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Hochgeschwindigkeitsplattierungseinrichtung für recht-
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eckige dünne Platten, Folien, oder anderes flächiges Material Die
Erfindung betrifft eine Hochgeschwindigkeitsplattierungseinrichtung für dünne Platten,
Folien, oder anderes flächiges Material, und zwar insbesondere eine Plattierungseinrichtung,
die eine verbesserte Maskierungseinrichtung hat und bei der ein verbessertes Verfahren
zum Zuführen der Plattierungslösung verwendet wird. Bei den Anschlüssen von kupferplattierten,
gedruckten Schalttafeln, -platten od.dgl. werden die für Anschlüsse wichtigen Eigenschaften,
wie beispielsweise Härte-, Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung, elektrische Eigenschaften
etc., diesen Anschlüssen dadurch verliehen, daß man aufder Oberfläche direkt eine
Goldplattierung oder über die Nikkelplattierung eine Gold- oder Rhodiumplattierung
aufbringt.
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Nach dem Stand der Technik ist ein Plattierungsverfahren für Anschlü
æ von gedruckten Schaltungsplatten bzw. -karten bekann, bei dem die Teile der Platte
bzw. Karte, die nicht plattiert zu werden brauchen, mit einem dünnen Film eines
synthetischen Harzes abgedeckt werden, und bei dem die peripheren Teile mit Klebebändern
oder Schutz- bzw. Abdeckmaterial maskiert werden, und die Platte bzw. Karte wird
in das hinsichtlich seines Niveaus kontrollierte Elektroplattierungsbad getaucht
und für das Plattieren mit Elektrizität geladen. Jedoch erfordert diese Art des
Verfahrens vorhergehende Vorbereitungen, die vor dem Plattierungsvorgang durchgeführt
werden müssen, wodurch die Arbeits- und Materialkosten automatisch ansteigen. Eine
Plattierung mit einer hohen Stromdichte ist bei diesem Eintauchverfahren unmöglich,
so daß eine lange Zeitdauer erforderlich ist, um die notwendige minimale Dicke der
plattierten Ablagerungen bzw. der Plattierungsablagerung zu erzielen. Dieses Verfahren
ist weiterhin insofern nachteilig, als die Dicke der Plattierungsablagerung oftmals
ungleichmäßig ist, und zwar in Abhängigkeit von der Stelle, an der sich der zu plattierende
Gegenstand befindet, von dem Abstand zwischen Anoden und Kathoden, sowie von den
Bedingungen der Elektrolytumwälzung bzw. des Rührens des Elektrolyten, und es ergeben
sich auch insofern Nachteile, als diese Bedingungen sehr schwierig zu steuern bzw.
regeln sind.
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Mit der Erfindung sollen diese Nachteile ausgeschaltet werden, was
durch Verbesserung der Maskierungseinrichtung geschieht, sowie dadurch, daß die
Plattierungslösung auf die zu plattierenden Gegenstände gespritzt wird, anstelle
daß man die Gegenstände in das Bad eintaucht, wie es beim Stand der Technik der
Fall ist; auf diese Weise ergibt sich eine Plattierungseinrichtung gemäß der Erfindung,
mit der sich der Plattierungsvorgang einfach, sicher und mit hoher Geschwindigkeit
ausführen läßt.
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Mit der Erfindung können alle verbrauchbaren Materialien ausgeschaltet
werden, wie beispielsweise Abdeck- oder Schutzmaterialien, die erforderlich sind,
um die Teile zu schützen, welche. nicht plattiert werden sollen; aufgrund der Erfindung
werden die Arbeits- und Materialkosten radikal herabgesetzt, indem das mechanische
Maskieren für die nicht plattierten bzw. nicht zu plattierenden Teile gleichzeitig
mit dem Plattierungsvorgang ausgeführt wird.
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Weiterhin wird mit der Erfindung die Fläche, die für die Installation
der Plattierungseinrichtung benötigt wird, beträchtlich herabgesetzt, und es wird
außerdem die Ungleichmäßigkeit des Plattierungsfilms an den jeweiligen plattierten
Teilen und auf zwei Flächen bzw. Stirnflächen herabgesetzt und zwar dadurch, daß
ein Verfahren des konstanten Spritzens bzw. Aufspritzens angewandt wird.
