DE4225961C5

DE4225961C5 - Apparatus for electroplating, in particular copper plating, flat plate or arched objects

Info

Publication number: DE4225961C5
Application number: DE4225961A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Chem. Dr. Hartmann; Abraham Dipl.-Chem. Dr. Holtzmann
Original assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1992-08-06
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2012-08-07
Also published as: DE4225961A1; DE4225961C2

Abstract

Vorrichtung zur Galvanisierung, insbesondere Verkupferung, flacher, platten- oder bogenförmiger Gegenstände, insbesondere von gedruckten Leiterplatten, mit
a) einem Maschinengehäuse, welches einen mit einem flüssigen Elektrolyten anfüllbaren Raum aufweist;
b) einer Fördereinrichtung, welche die Gegenstände im wesentlichen horizontal, parallel zu ihrer Haupterstreckungsrichtung, kontinuierlich von einem Eingang zu einem Ausgang durch das Maschinengehäuse befördert;
c) mindestens einer Anode, welche sich parallel zum Bewegungsweg der Gegenstände erstreckt und mit einem ersten Pol einer Spannungsquelle verbunden ist;
d) einer Kontaktiereinrichtung, welche einen elektrischen Kontakt zu den Gegenständen herstellt und mit einem zweiten Pol der Spannungsquelle verbunden ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spannungsquelle mindestens einen einstellbaren Impulsgenerator (55, 56) umfasst, dessen Ausgangssignale an die Anoden (4, 5) und die Kontaktiereinrichtung (7) gelegt und Rechteckimpulse mit wählbarer Wiederholfrequenz, Taktverhältnis, Amplitude und Polarität sind, wobei im zeitlichen Mittel die Anoden (4, 5) gegenüber der Kontaktiereinrichtung (7) positiv ist,
dass der oder...Apparatus for electroplating, in particular copper plating, flat, plate-shaped or arched objects, in particular of printed circuit boards, with
a) a machine housing having a fillable with a liquid electrolyte space;
b) a conveyor which continuously conveys the articles substantially horizontally, parallel to their main direction of extent, from an entrance to an exit through the machine housing;
c) at least one anode which extends parallel to the path of movement of the objects and is connected to a first pole of a voltage source;
d) a contacting device which makes electrical contact with the objects and is connected to a second pole of the voltage source;
characterized,
in that the voltage source comprises at least one adjustable pulse generator (55, 56) whose output signals are applied to the anodes (4, 5) and the contacting device (7) and are rectangular pulses with selectable repetition frequency, duty ratio, amplitude and polarity, the anodes being averaged over time (4, 5) is positive with respect to the contacting device (7),
that the or ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Galvanisierung, insbesondere Verkupferung, flacher, platten- oder bogenförmiger Gegenstände, insbesondere von gedruckten Leiterplatten, mit

a) einem Maschinengehäuse, welches einen mit einem flüssigen Elektrolyten anfüllbaren Raum aufweist;
b) einer Fördereinrichtung, welche die Gegenstände im wesentlichen horizontal, parallel zu ihrer Haupterstreckungsrichtung, kontinuierlich von einem Eingang zu einem Ausgang durch das Maschinengehäuse befördert;
c) mindestens einer Anode, welche sich parallel zum Bewegungsweg der Gegenstände erstreckt und mit einem ersten Pol einer Spannungsquelle verbunden ist;
d) einer Kontaktiereinrichtung, welche einen elektrischen Kontakt zu den Gegenständen herstellt und mit einem zweiten Pol der Spannungsquelle verbunden ist.

The invention relates to a device for galvanization, in particular copper plating, flat, plate or sheet-shaped objects, in particular of printed circuit boards, with

a) a machine housing having a fillable with a liquid electrolyte space;
b) a conveyor which continuously conveys the articles substantially horizontally, parallel to their main direction of extent, from an entrance to an exit through the machine housing;
c) at least one anode which extends parallel to the path of movement of the objects and is connected to a first pole of a voltage source;
d) a contacting device, which establishes an electrical contact with the objects and is connected to a second pole of the voltage source.

Derartige Vorrichtungen mit im unterschiedlichen Fördereinrichtungen sind in der DE-OS 36 24 481 bzw. der DE-OS 32 36 545 beschrieben. Sie arbeiten durchweg mit einer konstanten Gleichspannung, so daß sich die zu galvanisierenden Gegenstände auf dem Wege durch das Maschinengehäuse der Vorrichtung hindurch im wesentlichen stets in demselben elektrischen Feld befinden. Die Plattiergeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit, mit der sich die galvanisierte Metallschicht auf den Gegenständen aufbaut, ist dabei verhältnismäßig gering; dies bedeutet, daß bei einer vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit der Gegenstände die Länge der Vorrichtungen sehr groß sein muß. Hierdurch werden die bekannten Vorrichtungen außerordentlich teuer.Such devices with in different conveyors are in the DE-OS 36 24 481 or the DE-OS 32 36 545 described. They work consistently with a constant DC voltage, so that the objects to be electroplated on the way through the machine housing of the device are substantially always in the same electric field. The plating speed, ie the speed with which the galvanized metal layer builds up on the objects, is relatively small; This means that at a given speed of movement of the objects, the length of the devices must be very large. As a result, the known devices are extremely expensive.

In dem Zeitschriftenartikel ”Pulse Plating of Copper for Printed Board Technology”, Metal Finishing, April 1991, Seiten 21 bis 27 wird von wissenschaftlichen Untersuchungen über die galvanische Abscheidung von Kupfer mit pulsierendem Strom bei der Leiterplattenanfertigung berichtet, wobei auch rechteckige Pulsformen berücksichtigt wurden.In the journal article "Pulse Plating of Copper for Printed Board Technology ", Metal Finishing, April 1991, Pages 21 to 27 is supported by scientific research on the galvanic deposition of copper with pulsating current in the Printed circuit board production reports, whereby also rectangular pulse forms considered were.

Aus GB 1 396 436 geht ein Verfahren zur Herstellung einer hartmagnetischen Metallschicht unter Anwendung von Rechteckimpulsen mit einer Frequenz zwischen 2 und 10 Hertz durch Elektrolyse hervor. Negative und positive Rechteckimpulse wechseln sich ab. Die Dauer der negativen Pulse ist zwischen 2- und 4-mal so lang wie die Dauer der positiven Pulse. Die kathodische Stromdichte während der negativen Pulse beträgt mindestens 10 A/dm², und die anodische Stromdichte während der positiven Pulse wird durch eine in diesem Dokument angegebene Gleichung ausgedrückt. Mit diesem Verfahren können vorzugsweise hartmagnetische Kobalt/Phosphor- oder Kobalt/Nickel/Phosphor-Schichten hergestellt werden, die eine niedrige magnetische Härte aufweisen.Out GB 1 396 436 For example, a process for producing a hard magnetic metal layer using rectangular pulses having a frequency between 2 and 10 Hertz by electrolysis is apparent. Negative and positive square pulses alternate. The duration of the negative pulses is between 2 and 4 times as long as the duration of the positive pulses. The cathodic current density during the negative pulses is at least 10 A / dm ² , and the anodic current density during the positive pulses is expressed by an equation given in this document. With this method, hard magnetic cobalt / phosphorus or cobalt / nickel / phosphorus layers having a low magnetic hardness can be preferably produced.

