DE2648274A1

DE2648274A1 - Verfahren zum selektiven elektroplattieren eines bereiches einer oberflaeche

Info

Publication number: DE2648274A1
Application number: DE19762648274
Authority: DE
Inventors: John Louis Bestel; Richard Haynes; Venkataraman Sprinivasan; N J Township
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-25
Publication date: 1977-05-05
Also published as: GB1556226A; ES452841A1; JPS5254626A; FR2329774A1; NL7611952A; AU502981B2; SE7611709L; AU1904176A; CH610356A5; CA1070635A; US4033833A; FR2329774B1

Description

BLUMBACH · WESER . BERGEN · KRAMER

ZWIRNER . HIRSCH 26 AB

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radecke-straöe 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561993 Telex 04-186237

Western Electric Company, Incorporated Bestel, 1/^-3/4-1/2 New York, N. Y. 10007, USA

Verfahren zum selektiven Elektroplattieren eines Bereiches

einer Oberfläche

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Elektroplattieren eines Bereichs einer Substratoberfläche, wobei ein Dielektrikum zur Kontakt-Maskierung einer Anode verwendet wird. Nachfolgend werden die Bezeichnungen "Elektroplattieren" und "Galvanisieren" gleichwertig verwendet.

Im Verlauf der letzten Jahre sind viele Systeme und Verfahren entwickelt worden, um galvanische Muster aus Metall auf Metall oder anderen Substraten aufzubringen. Zu einigen Verfahren

München: Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

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.6.

gehört es, das Substrat zu maskieren, um das angestrebte Muster zu erhalten, oder den Galvanisierelektrolyten auf bestimmte Bereiche des Substrates zu beschränken. Die Beseitigungäieser besonderen Maskierung oder der speziellen Begrenzung würde einen beträchtlichen Fortschritt darstellen, da eine solche Maskierung die Schwierigkeit und die Kosten des Verfahrens erhöht. Eine derartige Beseitigung der Maskierung wird insbesondere bei der Herstellung von integrierten Schaltungen angestrebt, wo die selektive oder Punktgalvanisierung wichtig ist, um die Verluste an Edelmetallen, wie etwa Gold, möglichst gering zu halten.

Bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden beispie Isweise die Zuführungen von jedem der zahlreichen Chips (HaIbleiterplättchen) der integrierten Schaltungen einzeln mit den leitfähigen Mustern aus (JoId verbunden, die auf. isolierenden keramischen Substraten ausgebildet sind. Um diese Muster mit anderen Schaltungen zu verbinden, werden Zuführungen mit diesen Mustern verbunden; häufig werden diese Zuführungen aus einem Zuführungsleitungsrahmen gebildet, der aus Blech,aus leitfähigem Metall wie etwa ITiekel, Kupfer und dgl. ausgestanzt wird. Der Zuführungsleitungsrahmen weist eine getrennte Gruppe von Zuführungen für jedes leitfähige Muster auf jedem Substrat auf, und diese Zuführungen werden mit dem Substrat verbunden. Bei jeder Gruppe sind die äußeren Enden jeder Zuführung mit den Trägerstreifen verbunden und ihre gegenüberliegenden freien inneren Enden sind mit dem leitfähigen Muster auf jedem Substrat verbunden. Die Zuführungen sind weiterhin

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zwischen ihren Enden mittels relativ schmaler Haltestreifen verbunden. Die Trägerstreifen weisen äußere perforierte Abschnitte' auf, an denen diese durch verschiedne Behandlungsschritte geführt werden. Sowohl die Trägerstreifen wie die Haltestreifen werden abgetrennt, um die einzelnen Zuführungen getrennt freizulegen, bevor die fertigen integrierten Schaltungen fertiggestellt werden.

Bei bekannten Verfahren ist häufig eine Goldschicht mittels stromloser Plattierung oder Elektroplattierung über dem gesamten Zuführungsleitungsrahmen aufgebracht worden. Zweck dieser Goldschicht ist es, die zu dem Zuführungsleitungsrahmen hergestellten Verbindung zu verbessern. Bei anderen bekannten Verfahren ist über dem gesamten Zuführungsleitungsrahmen eine nicht einheitliche Goldschicht ausgebildet worden, deren größte Dicke an solchen Abschnitten des Rahmens vorgesehen war, wo die Verbindung mit einem Chip einer integrierten Schaltung oder einem anderen halbleitenden Plättchen erfolgen sollte (vgl. US-Patentschrift 3 692 638). Da die Trägerstreifen und Haltestreifen zum Schluß abgeschnitten werden, wird es angestrebt, daß sich auf diesen Streifen kein Gold befindet. Da die Substrate mit den freien inneren Enden der Zuführungen verbunden werden, wird es angestrebt, daß sin darauf eine Goldschicht befindet, um die Verbindbarkeit zu verbessern. Da keine Substrate mit den restlichen Zuführungen verbunden v/erden, ist eine Goldschicht darauf ebenfalls nicht

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erforderlich. Die Abwesenheit von Gold auf diesen Streifen beseitigt die teuren und zeitaufwendige! Wiedergewinnungsverfahren, um das Gold auf diesen Streifen wieder zu gewinnen. Die Abwesenheit von Gold auf allen Stellen, mit Ausnahme der Bereiche, wo die Verbindung mit dem Substrat erfolgen soll, kann zu einer höchst angestrebten wirksamen Verwendung des Goldes und zu einer beträchtlichen Goldeinsparung führen. Es wird angestrebt, die selektive oder Fleck-Elektroplattierung voranzubringen, ohne daß die Verwendung von Masken* (oder für die Zuführungsleitungsrahmen) erforderlich ist. Die Beseitigung solcher Masken vereinfacht häufig das Behandlungsverfahren und beseitigt die zum Ersatz und der Reinigung der Masken erforderlichen Schritte.

Verfahren zur Verbesserung der selektiven Elektroplattierung sind bekannt; hierbei v/erden bestimmte Bereiche einer Oberfläche in .einem wesentlich größeren oder verstärkten Ausmaß elektroplattiert, als andere Bereiche, die gleichzeitig elektroplattiert werden. Die US-Patentschrift 2 828 255, das Britische Patent 775 359 und die Deutschen Patente 577 747 und 850 972 enthalten typische Beispiele :Γϋτ derartige Verfahren. Wie jedoch mit diesen Patenten angeführt, wird die zu galvanisierende Oberfläche in einen ELektroplattier-Elektrolyten eingetaucht und wird als Folge davon im wesentlichen unmittelbar mit einer galvanischen Abdeckung versehen, als dass die Oberfläche selektiv elektroplattiert wird. Es ist jedoch wünschens- * für das Substrat

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wert, eine selektive Elektroplattieximg auf bestimmten diskreten Bereichen einer Oberfläche zu erzielen in einer praktischen bearbeitbaren Dicke von beispielsweise typischerweise 2,54 um, ohne daß dabei angrenzende Bereiche ebenfalls elektroplattiert werden. Diese Forderung v/ird beim Eintauchen einer gesamten (nicht maskierten) Oberfläche in einen Elektroplattier-Elektrolyten nicht leicht erfüllt.