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Die erfindungsgemäße Hochgeschwindigkeitsplattierungseinrichtung für
rechteckige dünne Platten, Folien oder anderes flächiges Material zeichnet sich
aus durch: Eine Markierungseinrichtung, die ein Paar gegenüberliegender, einander
zugewandter Platten besitzt, und zwar eine Druckplatte und eine Aufnahmeplatte,
wobei eine Maskierungsplatte,-folie od.dgl. jeweils auf den beiden einander zugewandten
Seiten angebracht ist, die eine Länge hat, welche der Länge der rechteckigen Platte,
Folie od.dgl. entspricht; und einen Druckzylinder, der die Druckplatte gegen die
Aufnahmeplatte drückt, so daß die Teile der rechteckigen Platte, Folie od.dgl.,die
nicht plattiert werden sollen, dadurch maskiert werden, daß die rechteckige Platte,
Folie od. dgl. entfernbar zwischen der Druckplatte und der Aufnahmeplatte gehalten
wird;
eine Spritzeinrichtung zum gleichförmigen Aufspritzen der
Plattierungslösung auf den längsverlaufenden Teil der rechteckigen Platte, Folie
od.dgl., der über seine Länge weg von seinen beiden Seiten aus plattiert werden
soll; und eine Einrichtung zum Zuführen und Umwälzen der Plattierungslösung zu der
Spritzeinrichtung für die Plattierungslösung.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis
5 der Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es
zeigen: Fig. 1 eine schematische perspektivische Gesamtansicht einer Hochgeschwindigkeitsplattierungseinrichtung,
wobei die Hauptteile dieser Einrichtung auseinandergezogen sind; Fig. 2 eine Querschnittsansicht
längs der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 eine Vorderansicht, die eine gedruckte
Schaltungsplatte bzw. -karte veranschaulicht, welche als ein Beispiel einer rechteckigen
dünnen Platte, Folie oder eines anderen flächigen Materials genommen wurde; Fig.
4 eine teilweise perspektivische Ansicht, die in auseinandergezogener Darstellung
eine Spritzeinrichtung veranschaulicht; und Fig. 5 eine schematische Ansicht des
Vorgangs des Aufspritzens der Plattierungslösung.
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In der Zeichnung ist mit 1 eine gedruckte Schaltungsplatte bzw. -karte
bezeichnet ,~ die als ein Beispiel- für eine rechteckige
dünne
Platte, Folie oder ein anderes flächiges Material gewählt wurde, und mit 2 sind
Anschlüsse bezeichnet, die in Längsrichtung an der Unterseite der Schaltungsplatte
bzw. -karte 1 fluchten, die auch als zu plattierender Teil 3 bezeichnet sind.
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Die Einrichtung nach der Erfindung, welche gedruckte Schaltungsplatten
bzw. -karten 1, wie oben beschrieben, mit hoher Geschwindigkeit plattiert, weist,
wie oben gesagt, eine Maskierungseinrichtung 4, eine Spritzeinrichtung 5 und eine
Umwälzungs- und Zuführungseinrichtung 6 für die Plattierungslösung auf. Die Maskierungseinrichtung
4 ist mit einer Druckplatte 7 und einer Aufnahmeplatte 8 versehen, die ein Paar
bilden, sowie weiterhin mit einem Druckzylinder 9. Das aus Druckplatte 7 und Aufnahmeplatte
8 bestehende Paar hat eine Länge, welche diejenigen der gedruckten Schaltungsplatte
bzw. -karte überschreitet, und diese Platten sind auf ihren einander zugewandten
Seiten mit Maskierungsplatten, -folien od.dgl. 10 bzw. 11 versehen. Die Maskierungsplatten,
-folien od.dgl. 10,11 sind aus Gummi oder einem anderen Material hergestellt, das
für die Maskierung geeignet ist und außerdem als Dichtungsmaterial wirkt. Oberhalb
der Druckplatte 7 ist aufrecht eine Führungs-Teilplatte 24 vorgesehen, die zwei
Stifte 25 hat, welche in solcher Weise angebracht sind, daß die Anbringungsposition
verändert werden kann. Da die gedruckte Schaltungsplatte bzw. -karte 1 invariabel
mit einer Mehrzahl von Löchern 26 (siehe Fig. 3) versehen ist, kann die gedruckte
Schaltungsplatte bzw. -karte 1 aufgehakt und -gehangen werden, so daß die Stifte
25 durch diese Löcher 25 hindurchgehen, und es ist möglich, die Position der zu
plattierenden Teile 3 relativ zu dem Spritzteil mit dem Schlitz für die Plattierungsflüssigkeit
einzustellen, oder die Tiefe der gedruckten Schaltungsplatte bzw. -karte 1 relativ
zu der Spritzeinrichtung 5 einzustellen, wenn die gedruckte Schaltungsplatte bzw.
