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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Bereich
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Vorrichtungen und
Verfahren zum Befördern und
Elektroplattieren eines Substrats. Insbesondere ist die vorliegende
Erfindung im Allgemeinen auf eine Elektroplattiervorrichtung gerichtet,
welche eine Anode, die in der Nähe
einer Mehrzahl von absorbierenden Auftraganordnungen angeordnet
ist, welche eine Plattierlösung
auf das Substrat aufbringen, und eine Beförderungsvorrichtung aufweist,
welche das Substrat ergreift, wodurch der elektrische Kontakt von
der Plattierlösung
isoliert wird.
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2. Beschreibung des Hintergrunds
der Erfindung
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Viele
herkömmliche
Elektroplattiervorrichtungen setzen typischerweise Mechanismen ein,
um Substrate durch eine Reihe von großen Bädern oder großen Tanks,
welche eine Plattierlösung
enthalten, zu bewegen. Einer der Nachteile dieses Typs einer Elektroplattiervorrichtung
ist die längliche
Zeitdauer, um das Elektroplattierverfahren abzuschließen. Zum Beispiel
kann ein Elektroplattieren von einem (1) Mil Kupfer in Löcher, welche
in einem Substrat enthalten sind, mehr als eine (1) Stunde dauern.
Ein anderer Nachteil dieses Typs einer herkömmlichen Elektroplattiervorrichtung
ist der relativ geringe Austausch von Metallionen an der Substratoberfläche aufgrund der
Einschränkungen
des Badumlaufs und der Eigenschaft der ohne Kontakt angeordneten
Anode/Katode.
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Einige
herkömmliche
horizontale Elektroplattier-Beförderungssysteme,
welche eine elektrische Leistung an das Substrat abgeben, weisen
ein angetriebenes walzenartiges Beförderungssystem und ein nicht
angetriebenes walzenartiges Beförderungssystem
auf. Das angetriebene walzenartige Beförderungssystem weist volle
oder scheibenartige Walzen auf, um das Substrat durch den Plattierbereich
zu befördern.
Das nicht angetriebene Walzensystem greift das Substrat durch mit
einer Feder gespannte Kontakte an seinen Kanten und zieht das Substrat
durch den Plattierbereich. Beide dieser Systeme leiden unter dem
Problem eines Freiliegens von elektrisch geladenen metallischen
Oberflächen
bezüglich
einer Plattierlösung,
was die Entfernung des sich ergebenden unerwünschten Überzugs von den Walzenanordnungen
notwendig macht, wodurch verhindert wird, dass sie als zuverlässige und
dimensional stabile elektrische Kontakte wirken können, so
dass Strom an das Substrat abgegeben werden kann.
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Daher
existiert das Bedürfnis
nach einer Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel, welche ein
Substrat in einer relativ kurzen Zeit elektroplattieren kann während sie
für einen
hohen Austausch von Metallionen an der Substratsoberfläche sorgt,
was zu einem Substrat führt,
welches eine gleichmäßig elektroplattierte
Oberfläche
aufweist.
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Es
existiert auch ein Bedürfnis
nach einer Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel, welche das
Erfordernis minimiert, die elektrischen Kontakte, welche bezüglich einer
Plattierlösung
freiliegen, wiederherzustellen, wodurch ein zuverlässiger und
reproduzierbarer Kontaktpunkt und ein stabileres Verfahren sichergestellt
wird.
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Es
existiert noch ein anderes Bedürfnis
nach einer Elektroplattiervorrichtung, welche die Fähigkeit aufweist,
Substrate von verschiedenen Größen und Dicken
ohne die Anforderung nach einer mechanischen Anpassung zu bearbeiten.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Eine
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt eine Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
bereit, welche ein Substrat in einer relativ kurzen Zeit elektroplattiert
und einen relativ hohen Austausch von Metallionen an dem Substrat
aufweist, was zu einer gleichmäßig elektroplattierten Oberfläche führt.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch eine Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
aufweisen, welche eine Flüssigkeitsbettanordnung
mit einem Verteiler und einer Anode, eine Beförderungsvorrichtung benachbart
zu der Flüssigkeitsbettanordnung
und eine Mehrzahl von absorbierenden Auftraganordnungen umfasst,
wobei sich die Mehrzahl der absorbierenden Auftraganordnungen benachbart und
in einer unmittelbaren Nähe
zu der Anode befindet und in Flüssigkeitsverbindung
mit der Flüssigkeitsbettanordnung
steht.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch eine Flüssigkeitsbettanordnung mit
einer Mehrzahl von Ablenkplatten aufweisen, welche in dem Verteiler derart
aufgenommen sind, dass die Plattierlösung gleichmäßig von
der Flüssigkeitsbettanordnung fließt.
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Die
vorliegende Erfindung kann eine Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel
umfassen, welche eine Mehrzahl von absorbierenden Auftraganordnungen,
eine Beförderungsvorrichtung
und eine Anode umfasst, wobei jede aus der Mehrzahl der absorbierenden
Auftraganordnungen ein Profil aufweist und einen Flüssigkeitsdurchgang
definiert, welcher die Plattierlösung
dorthin zuliefert und wobei die Anode ein Profil aufweist, welches
den Profilen der absorbierenden Auftraganordnungen entspricht.
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Eine
andere erfindungsgemäße Ausführungsform
sorgt für
eine Beförderungsvorrichtung, welche
die elektrischen Kontakte von der Plattierlösung isoliert und welche in
der Lage ist, verschiedene Größen und
Dicken von Substraten zu handhaben. Die erfindungsgemäße Beförderungsvorrichtung kann
eine Antriebsanordnung und eine damit verbundene Greiferanordnung
aufweisen, wobei die Greiferanordnung ein nicht metallisches Gehäuse, ein
metallisches Teil, welches gleitbar in einer durch das nicht metallische
Gehäuse
definierten Aushöhlung angebracht
ist, einen Arm, welcher schwenkbar an dem Gehäuse angebracht ist und einen
Durchgang ausbildet, und eine Dichtung, welche benachbart zu dem
Arm angebracht ist, aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung sorgt weiter für eine modulare Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel,
wobei mehrere modulare Elektroplattiervorrichtungen mit Beförderungsmittel
zusammen abhängig
von den speziellen Anforderungen der Anwendung eingesetzt werden.
Darüber
hinaus macht es die modulare Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel
dem Benutzer einfach, eine oder mehrere der modularen Elektroplattiervorrichtungen
mit Beförderungsmittel
zu warten oder zu ersetzen.
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Die
vorliegende Erfindung kann ein Verfahren zum Befördern und Elektroplattieren
eines Substrats umfassen, umfassend ein Greifen des Substrats an
den Kanten davon, ein Elektrifizieren des Substrats, ein Bewegen
des Substrats an oder zwischen einer Mehrzahl von absorbierenden
Auftraganordnungen, ein Pumpen einer Plattierlösung in Kontakt mit den absorbierenden
Auftraganordnungen und auf das Substrat und Isolieren des elektrischen
Kontaktes an dem Substrat von der Plattierlösung.
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Andere
Details, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind mit
der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung besser verständlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Damit
die vorliegende Erfindung einfach verstanden und ausgeführt werden
kann, werden verschiedene Ausführungsformen
im Zusammenhang mit den folgenden Figuren beschrieben, wobei gilt.
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1 ist
eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel,
wobei ver schiedene Module aneinander angeordnet sind, um die gewünschte Länge des Elektroplattierverfahrens
zu erzeugen;
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2 ist
eine Perspektivansicht eines der Module der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel,
wobei ein Abschnitt des Gehäuses
entfernt worden ist;
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3 ist
eine Perspektivansicht eines der Module der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel,
wobei das gesamte Gehäuse
entfernt worden ist;
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4 ist
eine Explosionsansicht einer Flüssigkeitsbettanordnung
der in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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5 ist
eine Querschnittsansicht einer in 4 dargestellten
erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbettanordnung
entlang einer Linie 5-5;
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6 ist
eine Perspektivansicht einer Antriebsanordnung der in 3 dargestellten
erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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7 ist
eine Perspektivansicht einer Greiferanordnung der in 3 dargestellten
erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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8 ist
eine Vorderansicht der in 7 dargestellten
Greiferanordnung;
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9 ist
eine Ansicht der in 7 dargestellten Greiferanordnung
von oben;
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10A ist eine Querschnittsansicht der in 8 dargestellten
Greiferanordnung entlang einer Linie 10-10, wobei sich die Erweiterung
in der nicht in Eingriff befindlichen Position befindet und kein
Substrat ergriffen ist;
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10B ist eine andere Querschnittsansicht der Greiferanordnung,
wobei sich die Erweiterung in der Mittelposition befindet und ein
Substrat ergriffen ist.