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Elektroplattieren eines Bereiches auf einer Substratoberfläche, wozu ein Dielektrikum zur Kontakt-Maskierung einer Anode verwendet wird.

Zu dem Verfahren gehört die Kontakt-Maskierung von wenigstens einer stromführenden Anodenelektrode, die im räumlichen Abstand zu der Oberfläche angeordnet ist, wobei ein Dielektrikum zwischen der stromführenden Anode und der Oberfläche entlang deren entsprechenden gegenüberliegenden Oberflächenbereichen vorgesehen ist, ohne die Oberfläche zu berühren. Die Oberfläche wird kathodisch aufgeladen. Die maskierte Anode wird mit einem Strom des Elektroplc.ttier-Elektrolyten in Berührung gebracht, und wenigstens ein Abschnitt der Oberfläche wird mit Elektrolyten lediglich aus dem Elektrolytstrom in Berührung gebracht, um den Elektrolyten über wenigstens dem Abschnitt der Oberfläche zu verteilen, zu dem der zu galvanisierende Bereich gehört; hierbei läßt man den Elektrolyten frei über

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• /fo-

diesen Bereich, strömen und elektroplattrert selektiv diesen Bereich..

Zur Erläuterung der Erfindung dienen auch. 6 Blatt Abbildungen mit den Fig. 1 bis 9; im einzelnen zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Elektroplattiersystem;

Fig. 2 eine teilweise isometrische Darstellung einer Maske und einer Anode nach Fig. 1;

Fig. 3 die Darstellung eines Schnittes durch ein durchlöchertes Substrat, das selektiv elektroplattiert wird;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektroplattiersystems;

Fig. 5 eine isometrische Darstellung eines ersten Zuführungslei tungsrahmens mit einer Vielzahl von Zuführungen, die durch perforierte Trägerstreifen und relativ schmale Haltestreifen miteinander verbunden sind, wobei Abschnitte der Zuführungen erfindungsgemäß elektroplattiert worden sind;

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Pig. 6 eine teilweise isometrische Darstellung einer Maske und einer Anode nach Fig. 1;

Pig. 7 eine isometrische Darstellung eines zweiten Leitungszuführungsrahmens mit einer Vielzahl von Zuführungen, wobei Abschnitte dieser Zuführungen erfindungsgemäß elektroplattiert worden sind;

Pig. 8 eine teilweise isometrische Darstellung eines Abschnittes eines Zuführungsleitungsrahmens, der erfindungsgemäß selektiv elektroplattiert worden ist; und

Pig. 9 eine teilweise isometrische Darstellung einer Maske und einer Anode nach Pig. 1.

Diese Erfindung wird hauptsächlich mit Bezugnahme auf das galvanische Aufbringen von Gold auf einen gekrümmten Leiter und auf ausgewählten Bereichen eines Zuführungsleitungsrahmens für eine integrierte Schaltung beschrieben, wobei die Elektroplattierlösung entweder durch benachbarte Bereiche strömen oder davon abgehalten werden kann. Jedoch is t zu beachten, daß diese Porm der Beschreibung lediglich zur Erläuterung dient und keine Beschränkung der Erfindung darstellt. Das erfindungsgemäße Konzept ist in gleicher Weise anwendbar zum selektiven Beschichten irgendeines leitfähigen Bereiches mit

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irgendeinem galvanisch aufbringbarem Metall wie z.B. Kupfer, Platin, Silber, Nickel und dgl., wobei die aufgebrachte Schicht jede beliebige Form oder Konfiguration aufweisen kann, beispielsweise in Form von Flecken, linien, Rechtecken und dgl. vorliegen kann, was jeweils davon abhängt, ob die Elektroplattierlösung über den zu galvanisierenden Bereich des Substrates hingwegströmen kann oder nicht.

Wie mit Fig. 1 dargestellt, gehört zu dem erfindungsgemäßen Galvanisiersystem ein mit 60 bezeichneter Galvanisierkopf, zu dem ein elektrisch isoliertes Gehäuse 61 gehört, mit einem dielektrischen Material, beispielsweise, aus Polytetrafluoräthylen, Polyvinylchlorid, einem Polyimid, einem Polymethacrylat, Polypropylen, mit glasverstärktem bzw. -gefülltem Polytetrafluoräthylen und dgl.. Zu dem Gehäuse 61 gehört wenigstens 1 Anode 62, die in der dargestellten Form aus mehreren rechteckigen Plattenanoden besteht. Die Anoden 62 können aus jedem geeigneten nicht korrosiven, leitfähigen Material bestehen, beispielsweise aus Platin, aus mit Platin beschichtetem Titan, aus Tantal, aus mit Gold beschichtetem Nickelstahl und dgl.. Die Anoden 62 werden mittels elektrischleitfähiger Teile 63, beispielsweise Schrauben oder beliebigen anderen Mitteln, innerhalb des Gehäuses 61 gehalten und sind daran fest angebracht. Der elektrische Kontakt zu den Anoden 62 erfolgt über das leitfähige Teil 63 mittels einem elektrischen Leiter 66, der mit der positiven Seite einer elektrischen Strom-

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• Λ.

quelle 67 verbunden ist, beispielsweise einer Gleichstromquelle, die konstanten Strom oder Spannung liefert, und gegebenenfalls gepulst werden kann. Ein elektrisch, leitfähiges Substrat, das für die selektive Elektroplattierung vorgesehen ist, wird von einem Träger 69 gehalten, beispielsweise von einer dielektrischen Platte, und ist elektrisch mit der negatLven Seite der elektrischen Stromquelle 67 über einen elektrischen Leiter 71 verbunden. Das Substrat 68 wird dadurch kathodisch auf das angestrebte Potential aufgeladen. Das leitfähige Substrat 68 kann ebenfalls von einem leitfähigen Träger 69 gehalten werden, der als eine Kathode dienen würde, wobei der Träger 69 mittels üblichem Mittel elektrisch mit der negativen Seite der Stromquelle 67 verbunden wäre. Der Leiter 71 kann ebenfalls an dem Gehäuse 61 befestigt sein und durch dieses hindurchführen.

Das Gehäuse 61 stellt einen Bauteil eines Elektrolyt-Verteilungs-

in

systems dar, zu demYcfer dargestellten Form ein Elektrolyt-Einlaß 72 gehört, der an eine Zuführungsleitung 73 angeschlossen ist, die ihrerseits mit einer üblichen Pumpe 74, beispielsweise einer Zentrifugalpumpe, verbunden ist. Ein geeigneter Elektroplattier-Elektrolyt 76, beispielsweise eine Kalium-Gold-Cyanid enthaltende Lösung ist in dem Behälter 77 enthalten, ohne mit dem Substrat 68 in Berührung zu kommen. Zu typischen, geeignete Edelmetalle enthaltende Elektroplattier-Elektrolyt-Lösungen gehören wässrige Lösungen,die ein GoId-

