kann ein entsprechend
größerer Randbereich bei Leiterfolien nicht genutzt werden. Mit zunehmender
Leiterplattendicke verringert sich infolge der zunehmenden Abschirmung der
nicht nutzbare Randbereich der Leiterplatten. Werden in einer Galvanisieranlage
Leiterfolien oder Leiterplatten mit nur geringen Unterschieden in der Dicke oder
nur mit einer Dicke produziert, so kann auch die obere Abschirmung sehr genau
auf die Behandlungsgutdicke eingestellt werden. In der Praxis kommt dieser Fall
der Monofertigung überwiegend vor. Der nicht nutzbare Randbereich des Be
handlungsgutes ist in diesem Falle minimal.
Werden in einer Galvanisieranlage abwechselnd Folien, Leiterplatten und Mul
tilayer bis zu einer Dicke von 8 mm produziert und soll zugleich der nutzbare
Bereich der Folien und Platten bis zur äußerst möglichen Grenze erweitert wer
den, so wird jedes metallisch blanke Klammeroberteil mit einer mitfahrenden
Blende ausgerüstet. Die Blende besteht aus einem elektrisch nichtleitenden
Werkstoff wie zum Beispiel Keramik oder Kunststoff. Sie ist am Klammerober
teil in einem größeren Abstand vom Klammerkontaktpunkt befestigt. Dort be
steht infolge der oberen Abschirmung eine nahezu völlige elektrische Feldfrei
heit. Damit wird der Auftrag einer metallischen Schicht auf dem Kunststoff aus
geschlossen. Die Blende reicht von der Befestigungsstelle freitragend bis zum
Kontaktpunkt hinunter. Durch die Befestigung am Klammeroberteil führt sie alle
Öffnungs- und Schließbewegungen desselben mit aus. Die Abstände der Blende
werden in Behandlungsgutnähe ebenso eingestellt, wie die der unteren Abschir
mung. Die Blende berührt also nicht die Behandlungsgutoberfläche und auch
nicht den Kontaktpunkt der Klammer. Die Breite der Blenden in Transportrich
tung entspricht dem Abstand von einer Klammer zur benachbarten Klammer. Zur
Verbesserung der Abdichtung können sich die Blenden benachbarter Klammern
auch gegenseitig überlappen. Zwischen den Blenden und den oberen Anoden
körben wird desweiteren die beschriebene statische Abschirmung mit dem ge
botenen kollisionsvermeidenden Abstand angeordnet. Mit den zusätzlichen
Blenden verringert sich der technisch nicht nutzbare Randstreifen eines Behand
lungsgutes im Klammerbereich auf 12 Millimeter. Diese Streifenbreite ist unab
hängig von der Dicke des Gutes immer gleich groß.
Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 5 weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch den oberen Bereich
einer horizontalen Durchlaufgalvanisieranlage nach dem Stand der
Technik
Fig. 2a zeigt schematisch einen Ausschnitt des Querschnittes durch eine
horizontale Durchlaufgalvanisieranlage mit den erfindungsge
mäßen Abschirmungen und desgleichen mit einer Klammer, die ei
ne Folie gegriffen hat
Fig. 2b zeigt die Klammer, die eine Leiterplatte mit großer Dicke gegriffen
hat
Fig. 3a zeigt eine Klammer mit zusätzlicher Blende, die am Klammerober
teil befestigt ist und eine dünne Leiterplatte gegriffen hat
Fig. 3b zeigt die Klammer mit Blende und mit einer dicken Leiterplatte
Fig. 4 zeigt am Klammeroberteil befestigte Blenden in der Vorderansicht
Fig. 5 zeigt horizontale Blenden zur Einstellung der Schichtdicken
verteilung
Eine bekannte Galvanisieranlage zeigt Fig. 1. Im Arbeitsbehälter 1 befinden
sich obere Anodenkörbe 2 und untere Anodenkörbe 3. Eine reale 6 Meter lange