-karte 1 mittels der erwähnten
Löcher über die Stifte 25 gehängt
wird. Es ist außerdem möglich, andere Arten von gedruckten Schaltungsplatten bzw.
-karten zu plattieren, ohne die Positionen einzustellen, sofern die Form die gleiche
ist; es genügt, wenn die Platte bzw. Karte lediglich über die Stifte 25 der Führungs-Teilplatte
24 gehängt wird. Anstelle dieses "Hängeverfahrens n ist es aber auch möglich, daß
man das untere Ende der gedruckten Schaltungsplatte bzw. -karte mittels einer Haltevorrichtung,
deren Höhe einstellbar ist, hält.
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Der Druckzylinder 9 drückt die Druckplatte 7 gegen die Aufnahmeplatte
8, und die gedruckte Schaltungsplatte bzw.
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-karte 1 wird durch den Druck zwischen der Druckplatte 7 und der Aufnahmeplatte
8 gehalten. Wenn kein Druck angewandt wird, kann die gedruckte Schaltungsplatte'
bzw. -karte frei bzw. leicht zwischen der Druckplatte 7 und der Aufnahmeplatte 8
herausgenommen werden, oder sie kann umgekehrt auch zwischen diesen beiden Platten
angeordnet werden. Es ist ausreichend, wenn wenigstens eine der beiden Platten,
nämlich entweder die Druckplatte 7 oder die Aufnahmeplatte 8, zum Zweck der "Druckbeaufschlagung"
bewegt werden kann, aber es ist auch möglich, für die "Druckbeaufschlaging" an beiden
Platten Druckzylinder anzubringen.
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Die Spritzeinrichtung 5 besitzt ein Düsenteil 27, das einen spezifischen
Aufbau und anderes Zubehör hat. Am oberen Ende des Düsenteils 27 ist eine Öffnung
14 vorgesehen, welche die zu plattierenden Teile 3 der gedruckten Schaltungsplatte
bzw. -karte 1 aufnimmt, und auf beiden Seiten dieser Öffnung 14 sind einander gegenüberliegend
bzw. entgegengesetzt zueinander und längs der Längsrichtung (eAtlang der Längsrichtung
der gedruckten Schaltungsplatte bzw. -karte 1) zwei geschlitzte bzw. mit einem Schlitz
versehene Spritz- bzw. Strahlteile 12, 13 für die Plattierungslösung angeordnet.
Auf den Spritz- bzw. Strahlteilen 12,13 sind Anoden 15, 16 vorgesehen, die geladen
werden
können, und zwar sind diese längs der gesamten, in Längsnchtung verlaufenden Kanten
der Spritz- bzw.Strahlteile vorgesehen, wien Fig. 4 gezeigt ist, wobei diese Anoden
in eine Mehrzahl von Abschnitten 15a bis 15e bzw.
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16d, 16e unterteilt sind, und an den Abschnitten ist jeweils ein Leitungsdraht
28 angebracht. Die abschnittweise Unterteilung der Anode ist ziemlich wichtig, um
die Stromdichte konstant aufrechtzuerhalten.
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An dem Boden bzw. dem unteren Ende des Düsenteils 27 ist eine Y-formige
Leitung 29 angebracht, die mit der Leitung verbunden ist, durch welche die Plattierungslösung
unmittelbar den Düsenteilen 12,13 zugeführt wird. Das Düsenteil 27 wird mittels
einer Halteplatte 31, die eine Mehrzahl von Öffnungen 30 bildet, innerhalb eines
Gehäuses 32 gehalten. Der Boden des Gehäuses 32 ist offen gelassen.Die Umwälzungs-
und Zuführungseinrichtung 6 für die Plattierungslösung weist eine Blepe 17, einen
Plattierungslösungstank 18 und verschiedene Leitungen auf. Der Tank 18 ist an seinem
oberen Ende offen, so daß er direkt den Boden des Gehäuses 32 aufnimmt bzw. direkt
mit dessen Öffnungen verbunden ist, wodurch die Plattierungslösung, die von den
Düsenteilen 12,13 gespritzt wird, nicht im Gehäuse 32 bleibt, sondern sofort durch
die Öffnungen 30 der Trägerplatte 31 und die Öffnung des Gehäuses 32 in den Tank
18 zurückgeführt wird.