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Cyanid-Komplexion auf der Basis von Kalium-Gold-Cyanid enthalten. Andere G-alvanisier-Lösungen zum Aufbringen von Edelmetallen wie z.B. Platin, Palladium und dgl., sowie zum Aufbringen anderer Metalle wie z.B. Nickel, Kupfer und dgl. sind in dem Buch "Modem Electroplating" von Έ.Α. Iowenheim, Verlag John Wiley & Sons, New York, 3. Auflage (1974) beschrieben. Der Elektrolyt 76, der aus dem Behälter 77 zu dem Einlaß 72 gepumpt wird, wird auf seinem Weg durch einen Kanal 78 geführt, dessen Wände von den Anoden 62 gebildet werden, wobei dieser Kanal 78 mit einem Ende mit dem Einlaß 72 in Verbindung steht und mit seinem gegenüberliegenden Ende mit einem weiteren Kanal oder Auslaß 79 in Verbindung steht, der von einer dielektrischen Maske 81 gebildet wird, welche die Anode 62 berührt und diese maskiert. Nach dem Verlassen des Auslaßkanals 79 wird der Elektrolyt 76 über einen Bereich geführt, zu dem das kathodisch aufgeladene Substrat 68 gehört. Anschließend wird der Elektrolyt 76 in dem Behälter 77 gesammelt. Hierbei ist zu beachten, daß dort, wo der Einlaß 72 und/oder der Kanal 78 eine vom Auslaßkanal 79 unterschiedliche Eorm aufweisen, beispielsweise kreisförmig im Vergleich zu rechteckig, können übliche (nicht dargestellte) Mittel zur Strömungsverteilung verwendet werden, um eine einheitlich verteilte Elektrolytströmung zwischen den Kanälen (78,79) zu gewährleisten.

Zwischen den Anoden 62 und dem kathodisch aufgeladnem Substrat 68 befindet sich entlang deren gesamten entsprechenden Oberflächen (das betrifft die gegenüberliegenden Oberflächen,

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d.h., die Anodenoberfläche 62a und die Oberflächenabschnitte 80a der Oberfläche 80 am Substrat 68) ein Dielektrikum 81 als Kontakt-Maskierung für die Anoden 62, ohne das Substrat 68 zu berühren. Das Dielektrikum 81 besteht aus irgendeinem geeigneten elektrisch isolierenden Material, zu dem organische Polymere, Glas, keramische Materialien und dgl. gehören. Das Dielektrikum 81 ist mittels üblicher Mittel einschließlich Klebemittel an dem Gehäuse 61 und/oder an den Anoden 62 befestigt. Das Dielektrikum 81 kann ein einstückiges Teil des Gehäuses 61 bilden, oder es kann ein getrenntes Bauteil darstellen, das an den Anoden 62 befestigt ist oder diese maskiert. Im Hinblick darauf muß besonders beachtet werden, daß das Dielektrikum bzw. das dielektrische Bauteil 81 jede beliebige Form oder Konfiguration aufweisen kann in Abhängigkeit von der angestrebten Form und Dicke der galvanisch aufgebrachten Schicht auf dem Substrat 68., Das Dielektrikum 81 bildet sowohl die angestrebte Maskierung für die Anoden 62 wie es den Kanal 79 in der vorgesehenen V/eise begrenzt. In dieser Hinsicht wird auf Fig. 2 verwiesen, wo das dargestellte maskierende dielektrische Bauteil 81 einen Kanal 79 mit rechteckigem Queischnitt begrenzt. Der Kanal kann jedoch jede gewünschte Form aufweisen, beispielsweise rechteckigen, kreisförmigen, quadratischen, rhomb ο edrisehen, trapezförmigen Querschnitt und dgl., und braucht hinsichtlich seiner Form und seinen Abmessungen nicht mit dem zu galvanisierenden Bereich übereinzustimmen. Weiterhin können eine ein-

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zelne Anode und ein einzelnes maskierendes Bauteil oder eine Vielzahl von diesen Teilen verwendet v/erden, wobei ein einzelner oder mehrere Auslaßkanäle gebildet werden, die teilweise von der Anode oder den Anoden begrenzt sein können. Weiterhin kann der oder die Auslaßkanäle eine variable Ausrichtung im Hinblick auf die kathodisch aufgeladene Oberfläche aufweisen, und wenn mehrere Anoden verwendet werden, können diese unterschiedliche Form und Ausrichtung im Hinblick auf den resultierenden Auslaßkanal aufweisen.

Unter erneuter Bezugnahme auf Pig. 1 ist die dielektrische Kontakt-Maskierung der Anoden 62 durch das Bauteil 81 von außerordentlicher Bedeutung für die Elektroplattierung eines ausgewählten Bereiches der Oberfläche 80 auf dem Substrat 68, ohne daß diese Oberfläche 80 maskiert ist. Die angestrebte Form und Dicke einer galvanisch aufgebrachten Schicht kann mit einem frei strömenden Elektrolytstrom über wenigstens einen Abschnitt der Oberfläche 80 des Substrates 68 erreicht werden, wozu auch der für die Galvanisierung vorgesehene Bereich gehört, beispielsweise der Bereich 82 auf der gekrümmten Oberfläche. Jedoch ist es durch Kontakt-Maskierung der Anoden 62 mit dem Dielektrikum 81 in unterschiedlicher Weise oder Konfiguration möglich, in Form von Punkten, Tupfen, Linien, Rechtecken und dgl. zu galvanisieren, ohne die Oberfläche 80 des kathodisch aufgeladenen Substrates 68 zu maskieren. Hierbei ist es wesentlich, daß das maskierende Bauteil

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die Anode 62 entlang jeder Oberfläche derselben berührt, die der Oberfläche des selektiv zu galvanisierenden Substrates gegenüberliegt. Ist dies nicht der Pail, dann kann die selektive Galvanisierung in einer gewünschten Konfiguration nicht durchgeführt v/erden, ohne daß die zu galvanisierende Oberfläche zuerst maskiert wird.

Bei der praktischen Durchführung liefert die Pumpe 74 einen kontinuierlich fließenden Strom des Elektrolyten 76, der in den Einlaß 72 eingeführt wird und von dort in den Kanal 78 eintritt, v/o der Elektrolytstrom die Anoden 62 berührt, welche über die Stromquelle 67 auf dem angestrebten elektrischen Potential gehalten werden, typischerweise bei einer Spannung· von 3 bis 4 YoIt zum galvanischen Aufbringen von Gold aus einer Kalium-Gold-Cyanid-Lösung. Der Elektrolytstrom fließt anschließend durch den Auslaßkanal 79 und trifft auf die Oberfläche 80 am Substrat 68 oder wird über die Oberfläche 80 am Substrat 68 verteilt, wozu auch der zu galvanisierende Bereich 82 gehört; der Elektrolyt bildet dabei einen frei fließenden Elektrolyt-Strom, d.h. einen Elektrolyt-Strom, der auf der Oberfläche 80 am Substrat 68 nicht durch irgendwelche Grenzen begrenzt ist. Das Substrat 68 ist bis zum vorgesehenen elektrischen Potential kathodisch aufgeladen, beispielsweise typischerweise mit einer Spannung von 3 bis 4 YoIt zum galvanischen Aufbringen von Gold aus einer Kalium-Gold-Cyanid-Lösung, wobei durch den frei fließenden Elektrolyt-

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Strom ein elektrisches PeId zum Galvanisieren zwischen den Anoden 62 und der Oberfläche 80 am kathodisch aufgeladenen Substrat' erzeugt wird. Der Elektrolyt-Strom berührt die aufgeladenen Anoden 62 und die aufgeladene Oberfläche 80, wird dabei selbst geladen, hierbei fließt ein Strom durch den Elektrolyten, wodurch innerhalb des frei fließenden Elektrolytstromes eine ausreichende Stromdichte erzeugt wird, damit der Bereich 82 auf der Oberfläche 80 am Substrat 68 elektroplattiert wird.

