DE2039634C

DE2039634C -

Info

Publication number: DE2039634C
Application number: DE19702039634
Authority: DE
Filing date: 1970-08-10
Anticipated expiration: 1990-08-11

Description

55 körper 14 vorgesehen. Die beiden Körper 11, 14 stehen mit einer empfindlichen Wägevorrichtung 15 in

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung Verbindung; sie sind beispielsweise mit Hilfe eines der Abscheidungsgeschwindigkeit von Metallabschei- geeigneten Drähtchens 16 an den beiden Armen 17 düngen in reduktiven und galvanischen Metallisie- der empfindlichen Laborwaage 15 aufgehängt,
rungsbädem mit einem im Metallisierungsbad befind- 60 Die Laborwaage 15 ist zu Beginn der Messung ins liehen Meßkorper sowie eine Vorrichtung zur Durch- Gleichgewicht zu bringen. Sobald an dem Meßkörper führung dieses Verfahrens. 11 eine Abscheidung stattfindet, erhöht sich bei

Die diskontinuierliche Messung der Abscheidungs- diesem das Gewicht; es kommt zu einer Verstimmung geschwindigkeit wird mit hinreichender Genauigkeit des Gleichgewichts; der Waagebalken neigt sich auf mit handelsüblichen Schichtdickenmeßgeräten durch- 65 der Seite des Meßkörpers Il nach unten. Damit wird geführt. Zu diesem Zweck wird eine besondere Meß- über einen als Blende dienenden Keil 18 der von platte oder ein Werkstück nach einer bestimmten Ex- einer Lichtquelle 19 kommende Lichtstrahl teilweise Positionszeit der Anlage entnommen und die während ausgeblendet und ein Fotowiderstand 20 nur noch mit

einer geringeren Beleuchtungsstärke beaufschlagt Der Fotowiderstand 20, der — wie aus Fig. 3 ersichtlich — beispielsweise über einen Spannungsteiler an eine konstante Spannungsqaelle angeschlossen sein kann, ändert in Abhängigkeit von der ihn beaufschlagenden Beleuchtungsstärke seinen Widerstand. Durch diese Änderung des Widerstandes entsteht am Spannungsteiler eine Änderung des Spannungswertes am Fotowiderstand, der über einen Vorwiderstand, der zusammen mit einem Gegenkopplungswiderstand 21 den Verstärkungsfaktor bestimmt, mit dem invertierenden Eingang 24 eines Operationsverstärkers 22 (Fig. 3) verbunden ist. Der nicht invertierende Eingang 23 des Verstärkers 22 wird über einen zweiten Spannungsteiler so eingestellt, daß der Arbeitspunkt der Regelautomatik im empfindlichen Verstärkungsbereich des Operationsverstärkers 22 liegt. Der Operationsverstärker 22, dessen Verstärkungsbereich kontinuierlich zwischen 1 bis 40000fach eingestellt werden kann, gibt die verstärkte Führungsgröße an einen als Emitterfolger geschalteten Transistor weiter. Der Emitterfolger steuert eine Leistungsstufe an, die eine für die galvanische Abscheidung im Vergleichsbad 13 notwendige Strommenge (zur Erhaltung des Gleichgewichts an der Wägevorrichtung) an das as zweite Bad 13 abgibt.

Die Gewichtszunahme des Meßkörpers 11 pro Zeiteinheit ist bei Erhaltung des Gleichgewichts an der Wägevorrichtung 15 der Gewichtszunahme des Vergleichskörpers 14 pro Zeiteinheit gleich. Andererseits ist die abgeschiedene Masse der Ladung und damit die Abscheidungsgeschwindigkeit (= Abscheidung pro Zeiteinheit) der Stromstärke proportional. Daraus ergibt sich, daß die Abscheidungsgeschwindigkeit im ersten Bad 12 dem Galvanisierungsstrom im zweiten Bad 13 proportional ist Die Messung des Galvanisierungsstromes im Vergleichsbad 13 ermöglicht somit eine zuverlässige Aussage über die augenblickliche Abscheidungsgeschwindigkeit im ersten Metallisierungsbad 12. . .

Die Metallisierungsgeschwindigkeit, die im wesentlichen von folgenden Einzelfaktoren abhängt:

1. Art der Badkomponenten,

2. Konzentration der einzelnen Komponenten, und zwar sowohl absolut als auch relativ,

3. Badzusätze verschiedener Art, z.B. Stabilisatoren, Beschleuniger, Netzmittel, Katalysatoren, Komplexierungsmittel usw.,

4. Art der katalysierten Oberflächen,

5. Verhältnis von Badvolumen zur zu metallisierenden Fläche,

6. Badtemperatur,

7. Arten und Frequenzen der Badbewegungen,

8. Baddichte und hydrostatischer Druck,

9. Verunreinigung mit fremden Stoffen (insbesondere Inhibitoren)

läßt sich damit in sehr einfacher Weise vor allem kontinuierlich messen.