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10C ist eine andere Querschnittsansicht der Greiferanordnung,
wobei sich die Erweiterung in der vollständig in Eingriff befindlichen
Position befindet und ein Substrat ergriffen ist;
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10D ist eine andere Querschnittsansicht der Greiferanordnung,
wobei sich die Erweiterung in der Zwischenposition befindet und
kein Substrat ergriffen ist;
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11 ist
eine Perspektivansicht einer oberen Walzenanordnung der in 3 dargestellten
erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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12 ist
eine Seitenansicht der in 11 dargestellten
oberen Walzenanordnung von rechts;
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13 ist
eine Querschnittsansicht der in 12 dargestellten
oberen Walzenanordnung entlang einer Linie 13-13 in Längsrichtung;
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14 ist
eine Perspektivansicht der unteren Walzenanordnung der in 3 dargestellten Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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15 ist
eine Seitenansicht der in 14 dargestellten
unteren Walzenanordnung von rechts;
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16 ist
eine Querschnittsansicht der in 14 dargestellten
unteren Walzenanordnung entlang einer Linie 16-16 in Längsrichtung;
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17 ist
eine schematische Ansicht der Antriebsanordnung und Greiferanordnungen
der in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
von oben;
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18 ist
eine schematische Querschnittsansicht der in 3 dargestellten
erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel über mehrere
Ebenen;
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19A ist eine schematische Querschnittsansicht
der Antriebsanordnung und Greiferanordnungen der vorliegenden Erfindung
entlang einer Linie 19-19, welche in 17 dargestellt
sind;
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19B ist eine schematische Querschnittsansicht
einer anderen Ausführungsform
der Antriebsanordnung und Greiferanordnung der vorliegenden Erfindung
mit einer Reinigungsvorrichtung;
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20 ist
eine Querschnittsansicht der Greiferanordnungen, wobei die Bewegung
der Greiferanordnungen während
des Verfahrens eines Plattierens des Substrats dargestellt ist und
auch eine alternative Ausführungsform
des ersten Kontakts dargestellt ist;
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21 ist
eine perspektivische Explosionsansicht einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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22 ist
eine andere perspektivische Explosionsansicht der in 21 dargestellten
erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel,
wobei die absorbierenden Auftraganordnungen entfernt worden sind;
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23 ist
eine Explosionsansicht der Flüssigkeitsbettanordnung
der in 21 dargestellten erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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24 ist
eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
mit absorbierenden Auftraganordnungen;
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25 ist
eine Perspektivansicht einer noch anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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26 ist
eine Querschnittsansicht der in 25 dargestellten
Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel;
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27 ist
eine Ansicht der in 25 dargestellten Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
von oben;
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28 ist
eine Perspektivansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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29 ist
eine Querschnittsansicht der in 28 dargestellten
erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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30 ist
eine Ansicht der in 28 dargestellten erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
von oben;
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31 ist
eine Perspektivansicht einer noch anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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32 ist
eine Querschnittsansicht der in 31 dargestellten
erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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33 ist
eine Ansicht der in 31 dargestellten erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
von oben;
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34 ist
eine Perspektivansicht einer noch anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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35 ist
eine Querschnittsansicht der in 34 dargestellten
erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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36 ist
eine Ansicht der in 34 dargestellten erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
von oben;
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37 ist
eine vergrößerte Ansicht
der in 34 dargestellten erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel,
wobei die Anode und die absorbierenden Auftraganordnungen dargestellt
sind;
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38 ist
eine Seitenansicht einer der absorbierenden Auftraganordnungen der
in 34 dargestellten erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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39 ist
eine Querschnittsansicht der in 38 dargestellten
absorbierenden Auftraganordnung;
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40 ist
eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der absorbierenden
Auftraganordnungen der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
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41 ist
eine Querschnittsansicht der Welle der in 40 dargestellten
absorbierenden Auftraganordnung;
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42 ist
eine Seitenansicht einer noch anderen Ausführungsform einer der absorbierenden Auftraganordnungen
der er findungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel;
und
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43 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
der in 42 dargestellten absorbierenden
Auftraganordnungen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden im Hinblick auf Vorrichtungen
und Verfahren zum Elektroplattieren und Befördern einer Platine beschrieben.
Es sollte angemerkt werden, dass die Beschreibung der vorliegenden
Erfindung im Hinblick auf ein Elektroplattieren und Befördern einer
Platine dem Zweck der Darstellung dient und die Vorteile der vorliegenden
Erfindung realisiert werden können,
indem andere Strukturen und Technologien eingesetzt werden, welche
eine Anforderung bezüglich
einer Vorrichtung und eines Verfahrens aufweisen, um ein Substrat
zu elektroplattieren und/oder zu befördern.
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Es
ist darüber
hinaus klar, dass die Figuren und Beschreibungen der vorliegenden
Erfindung vereinfacht worden sind, um Elemente darzustellen, welche
für ein
anschauliches Verstehen der vorliegenden Erfindung relevant sind,
während
andere Elemente und/oder Beschreibungen davon, welche in einer typischen
Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel aufgefunden
werden, zum Zwecke der Klarheit weggelassen werden. Der Fachmann
erkennt, dass andere Elemente wünschenswert
sein könnten,
um die vorliegende Erfindung zu implementieren. Da jedoch solche
Elemente nach dem Stand der Technik bekannt sind und da sie kein
besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung ermöglichen, werden
solche Elemente hier nicht diskutiert.
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1 ist
eine Perspektivansicht der modularen erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung mit
Beförderungsmittel 100,
wobei mehrere Module 102 durchgehend angeordnet werden
können,
um die gewünschte
Länge des
Elektroplattierverfahrens zu erstellen. Obwohl das dargestellte
modulare Elektroplattiersystem mit Beförderungsmittel 100 der 1 drei
Module umfasst, kann irgendeine Anzahl von Modulen 102 durchgehend
angeordnet werden. Das modulare Elektroplattiersystem mit Beförderungsmittel 100 weist
eine Eingangsstation 104 und eine Ausgangsstation 106 auf,
so dass ein Platinensubstrat (nicht dargestellt) bei der Eingangsstation 104 in
das Elektroplattiersystem mit Beförderungsmittel 100 geladen
wird und bei der Ausgangsstation 106 ausgegeben wird, nachdem
es elektroplattiert ist. Das Gehäuse 108 des
modularen Elektroplattiersystems mit Beförderungsmittel 100 kann
mehrere entfernbare Platten aufweisen, so dass die inneren Mechanismen
der modularen Elektroplattiervorrichtung 110 bezüglich Wartung
einfach zugänglich
sind.
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2 ist
eine Perspektivansicht eines der Module 102 des modularen
erfindungsgemäßen Elektroplattiersystems
mit Beförderungsmittel 100, wobei
ein Teil des Gehäuses 108 zur Übersichtlichkeit
entfernt worden ist. Das Modul kann einen Eingangsabschnitt 103 und
einen Ausgangsabschnitt 105 aufweisen, wenn es allein eingesetzt
wird. Die modulare Konfiguration des Elektroplattiersystems mit
Beförderungsmittel 100 ermöglicht,
dass die Flüssigkeitsbettanordnung 112,
die Beförderungsvorrichtung 114 und
die absorbierenden Auftraganordnungen 116 bezüglich Wartung
und bezüglich
Ersatz davon von dem Modul 102 einfach zu entfernen sind. Jedes
der Module 102 des Elektroplattiersystems 100 mit
Beförderungsmittel 100 umfasst
eine oder mehrere Flüssigkeitsbettanordnungen 112,
eine Beförderungsvorrichtung 114 und
absorbierende Auftraganordnungen 116, wobei alle davon
im Folgenden mit mehr Details diskutiert werden.