Aus DE 27 39 427 ist ein Verfahren zum galvanischen Niederschlagen offenbart, bei dem elektrischer Strom im Form von Pulsen zwischen einem Werkstück und einer diesem gegenüber angeordneten Elektrode bei Vorhandensein eines Elektrolyten zugeführt wird und bei dem die Pulse eine Impulsdauer von höchstens 100 μm besitzen. Zumindest einer der Pulsparameter, nämlich die Pulsdauer, die Pulspause und/oder die Pulsamplitude, wird abhängig von zumindest einem der elektrischen Parameter verändert, der/die einer Spaltbedingung entspricht/entsprechen, nämlich dem Strom, der Spannung oder der Impedanz in einem Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück. Dadurch wird ein Metallüberzug auf Flächen auch von tiefen Vertiefungen oder Nuten mit einer Gleichmäßigkeit erreicht, die bis dahin nur mit stromlosen oder chemischen Abscheideverfahren möglich war.Out DE 27 39 427 there is disclosed a method of electroplating in which electrical current is supplied in the form of pulses between a workpiece and an electrode disposed opposite thereto in the presence of an electrolyte and wherein the pulses have a pulse duration of at most 100 μm. At least one of the pulse parameters, namely the pulse duration, the pulse pause and / or the pulse amplitude, is varied depending on at least one of the electrical parameters corresponding to a fission condition, namely the current, the voltage or the impedance in a gap between the Electrode and the workpiece. As a result, a metal coating on surfaces even of deep depressions or grooves is achieved with a uniformity that was previously possible only with electroless or chemical deposition.

In US 4,666,567 ist ferner ein automatisiertes Verfahren zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Substrats unter Anwendung eines Umkehrpulsverfahrens beschrieben. Die in dem Verfahren angewendeten Vorwärts- und Rückstrompulse weisen Pulsdauern auf, die Abscheide- bzw. Diffusions-Zeitdauern entsprechen, so dass sich bei der Durchführung des Verfahrens zwischen der Oberfläche des leitfähigen Substrats und Elektroden eine Prozessspannung V_p einstellt. Das Verfahren umfasst weiterhin das Variieren des Verhältnisses der Abscheide-Zeitdauer zur Diffusions-Zeitdauer, so dass V_p unterhalb einer vorgegebenen Spannung V_b bleibt, bei der sich ein rauer Metallüberzug bilden würde. Dieses Verfahren wird angewendet, um einer Verringerung der Stromdichte durch Verringerung der Konzentration von Metallionen in verdünnten Lösungen von Metallsalzen zu begegnen, die zur Abscheidung eines rauen Metallüberzuges führen würde.In US 4,666,567 There is also described an automated process for electrolytically coating an electrically conductive substrate using a reverse pulse method. The forward and reverse current pulses employed in the method have pulse durations corresponding to deposition and diffusion durations, respectively, such that when the method is performed, a process voltage V _{p is} established between the surface of the conductive substrate and electrodes. The method further comprises varying the ratio of the deposition time to the diffusion time such that V _p remains below a predetermined voltage V _b at which a rough metal coating would form. This method is used to counteract a reduction in current density by reducing the concentration of metal ions in dilute solutions of metal salts, which would result in the deposition of a rough metal coating.

US 4,445,980 offenbart ferner ein Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Kupfer unter Anwendung eines Umkehrpulsverfahrens, wobei als Anode ein sich nicht verbrauchendes duales Anodensystem verwendet wird, das eine Metalloxid-Anode, die während des Abscheidepulses an eine Stromquelle angeschlossen ist, und eine chemisch inerte Anode, die während des Entmetallisierpulses an die Stromquelle angeschlossen ist, aufweist. Damit soll vermieden werden, dass die Lebensdauer der Metalloxid-Anode dadurch beeinträchtigt wird, dass diese Anode kathodischen Pulsen ausgesetzt wird. US 4,445,980 further discloses a method for electrolytically depositing copper using a reverse pulse method using as the anode a non-consumable dual anode system comprising a metal oxide anode connected to a power source during the deposition pulse and a chemically inert anode generated during the deposition process the Entmetallisierpulses is connected to the power source has. This is to avoid that the life of the metal oxide anode is affected by the fact that this anode is exposed to cathodic pulses.

EP 0 336 071 A1 offenbart eine sich nicht verbrauchende massive ebene Anode zur kontinuierlichen elektrolytischen Beschichtung von großen Gegenständen. Diese Anode umfasst eine Matrix von modularen Anoden, die beispielsweise aus Titan bestehen können. Die Anoden können mit einer katalytisch aktiven Beschichtung beschichtet sein, beispielsweise mit Platin oder mit Metalloxiden der Platingruppe. Die Anoden können entweder aus Platten, gegebenenfalls perforierten Platten, oder auch beispielsweise aus Streckmetall bestehen. EP 0 336 071 A1 discloses a non-consumable solid planar anode for continuous electrolytic coating of large Ge genständen. This anode comprises a matrix of modular anodes, which may be made of titanium, for example. The anodes may be coated with a catalytically active coating, for example with platinum or with platinum group metal oxides. The anodes can either consist of plates, optionally perforated plates, or also of expanded metal, for example.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß höhere Plattiergeschwindigkeiten erzielbar sind und dieselben Schichtdicken mit kürzeren Vorrichtungen erreicht werden können.task The present invention is a device of the initially mentioned type so that higher plating speeds can be achieved are and achieved the same layer thicknesses with shorter devices can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spannungsquelle mindestens einen einstellbaren Impulsgenerator umfaßt, dessen Ausgangssignale an die Anode und die Kontaktiereinrichtung gelegt und Rechteckimpulse mit wählbarer Wiederholfrequenz, Taktverhältnis, Amplitude und Polarität sind, wobei im zeitlichen Mittelwert die Anode gegenüber der Kontaktiereinrichtung positiv ist.These Task is inventively characterized solved, that the Voltage source comprises at least one adjustable pulse generator whose output signals placed on the anode and the contacting and rectangular pulses with selectable Repetition frequency, duty cycle, Amplitude and polarity are, wherein the time average over the anode Contacting device is positive.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß die Plattiergeschwindigkeit um ein Vielfaches dann erhöht werden kann, wenn statt einer konstanten Gleichspannung an den Elektroden der Elektrolyse, d. h., an der Anode einerseits und den zu galvanisierenden Gegenständen andererseits, eine pulsierende Gleichspannung anliegt. Die stromlosen Zeiten, die zwischen den einzelnen Impulsen liegen, werden dadurch kompensiert, daß die Amplitude der Impulse entsprechend erhöht wird. Mit gleichem Stromverbrauch ist die Abscheidungsrate bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und damit die Stromausbeute erheblich höher als beim Stande der Technik. Die physikalischen Vorgänge, auf denen dies beruht, sind im einzelnen noch nicht erforscht. Es scheint jedoch festzustehen, daß hierbei Konzentrations- und Polarisationseffekte im Bereich der Anoden und der zu plattierenden Gegenstände eine Rolle spielen, welche bei gepulstem Betrieb günstig beeinflußt werden. Insbesondere dürfte durch die höheren Spannungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, das Durchdringen der Metallionen durch die Ladungs-Doppelschicht im Bereich der zu plattierenden Gegenstände begünstigt zu werden, so daß die Abscheidung von Metall erleichtert wird. Die genauen Parameter der von dem Impulsgenerator erzeugten Ausgangssignale, insbesondere also die Wiederholfrequenz, das Taktverhältnis und die Amplitude, können durch Versuche optimiert und so den gegebenen geometrischen Verhältnissen ebenso wie dem jeweils vorhandenen Elektrolyten angepaßt werden. Unterschiedliche Elektrolyte, also insbesondere unterschiedliche Arten von Metallionen und unterschiedliche Additive, können anders aussehende Impulse erforderlich machen.Surprisingly it turned out that the Plating speed can be increased by a multiple then can, if instead of a constant DC voltage at the electrodes the electrolysis, d. h., At the anode on the one hand and to be electroplated objects on the other hand, a pulsating DC voltage is applied. The dead times, which lie between the individual pulses are compensated by that the Amplitude of the pulses is increased accordingly. With the same power consumption is the deposition rate in a device according to the invention and thus the current efficiency considerably higher as in the prior art. The physical processes, on this is not yet researched in detail. It seems however, to state that this Concentration and polarization effects in the field of anodes and the objects to be plated play a role that are favorably influenced by pulsed operation. In particular, probably through the higher ones Voltages used in the method according to the invention can, the penetration of the metal ions through the charge bilayer be favored in the area of the objects to be plated, so that the deposition is facilitated by metal. The exact parameters of the pulse generator generated output signals, especially the repetition frequency, the clock ratio and the amplitude, can optimized by experiments and so the given geometric conditions be adapted as well as the particular existing electrolyte. Different electrolytes, so in particular different types of metal ions and different additives, can give different looking impulses make necessary.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Spannungsquelle mindestens zwei unabhängig voneinander betriebene Impulsgeneratoren, deren addierte Ausgangssignale an die Anode bzw. die Kontaktiereinrichtung gelegt sind und deren relative Phasenlage einstellbar ist. Durch die Überlagerung der mehreren, insbesondere zwei, von den unabhängigen Impulsgeneratoren erzeugten Rechteckimpulse, deren charakteristische Parameter unabhängig voneinander wählbar sind, lassen sich sehr differenzierte Gesamtimpulse zusammensetzen, die zu günstigen Resultaten führen.at a particularly preferred embodiment of the invention the voltage source at least two independently operated Pulse generators whose added output signals to the anode or the contacting are set and their relative phase position adjustable is. By the overlay of the several, in particular two, generated by the independent pulse generators Rectangular pulses whose characteristic parameters can be selected independently of each other, can be composed very differentiated total impulses, the at cheap Results result.