Irgendwelche Abweichungen in der Badeinstellung können sofort erkannt und damit auch sofort behoben werden, was mit den bisher üblichen Verfahren nicht möglich war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

der Expositionszeit angelagerte Schicht beispielsweise Patentansprüche: mit Hilfe der anodischen Ablösung coulometrisch be- p stimmt Das Verhältnis Schichtdicke zu Expositions-

1. Verfahren zur Messung der Abscheidungs- zeit gibt Aufschluß über die mMere Abscheidungsgeschwindigkeit von Metallabscheidungen in re- 5 geschwindigkeit wahrend der Metallisierung. Diese duktiven und galvanischen Metallisierungsbädern, bekannte Methode laßt^ da die Zeitintervalle wegen mit einem im Metallisierungsbad befindlichen des Aufwandes im allgemeinen mindestens 1 bis Meßkörper, dadurch gekennzeichnet, 2Stunden betragen, keine Aussage über die augendaß die auf dem Meßkörper (11) definierter blickliche Einstellung des Bades zu.

Fläche erfolgende Metallabscheidung mittels einer io Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Wägevorrichtung (15) als Gewichtszunahme Verfahren zu entwickeln, das bei maximaler Empwahrgenommen und durch eine entsprechende findlichkeit kontinuierliche Messungen der Abschei-Gewichtszunahme bei einem in einem zweiten, dungsgeschwindigkeit von MetaUabscheidungen in galvanischen Metallisierungsbad (13) angeordne- reduktiven und galvanischen Badern ermöglicht,
ten Vergleichskörper (14) mit Hilfe eines regel- 15 Zur Lösung der erfindungsgemaßen Aufgabe wird baren Galvanisierungsstromes kompensiert wird vorgeschlagen, daß die auf dem Meßkorper defi- und daß dieser Galvanisierungsstrom als der Ab- nierter Fläche erfolgende Metallabscheidung mittels Scheidungsgeschwindigkeit im ersten Bad (12) einer Wägevorrichtung als Gewichtszunahme wahrdirekt proportionale Größe gemessen wird. genommen und durch eine entsprechende Gewichts-

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 20 zunähme bei einem in einem zweiten, galvanischen rens nach Anspruch 1, mit einem in einem Metal- Metallisierungsbad angeordneten Vergleichskörpcr Iisierungsbad befindlichen Meßkorper, dadurch mit Hilfe eines regelbaren Galvanisierungsstromes gekennzeichnet, daß der Meßkorper (11) eine kompensiert wird und daß dieser Galvamsierungsdefinierte Fläche besitzt, daß eine der Messung strom als der Abscheidungsgeschwmdigkeit im srsten der durch die Metallabscheidung auf dem Meß- as Bad direkt proportionale Größe gemessen wird,
körper (11) eintretenden Gewichtszunahme die- Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsnende Wägevorrichtung (15) vorhanden ist, und gemäßen Verfahrens mit einem in einem Metallidaß ein zweites, galvanisches, mittels eines der sierungsbad befindlichen Meßkorper ist dadurch geEinhaltung des Gleichgewichtszustandes an der kennzeichnet, daß der Meßkorper eine definierte Wägevorrichtung (15) dienenden und der Ab- 30 Fläche besitzt, daß eine der Messung der durch die scheidung im ersten Bad (12) proportionalen Metallabscheidung auf dem Meßkorper eintretenden Stromes beeinflußtes Metallisierungsbad (13) mit Gewichtszunahme dienende Wägevorrichtung voreinem Vergleichskörper (14) vorhanden ist. handen ist und daß ein zweites, galvanisches, mittels

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- eines der Einhaltung des Gleichgewichtszustandes der kennzeichnet, daß das zweite Metallicierungsbad 35 Wägevorrichtung dienenden und der Abscheidung im (13) eine lO°/oige Silbernitratlösung ist. ersten Bad proportionalen Galvanisierungsstromes

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, da- beeinflußtes Metallisierungsbad mit einem Vergleichsdurch gekennzeichnet, daß die im zweiten Bad körper vorhanden ist.

(13) verwendete Kathode eine Silberelektrode ist. Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- 40 auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt durch gekennzeichnet, daß die im zweiten Bad F i g. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des er-(13) verwendete Kathode eine Platinelektrode ist. findungsgemäßen Verfahrens,

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 F i g. 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine im erfindungsgemaßen Verfahrens und
wesentlichen aus einer Lichtquelle (19), einer von 45 Fig. 3 ein Schaltbild einer Einrichtung zur Reden Bedingungen an der Wägevorrichtung ab- gelung des Galvanisierungsstromes im zweiten Bad. hängigen Blende (18) und einem Fotowiderstand Beim erfindungsgemaßen Verfahren, das in den (20) sowie gegebenenfalls einem Operationsver- Fig. 1 und 2 verdeutlicht wird, ist neben einem stärker (22) und einem Leistungsverstärker be- Meßkorper 11, der sich unter gleichen Bedingungen stehende Einheit zur Regelung des Galvani- 50 wie die Werkstücke im Metallisierungsbad 12 befindet sierungsstromes im zweiten Bad (13) vorhanden und an dem daher mit hinreichender Genauigkeit ist. qualitativ und quantitativ die gleichen Abscheidungs-

vorgänge stattfinden wie an den Werkstücken, noch

ein in einem zweiten Bad 13 befindlicher Vergleichs-