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3 ist
eine Perspektivansicht einer einzigen erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung mit
Beförderungsmittel 110,
wobei das Gehäuse 108 zur Übersichtlichkeit
vollständig
entfernt worden ist. Die Flüssigkeitsbettanordnung 112 erstreckt
sich quer und oberhalb einiger der absorbierenden Auftraganordnungen 116.
Einer der Längskanten
der Flüssigkeitsbettanordnung 112 liegt
parallel und benachbart zu der Längsachse
der Beförderungsvorrichtung 114.
Die absorbierenden Auftraganordnungen 116 umfassen obere
Walzenanordnungen 118 und entsprechende untere Walzenanordnungen 120.
Die unteren Walzenanordnungen 120 definieren für das Platinensubstrat
eine Spur 119, um darauf bewegt zu werden. Die oberen und
unteren Walzenanordnungen 118 und 120 werden durch
Lagerböcke 121 drehbar
an ihren Enden gelagert. Die Längskante
der Beförderungsvorrichtung 114 liegt
benachbart und parallel zu der Längskante
der absorbierenden Auftraganordnungen 116. Die Beförderungsvorrichtung 114 weist
auch eine Antriebsanordnung 150 und eine Greiferanordnung 124 auf.
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4 und 5 stellen
eine Flüssigkeitsbettanordnung 112 der
in 3 dargestellten Elektroplattiervorrichtung mit
Beförderungsmittel 110 dar. Die
Flüssigkeitsbettanordnung 112 umfasst
einen Verteiler 130, eine Mehrzahl von Ablenkplatten 132 und
eine Anode 134. Bei dieser Ausführungsform ist der Verteiler 130 im
Wesentlichen rechtwinklig und definiert mehrere Anschlussabschnitte 135,
wobei jeder einen Einlass 136 und eine Mehrzahl von Ständern aufweist,
welche die Form von Stabteilen 138 annehmen. Die Einlässe 136 stehen
in Flüssigkeitsverbindung
mit einem Plattierlösungsvorratsbehälter, wie
es in 3 dargestellt ist. Die Plattierlösung wird durch
eine Pumpe 109 zu den Einlässen 136 gepumpt,
wie es in 3 dargestellt ist. Jeder der
Stabteile 138 definiert eine Vertiefung (nicht bezeichnet), um
die Mehrzahl von Ablenkplatten 132 zu halten. Das Gestell 144 erstreckt
sich von den vertikalen Wänden
des Verteilers 130 nach innen und um den Umfang jedes der
Anschlussabschnitte 135 herum. Das Gestell 144 bewirkt,
dass die Plattierlösung
derart umgeleitet wird, dass die Plattierlösung gleichmäßig an den
Anodelöchern 148 austritt.
Andere Arten von Mechanismen, welche eingesetzt werden können, um
die Plattierlösung
umzuleiten, sind Zerstäuberkegel.
Der Verteiler 130 weist darüber hinaus eine Mehrzahl von
Montageklauen 140 auf, welche Löcher (nicht bezeichnet) zur festen
Montage des Verteilers 130 an dem Gehäuse 108 definieren,
wobei irgendwelche herkömmlichen
Befestigungsmittel, wie z.B. Schrauben, eingesetzt werden. Der Verteiler 130 weist
auch eine Dichtung 142 um seinen Umfang bei 141 auf,
wo er mit Löchern 359 verbunden
ist, welche mit angemessenen Befestigungsmitteln, wie z.B. Schrauben
aus rostfreiem Stahl, Titan oder Kunststoff, oder einem Klemmsystem
um den Umfang der Anode 134 herum angeordnet sind. Der
Verteiler 130 kann aus Polyvinylchlorid wie auch aus einer
Vielzahl anderer Materialien, welche dem Fachmann bekannt sind,
hergestellt sein. Die Dichtung 142 kann eine harte Gummidichtung,
eine Silikondichtung oder ein anderes Material sein, welches für die Flüssigkeitsbettanordnung 112 passend
ist.
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Die
Ablenkplatten 132 sind im Wesentlichen rechtwinklige Teile,
welche mehrere Stifte 145 aufweisen, die sich von der oberen
Oberfläche
der Ablenkplatten 132 erstrecken und eine zweite Vertiefung
(nicht bezeichnet) definieren, um Befestigungsmittel 143 aufzunehmen,
welche sich durch die in dem Umfang 36 der Anode 134 angeordneten
Löcher 361 erstrecken,
wodurch die Anode 134 an den Ablenkplatten 132 angebracht
ist. Somit sind die Ablenkplatten 132 in den Verteileranschlüssen 135 aufgenommen
und werden durch die Stabteile 138 gehalten und sind mit
den Stabteilen 138 durch Befestigungsmittel, wie z.B. Schrauben
aus rostfreiem Stahl, verbunden. Die Ablenkplatten 132 können aus Polyvinylchlorid,
wie auch aus einer Vielzahl anderen Materialien, welche dem Fachmann
bekannt sind, hergestellt sein. Obwohl es nicht dargestellt ist,
kann die Form der Ablenkplatten 132 eine Vielzahl von Konfigurationen
annehmen, welche dem Fachmann bekannt sind. Die erfindungsgemäße Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
kann auch ohne Ablenkplatten 132 hergestellt werden, wie
es im Folgenden beschrieben wird.
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Die
Anode 134 ist ein ebenes Teil, welches eine im Wesentlichen
rechtwinklige Form aufweist und eine Mehrzahl von Löchern 359 und 361 definiert,
welche sich durch die Anode 134 erstrecken. Wie es vorab
angemerkt ist, erstrecken sich Befestigungsmittel 143,
wie z.B. Schrauben aus rostfreiem Stahl, durch die Löcher 361 und
sind mit den Stiften 145 verbunden, wie es in 5 dargestellt
ist. Die Anode 134 wird darüber hinaus durch den Verteiler 130 gehalten,
indem die Anode 134 bei 141 auf dem Umfang des
Verteilers aufliegt und durch Schrauben aus rostfreiem Stahl, welche
in den Löchern 359 aufgenommen
sind, angebracht ist. Die Anode 134 umfasst darüber hinaus
Schlitze 148, durch welche die Plattierlösung verläuft. Die
Flüssigkeitsbettanordnung 112 ist
an ihren Montageklauen 140 an dem Gehäuse 108 angebracht.
Die Flüssigkeitsbettanordnung 112 ist
derart angeordnet, dass sich die Anode 134 ausreichend
dicht an den absorbierenden Auftraganordnungen 116 befindet
(3), um für
einen relativ hohen Metallionenaustausch zwischen der Anode 134 und
dem Substrat 217 zu sorgen. Die Anode 134 kann
abhängig
von der Anwendung aus Titan, Kupfer, Zinn, einem Edelmetall oder
einem inaktiven Metall sein.
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6 ist
eine Perspektivansicht einer Antriebsanordnung 150 der
in 3 dargestellten Elektroplattiervorrichtung mit
Beförderungsmittel 110, welche
einen Teil der erfindungsgemäßen Beförderungsvorrichtung 114 darstellt.
Die Antriebsanordnung 150 umfasst eine Antriebsvorrichtung
in der Form einer Kette 152 mit damit verbundenen Montagehalterungen 154,
einen Antriebsrahmen 156, einen Antriebsmechanismus 158,
einen angetriebenen Mechanismus 160, einen Kettenspannblock 162, Kettenführungen 164 und
einen Betätigungsvorrichtungsantrieb 126.
Die Kette 152 bewegt sich entlang der Länge des Antriebsrahmens 156 und
um den Antriebsmechanismus 158 und den angetriebenen Mechanismus 160 herum.
Die Montagehalterungen 154, welche an der Kette 152 angebracht
sind, sind im Wesentlichen ebene Teile, welche fest sind und eine irgendwie
quadratische Form mit abgerundeten Kanten aufweisen. Der Antriebsrahmen 156 ist
durch irgendein herkömmliches
Befestigungsverfahren fest an dem Gehäuse 108 angebracht.