Wenn das maskierende Bauteil 81 nicht vorhanden ist, dann erfolgt die Elektroplattierung über die gesamte, oder nahezu die gesamte Oberfläche 80 am Substrat 68 und ist dort nicht auf den Oberflächenbereich 82 beschränkt. Demgegenüber wird bei festgehaltener Strömungsgeschwindigkeit, Stromdichte und gegebenem Abstand zwischen Anode und Kathode durch die selektive Kontakt-Maskierung der Anoden 62 mit dem Bauteil 81 die Strömungsge-jschwindigkeitsverteilung des verteilten frei fliessenden Elektrolytstromes über wenigstens dem Bereich 82 kontrolliert, und das elektrische Feld zum Galvanisieren auf den Bereich 82 lokalisiert, wodurch dort das galvanische Aufbringen einer Schicht mit einem angestrebten Dickeprofil erreicht wird. Hierbei bewirkt oder steuert das Bauteil 81

(1) die Stromdichte durch Verlängerung oder Aussonderung der Strom-Kraftlinien von der Anode 62 zur Oberfläche 80 am aufgeladenen Substrat 68;

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(2) die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des frei fließenden Elektrolytstromes, d.h., das Ausmaß der Strömung, die zur gleichen Zeit auf verschiedenen Bereichen der Substratoberfläche 80 auftrifft (unterschiedliche Geschwindigkeiten auf unterschiedlichen Bereichen im Verlauf einer "besonderen Zeitspanne ); und in einigen Fällen

(3) die tatsächliche Elektrolyt-Ungleichmäßigkeit.

Mit der Bezeichnung "Elektrolyt-TJngleichmäßigkeit" wird ausgedrückt, daß einige Bereiche der Oberfläche 80 nicht in Berührung mit dem Elektrolyten 76 im frei fließenden Elektrolytstrom kommen. Als !Folge dieser Regelung durch, das Bauteil 81 ist das durch die Potentialdifferenz zwischen den Anoden 62 und derOberfläche 80 erzeugte elektrische Feld auf den Bereich 82 lokalisiert, wodurch dort eine galvanisch aufgebrachte Schicht 83 aus beispielsweise Gold in der vorgesehenen Dicke erhalten wird. Naturgemäß kann die galvanische Abscheidung auf anderen Bereichen der Oberfläche 80 erfolgen, jedoch ist die durch Kontakt-Maskierung der Anoden 62 mittels dem Bauteil 81 erreichte galvanische Abscheidung nicht einheitlich, wodurch die Abscheidung im Bereich 82 bis zur gewünschten Dicke mit einer wesentlichen größeren Geschwindigkeit erfolgt, als dies in allen anderen derartigen Bereichen erJblgt. Es sei deshalb herausgestellt, daß mit dieser Erfindung eine selektive Galvanisierung diskreter Bereiche auf einer Oberfläche erreicht werden kann, ohne die Galvanisierung angrenzender

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bzw. benachbarter Bereiche, wobei eine derartige galvanisch aufgebrachte Schicht eine für die Praxis brauchbare Dicke von beispielsweise typischerweise 2,54 um aufweist. Die selektive galvanische Beschichtung des Bereichs 82 kann hinsichtlich Selektivität und Materialeigenschaften durch Pulsierung des hindurchgeleiteten Stromes verbessert werden. Das Pulsieren kann mittels üblicher Techniken erreicht v/erden, einschl. einem programmierbaren, gepulsten Galvanisierverfahren, wie es allgemein mit der US-Patentschrift 3 886 053 beschrieben ist.

Die selektive Maskierung der Anoden 62 mittels dem Bauteil führt zu einem dielektrischen Auslaßkanal, der bestimmte Abmessungen, Ausrichtung und Form aufweist, genauso wie einen gewissen Abstand von Dielektrikum zu der Kathode, was jeweils von solchen G-alvanisierparametern abhängt, wie der Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten durch den Auslaßkanal 79, der angewandten oder angestrebten Stromdichte, dem Abstand zwischen Anode und Kathode, den Anodenformen, dem verwendeten Elektrolyten und der Pulsierung des Stromes, v/elche das Ausmaß und/oder die Konfiguration der Maskierung zur Erzielung einer bestimmten Form der galvanisch aufgebrachten Schicht, beispielsweise in Form von Punkten, Tupfen oder Streifen, be — elnflussen, sowie die angestrebte Dickenverteilung der galvanisch aufgebrachten Schicht über den besonderen Bereich. In dieser Hinsicht sind die oben aufgeführten G-alvanisierungs-

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ORIGiMAL

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parameter und ihre Wechselwirkung miteinander in der Galvanisiertechnik gut bekannt, und ihre Wechselwirkung mit dem Ausmaß und dem Typ von Maskierung für eine bestimmte Anwendung kann von einem Fachmann unter Berücksichtigung der hier gegebenen Beschreibung leicht experimentell bestimmt werden.

Diese Erfindung kann ebenfalls in Verbindung mit üblichen Galvanisierverfahren angewandt werden, wo die Maskierung eines bestimmten Substrates vorgesehen ist. Im Hinblick darauf wird auf Pig. 3 Bezug genommen, wo ein durchlöchertes oder mit Öffmingen versehenes Substrat 84 vorgesehen ist, das selektiv auf einer ersten Oberfläche 85 und nicht auf einer zweiten Oberfläche 86 galvanisiert werden soll. Das Loch oder die Öffnung ist mit der Bezugsziffer 91 bezeichnet. Bei Pig. 3a wurde die Oberfläche 85 selektiv mit einer ersten Maskierungsschicht oder einem Muster 87 maskiert, beispielsweise mit einer nach üblichem Photοätzverfahren aufgebrachten, gemusterten Schicht, um die freiliegenden Bereiche 88 der Oberfläche 85 zu begrenzen, die galvanisiert werden sollen. Eine zweite Maskierungsschicht 89, beispielsweise eine ebenfalls nach einem Photoätzverfahren aufgebrachte Schicht, wurde auf der Oberfläche 86 aufgebracht, um dort die galvanische Abscheidung zu verhindern. Gemäß Pig. 3b wird am Substrat eine übliche galvanische Abscheidung durchgeführt, wodurch das abgeschiedene Metall 92 auf Abschnitten 88 (vgl. Pig. 3a) der

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Oberfläche 35 abgeschieden wird, ohne daß eine Abscheidung auf der Oberfläche 86 erfolgt« Die Maskierungsschichten (87, 89) können anschließend entfernt v/erden, wozu ein übliches bekanntes Verfahren benutzt wird.