Besonders schnelle Galvanisierungsgeschwindigkeiten werden erzielt, indem der oder die Impulsgeneratoren solche Ausgangssignale erzeugen, daß die effektiv an der Anode bzw. der Kontaktiereinrichtung liegende Spannung während eines Teiles der Zeit die umgekehrte Polarität aufweist, bei welcher die Anode gegenüber der Kontaktiereinrichtung negativ ist. Diese zeitweilige Umkehrung der Polarität der Betriebsspannung scheint insbesondere nachteilige Konzentrationseffekte auszuschließen. Möglicherweise geht dabei auch jeweils wieder ein kleiner Teil der zuvor bereits aufplattierten Schicht wieder in Lösung, was die Oberfläche von anhaftenden Verunreinigungen befreit.Especially Fast plating speeds are achieved by the one or more pulse generators generate such output signals, that the effectively at the anode or the contacting voltage lying while a portion of the time has the reverse polarity, in which the Anode opposite the contacting device is negative. This temporary reversal of polarity The operating voltage seems to be particularly disadvantageous concentration effects excluded. possibly In each case, a small part of the previously already goes Plated layer back into solution, reflecting the surface of free adhering contaminants.

Die Wiederholfrequenz der Ausgangssignale des Impulsgenerators kann zwischen 10 und 10.000 Hz liegen.The Refresh rate of the output signals of the pulse generator can between 10 and 10,000 Hz.

Die zu galvanisierenden platten- bzw. bogenförmigen Gegenstände, insbesondere die Leiterplatten, weisen häufig Durchgangsbohrungen auf, deren Mantelflächen ebenfalls zu galvanisieren sind. In vielen Fällen ist gerade die bevorzugte oder ausschließliche Galvanisierung der Mantelflächen dieser Durchgangsbohrungen erwünscht. Überraschenderweise hat sich bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen herausgestellt, daß eine bevorzugte Abscheidung von Metall an den Mantelflächen der Durchgangsbohrungen erfolgt, wenn der Elektrolyt gekühlt wird. Besonders brauchbar ist ein Temperaturbereich zwischen 10 und 30°C, vorzugsweise zwischen 18 und 24°C. Deshalb ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Einrichtung vorgesehen, mit welcher der Elektrolyt kühlbar ist.The to be plated plate or arcuate objects, in particular the circuit boards, point frequently Through holes on which to coat their outer surfaces also are. In many cases is just the preferred or exclusive galvanization of the lateral surfaces of these Through holes desired. Surprisingly in devices according to the invention exposed that one preferred deposition of metal on the lateral surfaces of the Through holes occur when the electrolyte is cooled. Particularly useful is a temperature range between 10 and 30 ° C, preferably between 18 and 24 ° C. Therefore is in a preferred embodiment of the Invention means provided, with which the electrolyte cooled is.

Eine günstige Ausgestaltung sieht so aus, daß ein Sumpf für den Elektrolyten vorgesehen ist, aus welchem der Elektrolyt kontinuierlich in den mit Elektrolyt befüllbaren Raum des Maschinengehäuses gebracht und in welchen der Elektrolyt von dort wieder zurückgebracht wird, und daß die Kühleinrichtung umfaßt:

a) einen Hauptkühler, mit welchem der in dem Sumpf befindliche Elektrolyt unterhalb einer ersten vorwählbaren Temperatur gehalten wird;
b) mindestens einen Hilfskühler, mit welchem der dem Sumpf entnommene Elektrolyt auf dem Wege zu dem mit Elektrolyt befüllbaren Raum des Maschinengehäuses kühlbar ist und der diesen Elektrolyten auf einer zweiten vorwählbaren Temperatur hält, die niedriger als die erste ist.

A favorable embodiment provides that a sump is provided for the electrolyte, from which the electrolyte is continuously brought into the electrolyte-filled space of the machine housing and in which the electrolyte is returned therefrom, and in that the cooling device comprises:

a) a main cooler, with which the electrolyte in the sump is kept below a first preselectable temperature;
b) at least one auxiliary cooler, with which the electrolyte withdrawn from the sump can be cooled on the way to the space of the machine housing which can be filled with electrolyte and which holds this electrolyte at a second preselectable temperature, which is lower than the first one.

Durch die Aufteilung der gesamten Kühlwirkung auf einen Haupt- und einen Hilfskühler läßt sich eine besonders präzise und rasche Regelung der Elektrolyttemperatur ”vor Ort”, d. h. in der Nähe der zu plattierenden Gegenstände, bewerkstelligen. Die ”Hauptkühlung” auf die erste vorwählbare Temperatur erfolgt durch ein verhältnismäßig großes Aggregat bereits im Sumpf. Diese erste vorwählbare Temperatur liegt nur wenig über derjenigen Temperatur, die der Elektrolyt ”vor Ort” erreichen soll. Die endgültige, zweite Temperatur, die unter dem ersten Temperaturwert liegt, wird dann von dem schnell arbeitenden Hilfskühler geringerer Leistung bewirkt, welcher auf den Elektrolyten erst auf dessen Weg zu der Anode Einfluß nimmt.By the division of the total cooling effect on a main and a Hilfskühler can be a particularly precise and rapid regulation of the electrolyte temperature "on site", d. H. near the to plating objects, accomplish. The "main cooling" on the first selectable Temperature is effected by a relatively large aggregate already in the sump. This first selectable Temperature is only slightly above the temperature that the electrolyte should reach "on site". The final, second Temperature, which is below the first temperature value, then becomes from the fast working auxiliary cooler of lower power causes which only affects the electrolyte on its way to the anode.