Der Antriebsmechanismus 158 und der angetriebene Mechanismus 160 sind
drehbar. Der angetriebene Mechanismus 160 wird durch den
Betätigungsvorrichtungsantrieb 126 gedreht,
was zu der Bewegung der Kette 152 führt. Der Kettenzugblock 162 ermöglicht das
Ziehen und das Lösen
der Kette 152 (ein Vermindern oder Erhöhen des Spiels in der Kette).
Die Kettenführungen 164 sorgen
dafür,
dass sich die Kette 152 auf einer im Wesentlichen geraden
Bahn entlang der Länge
des Antriebsrahmens 156 bewegt. Der Antrieb 126 umfasst
einen Antriebsmotor und ein Getriebe. Die Antriebsanordnung kann
alternativ pneumatische, elektrische und hydraulische Komponenten umfassen.
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7–10 stellen
eine der Greiferanordnungen 124 der in 3 dargestellten
erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel 110 dar.
Die Greiferanordnung 124 umfasst ein nicht metallisches
Gehäuse 166,
ein Metallteil 168, eine schwenkbare Plattenhalterung 172,
welche die Form eines Arms annimmt, und eine Dichtung 176. Das
nicht metallische Gehäuse 166 umfasst
ein T-förmiges
Teil 178 und ein zweites Teil 180 (7 und 8).
Das T-förmige
Teil 178 weist einen Rumpfkörper bzw. Stamm 182 und
zwei Abzweigungen bzw. Abschnitte 184 auf, welche sich
im Wesentlichen senkrecht von dem Rumpfkörper 182 erstrecken.
Der Rumpfkörper 182 ist
ein im Wesentlichen längliches
rechtwinkliges Teil und weist eine Aushöhlung 186 darin auf
(10). Die Aushöhlung 186 nimmt
gleitbar das Metallteil 168 auf. Das zweite Teil 180 des
Gehäuses 166 definiert
auch einen Durchgang 170, welcher den Rumpfkörper 182 des
T-förmigen
Teils 178 aufnimmt. Das zweite Teil 180 definiert darüber hinaus
einen Montageabschnitt 190 mit einer Mehrzahl von Löchern 192,
was in 10A – 10D durch
verdeckte Linien dargestellt ist. Der Montageabschnitt 190 ist
durch Schrauben aus rostfreiem Stahl oder anderen angemessenen Befestigungsmitteln
mit den Montagehalterungen 154 verbunden. Ein das Gehäuse vorspannendes
Teil 194 erstreckt sich zwischen jeder Abzweigung 184 des T-förmigen Teils 178 und
dem zweiten Teil 180 des Gehäuses 166 (8)
und ist jeweils in Aushöhlungen 185 (durch
verdeckte Linien dargestellt) des zweiten Teils 180 des
Gehäuses 166 aufgenommen. Das
Gehäuse 166 kann
aus einer Vielzahl von nicht metallischen Materialien, wie z.B.
Polypropylen oder Polyethylen, wie auch aus irgendwelchen anderen nicht
metallischen Materialien hergestellt sein, welche zu der Plattierlösung und
der Betriebstemperatur der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung passen,
was dem Fachmann bekannt ist. Die das Gehäuse vorspannenden Teile 194 können Spiralfedern sein;
jedoch können
auch andere vorspannende Teile eingesetzt werden, wie es dem Fachmann
bekannt ist.
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Mit
Bezug auf 10A bis 10D umfasst das
Metallteil 168 einen ersten Kontakt 197, einen zweiten
Kontakt 199, ein erstes vorspannendes Teil 200,
ein zweites vorspannendes Teil 202, einen flexiblen Kontaktdraht 204 und
eine Walze 206. Der Kontaktdraht 204 kann auch
die Form eines geflochtenen oder mehrsträngigen Drahtes annehmen. Der erste
Kontakt 197 ist ein im Wesentlichen längliches röhrenförmiges Teil, mit welchem die
Walze 206 drehbar durch einen Satz von Schrauben 208 verbunden
ist, so dass der Satz von Schrauben 208 quer zu der Längsachse
des ersten Kontakts 197 verläuft. Der erste Kontakt 197 definiert
auch eine Öffnung 198.
Der zweite Kontakt 199 ist ein im Wesentlichen längliches
röhrenförmiges Teil,
wobei eine Öffnung 210 darin
definiert ist, und welches eine Erweiterung 212 aufweist,
welche sich davon und durch eine Öffnung 214 in dem
T-förmigen
Teil erstreckt. Das erste vorspannende Teil 200 liegt zwischen
dem ersten und dem zweiten Kontakt 197 und 199.
Der Kontaktdraht ist mit dem ersten Kontakt 197 und dem
zweiten Kontakt 199 verbunden und erstreckt sich zwischen
diesen. Der Kontaktdraht 204 ist durch einen Satz von Schrauben 218 mit
dem ersten und dem zweiten Kontakt 197 und 199 verbunden.
Das zweite vorspannende Teil 202 ist an der Basis der Aushöhlung 186 angeordnet.
Das erste und das zweite vorspannende Teil 200 und 202 können Spiralfedern sein;
jedoch kann eine Vielzahl von anderen vorspannenden Teilen eingesetzt
werden, wie es dem Fachmann bekannt ist. Das erste und das zweite
vorspannende Teil 200 und 202 haben eine größere Biegesteifigkeit
als die Biegesteifigkeit der das Gehäuse vorspannenden Teile 194.
Der erste und der zweite Kontakt 197 und 199,
das erste und das zweite vorspannende Teil 200 und 202,
der Kontaktdraht 204 und die Walze 206 können aus
einer Vielzahl von metallischen Materialien, hergestellt sein, so
dass ein elektrischer Strom einfach hindurch fließt.
-
Die
schwenkbare Plattenhalterung 172 ist ein im Wesentlichen
L-förmiges
Armteil, wobei ein Bein davon schwenkbar durch einen Stift 213 mit dem
Gehäuse 166 verbunden
ist und das andere Bein des L-förmigen
Teils frei liegt, um in einem Bogen zu schwingen und dadurch einen
Durchgang 174 mit dem Gehäuse 166 auszubilden.
-
Die
Dichtung 176 ist an dem Äußeren des Rumpfkörpers 178 und
benachbart zu der schwenkbaren Plattenhalterung 172 durch
irgendwelche herkömmlichen
Befestigungsmittel, wie z. B. Klebstoff, Stifte oder Haltevorrichtungen,
angebracht. Die Dichtung 176 ist eine abgeschrägte zusammenpressbare Dichtung,
welche zum Beispiel von EDPM fabriziert wird, so dass nachdem die
Dichtung 176 zusammengedrückt ist (Figuren: 10B, 10C und 10D), die Dichtung 176 in ihre Ausgangsform
zurück
springt (10A). Die Länge des freien Beins der schwenkbaren
Plattenhalterung 172 ist derart ausgelegt, dass, wenn die
schwenkbare Plattenhalterung 172 um den Stift 213 zu
der Dichtung 176 schwenkt, die Dichtung 176 damit
eine bezüglich Flüssigkeit
dichte Dichtung ausbildet (10D).
-
Die
absorbierenden Auftraganordnungen 116 nehmen die Form von
oberen Walzenanordnungen 233 und unteren Walzenanordnungen 253 an. 11–13 stellen
eine obere Walzenanordnung 233 dar. Jede der oberen Walzenanordnungen 233 kann
eine volle Welle oder eine hohle Welle (nicht dargestellt) umfassen,
welche eine Walzenhülse 237 aufweist,
welche an jedem ihrer Endabschnitte 240 darauf aufgepresst
ist. Eine andere Wellenhülse 246 ist
auf dem Zwischenabschnitt 242 der Welle 235 aufgepresst.
Wie in 13 dargestellt ist, sind die
Hülsen 237 und 246 in
einer Lagerbuchse aufgenommen, welche in eine längliche Walze 247 gepresst
ist. Es ist klar, dass die Hülsen 237 und 246 drehbar
die volle Welle 235 innerhalb der Lagerbuchse 245 halten.