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In der Zeichnung ist mit 19 ein Gehäuse für die Einrichtung bezeichnet,
das in seinem oberen Teil mit einem Schlitz 20 versehen ist, durch welchen in gedruckten
Schaltungsplatten bzw. -karten 1 eingeführt werden können;-das Gehäuse 19 weist
weiterhin eine Speicherausnehmung 21 auf, welche zu plattierende Gegenstände enthalten
kann. Mit 22 ist eine Anzeigetafel bezeichnet, während 23 eine Kontroll- bzw. Steuertafel
für die Plattierung ist.
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Nunmehr werden die Betriebsvorgänge der Hochgeschwindigkeitsplattierungseinrichtung,
wie sie vorstehend beschrieben worden ist, näher erläutert.
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Wenn der Druckzylinder 9 auf ~AUS" geschaltet ist, wird eine gedruckte
Schaltungsplatte bzw. -karte 1 aufgehangen, indem diese in die Führungsteilplatte
24 eingehakt wird, die zwei Stifte 25 hat, und das untere Ende der Platte bzw. Karte
wird zwischen die Druckplatte 7 und die Aufnahmeplatte 8 eingefügt. Dann wird, wenn
der Druckzylinder 9 auf ~EIN" geschaltet ist, die gedruckte Schaltungsplatte bzw.
-karte 1 zwischen der Druckplatte 7 und der Aufnahmeplatte 8 gehalten. Die Teile
der gedruckten Schaltungsplatte bzw. -karte 1, die nicht plattiert werden sollen,
werden mechanisch, einfach und sicher mit den Maskierungsplatten bzw. -folien 10,11
von beiden Seiten, nämlich von Seiten der Druckplatte und von Seiten der Aufnahmeplatte,
maskiert, und der nicht maskierte Teil 3 der Karte bzw. Platte 1, der plattiert
werden soll, wird in die Öffnung 14 des Düsenteils 27 eingeführt und zwischen den
Spritz- bzw. Strahlteilen 12,13 für die Plattierungslösung angeordnet. Diese mechanische
Maskierung und Positionierung der zu plattierenden Teile stellt ein wesentliches
Merkmal der Erfindung dar. Die Anschlüsse 2 werden elektrisch als Kathoden geladen,
und während die Anoden 15,16 geladen werden, wird die Umwälz- bzw. Zuführungseinrichtung
6 für die Plattierungslösung betrieben. Die Plattierungslösung strömt unter Druck
von der Pumpe 17 längs des Pfeils A (siehe Fig. 1) durch die ?-förmige Leitung 29
zu dem Dtlsenteil 27 und wird durch die beiden Spritz-bzw. Strahlteile 12,13 direkt
gegen die zwei zu plattierenden Oberflächen gestrahlt bzw. gespritzt. Die gespritzte
Plattierungslösung 33 strömt nach vorwärts gegen den zu plattierenden Gegenstand
3, wie in Fig. 5 angedeutet ist ~und zwar in senkrechter Richtung (horizontaler
Richtung), und diese Plattierungslösung läuft, wenn sie auf die Oberflächen auftrifft,
in
aufwärts- und abwärtsgerichtete Ströme auseinander. Diese Erscheinung tritt augenblicklich
und gleichzeitig über die gesamte Länge der zu plattierenden Teile 3 der rechteckigen
Platte, Folie od.dgl. auf. Dies ist ein anderes Merkmal der Erfindung. Wenn die
Plattierungslösung 33 in Berührung mit dem zu plattierenden Teil 3 gelangt, tritt
augenblicklich Ionisation auf, und man erhält mit hoher Geschwindigkeit eine gleichförmig
plattierte Schicht bzw. eine gleichförmige Plattierungsschicht. In diesem Fall ist
es möglich, die Anoden 15a bis 15e, 16d,16e, die in eine Mehrzahl entsprechend der
Länge der zu plattierenden Teile unterteilt sind, selektiv zu laden, und auf diese
Weise wird die Leichtigkeit bzw. die Bereitschaft zur Übereinstimmung mit den Anoden
15,16 beim Plattieren verschiedener gedruckter Schaltungskarten bzw. -tafeln verbessert,
und die elektrische Stromdichte kann so gesteuert bzw. geregelt werden,daß sie gleichförmig
bzw. gleichmäßig ist.