In den meisten Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden die Gegenstände auf beiden Seiten plattiert. Daher erstreckt sich beidseits zum Bewegungsweg der Gegenstände jeweils eine Elektrode. Bei derartigen Vorrichtungen ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßigerweisen vorgesehen, daß zwei unabhängig voneinander betreibbare Hilfskühler vorgesehen sind, wobei der den ersten Hilfskühler durchströmende Elektrolyt den Gegenständen auf der der einen Anode zugewandten Seite und der den anderen Hilfskühler durchströmende Elektrolyt den Gegenständen auf der der anderen Anode zugewandten Seite zugeführt wird.In most devices of the type mentioned are the objects clad on both sides. Therefore, the movement path extends on both sides of the objects one electrode each. In such devices is after another Feature of the invention expediently provided that two independently mutually operable auxiliary coolers are provided, wherein the electrolyte flowing through the first auxiliary cooler the objects on the side facing the anode and the electrolyte flowing through the other auxiliary cooler the objects is supplied on the other anode side facing.

Bei einer Ausgestaltung dieser Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedem Hilfskühler ein in der Nähe Gegenstände auf der der entsprechenden Anode zugewandten Seite angeordneter Temperatursensor zugeordnet, welcher die dortige lokale Temperatur des Elektrolyten überwacht und danach den zugeordneten Hilfskühler steuert. Sind mehrere Anoden vorhanden, so kann es durchaus zweckmäßig sein, zur Vergleichmäßigung des Auftrages auf den gegenüberliegenden Seiten der zu galvanisierenden Gegenständen die lokale Temperatur des Elektrolyten unterschiedlich zu wählen, um so unterschiedlichen geometrischen Verhältnissen, auch in der Strömungsbewegung des Elektrolyten, Rechnung tragen zu können.at An embodiment of this type of device according to the invention is an auxiliary cooler in each nearby objects arranged on the side facing the corresponding anode Assigned temperature sensor, which is the local temperature there monitored the electrolyte and then controls the associated auxiliary chiller. Are several anodes present, it may well be appropriate to equalize the Order on the opposite Sides of the objects to be electroplated the local temperature of the electrolyte to choose different, so different geometric relationships, also in the flow movement of the electrolyte to take into account.

Die Anode ist eine inerte dimensionsstabile Elektrode; dann ist eine gesonderte Einrichtung vorgesehen, mit welcher dem Elektrolyten die bei der Galvanisierung entzogenen Metallionen wieder zuführbar sind. Die bekannten, eingangs erwähnten Vorrichtungen verwenden sich verbrauchende Anoden, d. h. Anodenkörbe, die mit dem Metall angefüllt sind, welches aufgalvanisiert werden soll. Dieses Metall geht dann während der Elektrolyse in den Elektrolyten über und ersetzt so diejenigen Metallionen, die dem Elektrolyten durch die Abscheidung an den zu galvanisierenden Gegenständen verloren gehen. Inerte Elektroden, wie sie erfindungsgemäß vorgeschlagen werden, führen jedoch zu besser reproduzierbaren Bedingungen und ermöglichen so günstigere Resultate bei der Aufplattierung. Außerdem lassen sich derartige inerte Elektroden leichter an unterschiedliche Arbeitsbreiten der Maschinen anpassen als die mit Metall gefüllten bekannten Anodenkörbe.The Anode is an inert dimensionally stable electrode; then one is separate device provided with which the electrolyte the metal ions removed during galvanization can be fed again. The known devices mentioned in the introduction use consuming anodes, d. H. Anode baskets that filled with the metal, which should be galvanized. This metal then goes during the Electrolysis in the electrolyte over and thus replaces those metal ions that pass through the electrolyte the deposition lost on the objects to be electroplated walk. However, inert electrodes, as proposed according to the invention, result to better reproducible conditions and thus allow more favorable Results during the plating. In addition, such can be inert electrodes easier to different working widths of Machinery adapt as the metal-filled known anode baskets.

Die inerten Anoden bestehen aus platiniertem Streckmetall.The inert anodes are made of platinized expanded metal.

Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kupfergalvanisierung eingesetzt, kann die Einrichtung, mit welcher dem Elektrolyten die bei der Galvanisierung entzogenen Kupferionen wieder zuführbar sind, umfassen:

a) einen Vorrat an metallischem Kupfer,
b) eine Einrichtung, mit welcher ein Teil des Elektrolyten mit Sauerstoff anreicherbar und dem metallischen Kupfer zuführbar ist.

If the device according to the invention is used for copper electroplating, the device with which the copper ions removed during the galvanization can be fed back to the electrolyte can comprise:

a) a supply of metallic copper,
b) a device with which a part of the electrolyte can be enriched with oxygen and fed to the metallic copper.

Metallisches Kupfer ist in den üblicherweise verwendeten, schwefelsauren Kupfersulfatlösungen nicht lösbar. Dies ändert sich, wenn der Elektrolyt zusätzlich mit Sauerstoff angereichert wird. Die dosierte Sauerstoffanreicherung kann also dazu eingesetzt werden, eine ganz bestimmte Menge metallischen Kupfers chemisch aufzulösen, die so gewählt wird, daß die Konzentration der Kupferionen im Elektrolyten im wesentlichen konstant bleibt.metallic Copper is in the commonly used, Sulfuric copper sulfate solutions are not solvable. This changes itself, if the electrolyte in addition is enriched with oxygen. The metered oxygenation can therefore be used to a certain amount of metallic copper to dissolve chemically, which was chosen will that the Concentration of copper ions in the electrolyte substantially constant remains.

Insbesondere kann in diesem Zusammenhang eine Pumpe vorgesehen sein, welche dem Sumpf Elektrolyt entnimmt und über einen oder mehrere Luftinjektoren dem Vorrat an metallischem Kupfer zuführt. In diesem Falle wird der Sauerstoff, der zum Lösen des metallischen Kupfers erforderlich ist, der Umgebungsluft entnommen und bei der Passage der Luftinjektoren dem Elektrolyten beigemischt.Especially can be provided in this context, a pump which the sump Withdraws electrolyte and over one or more air injectors the supply of metallic copper supplies. In this case, the oxygen, which is used to dissolve the metallic copper is required, taken from the ambient air and at the passage of the Air injectors admixed to the electrolyte.

Zur Erzielung guter Galvanisierungsresultate sind günstige Strömungsverhältnisse des Elektrolyten innerhalb des Maschinengehäuses von Bedeutung. Diesbezüglich erweist sich eine Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft, bei welcher in dem Maschinengehäuse mehrere senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gegenstände verlaufende Wände vorgesehen sind, welche bis nahe an die Gegenstände heranreichen und eine Mehrzahl von Bohrungen umfassen, über welche Elektrolyt den Gegenständen zuführbar bzw. von den Gegenständen abführbar ist. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird also der Elektrolyt an einer Vielzahl von Stellen innerhalb des Maschinengehäuses zugeführt und in gleicher Weise an einer Vielzahl von Stellen wieder entnommen. Die Einmündungsstellen und die Entnahmestellen liegen verhältnismäßig nahe an den Gegenständen, so daß sich in ihrem Bereich wohldefinierte Strömungswege bilden.In order to achieve good Galvanisierungsresultate favorable flow conditions of the electrolyte within the machine housing are of importance. In this regard, an embodiment of the invention proves to be advantageous in which in the machine housing a plurality of perpendicular to the direction of movement of the objects extending walls are provided, which come close to the objects and include a plurality of holes, via which electrolyte the objects fed or from the Items is discharged. In this embodiment of the invention, therefore, the electrolyte is supplied at a plurality of locations within the machine housing and in the same way taken from a variety of places again. The confluence points and the sampling points are relatively close to the objects, so that form well-defined flow paths in their area.