Durchlaufgalvanisieranlage besteht zum Beispiel aus 25 oberen und 25 unteren
Anodenkörben. Sie liegen in Fig. 1 hintereinander in Transportrichtung des Be
handlungsgutes. Desgleichen liegen die Klammern 4 in der Zeichnung hinterein
ander. Der Abstand von Klammer zu Klammer beträgt zum Beispiel 60 Milli
meter. Die Klammern 4 sind an einem motorisch angetriebenen endlos umlau
fenden Transportband 5 befestigt. Die Klammern 4 greifen im Klammerkontakt
punkt 6 das Behandlungsgut 7. Sie führen und transportieren es durch die Galva
nisieranlage. Der Arbeitsbehälter 1 ist mit Elektrolyt befüllt. Der Badspiegel 8
liegt über den oberen Anodenkörben 2. Im rechten Teil der Fig. 1 befindet sich
der Galvanisierbereich 9 und im linken Teil der Entmetallisierungsbereich 10. In
beiden Bereichen befindet sich derselbe Elektrolyt. Die Anoden, hier in Form
von Körben 2, 3 sind mit löslichem Anodenmetall befüllt. Die Anoden 2, 3 und
das Behandlungsgut 7 bilden die Galvanisierzellen. Die Klammern 4 und die Ab
scheidungskathoden 11 bilden die Entmetallisierungszelle. Die Potentiale aller
Elektroden sind in Fig. 1 eingezeichnet. Über Schleifkontakte 31 gelangt das
Metallisierungs-Kathodenpotential von der Schleifschiene 32 an die Klammer 4
und von dort auf das Behandlungsgut 7. Über weitere Schleifkontakte 33 gelangt
das Entmetalisierungs-Anodenpotential an die zu entmetallisierende Klammer 4
im Entmetallisierungsbereich 10.
Die Klammern 4 sind bis weit über den Badspiegel 8 mit einer Kunststoffum
hüllung 12 überzogen. Nur die Klammerkontaktpunkte 6 sind metallisch blank.
Diese werden im Galvanisierbereich 9 ebenso galvanisiert wie das Behandlungs
gut 7. Ferner erfolgt hier die Galvanisierung der Klammer-Kunststoffumhüllung,
wie sie oben beschrieben wurde. Im Entmetallisierungsbereich 10 werden die
Klammerkontaktpunkte 6 entmetallisiert. Die Entmetallisierung der Metall
schicht auf der Kunststoffumhüllung erfolgt dagegen nur teilweise, was nach
längerer Betriebszeit zur Unbrauchbarkeit dieser bekannten Klammern führt.
Zur Vermeidung dieses Ausfalles dient die in Fig. 2a und 2b dargestellte erfin
dungsgemäße Anordnung. Die Klammer 4 besteht aus metallisch blankem Werk
stoff, zum Beispiel aus Titan. Es entfällt also die Kunststoffumhüllung. Diese
Klammern ergreifen das Behandlungsgut 7 und führen es durch den Galvanisier
bereich 9 der Durchlaufgalvanisieranlage. Zur Vermeidung der Galvanisierung
der Klammeroberteile 13 und der Klammerunterteile 14 ist eine obere Abschir
mung 15 zwischen dem oberen Anodenkorb 2 und der Klammer 4 eingefügt.
Entsprechend ist unten eine untere Abschirmung 16 eingefügt. Die Abschirmun
gen 15, 16 erstrecken sich entlang des gesamten Transportweges im Galvanisier
bereich 9 der Galvanisieranlage. Die untere Abschirmung 16 reicht bis dicht an
das Behandlungsgut heran. Das Niveau der Unterseite des Behandlungsgutes
wird von den angetriebenen Stützrollen 17 vorgegeben. Es ist konstant. Somit
kann der Sicherheitsabstand 18 auch konstant klein gehalten werden. Die Achse
der Stützrollen 17 wird durch ein Loch der unteren Abschirmung 16 geführt. Sie
kann auch in dieser Abschirmung gelagert sein. Der obere Abstand 19 muß so
groß gewählt werden, daß der obere Sicherheitsabstand 18 auch noch bei zu pro
duzierendem Behandlungsgut mit der größten Dicke 20 eingehalten wird. Diese
Situation ist ausschnittsweise in Fig. 2b dargestellt.