Diese Erfindung beseitigt die Notwendigkeit für die Maskierungsschicht 89 auf der Oberfläche 86. Wie mit Fig. 3"b dargestellt ist lediglich auf der Oberfläche 85 eine Maskierungsschicht 87 aufgebracht, während die Oberfläche 86 davon frei ist. Das Substrat 84 wird anschließend kathodisch aufgeladen und mit dem erfindungsgemäßen System behandelt, wie es etwa mit Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert und oben beschrieben wurde. Die galvanische Aufbringung erfolgt lediglich auf dem Bereich 88 (Fig.3a) der Oberfläche 85, wodurch dort die Abscheidung 92 gebildet wird. Obwohl der G-alvanisierungselektrolyt (76 nach Fig. 1) durch die Öffnung 91 (Fig. 3c) hindurchtritt, erzeugt das maskierende Bauteil 81 (Fig. 1) entlang der Oberfläche 86 eine Elektrolyt-Ungleichmäßigkeit, wodurch darauf bei festgehaltener Elektrolytströmung und Stromdichte eine galvanische Abscheidung nicht erfolgt.

Das zu galvanisierende Substrat und/oder das erfindungsgemäße G-alvanisierungssystem kann beweglich sein, etwa durch übliche Maßnahmen, wodurch das System nicht zu einem statischen System wird. Das bedeutet, die oben beschriebene, selektive Galvanisierung kann sowohl bei einem kontinuierlichen Galvanisierungs-

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verfahren angewandt werden, wie bei einem Galvanisierungsverfahren, das stufenweise durchgeführt und wiederholt wird (das letztere Verfahren wird als statisch "bezeichnet). Das erfindungsgemäße Galvanxsierungssystem kann ebenfalls zum selektiven Galvanisieren eines kontinuierlich "bewegten Substrates verwendet werden, wobei ein gepulster Strom benutzt wird, wie das etwa mit dem US-Patent 3 894 918 beschrieben ist; durch Bezugnahme auf das US-Patent 3 894 918 soll dieses ebenfalls zum Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht werden. Im Hinblick auf eine solche Anwendung von gepulstem Strom kann zusätzlich eine rampenförmige Spannungssteigerung benutzt werden, um das angestrebte Dickenprofil des erhaltenen, galvanisch aufgebrachten Niederschlags zu gewährleisten.

Beispiel 1:

Bezugnehmend auf Pig. 4 wurde ein Galvanisiersystem verwendet, zu dem ein Gehäuse 96 aus Polytetrafluoräthylen gehört, innerhalb dem eine erste rechteckige Anodenplatte 97 und eine zweite rechteckige Anodenplat"e 98 angebracht war, die beide aus Platin bestanden und eine Breite von 8,9 mm, eine länge von ungefähr 71 mm und eine Höhe von 38 mm aufwiesen. Beide Anoden 97 und 98 waren mit der positiven Seite einer üblichen konstanten Spannungsquelle 99 verbunden, nämlich über leitfähige Schrauben 101 und Leiter 102. Beide Anoden 97 und 98

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ORIGINAL |WS?=OTED

waren über ihre gesamte Längs mittels einem Bauteil 103 aus Polytetrafluoräthylen maskiert, das mittels rostfreier Stahlschrauben und Muttern am Gehäuse 96 angebracht war. Das Bauteil 103 wies rechteckige Form, eine Breite von 59 mm, eine Länge von 97 mm und eine rechteckige Öffnung auf; die rechteckige Öffnung war 71,6 mm lang, 7,6 mm breit und wies den Auslaßkanal 104 auf. Die Anode 97 wurde dadurch mit dem Abschnitt 103a des Bauteils 103 maskiert, der eine Dicke von 4,8 mm aufwies; die Anode 98 wurde mit dem Abschnitt 103b des Bauteils 103 maskiert, der eine Dicke von 7,9 mm aufwies. Das Gehäuse 96 war dort angeordnet , wo sich das dielektrische 3auteil 103 ungefähr 0,8 mm oberhalb von einem. Verbindu-ngstück 106 aus Nickel beschichtetem Kupfer mit gekrümmtem Oberflächenbereich befand. Das Verbindungsstück 106 v/ies (nicht dargestellte) Öffnungen auf, durch welche der Elektrolyt hindurchtreten konnte. Das Verbindungsstück 106 war mittels dem Leiter 107 mit der negativen Seite einer konstanten Spannungsquelle 99 verbunden; v/eiterhin wurde das Verbindungsstück 106 von einer Unterstützung 108 aus Polytetrafluoräthylen gehalten.

Der Endpunkt des rechteckigen Auslaßkanals 104, analog zu dem in Fig. 2 dargestellten (Auslaßkanal 79), wurde von dem dielektrischen Bauteil 103 gebildet, das gegenüber der horizontalen Achse des Verbindungsstücks 106 im Gegenuhr-

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ORIGINAL !NSPEGTED

zeigersinn urn etwa 6 abgewinkelt war. Die Abmessungen des Auslaßkanals IO4 entsprachen nicht dem zu galvanisierenden Bereich .109 auf dem Verbindungsstück 106; dieser Bereich 109 war streifenförmig mit einer Breite von 6,1 mm und einer Länge von 71,6 mm.

Eine übliche Zentrifugalpumpe 110 aus Polypropylen wurde in Betrieb gesetzt, um einen kontinuierlich fließenden Elektrolytstrom 111 zu erzeugen, der durch eine Zuführungsleitung 112 herangeführt, durch einen Einlaß 113 auf eine Strömungsverteilungsplatte 115 aus Polytetrafluoräthylen geführt wurde, und von dort aus in den Kanal 114 eintrat (71,6 mm lang, 8,9 mm breit, 38 mm hoch), der von den Anoden 97 und 98 gebildet wurde. Die Strömungsverteilungsplatte 115 gewährleistet eine einheitliche Verteilung des Elektrolytstromes 111, aus dem kreisförmigen Einlaß 113 durch den Kanal 114 zu dem rechteckigen Auslaßkanal 104. Der Elektrolyt 111 bestand aus einer wässrigen Lösung mit 32 g des komplexen Gyanids K(Au(CN)_?) pro Liter Lösung und mit 1000 Teilen Kobaltcitrat auf 1 Million Teile Lösung. Weiterhin wurden pro Liter Lösung 45 g Kaliumdihydrogenphosphat und eine ausreichende Menge Kalilauge und Zitronensäure zugesetzt, um der Lösung eine Dichte von 18° Baume zu verleihen. Zu allen Zeiten wurde der Elektrolyt bei einem pH-Wert von ungefähr 3,5 bis 5,5 und bei Temperaturen von 65 bis 75 C gehalten. Der Elektrolytstrom wurde durch den Kanal 114 ge-

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führt, und "berührte die Anoden 97 und 98, an die eine Spannung von ungefähr 3 bis 4 ToIt angelegt war. Der Elektrolytstrom trat anschließend mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 425 ml/sec aus dem Auslaßkanal 104 aus und wurde zu einem frei fließendem Elektrolytstrom auf der Oberfläche 116 auf dem Verbindungsstück 106 verteilt, zu dem auch der Bereich 109 gehört. An das Verbindungsstück 106 war eine negative Spannung von ungefähr 3 bis 4 Volt angelegt, und das Verbindungsstück 106 wurde vom Elektrolyten lediglich in der Form des frei fließenden Stromes berührt. Bei der Berührung des Elektrolytstromes mit den Anoden 97 und 98 und der aufgeladenen Oberfläche 116 wurde der Strom selbst elektrisch geladen und es floß durch den Elektrolytstrom ein elektrischer Strom mit einer Stromdichte von 0,597 A/crn . Wach ungefähr 15 see war ein 2,54 ^m dicker Goldniederschlag 105 lediglich auf dem Bereich 109 des Verbindungsstücks 7 galvanisch aufgebracht worden. Obwohl der Elektrolyt durch (nicht dargestellte Öffnungen) durch das Verbindungsstück 6 hindurchtrat, erfolgte wegen der Elektrolyt-Ungleichmäßigkeit keine galvanische Abscheidung auf der Oberfläche 107 am Verbindungsstück 106.