Wenn die Strömungsrichtung des Elektrolyten sich bei in Bewegungsrichtung der Gegenstände aufeinanderfolgenden Wänden abwechselt, werden Einflüsse der Strömungsrichtung auf das Galvanisierungsergebnis beim Durchgang durch die gesamte Vorrichtung gegenseitig kompensiert.If the flow direction of the electrolyte in succession in the direction of movement of the objects walls alternates become influences the flow direction on the electroplating result when passing through the entire device compensated each other.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgen anhand der Zeichnung näher erläutert; Es zeigenOne embodiment the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing; It demonstrate

1 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung zur Galvanisierung von gedruckten Leiterplatten; 1 a vertical section through a device for electroplating printed circuit boards;

2 schematisch die Einrichtung zur Aufbereitung des Elektrolyten, der in der Vorrichtung von 1 verwendet wird; 2 schematically the device for the treatment of the electrolyte, which in the device of 1 is used;

3 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung, mit welcher die Betriebsspannung für die in 1 dargestellte Vorrichtung erzeugt wird. 3 a block diagram of the circuit arrangement, with which the operating voltage for in 1 shown device is generated.

Die 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Galvanisieren von gedruckten Leiterplatten, wobei die Schnittebene in der linken Hälfte der Figur gegenüber der Schnittebene in der rechten Hälfte der Figur versetzt ist. Dies wird weiter unten noch näher erläutert.The 1 shows a vertical section through a device for electroplating printed circuit boards, wherein the cutting plane in the left half of the figure is offset from the cutting plane in the right half of the figure. This will be explained in more detail below.

Die zu galvanisierenden Leiterplatten werden von einer Fördereinrichtung, die eine Vielzahl angetriebener Rollen 2 umfaßt, im Sinne des Pfeiles 3 durch das Maschinengehäuse 1 der Vorrichtung hindurchbefördert. Unmittelbar oberhalb und unterhalb des Bewegungsweges der Leiterplatten erstreckt sich parallel zu diesem jeweils eine Anode 4 bzw. 5 aus inertem Material, nämlich aus platiniertem Streckmetall. Die Anoden 4, 5 sind über eine Leitung 6 mit einer Stromversorgungseinrichtung verbunden, die in 3 dargestellt ist und weiter unten näher beschrieben wird. Die randseitigen Rollen des Fördersystemes sind als Kontaktrollen 7 ausgebildet, die über eine an und für sich bekannte Bürsteneinrichtung mit einer Leitung 8 verbunden ist. Die Leitung 8 führt ebenfalls zu der oben bereits erwähnten Stromversorgungseinrichtung.The printed circuit boards to be electroplated are of a conveyor which has a plurality of driven rollers 2 includes, in the sense of the arrow 3 through the machine housing 1 passed through the device. Immediately above and below the path of movement of the circuit boards extending parallel to this one anode 4 respectively. 5 of inert material, namely platinized expanded metal. The anodes 4 . 5 are over a line 6 connected to a power supply device in 3 is shown and described in more detail below. The peripheral rollers of the conveyor system are as contact rollers 7 formed, which via a known per se brush device with a line 8th connected is. The administration 8th also leads to the above-mentioned power supply device.

Die Anoden 4, 5 sind außer an ihren Enden über Distanzhalter 9 am Maschinengehäuse 1 befestigt. Die Befestigung erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel mittelbar über Bleche 10, die ihrerseits abgedichtet am Maschinengehäuse 1 angeschraubt sind. Zwischen den Blechen 10 und weiteren Blechen 11, die sich oben und unten über die gesamte Maschinenbreite und -länge erstrecken, wird eine Vielzahl von Verteilerräumen 12, 13 gebildet. Die Verteilerräume 12 dienen der Zufuhr von Elektrolyt, die Verteilerräume 13 der Entnahme von Elektrolyt aus dem Innenraum des Maschinengehäuses 1. Die Verteilerräume 12, 13 wechseln sich in Bewegungsrichtung (Pfeil 3) ab; senkrecht hierzu stehen sich jeweils ein Verteilerraum 12 einem Verteilerraum 13 gegenüber.The anodes 4 . 5 are spacers except at their ends 9 on the machine housing 1 attached. The attachment takes place in the illustrated embodiment indirectly via sheets 10 , which in turn are sealed on the machine housing 1 are screwed on. Between the sheets 10 and further sheets 11 , which extend up and down the entire machine width and length, becomes a plurality of distribution spaces 12 . 13 educated. The distribution rooms 12 serve the supply of electrolyte, the distribution spaces 13 the removal of electrolyte from the interior of the machine housing 1 , The distribution rooms 12 . 13 alternate in the direction of movement (arrow 3 ); perpendicular to this are each a distribution room 12 a distribution room 13 across from.

Das Maschinengehäuse 1 umfaßt im Inneren eine Vielzahl von Verteilerwänden 14, die senkrecht zur Bewegungsrichtung stehen. Durch jede dieser Verteilerwände 14 sind mehrere abgewinkelte Bohrungen 15, senkrecht zur Zeichenebene gegeneinander versetzt, geführt, welche den zwischen den Anoden 4, 5 liegenden Raum mit jeweils einem Verteilerraum 12, 13 verbinden.The machine housing 1 includes inside a plurality of distributor walls 14 , which are perpendicular to the direction of movement. Through each of these distributor walls 14 are several angled holes 15 , offset from one another perpendicular to the plane of the drawing, which guides the one between the anodes 4 . 5 lying room, each with a distribution room 12 . 13 connect.

An der Ober- und Unterseite des Maschinengehäuses 1 erstrecken sich, senkrecht zur Zeichenebene von 1 gegeneinander versetzt, jeweils ein Elektrolyt-Zufuhrkanal 16 (rechte Hälfte von 1) bzw. Elektrolyt-Abfuhrkanal 17 (linke Hälfte von 1). Damit wird deutlich, in welcher Weise die Schnittebenen in den beiden Hälften von 1 gegeneinander verschoben sind. Die Verteilerräume 12 sind über Öffnungen 60 mit den Elektrolyt-Zufuhrkanälen 16, die Verteilerräume 13 über Öffnungen 61 mit den Elektrolyt-Abfuhrkanälen 17 verbunden.At the top and bottom of the machine housing 1 extend, perpendicular to the plane of 1 offset from each other, each one electrolyte supply channel 16 (right half of 1 ) or electrolyte discharge channel 17 (left half of 1 ). This makes it clear in what way the cutting planes in the two halves of 1 are shifted against each other. The distribution rooms 12 are over openings 60 with the electrolyte feed channels 16 , the distribution rooms 13 over openings 61 with the electrolyte discharge channels 17 connected.

Der obere Elektrolyt-Zufuhrkanal 16 weist einen Anschlußstutzen 18 auf, der mit der Leitung 19 der in 2 gezeigten Einrichtung zur Aufarbeitung des Elektrolyten verbunden ist. In entsprechender Weise ist der untere Elektrolyt-Zufuhrkanal 16 mit einem Anschlußstutzen 20 versehen, der mit der Leitung 21 der Einrichtung zur Aufarbeitung des Elektrolyten von 2 in Verbindung steht.The upper electrolyte feed channel 16 has a connection piece 18 on that with the line 19 the in 2 connected device for working up the electrolyte is connected. Similarly, the lower electrolyte supply channel 16 with a connecting piece 20 provided with the line 21 the device for working up the electrolyte of 2 communicates.

Auch die beiden Elektrolyt-Abfuhrkanäle 17 weisen jeweils einen Anschlußstutzen 22 und 23 auf; beide stehen gemeinsam mit der Leitung 24 in 2 in Verbindung.Also, the two electrolyte discharge channels 17 each have a connection piece 22 and 23 on; both stand together with the management 24 in 2 in connection.