Die obere Anode hat einen Feldliniendurchgriff durch den oberen Abstand 19
des unteren Endes der Abschirmung 15 vom Behandlungsgut 7 auf den unteren
Bereich der Klammer 4. Die Folge ist eine abstandsbedingte Galvanisierung ei
nes Bereiches 21 auf der metallisch blanken Klammer. Zur Vermeidung dieser
Galvanisierung wird die in Fig. 3 dargestellte Blende 22 am Klammeroberteil
13 befestigt. Die Blende 22 besteht aus einem elektrisch nichtleitenden Werk
stoff. Sie berührt am unteren Teil der Klammer dieselbe nicht. Damit wird ver
mieden, daß die oben beschriebene mögliche Kunststoffgalvanisierung auftreten
kann. Die Befestigungsstelle 23 am Klammeroberteil 13 soll eine möglichst lan
ge Elektrolytstrecke zum oberen Anodenkorb 2 aufweisen, um auch auf Dauer
eine Metallisierung der Blende 22 zu vermeiden. Die Befestigungsstelle 23 kann
unter oder über dem Badspiegel liegen. Liegt sie unter dem Badspiegel, so wer
den die Feldlinien, die von der Anode ausgehen, durch die obere Abschirmung
von der Befestigungsstelle 23 ferngehalten. Damit wird das mögliche Auf
wachsen einer Galvanisierschicht vom metallisch blanken Klammeroberteil 13
auf die Blende 22 auch unter Badspiegel 8 sicher vermieden. Der Sicherheitsab
stand 18 ist hier ebenso minimal wie an der Unterseite. Damit wird eine sehr
gleichmäßige Schichtdickenverteilung auf beiden Seiten des Behandlungsgutes
bis in den Randbereich hinein erzielt. Die metallisch blanke Klammer erlaubt
desweiteren eine verbesserte Ausführung der Klammerkontaktpunkte. Die in
Fig. 1 erkennbaren isolierten Überstände 24 entfallen hier vollständig. Die
Klammerkontaktpunkte rücken an den äußersten Punkt der Klammerteile in
Richtung zum nutzbaren Bereich des Behandlungsgutes 7. Der nicht nutzbare
Klammerrand erreicht insbesondere dann ein Minimum, wenn zugleich auch die
Abschirmungen 15, 16 und die Blende 22 in Behandlungsgutnähe sehr dünn ge
staltet werden. Hierfür eignet sich insbesondere die Ausführung der Abschir
mung aus einem passivierten oder beschichteten Metall.
In Fig. 4 sind Klammern in der Vorderansicht mit befestigten Blenden 22 ohne
Behandlungsgut dargestellt. Der untere Klammerkontaktpunkt 6 wird von der
unteren feststehenden Abschirmung 16 abgeschirmt. Zwischen zwei Blenden 22
auf benachbarten Klammern bildet sich ein Blendenspalt 25. Dieser sollte zur
Vermeidung einer Klammergalvanisierung klein sein. In einer nicht dargestellten
Ausführungsform können sich die Blenden 22 auch gegenseitig überlappen. Da
mit wird der Spalt geschlossen.
Die Schichtdickenverteilung des Behandlungsgutes soll bis auf einen schmalen
Randbereich des Behandlungsgutes vorgegebene Toleranzen einhalten. Bekannt
ist, daß im Randbereich des Behandlungsgutes eine Feldlinienkonzentration auf
tritt. Die metallisch blanke Klammer stellt durch die Sicherheitsabstände 18 hin
durch nur noch eine schwach wirkende Raubkathode dar. Die Folge davon ist ein
Schichtdickenanstieg auf dem Behandlungsgut in der Nähe der Blende 22 sowie
der Abschirmungen 15, 16. Diesem Anstieg wird durch Blenden, die im betrof
fenen Randbereich des Behandlungsguts zwischen diesem und den Anoden hori
zontal eingefügt sind, begegnet. Besonders wirksam sind Blenden, die nahe an
der Oberfläche des Gutes angeordnet sind. In Fig. 5 sind derartige horizontale
Blenden 26, 27 dargestellt. Sie sind oben an der Blende 22 befestigt. Diese ist am
senkrecht beweglichem Klammeroberteil 13 befestigt. Damit wird der obere
Blendenabstand 28 vom Behandlungsgut unabhängig von der Dicke desselben
stets exakt eingehalten. Gleiches gilt für den Abstand der unteren fest montierten
horizontalen Blende 27. Die untere Blende 27 kann in Transportrichtung durch
gehend montiert werden. Oben entspricht die Länge der mitfahrenden Blende 22
dem Klammerabstand zusätzlich einer möglichen Überlappung. Die Blenden 26,
27 werden mit Durchbrüchen 30 versehen. Mittels dieser Durchbrüche werden
auf den Oberflächen des Behandlungsgutes 7 die Schichtdickenverteilungen so
beeinflußt, daß sie gleichmäßig bis zur Blende 22 beziehungsweise bis zur Ab
schirmung 16 verlaufen. Bei Galvanisieranlagen mit Klammern ohne Blenden 22
wird die obere horizontale Blende 26 an der oberen Abschirmung 15 befestigt.