Eine obere Walzenanordnung 233 umfasst darüber hinaus
eine Hülse 250,
welche an einem der Endabschnitte 240 auf die Welle 235 gepresst
ist. Ein Flanschteil 239 ist an dem anderen Ende der vollen Welle 235 aufgepresst
und erstreckt sich senkrecht dazu. Das Flanschteil 239 weist
darüber
hinaus einen Vorsprung 251 auf, welcher durch die Lagerböcke 121 gelagert
wird und verhindert, dass sich die volle Welle 235 dreht.
Die Welle 235 und die Hülsen 237, 246 und 250 sind
drehbar derart in der Walze 247 und der Lagerbuchse 245 aufgenommen,
dass sich die Walze 247 relativ zu der Welle 235 drehen
kann. Die längliche
Walze 247 kann aus gewebten Maschen hergestellt sein, welche
aus Polypropylen, Polyethylen oder Polyvinylchlorid-Alkohol hergestellt sind;
jedoch kann eine Vielzahl von Materialien für die Walze 247 verwendet
werden, wie es dem Fachmann bekannt ist. Die Welle 235 kann
aus Polyvinylchlorid hergestellt sein; jedoch ist es dem Fachmann bekannt,
dass andere Materialien genauso verwendet werden können. Die
Hülsen 237, 246 und 250 können aus
Polypropylen hergestellt sein; jedoch können irgendwelche Materialien,
welche geeignete mechanische und chemische Eigenschaften aufweisen,
auch für
die Hülsen 237, 246 und 250 verwendet werden.
Die Welle 235 ist an ihren Endabschnitten 240 an
dem Lagerbock 121 gelagert, wobei die volle Welle 235 und
das Flanschteil 239 in Vertiefungen der Lagerböcke 121 aufgenommen
sind, wie es in 3 dargestellt ist.
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14–16 stellen
eine untere Walzenanordnung 253 der in 3 dargestellten
Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel 110 dar.
Eine untere Walzenanordnung 253 kann eine volle Welle 255,
zwei Walzenhülsen 261,
eine Wellenhülse 263, einen
Zahnkranz 265, eine Lagerbuchse 267 und eine Walze 265 aufweisen.
Die volle Welle 255 besitzt zwei Endabschnitte 257 und
einen Zwischenabschnitt 259. Die Walzenhülsen 261 sind
auf die zwei Endabschnitte 257 der Welle 255 aufge presst.
In ähnlicher
Weise ist die Wellenhülse 263 auf
den Zwischenabschnitt 259 aufgepresst. Der Zahnkranz 265 ist
auf einem Endabschnitt 257 aufgepresst. Eine Lagerbuchse 267 ist
in einen koaxialen Durchgang in der Walze 269 gepresst
und ist drehbar auf den Hülsen 263 und 261 gelagert.
Die Walze 269 kann aus gewebten Maschen aus Polypropylen,
Polyethylen oder Polyvinylchlorid-Alkohol oder aus einer Vielzahl anderer
Materialien, welche dem Fachmann bekannt sind, hergestellt sein.
Die Welle 255, die Lagerbuchse 267 und die Hülsen 263 und 261 können aus
den Materialien wie die vorab erwähnten gleichen Teile hergestellt
sein. Die Endabschnitte 257 der Welle 255 sind
in Vertiefungen in dem Lagerbock 121 (3)
aufgenommen und der Zahnkranz befindet sich mit einer Kette (nicht
dargestellt) in Eingriff und wird durch diese gedreht, um die unteren
Walzenanordnungen 253 anzutreiben. Jedoch können andere herkömmliche
Antriebsmechanismen eingesetzt werden, um die unteren Walzenanordnungen 253 anzutreiben.
Die Kette wird durch eine untere Walzenantriebsanordnung 128 angetrieben.
Die untere Walzenantriebsanordnung 128 kann ein Gleichstrommotor,
ein Wechselstrommotor, ein Schrittmotor oder ein Stellmotor sein.
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17 ist
eine Ansicht einer Antriebsanordnung 150 und von Greiferanordnungen 124 von oben. 18 ist
eine mehrschichtige Querschnittsansicht der in 17 dargestellten
Antriebsanordnung 150 und Greiferanordnungen 124 von
oben. 19A ist eine horizontale Querschnittsansicht
der in 17 dargestellten erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 150 und
Greiferanordnungen 124 entlang einer Linie 19-19 in 17. 20 ist
eine Querschnittsansicht der Greiferanordnungen 124, wobei
die Bewegung der Greiferanordnungen 124 dargestellt ist,
wenn das Substrat 217 durch die Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel 110 geführt wird.
In 18, 19A und 20 sind
die Greiferanordnungen 124 zur Übersichtlichkeit in einer vereinfachten
Form dargestellt. Im Betrieb wird ein Platinensubstrat 217 bei
der Eingangsstation 104 (in 1 dargestellt)
in die Beförderungsvorrichtung 110 eingeführt, auf
der Spur 119 eines der Module 102 geführt (in 3 dargestellt)
und entlang der Länge
einer seiner Kanten durch die Greiferanordnung 124 ergriffen
(17, 18, 19A und 20).
Wie in 17 dargestellt ist, wird das
Substrat 217 durch die Greiferanordnung 124 ergriffen, wenn
die Greiferanordnungen 124a die Ecke der Antriebsanordnung 150 umrunden,
und aufgrund der Bewegung der Kette 152 in Richtung A befördert. Wenn
die Greiferanordnung 124a in etwa das gegenüberliegende
Ende des Antriebsrahmens 156 umrundet, wobei dem Weg der
Kette 152 gefolgt wird, lässt die Greiferanordnung 124a das
Substrat 217 los, wobei sie das Substrat 217 die
Länge des
Antriebsrahmens 156 befördert
hat.
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Mit
Bezug auf 18 und 20 kommt
die Walze 206 bezüglich
der schwenkbaren Plattenhalterung 172 der Greiferanordnung,
um das Platinensubstrat 217 zu greifen, in Eingriff mit
einer Rampe 223, welche in die Richtung B (20)
nach unten geneigt ist. Die Rampe 223 ist eine Sammelschiene. Wenn
sich die Greiferanordnung 124 weiter in die Richtung A
bewegt, zwingt die Rampe 223 die Walze in Richtung B, wodurch
das T-förmige Teil 178 eine Kraft
auf die das Gehäuse
vorspannenden Teile 194 ausübt und sie in einer Richtung
B zusammendrückt (siehe 8, 10B, 10C und 10D). 10A stellt
die Greiferanordnung 124 dar, bevor sie mit der Rampe 223 in
Eingriff kommt. Wenn die Greiferanordnung mit der Rampe 223 in
Eingriff kommt, kommt die Dichtung 176 mit dem Armteil 172 in
Eingriff, noch bevor ein Substrat 217 in den Durchgang 174 eindringt
(10D). Die das Gehäuse vorspannenden Teile 194 werden
vor dem ersten und dem zweiten vorspannende Teil 200 und 202 zusammengedrückt, da
die das Gehäuse
vorspannenden Teile 194 schwächer sind. Da sich die Rampe 223 (20)
weiter in einer Richtung B nach unten vergrößert, drückt die Kraft, welche auf die
Walze 206 ausgeübt
wird (8, 10B, 10C und 10D), das erste und das zweite vorspannende Teil 200 und 202 zusammen,
wodurch sich die Erweiterung aus einer nicht in Eingriff befindlichen
Position ohne ein Substrat 217 (10D)
zu einer Zwischenposition (10B)
zu einer vollständig
in Eingriff befindlichen Position (10C) bewegt, wobei sich
die Erweiterung 212 von einer Öffnung 214 erstreckt
und in Berührung
mit dem Substrat 217 kommt, welches in den Durchgang 174 aufgenommen
wird (10C). Da die Gehäusefedern 194 weniger
biegesteif als das erste und das zweite vorspannende Teil 200 und 202 sind,
wird das T-förmige
Teil 178 anfänglich
in der Richtung B zusammengedrückt.