In die in 1 linke Seitenwand 25 des Maschinengehäuses 1 sind ein zusätzlicher Verteilerraum 12a sowie ein abgewinkelter Kanal 14a eingearbeitet; in entsprechender Weise findet sich in der in 1 rechten Seitenwand 26 des Maschinengehäuses 1 ein zusätzlicher Verteilerraum 12a, der über Bohrungen 14a, 14b mit dem benachbarten Verteilerraum 12 bzw. dem Raum zwischen den Anoden 4, 5 verbunden ist. Über die Verteilerräume 12a und 12b sowie die zugehörigen Bohrungen 14a, 14b, 14c wird frischer Elektrolyt in den unmittelbaren Anfangs- bzw. Endbereich des Raumes zwischen den Anoden 4, 5 eingebracht.In the in 1 left side wall 25 of the machine housing 1 are an additional distribution room 12a and an angled channel 14a incorporated; in a similar way can be found in the in 1 right side wall 26 of the machine housing 1 an additional distribution room 12a that about holes 14a . 14b with the adjacent distributor room 12 or the space between the anodes 4 . 5 connected is. About the distribution rooms 12a and 12b and the associated holes 14a . 14b . 14c Fresh electrolyte is placed in the immediate beginning or end of the space between the anodes 4 . 5 brought in.

Unmittelbar benachbart dem Eintrittsschlitz 27 für die Leiterplatten in der linken Stirnwand 25 des Maschinengehäuses sind Quetschwalzenpaare 28 vorgesehen. In entsprechender Weise befinden sich in der Nähe des Austrittsschlitzes 29 in der rechten Stirnwand 26 des Maschinengehäuses 1 Quetschwalzenpaare 30. Die Quetschwalzenpaare 28 bzw. 30 vermindern das Einschleppen bzw. Ausschleppen von Behandlungsflüssigkeit in das Maschinengehäuse 1 bzw. aus dem Maschinengehäuse 1 heraus und stellen zudem eine Art dynamischer Dichtung dar, welche das Ausströmen von Elektrolyt aus dem Maschinengehäuse 1 durch die Spalte 27 bzw. 29 begrenzt. Die Menge von Elektrolyt, die über diese zwangsläufig vorhandenen Undichtigkeiten in der Zeiteinheit entweicht, ist verglichen mit derjenigen Elektrolytmenge, die über die Anschlußstutzen 22 bzw. 23 abgezogen wird, klein und kann durch die über die Anschlußstutzen 18 bzw. 20 in der Zeiteinheit zugeführte Elektrolytmenge leicht ersetzt werden.Immediately adjacent to the entry slot 27 for the circuit boards in the left end wall 25 of the machine housing are nip rolls 28 intended. Correspondingly, they are located near the exit slot 29 in the right front wall 26 of the machine housing 1 nips 30 , The nip rolls couple 28 respectively. 30 reduce the entrainment or removal of treatment liquid into the machine housing 1 or from the machine housing 1 out and also represent a kind of dynamic seal, which is the outflow of electrolyte from the machine housing 1 through the column 27 respectively. 29 limited. The amount of electrolyte that escapes through these inevitable leaks in the unit of time is compared to that amount of electrolyte passing through the ports 22 respectively. 23 is subtracted, small and can through the over the connecting piece 18 respectively. 20 in the unit of time supplied amount of electrolyte can be easily replaced.

In 2 ist diejenige Einrichtung dargestellt, welche der Aufbereitung des Elektrolyten dient, der über die Anschlußstutzen 18, 20 in die in 1 dargestellte Vorrichtung eingebracht und über die Anschlußstutzen 22, 23 dieser Vorrichtung wieder entnommen wird. Da die Vorrichtung mit inerten Anoden 4, 5 arbeitet, muß das Kupfer, welches auf die Leiterplatten aufgalvanisiert wird, über den Elektrolyten zugeführt werden. Der Elektrolyt bedarf zudem, wie später noch deutlich werden wird, einer bestimmten Temperierung. Beide Arten der ”Aufbereitung” erfolgen in der in 2 gezeigten Einrichtung.In 2 is the device shown, which serves the treatment of the electrolyte, via the connecting piece 18 . 20 in the in 1 shown device introduced and the connection piece 22 . 23 This device is removed again. As the device with inert anodes 4 . 5 works, the copper, which is aufgalvanisiert on the circuit boards, be supplied via the electrolyte. The electrolyte also needs, as will become clear later, a certain temperature. Both types of "processing" take place in the 2 shown device.

Diese Einrichtung umfaßt einen als Sumpf für den Elektrolyten dienenden Behälter 31, der bis zu einem bestimmten Niveau mit Elektrolyt angefüllt ist. In diesen ist ein durchlässiger Korb 32 eingetaucht, in dem sich Kupferschrott 33 befindet. Durch den Elektrolyten selbst, der im wesentlichen aus schwefelsaurem Kupfersulfat besteht, löst sich der Kupferschrott 33 nicht. Die Einbringung von Kupferionen in den Elektrolyten geschieht wie folgt:
Eine Pumpe 34 entnimmt dem Sumpf 31 Elektrolyt und führt diesen über eine Leitung 35 einer Vielzahl parallel geschalteter Luft-Injektoren 36 zu. In den Luft Injektoren 36 wird der Elektrolyt mit Luft-Sauerstoff angereichert und so auf den Kupferschrott 33 im Behälter 32 gerichtet. Mit Hilfe des Luftsauerstoffes kann der Elektrolyt nunmehr den Kupferschrott 33 auflösen, so daß zusätzliche Kupferionen in den Elektrolyten gelangen.This device comprises a container serving as a sump for the electrolyte 31 which is filled to a certain level with electrolyte. In these is a permeable basket 32 immersed, in which copper scrap 33 located. By the electrolyte itself, which consists essentially of sulfuric acid copper sulfate, the copper scrap dissolves 33 Not. The introduction of copper ions into the electrolyte is as follows:
A pump 34 takes from the swamp 31 Electrolyte and leads this over a line 35 a plurality of parallel-connected air injectors 36 to. In the air injectors 36 the electrolyte is enriched with air-oxygen and so on the copper scrap 33 in the container 32 directed. With the help of atmospheric oxygen, the electrolyte can now copper scrap 33 dissolve so that additional copper ions get into the electrolyte.

Der Kupfergehalt im Elektrolyten kann in weiten Grenzen, etwa zwischen 2 und 240 g/l, vorzugsweise zwischen 10 und 200 g/l schwanken. Besonders typisch ist eine Kupferkonzentration von 100 g/l. Häufig werden außerdem etwa 10 g/l EDTA als Additiv eingesetzt.Of the Copper content in the electrolyte can be within wide limits, approximately between 2 and 240 g / l, preferably between 10 and 200 g / l vary. Especially typical is a copper concentration of 100 g / l. Become frequent Furthermore about 10 g / l EDTA used as an additive.