1
Arbeitsbehälter
2
oberer Anodenkorb
3
unterer Anodenkorb
4
Klammer
5
endloses Transportband
6
Klammerkontaktpunkt
7
Behandlungsgut
8
Badspiegel
9
Galvanisierbereich
10
Entmetallisierbereich
11
Abscheidungskathode
12
Kunststoffumhüllung
13
Klammeroberteil
14
Klammerunterteil
15
obere Abschirmung
16
untere Abschirmung
17
Stützrollen
18
Sicherheitsabstand
19
oberer Abstand
20
Behandlungsgutdicke
21
Bereich der Klammergalvanisierung
22
Blende
23
Befestigungsstelle
24
isolierter Überstand
25
Blendenspalt
26
obere horizontale Blende
27
untere horizontale Blende
28
oberer Blendenabstand
29
unterer Blendenabstand
30
Durchbrüche
31
Schleifkontakt kathodisch
32
Schleifschiene kathodisch
33
Schleifkontakt anodisch
34
Schleifschiene anodisch
Claims (11)
1. Vorrichtung zur elektrischen Naßkontaktierung von flachem Behand
lungsgut wie Leiterfolien und Leiterplatten in horizontalen Durchlaufgal
vanisieranlagen unter Verwendung von löslichen oder unlöslichen An
oden mit an einem endlos umlaufenden Transportmittel befestigten
Klammern, gekennzeichnet durch je ein elektrisch leitfähiges, metallisch
blankes Klammerunterteil (14) und desgleichen durch je ein metallisch
blankes Klammeroberteil (13), die relativ zueinander beweglich sind und
die je einen Klammerkontaktpunkt unter Badspiegel (8) haben, sowie
durch Abschirmungen (16), die zwischen den Anoden und den Klam
mern angeordnet sind und die nahe an die Unterseite und an die Oberseite
des Behandlungsgutes (7) heranreichen ohne daß die Klammerteile oder
das Behandlungsgut von den Abschirmungen berührt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abschirmungen
(15, 16), die aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abschirmungen, die
aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff bestehen, der an der Oberflä
che mit einer Isolierbeschichtung oder mit einer anodischen Passivie
rungsschicht versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine elektrisch leit
fähige Verbindung zwischen der metallischen Abschirmung und der abzu
schirmenden Anode.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, gekennzeichnet durch einen
elektrischen Widerstand in der elektrischen Verbindung zwischen den
Abschirmungen und den Anoden.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet
durch eine Blende (22), die am Klammeroberteil (13) befestigt ist und von
dort bis an den Klammerkontaktpunkt (6) herunterreicht, ohne diesen Be
reich des Klammeroberteiles zu berühren.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Breite der
Blende 22 in Transportrichtung, die dem Klammerabstand entspricht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Überlappung
benachbarter Blenden (22).
9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekenn
zeichnet durch eine obere horizontale Blende (26), die an der Blende (22)
oder an der oberen Abschirmung (15) befestigt ist und durch eine untere
horizontale Blende (27), die an der unteren Abschirmung (16) befestigt
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Durchbrüche (30)
in den horizontalen Blenden (26, 27) zur Beeinflußung der Schichtdic
kenverteilung.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, gekenn
zeichnet durch Klammerkontaktpunkte (6), die an den äußersten Stellen
der Klammerteile (13, 14) in Richtung zum Behandlungsgut (7) gesehen,
angeordnet sind.
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