Beispiel 2:

A: Im wesentlichen wurde das Verfahren nach Beispiel 1 wiederholt. Die Abweichung bestand darin, daß innerhalb des GaI-

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. ti.

vanisierelektrolyten ein gepulster Strom erzeugt wurde, wozu ein übliches Verfahren verwendet wurde, das einen Strom mit rechteckiger Wellenform ergab, mit einer Strom-Eins ehalt dauer von 0,1 msec und einer Strom-Ausschaltdauer von 1,0 msec .. Innerhalb des verteilten frei fließenden Elektrolyten betrug die Stromdichte 0,215 A/cm . Dabei wurde mit einem G-esamtstrom von 0,5' A · min ein 2,5 um dicker Goldniederschlag erzeugt. Es erfolgte keine galvanische Abscheidung auf der Oberfläche 117 am Verbindungsstück 106. Die gepulste galvanische Abscheidung verbesserte die Selektivität der Abscheidung.

B: Im wesentlichen wurde das Verfahren nach Beispiel 2 A wiederholt; abweichend wurde eine Stromdichte von 0,572 A/cm verwendet. Es wurden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erhalten.

Beispiel 3'

Mit Pig. 5 ist ein Zuführungsleitungsrahmen 120 dargestellt, der für die Verbindung mit den. Chip einer integrierten Schaltung bestimmt ist, an dem eine selektive Galvanisierung durchgeführt worden ist. Der Rahmen 120 weist eine Gruppe von Zuführungen 121 auf, deren äußere Enden untereinander mit äusseren Haltestreifen 122 verbunden sind, und wobei die freien Enden der Zuführungen zentral innerhalb des Rahmens angeordnet

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sind. Die Zuführungen 121 sind weiterhin untereinander mit relativ schmalen Zwischen-Haltestreifen 123 verbunden. Die Enden der Haltestreifen 122 und 123 sind mit den Tragestreifen 124 verbunden. In den Tragestreifen 124 sind Perforationen 126 ausgebildet, damit der Rahmen 120 bequem gehandhabt und automatisch verschiedenen Behandlungsstufen zugeführt werden kann. Der leitungszuführungsrahmen 120 wurde aus einem Kupferblech herausgestanzt (das Spuren von Silber in einer Größenordnung von 0,315 g/kg enthielt) und eine Dicke von ungefähr 25 x 10 cm aufwies. Der Kupferrahmen 120 war mit einer ungefähr 0,38 bis 0,76 um dicken Hiekelschicht vorbeschichtet, um zu verhindern, daß das Kupfer in die galvanisch darauf aufzubringende Goldschicht hineindiffundiert.

Eine fleckenförmige Schicht 127 aus Gold wurde galvanisch auf der Oberfläche von jedem freien Ende der Zuführungen 121 am Rahmen 120 aufgebracht. Als Gruppe betrachtet weisen diese Oberflächen die Konfiguration eines kreisförmigen Bereichs oder eines Flecks 128 auf. Zwei von zwölf Rahmen 120, die als Streifen mit einer Gesamtlänge von ungefähr 254 mm ausgebildet waren, wurden galvanisch mit Gold beschichtet, um jeweils einen kreisförmigen Bereich 128 mit einem Durchmesser von 5,8 mm abzudecken; dies geschah nach folgendem Verfahren.

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■ 11.

Es wurde die rait Pig. 1 dargestellte Vorrichtung verwendet, mit einem Gehäuse 61 aus Polytetrafluoräthylen, mit zwei rechteckigen Plattenanoden 62 aus mit Platin beschichtetem Titan darin. Die Anoden 62 wiesen eine Breite von 3,2 mm auf und entsprachen mit ihrer Länge von 254 mm der Länge des Streifens mit 12 Rahmen 120; die Höhe der Anoden betrug 25 mm. Das maskierende Bauteil 81 bestand aus einer 5,1 mm dicken Polytetrafluoräthylenplatte, (Lunge 254 mm, Breite 91 mm) welche mittels Schrauben und Muttern aus rostfreiem Stahl am Gehäuse 6-1 befestigt war und die gesamte Länge jeder Anode 62 abdeckte. Wie mit Pig. 6 dargestellt, wies das Bauteil zv/ei kreisförmige Öffnungen (Durchmesser 5,1 mm) auf, welche die beiden Auslaßkanäle 79 begrenzten; jede der zentralen Achsen der Auslaßkanäle 79 entsprach der entsprechenden zentralen Achse von jedem der beiden benachbarten Flecke 128; der Achsabstand der Auslaßkanäle 79 betrug 21,1 mm. Das dielektrische Bauteil 81 wurde ausgerichtet und 3,2 mm oberhalb des Streifens mit den (kathodisch aufgeladenen) Rahmen 120 angeordnet.

Unter erneuter Bezugnahme auf Pig.1 wurde eine Zentrifugalpumpe 74 aus Polypropylen in Betrieb gesetzt, um einen kontinuierlich fließenden Strom des Elektrolyten 76 zu erzeugen; der Elektrolyt bestand aus wässriger Lösung mit 32 g des komplexen Cyanids K(Au(Cn)_?) pro Liter Lösung, 0,8 Teilen Bleicitrat auf 1 Million Teile Lösung und 50 g Ammoniumeitrat

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. 30 .

pro Liter Lösung; weiterhin waren dem Elektrolyten ausreichende Mengen Kaliurnhydroxid und Ammoniumsulfat zugesetzt worden, um der Lösung eine Dichte von 18 Baume zu erteilen. Die erhaltene Lesung wurde zu allen Zeiten "bei einem pH-Wert von 4 und einer Temperatur von 65°C gehalten. Der Elektrolyt-Strom wurde durch den Sinlaß 72 in den Kanal 78 eingeführt, (Länge 254 mm, Breite 7,1 mm, Höhe 25 mm) der durch die Anoden 62 gebildet wurde. Der Elektrolyt-Strom trat durch den Kanal 78 hindurch und berührte die Anoden 62, an die aus einer üblichen konstanten Spannungsquelle 67 eine Spannung von 3 bis 4 Volt angelegt war. Der Elektrolyt-Strom trat aus jedem Auslaßkanal 79 (vgl. Fig. 6) mit einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 50 ml/sec als frei fließender Strom aus und wurde übereinen weiten Bereich des Streifens aus den ZuführungsIeitungsrahmen 120 (vgl. Fig. 5) verteilt; zu diesem Bereich gehören auch die Bereiche 128 der beiden zu galvanisierenden Rahmen 120. Der Streifen mit den Rahmen 120 war negativ aufgeladen worden (Spannung 3 bis 4 Volt). Der die Anoden 62 undden aufgeladenen Streifen aus Zuführungsleitungsrahmen 120 berührende Elektrolytstrom wurde elektrisch geladen, und es trat durch den Elektrolytstrom ein elektrischer Strom mit einer Stromdichte von wenigstens 0,538 A/cm hindurch. Nach 5 see wurde ein 2,54 um dicker Goldniederschlag auf jedem der freien Enden der Zuführungen 121 der beiden zu galvanisierenden Rahmen 120 erhalten; deren Oberflächen als Gruppe betrachtet an jedem Rahmen 120 aus dem Fleck 128 bestand (vgl. Fig. 5).