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Nachdem das Plattieren vollendet ist, strömt die Plattierungslösung
in Richtung der Pfeile B und C, und diese Plattierungslösung wird durch die Bodenöffnung
des Gehäuses 32 sehr schnell wieder in den Tank zurückgeführt und dort gesammelt.
Die Lösung wird dann umgewälzt und, sobald die Notwendigkeit dazu auftritt, erneut
benutzt.
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Die Hochgeschwindigkeitsplattierungseinrichtung für rechteckige dünne
Platten, Folien oder anderes flächiges Material gemäß der Erfindung, wie sie oben
erläutert wurde, erbringt verschiedenste Vorteile, insbesondere folgende: (a) Die
Plattierung wird durch Aufspritzen der Plattierungslösung ausgeführt bzw. fertiggestellt,
wodurch eine Verwendung bei hoher elektrischer Stromdichte erleichtert wird.
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Das bedeutet, daß die Plattierungsgeschwindigkeit etwa das 5-fache
(15 A/dm2, 14 sek., 1 1u) gegenüber der Plattierungsgeschwindigkeit des konventionellen
Eintauchsystems (3 A/dm2, 70 sek., 1 /u) ist.
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(b) Durch ein gleichförmiges Spritzen wird eine gleichmäßige Plattierungsfilmdicke
erzielt.
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(c) Da keine Maskierungsmaterialien, wie Abdeck- oder Schutzmaterialien
und Bänder, erforderlich sind, ist es möglich, die Anzahl der Betriebsschritte herabzusetzen
und mechanisch eine Plattierung nur der gewünschten Teile sicherzustellen, und zwar
gleichzeitig von beiden Seiten.
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(d) Da die Plattierung mit hoher Geschwindigkeit möglich ist, kann
die Installationsfläche, die für die gleiche Mengenproduktion erforderlich ist,
radikal reduziert werden.
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(e) Da verbrauchbare Materialien für die Maskierung nicht mehr erforderlich
sind, wird die Plattierungszeit verkürzt, die Produktion pro Stunde erhöht, und
die Verunreinigung der Plattierungslösung durch Maskierungsmittel vermieden.
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(f) Eine Verschmutzung bzw. Verunreinigung der gedruckten Schaltungskarte
bzw. -platte durch gelöstes Blei, Zinn etc. während des Lötens beim konventionellen
Tauchplattieren wird vermieden, da das Plattieren mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt
wird. Dies verlängert die Lebensdauer der Plattierungslösung beträchtlich.
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(g) Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die
Goldplattierung über der Lötung als ein Niederschlag in einem ausgezeichneten Zustand
durch Hochgeschwindigkeitsplattierung erzielbar ist, was einen charakteristischen
Hauptvorteil der Erfindung darstellt.
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Da aufgrund der vorliegenden Erfindung eine Plattierung spezifischer
Flächen gleichzeitig auf beiden Seiten oder auch auf nur einer Seite der genannten
rechteckigen dünnen Platten, Folien oder anderen flächigen Materialien möglich ist,
wobei letztere nicht auf gedruckte Schaltungskarten bzw. -platten beschränkt sind,
können solche Teile wie Verbindungsstücke bzw. -vorrichtungen und Kontakte auch
gemäß der Erfindung verarbeitet bzw. bearbeitet werden.
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Zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Plattierungseinrichtung,
mit der bei hoher Geschwindigkeit Gold-, Nickel- und Rhodiumplattierungen oder Plattierungen
anderer Art auf eine rechteckige Platte, Folie oder anderes flächiges Material aufgebracht
werden-können, wie beispielsweise auf eine gedruckte Schaltungsplatte bzw.
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-karte, wozu die Plattierungseinrichtung mit einer mechanischen Maskierungseinrichtung
und einer Plattierungslösungs-Spritzeinrichtung versehen ist.
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