Durch die zwei Federn mit verschiedener Stärke kann sich das T-förmige Teil 178 in
Richtung B bewegen, wodurch die Dichtung 176 in Eingriff
mit dem Armteil 172 kommt, und das Erweiterungsteil 212 in
der Aushöhlung 186 verbleiben,
wodurch es vor der Plattierlösung
geschützt
wird, bis das Substrat 217 in den Durchgang 174 aufgenommen
ist, wobei zur gleichen Zeit das Substrat in Eingriff mit der Dichtung 176 kommt (10C) und somit die Erweiterung 212 vor
der Plattierlösung
isoliert ist. Die Erweiterung 212 befindet sich in einer
nicht in Eingriff befindlichen Position (10A),
wenn keine Kraft über
die das Gehäuse vorspannenden
Teile 194 auf das erste und das zweite vorspannende Teil 200 und 202 aufgebracht
wird. Die Erweiterung befindet sich in einer nicht in Eingriff befindlichen
Position ohne ein Substrat, wenn die Walze mit der Rampe 223 in
Eingriff kommt, aber kein Substrat 217 ist in dem Durchgang 174 vorhanden
(10D). Die Erweiterung 212 befindet sich
in der Zwischenposition (10B),
wenn die das Gehäuse
vorspannenden Teile 194 zusammengedrückt werden. Die Erweiterung
befindet sich in der in Eingriff befindlichen Position, wenn sie
sich von der Öffnung 214 erstreckt
(10C).
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Zur
gleichen Zeit, zu welcher sich die Walzen 206 der Greiferanordnungen 124 mit
der Rampe 223 in Eingriff befinden, fährt die schwenkbare Plattenhalterung 172 über eine
Leiste 225, so dass die Leiste 225 die schwenkbare
Plattenhalterung 172 in der Richtung C stützt, siehe 20.
Wenn darüber
hinaus die Walze die Rampe 223, welche eine Schiene ist,
berührt,
wird der Walze 206 Elektrizität zugeführt. Die Elektrizität fließt durch
die metallische Walze 206, durch den ersten Kontakt 197,
durch den Kontaktdraht 204, durch den zweiten Kontakt 199 und durch
die Erweiterung 212. Wenn die Erweiterung 212 das
Substrat 217 berührt,
dann wird das Substrat elektrisch geladen. Während die Greiferanordnungen das
Substrat greifen, es in Richtung A bewegen und das Substrat elektrisch
laden, wird die Plattierlösung von
dem Plattierlösungsvorratsbehälter 111 durch
die Flüssigkeitsbettanordnung 112 gepumpt (3–5).
Die Plattierlösung
dringt in den Einlass 136 ein und wird durch die Ablenkplatten 132 verbreitet
und durch die elektrisch geladenen Anodenschlitze 148 gezwungen,
wobei sie dann auf die oberen Walzenanordnungen 233 aufgebracht
wird, welche in Kontakt mit dem Substrat 217 stehen, und wird
dadurch auf das Substrat 217 übertragen, welches sich in
Kontakt mit den oberen Walzenanordnungen 233 befindet.
Sowohl ein Gleichstromelektroplattierverfahren oder einen Pulsplattierverfahren kann
verwendet werden, um das Substrat zu plattieren. Ein Beispiel eines
Pulsplattiersystems, welches verwendet werden kann, wird von Chemring
Plating Systems aus Kennett Square, Pennsylvania 19348 hergestellt.
Die Ablenkplatten 132 zwingen die Plattierlösung sich
gleichmäßig entlang
der Anode 134 zu verteilen und die Anode gleichmäßig entlang
der Oberfläche
davon zu verlassen. Ohne die Ablenkplatten 132 würde die
Plattierlösung
in den Einlass 136 eindringen und sich direkt zu den nächsten Löchern 148 bewegen,
wodurch sie die Anode 134 an konzentrierten Bereichen verlassen
würde.
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19B ist eine schematische Querschnittsansicht
einer anderen Ausführungsform
der Antriebsanordnung und Greiferanordnung mit einer Reinigungsvorrichtung 350 für die Erweiterung 212,
welche der elektrische Kontakt ist. Die Reinigungsvorrichtung 350 umfasst
eine Schleifscheibe 356, einen Motor 352 und eine
mit einer Feder gespannte vertikale Betätigungsvorrichtung 354.
Die Schleifscheibe 356 kann im Wesentlichen einen auf einer
Struktur angebrachten Diamantenstaub umfassen; jedoch können viele
andere Schleifoberflächen
verwendet werden. Der Motor 352 kann ein Elektromotor,
ein pneumatisch angetriebe ner Motor oder ein dem Fachmann bekannter
anderer Typ eines Motors sein. Die mit einer Feder vorgespannte
vertikale Betätigungsvorrichtung 354 kann
eine Spiralfeder oder ein anderes Teil sein, welches die nach unten
gerichtete Kraft der Vorrichtung 350 absorbiert. Die Reinigungsvorrichtung
ist auf dem Rückweg
der Antriebsanordnung 150 angebracht. Wenn die Greiferanordnung 124 entlang
der Rampe 358 fährt,
wird die Erweiterung 212 über die Dichtung 176 hinaus
gezwungen, während
zur selben Zeit die Schleifscheibe 356 durch die mit einer
Feder vorgespannte vertikale Betätigungsvorrichtung 354 in
die Richtung F in Berührung mit
der Erweiterung 212 bewegt wird. Diese Berührung bewirkt,
dass eine unerwünschte
Plattierung oder eine Oxidation von der Erweiterung 212 entfernt wird.
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Diese
erfindungsgemäße Ausführungsform ordnet
eine relativ große
Menge von absorbierenden Auftraganordnungen 116 in Kontakt
mit dem Substrat 217 an und sowohl die Anordnungen 116 als
auch das Substrat 217 befinden sich in der Nähe der Anode 134,
was zu einem hohen Metallionenaustausch führt. Darüber hinaus sorgt die relativ
große
Anzahl von Anordnungen 116 in Kontakt mit dem Substrat
für das
erwünschte
Plattieren von Löchern
und/oder Öffnungen
in dem Substrat 217.
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Wie
in 20 betrachtet werden kann, kann eine skiförmige Vorrichtung 227 die
Walze 206 ersetzen. Die skiförmige Vorrichtung 227 kann
aus einer Vielzahl von metallischen Materialien, wie z.B. Kupfer,
hergestellt sein.
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21–23 stellen
eine andere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
dar. Das Elektroplattiersystem mit Beförderungsmittel 100 umfasst zwei
Flüssigkeitsbettanordnungen 112,
einen unteren Anodenanordnungsdamm 277, obere und untere Lagerbockhalterungen 121,
absorbierende Auftraganordnungen 116 und Abschnitte eines
Gehäuses 108.
Die Beförderungsvorrichtung 114,
welche vorab diskutiert wurde, wird auch bei dieser Ausführungsform verwendet;
jedoch ist sie aus Gründen
der Übersichtlichkeit
in den 21 – 23 weggelassen worden.
Die in 23 dargestellte Flüssigkeitsbettanordnung 112 umfasst
einen Verteiler 130 und eine Anode 134. Der Verteiler 130 ist
ein im Wesentlichen rechtwinkliges Teil, welches einen Einlass 271,
einen Anschlussabschnitt 131 und einen Montageflansch 273 auf
gegenüberliegenden
Seiten des Verteilers 130 aufweist. Die Anode 134 besteht
aus einem im Wesentlichen rechtwinkligen ebenen Teil, welches aus
einem Material hergestellt ist, das für das Material des Substrats
geeignet ist, mit dort hindurch sich erstreckenden Löchern 148.
Wenn zum Beispiel das Substrat mit Kupfer plattiert wird, kann die
Anode 134 aus Kupfer sein und die Plattierlösung kann
ein Kupfersäurebad
sein. Die Anode kann zum Beispiel aus Titan oder Titan mit einer
Beschichtung sein. Darüber hinaus
kann die Anode 134 keine Aktivanode und aus einem neutralen
Stoff, wie z.B. Titan oder Titan mit einer Beschichtung sein, und
die Plattierlösung kann
ein Zinnbad sein. Jedoch ist es für den Fachmann klar, dass eine
Vielzahl von Anoden und Plattierlösungen eingesetzt werden kann.