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Es erfolgte keine galvanische Abscheidung an der Unterseite von jedem Zufünrungsleitungsrahiaen 120 (vgl. Pig. 5) (©.Ivanisch oder nicht), mit Ausnahme der freien Enden der Zuführungen 121, die in dem behandelten Streifen enthalten waren, obwohl der Elektrolyt durch die in dem Streifen enthaltenen Öffnungen hindurchgetreten ist. Das maskierende Bauteil 81 (vgl. Pig. 1 und 6) regelte die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung, wodurch eine tatsächliche Ungleichmäßigkeit des Elektrolyten an der Unterseite jedes Zuführungsleitungsrahmens erzeugt wurde, mit Ausnahme der freien Enden der galvanisierten Zuführungen 121, wodurch dort galvanische Abscheidung verhindert wurde.

Beispiel 4:

Im wesentlichen wurde das Verfahren nach Beispiel 3 wiederholt; die Abweichung bestand darin, daß sechs Zuführungsleitungsrahmen 120 (vgl. Pig. 5)untereinander zu einem zu galvanisierenden Streifen verbunden waren, der sechs Plecken oder Bereiche 128 (vgl. Pig. 5) aufwies, die im gegenseitigen Abstand von 21,1 mm angeordnet waren. Die Anoden waren 254 mm lang, und das zur Maskierung der Anode über deren gesamte
Länge verwendete Dielektrikum wies für jeden Bereich 128
(vgl. Pig. 5 in dem Streifen eine Öffnung mit einem Durchmesser von 5,1 mm auf, woraus sich sechs kreisförmige Auslaßkanäle ergeben, die jeweils (von Mittelpunkt zu Mittelpunkt) 21,1 mm

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• η ·

voneinander entfernt sind. Das selektive Galvanisieren erfolgte wiederum analog zu Beispiel 2, ohne daß es erforderlich war, den kathodisch aufgeladenen Streifen aus den sechs Leitungszuführungsrahnien 120 ausgewählt zu maskieren. An der Unterseite des Streifens mit mehreren Zufuh.rungsleitungsraur.ien 120 war die Galvanisierung ebenfalls minimal.

Beispiel 5:

Mit Fig. 7 ist ein Leitungszuführungsrahmen 130 dargestellt, an dem eine selektive G-alvanisierung durchgeführt worden ist. Der Rahmen 130 weist eine Gruppe von Zuführungen 131 auf, welche an den Tragestreifen 132 und 133 angebracht sind. Im Tragestreifen 133 ist eine Perforation 134 ausgebildet, damit der Rahmen 130 "bequem gehandhabt und automatisch den verschiedenen Behandlungsstufen zugeführt werden kann. Der Leitungszuführungs· rahmen 130 ist aus einem ungefähr 25 x 10 cm dicken Nickel-"blech ausgestanzt worden.

Eine fleckenförmige Goldschicht ist galvanisch auf der Oberfläche jeder Zuführung 131 des Rahmens 130 aufgebracht worden. Als Gruppe betrachtet, weisen diese Oberflächen die Konfiguration eines kreisförmigen Bereichs oder eines Flecks 136 auf. Ein Streifen mit 7 Rahmen 130 mit einer Länge von ungefähr 76 mm ist galvanisch mit Gold beschichtet worden, um einen kreisförmigen Bereich 136 abzudecken, der jeweils einen Durch-

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.89-

messer von 5,1 ram aufwies. Die galvanische Go 1 dab sehe i dung eifolgte analog zu Beispiel 3.

Bezugnehmend auf Pig. 1 wies das verwendete maskierende Bauelement 81 7 rechteckige Auslaßkanäle 79 auf, mit einer Breite von 2,0 mm, einer Länge von 7,1 mm und einem gegenseitigen Abstand (von Mittellinie zu Mittellinie) zwischen benachbarten Kanälen 79 von 7,9 mm. Das zum Maskieren der Anoden 62 dienende Dielektrikum 81 wies eine Dicke von 3,2 mm, eine Länge von 71 mm und eine Breite von 51 mm auf. Der Anodenkanal 78 war 10 mm breit, und die Anoden 62 wiesen eine Breite von 6,4 mm, eine LMnge von 71 mm und eine Höhe von 25 mm auf. Der Galvanisierelektrolyt 76 trat mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 166 ml/sec aus den Auslaßkanälen 79 aus; die Stromdichte betrug ungefähr 0,538 A/cm .

Das maskierende Bauteil 81 (vgl. Pig. 1) war übereinstimmend mit dem Streifen mit den Rahmen 130 ausgerichtet, wodurch die zentrale Achse von jedem rechteckigen Kanal 79 mit der entsprechenden zentralen Achse von jedem Fleck 136 (vgl. Pig .7) mit dem er ausgerichtet war, v.bereinstimmte. Das maskierende Bauteil 81 berührte die maskierten Anoden 62 und wurde im weiteren Verlauf 3,2 mm oberhalb von dem Streifen mit den Rahmen 130 gehalten. In einem runden Bereich oder Pleck (vgl. Pig. 7) mit einem Durchmesser von 5,1 mm wurde galvanisch Gold aufgebracht; nämlich nach 5 see ein 2,54 um dicker Niederschlag auf den Zuführungen 131.

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Beispiel β:

Mit Pig. 8 ist ein Abschnitt eines Zufülirungsleitungsralimens 140 dargestellt, der selektiv galvanisiert worden ist. Der

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Rahmen 140 wurde aus einem ungefähr 25 x 10 cm dicken Kupferblech gestanzt. Im Rahmen 140 wurde eine Perforation 141 ausgebildet, um den Rahmen 140 bequem handhaben und automatisch verschiedenen Behandlungsstufen zuführen zu können. Ein bestimmter Bereich 142 des Rahmens 140 war galvanisch mit Gold beschichtet worden. Der Bereich 142 wies ovale Form auf, und benachbarte Bereiche 153 wiesen keine Öffnungen auf, wodurch der Durchfluß von auf den Bereich 142 gerichteten Galvanisierelektrolyten behindert wurde. Diskrete kreisförmige Bereiche 145 wurden ebenfalls galvanisch mit Gold beschichtet.