In der Leitung 35 liegt ein Magnetventil 37, welches von einer Regeleinrichtung 38 für den Kupfergehalt des Elektrolyten gesteuert wird. Die Regeleinrichtung 38 ist über eine Leitung 39 mit einem im Elektrolyten angeordneten Sensor 40 verbunden. Dieser überwacht die Konzentration der Kupferionen im Elektrolyten, beispielsweise indem er die Dichte des Elektrolyten feststellt, oder auf photometrische Weise. Sinkt die Kupferionenkonzentration im Elektrolyten unter einen bestimmten Wert ab, so öffnet die Regeleinrichtung 38 das Magnetventil 37. Nunmehr kann über die Luft-Injektoren 36 mit Luftsauerstoff angereicherter Elektrolyt auf den Kupferschrott 33 treffen und aus diesem so lange Kupferionen herauslösen, bis die vom Sensor 40 überwachte Kupferionenkonzentration wieder den gewünschten Wert erreicht hat. Dann schließt die Regeleinrichtung 38 das Magnetventil 37.In the line 35 is a solenoid valve 37 , which by a control device 38 is controlled for the copper content of the electrolyte. The control device 38 is over a line 39 with a sensor arranged in the electrolyte 40 connected. This monitors the concentration of copper ions in the electrolyte, for example by detecting the density of the electrolyte, or in a photometric manner. If the copper ion concentration in the electrolyte drops below a certain value, the control device opens 38 the solenoid valve 37 , Now you can use the air injectors 36 with oxygen enriched electrolyte on the copper scrap 33 meet and extract from this as long as copper ions until the sensor 40 monitored copper ion concentration has again reached the desired value. Then the control device closes 38 the solenoid valve 37 ,

Durch die Temperierung des Elektrolyten kann, wie bereits erwähnt, Einfluß darauf genommen werden, wo sich bevorzugt das Kupfer während der Elektrolyse in der Vorrichtung von 1 auf den Leiterplatten abscheidet. Es hat sich herausgestellt, daß eine Kühlung des Elektrolyten dazu führt, daß die Metallabscheidung bevorzugt an den Mantelflächen der Durchgangsbohrung in den Leiterplatten erfolgt. Besonders geeignet ist ein Temperaturbereich zwischen 10 und 30°C, vorzugsweise zwischen 18 und 24°C. Aus diesem Grunde wird durch die in 2 dargestellte Einrichtung der Elektrolyt zusätzlich gekühlt. Hierzu ist zunächst eine Haupt-Kühleinrichtung 41 vorgesehen, welche eine im Sumpf 31 angeordnete Kühlschlange 42 mit Kühlmittel versorgt. Durch die Kühlschlange 42 wird der im Sumpf 31 befindliche Elektrolyt auf einer bestimmten Grundtemperatur gehalten.By the temperature of the electrolyte, as already mentioned, influence can be taken on where the preferred copper during the electrolysis in the device of 1 deposited on the circuit boards. It has been found that a cooling of the electrolyte causes the metal deposition is preferably carried out on the lateral surfaces of the through hole in the circuit boards. Particularly suitable is a temperature range between 10 and 30 ° C, preferably between 18 and 24 ° C. For this reason, by the in 2 shown device of the electrolyte additionally cooled. For this purpose, first a main cooling device 41 provided, which one in the swamp 31 arranged cooling coil 42 supplied with coolant. Through the cooling coil 42 is the one in the swamp 31 electrolyte is kept at a certain basic temperature.

Eine Pumpe 43 entnimmt dem Sumpf 31 derart vorgekühlten Elektrolyt und führt diesen über die Leitung 19 dem oberen Anschlußstutzen 18 der in 1 gezeigten Maschine zu. In der Leitung 19 liegt ein Hilfskühler 44, dessen Kühlschlange 45 von einer Hilfs-Kühleinrichtung 46 versorgt wird. Die Hilfs-Kühleinrichtung 46 steht über eine elektrische Leitung 47 mit einem Temperatursensor 48 in Verbindung, der im Bereich der zu galvanisierenden Gegenstände auf der der oberen inerten Anode 4 zugewandten Seite (1) angeordnet ist. Der Temperatursensor 47 mißt die dort herrschende lokale Temperatur des Elektrolyten. Steigt diese über einen bestimmten Wert an, so sorgt die Hilfs-Kühleinrichtung 46 durch Beschickung der Kühlschlange 45 im Hilfskühler 44 dafür, daß die Temperatur im Bereich des Sensors 48 wieder in entsprechender Weise absinkt.A pump 43 takes from the swamp 31 such pre-cooled electrolyte and leads this over the line 19 the upper connecting piece 18 the in 1 shown machine too. In the line 19 is an auxiliary cooler 44 whose cooling coil 45 from an auxiliary cooling device 46 is supplied. The auxiliary cooling device 46 is via an electrical line 47 with a temperature sensor 48 in the area of the objects to be electroplated on the upper inert anode 4 facing side ( 1 ) is arranged. The temperature sensor 47 measures the prevailing local temperature of the electrolyte. If this rises above a certain value, then the auxiliary cooling device provides 46 by feeding the cooling coil 45 in the auxiliary cooler 44 ensure that the temperature in the range of the sensor 48 again decreases in a corresponding manner.

Eine weitere Pumpe 49 entnimmt dem Sumpf 31 der Einrichtung von 2 Elektrolyten und führt diesen über die Leitung 21 dem unteren Anschlußstutzen 20 der in 1 dargestellten Vorrichtung zu. In der Leitung 21 liegt ein weiterer Hilfskühler 50, dessen Kühlschlange 51 unabhängig von der Kühlschlange 45 von der Hilfs-Kühleinrichtung 46 versorgt wird. Hierzu ist die Hilfs-Kühleinrichtung 46 über eine elektrische Leitung 52 mit einem Temperatursensor 53 verbunden, der im Bereich der zu galvanisierenden Gegenstände auf der der unteren Anode 5 zugewandte Seite angeordnet ist und dort die lokale Temperatur mißt. Mit Hilfe des Temperatursensors 53, der Hilfs-Kühleinrichtung 46 und des Hilfskühlers 50 wird diese lokale Temperatur des Elektrolyten unterhalb eines bestimmten Wertes gehalten, der sich durchaus von dem Sollwert der Temperatur auf der anderen Seite der zu galvanisierenden Gegenstände unterscheiden kann. Da die Grundkühlung des Elektrolyten bereits im Sumpf durch die Haupt-Kühleinrichtung 41 bzw. deren Kühlschlange 42 besorgt wird, braucht die Leistung der Hilfs-Kühleinrichtung 46 nicht sehr groß ausgelegt zu sein. Die Temperatur des Elektrolyten im Sumpf 31 befindet sich bereits recht nahe an den Sollwerten der Temperaturen im Bereich der oberen und unteren Anode 4, 5, so daß die Einregelung auf diese Sollwerte durch die Hilfskühler 44 und 50 sehr rasch und mit geringen Regelschwankungen erfolgen kann.Another pump 49 takes from the swamp 31 the establishment of 2 Electrolytes and leads this over the line 21 the lower connection piece 20 the in 1 illustrated Vorrich towards. In the line 21 is another auxiliary cooler 50 whose cooling coil 51 regardless of the cooling coil 45 from the auxiliary cooling device 46 is supplied. For this purpose, the auxiliary cooling device 46 via an electrical line 52 with a temperature sensor 53 connected in the region of the objects to be electroplated on the lower anode 5 is arranged facing side and there measures the local temperature. With the help of the temperature sensor 53 , the auxiliary cooling device 46 and the auxiliary cooler 50 this local temperature of the electrolyte is kept below a certain value, which may well differ from the set point of the temperature on the other side of the objects to be electroplated. Since the basic cooling of the electrolyte already in the sump by the main cooling device 41 or their cooling coil 42 is concerned needs the performance of the auxiliary cooling device 46 not designed to be very large. The temperature of the electrolyte in the sump 31 is already quite close to the setpoint temperatures of the upper and lower anode 4 . 5 , so that the adjustment to these setpoints by the auxiliary coolers 44 and 50 can be done very quickly and with little control fluctuations.