Die Anode 134 ist an ihrem Umfang durch Schrauben 275 aus
rostfreiem Stahl mit dem Verteiler verbunden und die Flüssigkeitsbettanordnung 112 ist
dann mit dem Gehäuse
(nicht dargestellt) verbunden.
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Der
in 21 dargestellte untere Anodenanordnungsdamm 277 umfasst
vier vertikale Wände, welche
eine rechtwinklige Form ausbilden, wobei die gegenüberliegenden
Seitenwände
Vertiefungen 279 definieren. Die Wellen 235 und 257 der
oberen und unteren Walzenanordnungen 233 und 253 sind
in den Vertiefungen 279 aufgenommen. Der untere Anodenanordnungsdamm 277 besitzt
an einem Ende davon auch einen ausgeschnitten Abschnitt 281,
welcher das röhrenförmige Einlassteil 271 des
Verteilers 130 aufnimmt. Der untere Anodenanordnungsdamm 277 wird
durch die Flüssigkeitsbettanordnung 112 gelagert
und ist durch Befestigungsmittel (nicht dargestellt) mit der Anode 134 verbunden.
Die vertikalen Wände
sind eingekerbt, um in den obe ren und unteren Lagerbockhalterungen 121 aufgenommen
zu werden, siehe 22.
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Die
oberen und unteren Walzenanordnungen 233 und 253,
welche mit mehr Details in 11–16 dargestellt
und vorab beschrieben sind, sind drehbar in den oberen und unteren
Lagerbockhalterungen 121 aufgenommen. Die oberen Lagerböcke 121 weisen
Vertiefungen 283 auf, welche eine entsprechende Welle 235 und
ein entsprechendes Flanschteil 239 der oberen Rollenanordnungen 233 aufnehmen.
Auf ähnliche
Weise weisen die unteren Lagerblöcke 121 Vertiefungen 183 auf,
welche derart ausgestaltet sind, dass sie eine entsprechende Welle 235 und
ein entsprechendes Flanschteil 239 einer entsprechenden
unteren Walzenanordnung 253 aufnehmen. Die unteren und
oberen Lagerbockhalterungen 121 sind fest durch irgendwelche herkömmlichen
Befestigungsmittel, was Schrauben, Bolzen, Nieten, usw. einschließt, mit
dem Gehäuse 108 verbunden.
Im Betrieb dringt die Plattierlösung durch
den Einlass 271 des Verteilers in die Flüssigkeitsbettanordnung 112 ein
und verlässt
die Flüssigkeitsbettanordnung 112 durch
die Anodenlöcher 148 und
wird auf die Walzenanordnungen 233 und 253 der
absorbierenden Auftraganordnungen 116 aufgebracht, wobei
die Plattierlösung
auf beide Seiten des Substrats befördert wird, wenn es sich über die
absorbierenden Auftraganordnungen 116 bewegt. Der untere
Anodenanordnungsdamm 277 verhindert, dass die Plattierlösung über die
Seiten der Flüssigkeitsbettanordnung 112 gespült wird,
wenn sie aus den Anodenlöchern 148 austritt,
wodurch die Lösung auf
die absorbierenden Auftraganordnungen 116 umgeleitet wird.
Der untere Anodenanordnungsdamm 277 erzeugt ein Reservoir
bezüglich
der Plattierlösung,
wodurch die Rollenanordnungen 116 mit der Plattierlösung nass
gehalten werden. Dies bewirkt, dass das Substrat 217 auch
mit der Plattierlösung nass
gehalten wird, wodurch verhindert wird, dass das Substrat 217 "verbrennt". Verbrennen bedeutet, dass
das Substrat 217, nachdem es elektroplattiert worden ist,
verdunkelte, ungleichmäßig aufgetragene Schichten
aufweist, was mit hohen Stromdichten oder einem Mangel an zu plattierendem
Metall oder einer Kombination von beiden verbunden ist. Dieses Verbrennen
kann verhindert werden, indem das Substrat mit der Plattierlösung nass
gehalten wird.
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24 ist
eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel 110,
welche absorbierende Auftraganordnungen 116 in der Form
von Blockteilen 285 aufweist. Diese Ausführungsform
umfasst die unteren Walzenanordnungen 253, wie es vorab
beschrieben ist, welche unterhalb des Substrats 217 angeordnet
sind, und Blockteile 285, welche aus einem absorbierenden
Material hergestellt sind und über
den Löchern 148 der
Anode 134 angebracht sind, so dass die Plattierlösung, welche
durch die Flüssigkeitsbettanordnung 112 gepumpt
wird, bei den Löchern 148 in
der Anode 134 austritt und zu dem Substrat gefördert wird.
Die Blockteile 285 können
aus Polyethylen, Polypropylen oder Polyvinyl-Alkohol oder aus irgendeinem
anderen Material, welches flexibel und absorbierend und chemisch
passend ist, hergestellt werden. Bei dieser Ausführungsform befinden sich die
Blockteile 285 in einem direkten Kontakt mit dem Substrat;
jedoch können
die Blockteile 285 auch beabstandet von dem Substrat angeordnet
sein.
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25–27 stellen
eine andere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel 110 dar,
wobei sich angetriebene absorbierende Auftraganordnungen 116 mit
dem Boden des Substrats 217 in Eingriff befinden (26)
und die Plattierlösung
von dem Boden des Substrats 217 durch die Anode 134 aufgebracht
wird. Bei dieser Ausführungsform
werden nur eine Flüssigkeitsbettanordnung 112 und
eine Reihe von absorbierenden Auftraganordnungen 116 verwendet.
Das Substrat 217 bewegt sich über die Spur 119,
welche durch die absorbierenden Auftraganordnungen 116 definiert
wird. Die absorbierenden Auftraganordnungen 116 sind oberhalb
der Flüssigkeitsbettanordnung 112 angeordnet.
Die Flüssigkeitsbettanordnung 112 umfasst
einen Verteiler 130, mehrere Ablenkplatten 132 und
eine Anode 134, wie es vorab beschrieben ist. Die Plattierlösung wird durch
die Flüssigkeitsbettanordnung 112 gepumpt, tritt
bei den Anodenlöchern 148 aus
der Anode 134 aus und wird auf die absorbierenden Auftraganordnungen 116 aufgebracht.
Wie in 26 dargestellt ist, sind die
absorbierenden Auftraganordnungen 116 von der Anode 134 beabstandet;
jedoch können
die absorbierenden Auftraganordnungen 116 die Anode 134 auch
berühren.
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28–30 stellen
eine andere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel 110 dar,
wobei das Substrat 217 zwischen zwei Reihen von absorbierenden
Auftraganordnungen 116 angeordnet ist und die Plattierlösung auf
die obere Seite und die Unterseite des Substrats 217 aufgebracht
wird. Diese Ausführungsform
der Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel 110 umfasst
zwei Flüssigkeitsbettanordnungen 112,
zwei Reihen von absorbierenden Auftraganordnungen 116,
die oberen Walzenanordnungen 233 und die unteren Walzenanordnungen 253,
wobei die unteren Walzenanordnungen 253 angetriebene Teile
sind und sich die oberen Walzenanordnungen 233 frei drehen.
Jede Flüssigkeitsbettanordnung 112 umfasst
einen Verteiler 130, eine Mehrzahl von Ablenkplatten 132 und
eine Anode 134, wobei alle davon vorab beschrieben worden
sind. Das Substrat 217 wird durch die unteren Walzenanordnungen 253 und
die Beförderungsvorrichtung 114 (aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt) angetrieben. Die Plattierlösung wird auf beide Seiten des
Substrats 217 durch die Flüssigkeitsbettanordnungen 112 aufgebracht.