14 Rahmen 140 waren in Form eines Streifens ausgebildet, der eine Länge von ungefähr 174,6 mm aufwies; analog zu Beispiel 3 wurde Gold galvanisch aufgebracht, um den ovalen Bereich 142 zu bedecken, der eine Länge von ungefähr 3,2 mm und eine Breite von 2,4 mm aufwies.

Bezugnehmend auf Pig. 9 wies das verwendete maskierende Bauteil 81 14 Gruppen 144 von Auslaßkanälen auf. Jede Gruppe der Auslaßkanäle enthielt 5 Öffnungen 146, 147, 148, 149 und 151. Die Öffnungen 146, 147 und 148 hatten einen Durchmesser von 1,0 mm und waren im Abstand zueinander (von Mittelpunkt zu Mittelpunkt) von 2,16 nna angeordnet. Die Öffnung 149 hatte

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2 6 4 8 2 7 Λ

einen Durchmeseer von 1,65 mm und war 0,89 mm rechts von und 2,97 mm unterhalt) der Öffnung 147 (jeweils von Mittelpunkt zu Mittei-punkt) angeordnet. Die Öffnung 151 hatte einen Durchmesser von 1,0 mm und war 1,21 mm links von und 1,21 mm unterhalb von der öffnung 149 (jeweils von Mittelpunkt zu Mittelpunkt) angeordnet. Benachbaite Öffnungen 149 wiesen einen gegenseitigen Abstand zueinander (jeweils von Mittelpunkt zu Mittelpunkt) von 12,7 mm auf. Der Mittelpunkt der öffnung 149 war 10 mm von der horizontalen Achse (Mittellinie) des dielektrischen Bauteils 81 und 8,9 mm von dessen vertikaler Achse entfernt. '

Das Dielektrikum 81 zurMaskierung der Anoden 62 wies eine Dicke von 6,4 nm, eine Breite von 38,1 mm und eine länge von 216 mm auf. Die Anoden 62 wiesen ungefähr eine L.'inge von 216 mm, eine Breite von 12,7 mm und eine Höhe von 12,7 mm auf. Der Abstand von Anode zu Anode betrug 12,7 mm.

Der G-alvanisierungselektrolyt 76 trat mit einer Strömungsgeschwindigkeit von mehr als 133 ml/sec durch jede Gruppe 144 aus; die Stromdichte lag zwischen 0,538 und 1,076 A/cm .

Das maskierende Bauteil 81 (vgl. Fig. 1) war übereinstimmend mit der zentralen Achse jedes Bereichs 142 (vgl. Pig.8) ausgerichtet, wodurch eine Übereinstimmung mit der zentralen Achse von jeder Gruppe 144 (vgl. Fig. 9) erzielt wurde. Das maskie-

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■ 3t.

rende Bauteil 81 "berührte die maskierten Anoden 62 und wurde im v/eiteren "Verlauf 3,2 mm oberhalb von dem Streifen mit den 14 Rahmen 140 gehalten. Durch Berührung mit dem durch die Öffnungen 149 und 151 austretenden Elektrolyten wurde ein, dem Bereich 142 (vgl. Fig. 8) entsprechender 2,54 pm dicker ovaler Niederschlag erhalten. Durch Berührung mit dem aus den Öffnungen 146, 147 und 148 austretenden Elektrolyten wurden dem Bereich 145 entsprechende, 2,54

pn dicke kreisförmige Niederschläge erhalten.

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Le

erse

Claims

BLUMBACH · V-ZiESER · BERÖEN · KRAMER PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Postadresse München: Paientconsult 8 München 60 RadeckestraSe 43 Telefon fOS9) 863003/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsuit 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186 Patentansprüche :

1. Verfahren zur galvanischen Beschichtung (Elektroplattierung) von wenigstens einem ausgewählten Bereich auf einer leitfähigen Oberfläche mit einem Elektrolyt-Strom,

wobei wenigstens eine Anodenelektrode und eine zu galvanisierende Oberfläche räumlich zueinander angeordnet werden, nacheinander wenigstens diese eine Anodenelektrode und wenigstens ein Bereich der zu galvanisierenden leitfähigen Oberfläche mit einem Strom des Galvanisierelektrolyten in Berührung gebracht v/erden, und eine Potentialdifferenz zwischen der Anode und der leitfähigen Oberfläche eingestellt wird, die ausreicht, um selektiv wenigstens diesen einen Bereich der leitfähigen Oberfläche galvanisch zu beschichten, dadurch gekennzeichnet, daß

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München: Kramer · Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blurr.bach · Dr. Bergen · Zjvirner

ein Dielektrikum zwischen v/enigstens dieser einen Anodenelektrode und dieser leitfähigen Oberfläche angeordnet wird, das Dielektrikum in unmittelbarer Berührung mit der gesamten Oberfläche von v/enigstens dieser einen Anodenelektrode steht und diese maskiert, welche auf die leitfähige Oberfläche zugerichtet ist, ohne diese zu berühren, der Elektrolyt frei über v/enigstens diesen einen Bereich der leitfähigen Oberfläche und davon wegströmen kann, und eine passende Form des Dielektrikums ausgewählt wird, um die Stromlinienverteilung zwischen v/enigstens dieser einen Anodenelektrode und dieser leitfähigen Oberfläche zu regeln, und zugleich die Verteilung des Elektrolyt-Stromes auf wenigstens dieser leitfähigen Oberfläche derartig geregelt wird, daß lediglich dieser eine ausgewählte Bereich der leitfähigen Oberfläche galvanisch beschichtet wird.

2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Elektrolyt-Strom von wenigstens dieser einen Anodenelektrode zu dieser leitfähigen Oberfläche durch wenigstens einen Kanal geführt wird, der von dem Dielektrikum begrenzt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung von wenigstens diesem einen Kanal wenigstens eine öffnung in jenem Abschnitt des Dielektrikums vorgesehen

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ist, welcher nicht in unmittelbarer Berührung mit wenigstens dieser einen Anodenelektrode steht.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Querschnitts von wenigstens diesem einen Kanal dahingehend ausgewählt werden, daß diese Abmessungen im wesentlichen mit den Abmessungen des galvanisch zu beschichtenden Bereichs übereinstimmen.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Querschnitts von wenigstens zwei Öffnungen und deren gegenseitige Anordnung relativ zueinander mit der Maßgabe ausgewählt werden, daß damit die Größe und Form des galvanisch zu beschichtenden Bereichs festgelegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Öffnungen in jenem Abschnitt des Dielektrikums ausgebildet werden, welchernicht in unmittelbarer Berührung mit wenigstens dieser einen Elektrode steht, und jede Öffnung einem ausgewählten, galvanisch zu beschichtenden Bereich entspricht.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Stromverteilung teilweise durch Auswahl solcher physikalischer Abmessungen wie die Höhe des Dielektrikums erfolgt.

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8. Verfahren nach. Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens ein Abschnitt des Dielektrikums hinsichtlich seiner Höhe von wenigstens einem anderen Abschnitt des Dielektrikums unterscheidet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ffekennzei chne t, daß der durch den Elektrolyten hindurchgeführte Strom gepulst wird.

10. Gegenstand mit wenigstens einem galvanisch beschichteten Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß diese galvanische Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 erfolgt ist.

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