Die Stromversorgungseinrichtung für die Vorrichtung von 1 ist in 3 gezeigt. Sie umfaßt einen schematisch dargestellten Transformator 54, der primärseitig mit der Netzspannung und sekundärseitig mit zwei Impulsgeneratoren 55, 56 verbunden ist. Die Impulsgeneratoren 55 und 56 können jeweils unabhängig voneinander Rechteckimpulse erzeugen, deren Frequenz, Taktverhältnis, Amplitude, Polarität und relative Phasenlage im wesentlichen frei wählbar sind. Die Ausgangssignale der beiden Impulsgeneratoren 55 und 56 werden überlagert und über die Leitungen 6 bzw. 8 den Elektroden der Vorrichtung von 1 zugeführt. An den Elektroden (Anoden 4, 5, Kontakträdern 7 und damit letztendlich den Leiterplatten selbst) liegt somit eine gepulste Gleichspannung. Der Funktion der Vorrichtung entsprechend liegt an den Anoden 4, 5 im zeitlichen Mittel überwiegend eine positive Spannung an; während gewisser Zeitspannen jedoch wird eine Umpolung dergestalt stattfinden, daß die Anoden 4, 5 gegenüber den Kontaktrollen 7 und damit gegenüber den Leiterplatten negativ sind. Während dieser Zeitphasen wird die auf den Leiterplatten abgeschiedene Kupferschicht kurzzeitig wieder etwas abgetragen. Außerdem werden Polarisations- und Konzentrationseffekte in der Nähe der Elektroden der Vorrichtung von 1 weitgehend eliminiert. Die von den beiden Impulsgeneratoren 55 und 56 abgegebenen Impulse werden für den jeweiligen Einsatzzweck optimiert und an die gegebene Geometrie sowohl der Leiterplatten selbst als auch der Vorrichtung sowie die chemische Zusammensetzung und Temperatur des Elektrolyten angepaßt. Bei optimaler Einstellung, die durch gezielte Versuchsserien zu ermitteln ist, lassen sich sehr hohe Abscheideraten von einigen μ pro Meter bei einer Bewegungsgeschwindigkeit von etwa einem Meter pro Minute der Leiterplatten erzielen. Dies bedeutet, daß in einer Vorrichtung, deren Gesamtlänge 5 Meter nicht übersteigt, auf einen Schritt eine Schicht mit einer Dicke von 25 μ aufgalvanisiert werden kann. Die bisher bei Galvanisierungsvorgängen von Leiterplatten eingesetzte Sicherheitsschicht mit einer Dicke von 4–5 μ, die gesondert aufgebracht wurde, kann weggelassen werden.The power supply device for the device of 1 is in 3 shown. It comprises a schematically illustrated transformer 54 , the primary side with the mains voltage and the secondary side with two pulse generators 55 . 56 connected is. The pulse generators 55 and 56 can each independently generate rectangular pulses whose frequency, duty cycle, amplitude, polarity and relative phase are essentially freely selectable. The output signals of the two pulse generators 55 and 56 are superimposed and over the wires 6 respectively. 8th the electrodes of the device of 1 fed. At the electrodes (anodes 4 . 5 , Contact wheels 7 and thus ultimately the circuit boards themselves) is thus a pulsed DC voltage. The function of the device is corresponding to the anodes 4 . 5 predominantly a positive voltage in the time average; however, during certain periods of time, a polarity reversal will take place such that the anodes 4 . 5 opposite the contact rollers 7 and thus are negative with respect to the printed circuit boards. During these time phases, the copper layer deposited on the circuit boards is briefly removed again for a short time. In addition, polarization and concentration effects in the vicinity of the electrodes of the device of 1 largely eliminated. The of the two pulse generators 55 and 56 delivered pulses are optimized for the particular application and adapted to the given geometry of both the circuit boards themselves and the device and the chemical composition and temperature of the electrolyte. With optimal setting, which can be determined by targeted test series, very high deposition rates of a few μ per meter can be achieved at a movement speed of about one meter per minute of the circuit boards. This means that in a device whose total length does not exceed 5 meters, one layer can be galvanized in one step with a thickness of 25 μ. The security layer previously used in electroplating processes of printed circuit boards with a thickness of 4-5 μ, which was applied separately, can be omitted.

Claims

Apparatus for electroplating, in particular copper plating, flat, plate-shaped or curved articles, in particular of printed circuit boards, having a) a machine housing which has a space which can be filled with a liquid electrolyte; b) a conveyor which continuously conveys the articles substantially horizontally, parallel to their main direction of extent, from an entrance to an exit through the machine housing; c) at least one anode which extends parallel to the path of movement of the objects and is connected to a first pole of a voltage source; d) a contacting device which makes electrical contact with the objects and is connected to a second pole of the voltage source; characterized in that the voltage source comprises at least one adjustable pulse generator ( 55 . 56 ) whose output signals to the anodes ( 4 . 5 ) and the contacting device ( 7 ) and rectangular pulses with selectable repetition frequency, duty cycle, amplitude and polarity are, wherein on average the anodes ( 4 . 5 ) opposite the contacting device ( 7 ) is positive that the one or more pulse generators ( 55 . 56 ) generate such output signals that effectively at the anode ( 4 . 5 ) or the contacting device ( 7 ) has the opposite polarity during a portion of the time at which the anode ( 4 . 5 ) opposite the contacting device ( 7 ) is negative and that the anodes ( 4 . 5 ) are inert, dimensionally stable electrodes and consist of platinized expanded metal and that a separate device ( 34 - 40 ) is provided, with which the electrolyte withdrawn during galvanization metal ions can be fed again.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the voltage source at least two independently operating pulse generators ( 55 . 56 ) whose added output signals to the anode ( 4 . 5 ) or the contacting device ( 7 ) are placed and their relative phase angle is adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the repetition frequency of the output signals of the pulse generator ( 55 . 56 ) is between 10 and 10,000 Hz.

Device according to one of the preceding claims, that a device ( 42 . 44 . 50 ) is provided, with which the electrolyte is cooled.

Device according to claim 4, characterized in that a sump ( 31 ) is provided for the electrolyte from which the electrolyte continuously into the electrolyte-filled space of the machine housing ( 1 ) and in which the electrolyte is brought back therefrom, and in that the cooling device comprises: a) a main cooler ( 42 ), with which in the swamp ( 31 ) is maintained below a first preselectable temperature; b) at least one auxiliary cooler ( 44 . 50 ), with which the swamp ( 31 ) removed electrolyte on the way to the electrolyte-filled space of the machine housing ( 1 ) and keeps this electrolyte at a second selectable temperature lower than the first one.

Apparatus according to claim 5, in which an anode extends on both sides parallel to the path of movement of the articles, characterized in that two auxiliary coolers ( 44 . 50 ) are provided, wherein the first auxiliary cooler ( 44 ) flowing electrolyte on the objects on the one anode ( 4 ) and the other auxiliary cooler ( 50 ) flowing through the electrolyte on the objects on the other anode ( 5 ) facing side is supplied.

Apparatus according to claim 6, characterized in that each auxiliary cooler ( 44 . 50 ) near the objects on the corresponding anode ( 4 . 5 ) facing side temperature sensor ( 48 . 53 ), which monitors the local temperature of the electrolyte and then the associated auxiliary cooler ( 44 . 50 ) controls.

Apparatus according to claim 1 for copper electroplating, characterized in that the device with which the copper ions removed during the galvanization can be fed back to the electrolyte comprises: a) a supply ( 33 ) on metallic copper; b) a facility ( 34 - 40 ), with which a part of the electrolyte can be enriched with oxygen and fed to the metallic copper.

Apparatus according to claim 8, characterized in that a pump ( 34 ) provided to the sump ( 31 ) Withdraws electrolyte and via one or more air injectors ( 36 ) the stock ( 33 ) to metallic copper.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the machine housing ( 1 ) several perpendicular to the direction of movement of the objects running walls ( 14 ) are provided, which reach close to the objects and a plurality of holes ( 15 ), via which electrolyte can be supplied to or removed from the articles.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the flow direction of the electrolyte is in succession in the direction of movement of the objects walls ( 14 ) alternates.