Die Lösung
wird aus den Löchern 148 der
Anoden 134 auf die absorbierenden Auftraganordnungen 116 gepumpt,
welche sich in Kontakt mit dem Substrat 217 befinden. Alternativ kann
die Plattierlösung
durch nur eins der zwei Flüssigkeitsbettanordnungen 112 gepumpt
werden, wodurch nur eine Oberfläche
des Substrats 217 elektroplattiert wird. Diese Ausführungsform
weist Sprühstreben 248 auf,
welche jeweils Sprühdüsen 249 zum Benetzten
des Substrats 217 mit der Plattierlösung aufweisen, bevor die absorbierenden
Auftraganordnungen 116 in Eingriff kommen. Indem das Substrat eingeweicht wird,
bevor das Substrat elektroplattiert wird, ist das Substrat nicht
dafür anfällig, dass
es während
des Elektroplattierverfahrens keine Lösung mehr aufweist und dadurch
als ein Ergebnis eine unebene "verbrannte" elektroplattierte
Oberfläche
aufweist. Die Sprühstreben 248 weisen
Düsen 249 auf, welche
damit verbunden sind und die Plattierlösung auf das Substrat 217 sprühen. Die
Sprühstreben
weisen eine Flüssigkeitsverbindung
mit dem Plattierlösungsvorratsbehälter 111 auf.
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31–33 stellen
eine andere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel 110 dar,
wobei das Substrat 217 oberhalb der angetriebenen absorbierenden
Auftraganordnungen 116 angeordnet ist und die Plattierlösung durch
die Anode, welche oberhalb des Substrats 217 angeordnet
ist, zugeführt wird.
Bei dieser Ausführungsform
umfasst die Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel 110 eine Flüssigkeitsbettanordnung 112,
welche neben den Walzenanordnungen 116 angeordnet ist.
Die Plattierlösung
wird durch die Flüssigkeitsbettanordnung 112 gepumpt
und tritt aus den Anodenlöchern 148 auf
die Walzenanordnungen 116 aus, welche sich im Kontakt mit
dem Substrat 217 befinden.
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34–37 stellen
noch eine andere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
dar, wobei sich das Substrat 217 zwischen oberen und unteren Walzenanordnungen 233 und 253 befindet
und die Plattierlösung
durch einen Flüssigkeitsdurchgang, welcher
durch die oberen und unteren Walzenanordnungen 233 und 253 definiert
ist, zugeführt
wird. Bei dieser Ausführungsform
einer Elektroplattiervorrichtung mit Beförderungsmittel 110 wird
die Plattierlösung
durch ein Zuführsystem 300 zu
den absorbierenden Auftraganordnungen 116 befördert, so
dass die Plattierlösung
in einen Flüssigkeitsdurchgang 301 der
absorbierenden Auftraganordnungen 116 eindringt (37)
und mit Bezug auf die absorbierenden Auftraganordnungen 116 radial
verteilt wird. Die Anode 302 weist ein Profil auf, welches den
absorbierenden Auftraganordnungen 116 derart entspricht,
dass sich die Anode 302 in Kontakt mit den absorbierenden
Auftraganordnungen 116 befindet oder mit einem relativ
kleinen Abstand entfernt davon beabstandet ist. Zum Beispiel kann
die Anode 302 bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ungefähr 0,125
Zoll bis 0,25 Zoll entfernt von den absorbierenden Auftraganordnungen
sein. Diese Ausführungsform
vermeidet einen Verteiler und Ablenkplatten. Die absorbierenden
Auftraganordnungen 116 bilden zwei Reihen von absorbierenden
Auftraganordnungen 116, die oberen und unteren Walzenanordnungen 233 und 253,
wobei das Substrat 217 dort hindurch geführt wird
und die unteren Walzenanordnungen 233 angetrieben sind.
Das Rohrsystem 300 umfasst mehrere Rohre 303,
welche die Plattierlösung
von einer Hauptleitung 304 jeder der oberen Walzenanordnungen 233 zuführt. Obwohl
die Plattierlösung
nur durch die oberen Walzenanordnungen 233 zugeführt wird,
kann die Lösung
sowohl von den oberen als auch von den unteren Walzenanordnungen 233 und 253 dem
Substrat 217 zugeführt
werden.
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38 und 39 stellen
obere Walzenanordnungen 233 der in 34–37 dargestellten erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel
dar. Die obere Walzenanordnung 233 ist ein röhrenförmiges Teil,
welches einen Flüssigkeitsdurchgang 306 definiert.
Eines der mehreren Rohre 303 ist mit dem Flüssigkeitsdurchgang 306 verbunden,
so dass die Plattierlösung
von der Plattierlösungsquelle
(nicht dargestellt) durch die Hauptrohrleitung 304, durch
die mehreren Rohre 303 und in den Flüssigkeitsdurchgang 306 gefördert wird.
Das röhrenförmige Teil
ist aus einem porösen
Kunststoff, wie z.B. Polyvinylchlorid oder einer Keramik, hergestellt,
so dass die Plattierlösung,
welche in den Flüssigkeitsdurchgang 306 eindringt,
durch das röhrenförmige Teil
radial an das Substrat 217 verteilt wird.
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40 und 41 stellen
eine andere Ausführungsform
einer absorbierenden Auftraganordnung 116 der erfindungsgemäßen E lektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel 110 dar,
welche Borsten 310 aufweist, die von dem Umfang davon hervorragen
und einen Flüssigkeitsdurchgang 308 dort
hindurch definieren, um die Plattierlösung an das Substrat 217 zu
fördern.
Diese Ausführungsform
der absorbierenden Auftraganordnungen 116 umfasst ein hohles
Wellenteil 309 und eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden
Bürstenborsten 310.
Die Bürstenborsten 310 erstrecken
sich um den gesamten Umfang der Welle 308 herum. Die Bürstenborsten 310 umfassen
ein U-förmiges
längliches
Kanalteil (nicht dargestellt), in welches sich die Borsten erstrecken.
Das Kanalteil ist derart geheftet, dass es mit den Borsten verbunden
ist, und das längliche
Teil ist dann um die Welle 308 herum gewickelt, wo das
Kanalteil durch Klebstoff, Haltevorrichtungen oder andere Befestigungsmittel
damit verbunden sein kann. Die Rohre 303, welche die Plattierlösung zuführen, befinden
sich in Flüssigkeitsverbindung
mit dem Flüssigkeitsdurchgang 308.
Die Plattierlösung
wird zu dem Flüssigkeitsdurchgang
gefördert
und nach außen
auf das Substrat 217 verteilt, welches sich in Kontakt
damit befindet. Die Welle 308 ist aus einem porösen Kunststoff
hergestellt, welcher ermöglicht, dass
die Plattierlösung
radial nach außen
und durch den Kunststoff hindurch verteilt wird. Die Borsten 310 führen dann
die Plattierlösung
dem Substrat zu. Die Borsten 310 können aus Polypropylen oder
aus irgendeinem anderen geeigneten Material hergestellt sein.
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42 und 43 stellen
eine noch andere Ausführungsform
einer absorbierenden Auftraganordnung 116 der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung
mit Beförderungsmittel 110 dar,
welche eine flache Bürste
aufweist und einen Flüssigkeitsdurchgang 316 dort
hindurch definiert, um die Plattierlösung zu befördern. Bei dieser Ausführungsform umfassen
die absorbierenden Auftraganordnungen 116 jeweils ein röhrenförmiges Teil 314,
welches einen Flüssigkeitsdurchgang 316 und
einen Längsschlitz 318 definiert,
welcher sich über
der Länge
des röhrenförmigen Teils 314 erstreckt.
Die absorbierenden Auftraganordnungen 116 weisen darüber hinaus eine
Mehrzahl von Bürstenborsten 320 auf,
welche sich von dem röhrenförmigen Teil 314 radial
erstrecken und einen Abschnitt des Umfangs des röhrenförmigen Teils 314 überdecken,
wodurch eine flache Bürste
ausgebildet wird. Die Plattierlösung
wird von den mehreren Rohren 303 zu dem Flüssigkeitsdurchgang 316 des
röhrenförmigen Teils 314 zugeführt und wird
durch den geschlitzten Abschnitt 318 des röhrenförmigen Teils 314 an
die Bürstenborsten 320 gerichtet.
Die Borsten 320 befinden sich mit dem Substrat 217 in
Eingriff und bringen die Plattierlösung darauf auf. Es ist klar,
dass alle in 38–43 dargestellten
absorbierenden Auftraganordnungen 116 ohne einen Flüssigkeitsdurchgang
darin hergestellt werden können
und somit ausgestaltet sind, um bei den in 1–33 dargestellten
erfindungsgemäßen Ausführungsformen
eingesetzt zu werden.