DE887433C

DE887433C - Process for the galvanic formation of smooth and thin metal layers

Info

Publication number: DE887433C
Application number: DEL10123A
Authority: DE
Inventors: Karl Alexander Dr Egerer
Original assignee: Loewe Opta GmbH
Current assignee: Loewe Opta GmbH
Priority date: 1951-09-16
Filing date: 1951-09-16
Publication date: 1953-08-24

Description

Verfahren zur galvanischen Bildung glatter und dünner Metallschichten Für viele technische Aufgaben ist es notwendig, außerordentlich dünne und zugleich glatte Metallschichten zu bilden. Eine solche Aufgabe liegt z. B. bei der Bildung diamagnetischer Füllschichten für schmale Magnetspalte vor. Solche Magnete finden beispielsweise Anwendung in Magnettonbandgeräten, in denen die Breite des Spaltes sehr gering gehalten werden muß, damit ohne Anwendung allzu hoher Laufgeschwindigkeiten des Bandes auch die höheren Hörfrequenzen im Gebiet von etwa 6ooo bis 8ooo Hz noch einwandfrei wiedergegeben werden können. Mit den bisherigen technischen Arbeitsmöglichkeiten gelangt man für diese Aufgaben zu Spaltbreiten bis zu etwa io,u, die man dadurch verwirklicht, daß zwischen die beiden eben geschliffenen Polschuhflächen des Magneten eine dünne Kupferfolie dieser Stärke gelegt wird.Process for the galvanic formation of smooth and thin metal layers For many technical tasks it is necessary to be extremely thin and at the same time to form smooth metal layers. Such a task is z. B. in education diamagnetic filling layers for narrow magnetic gaps. Find such magnets for example use in magnetic tape recorders, in which the width of the gap must be kept very low so that running speeds are not used too high of the band, the higher audio frequencies in the region of around 6,000 to 8,000 Hz can be reproduced properly. With the previous technical work options for these tasks you get gap widths of up to about io, u, which you get as a result realizes that between the two flat-ground pole pieces of the magnet a thin copper foil of this thickness is placed.

Die Notwendigkeit, mit möglichst geringen Bandgeschwindigkeiten auszukommen und damit an Tonträgermaterial zu sparen, läßt es jedoch wünschenswert erscheinen, die Spaltbreite noch weiter herabzusetzen, und zwar in die Größenordnung von nur i ,u herab. Dies läßt sich durch Metallfolien jedoch nicht mehr verwirklichen. Es ist daher von der Patentinhaberin bereits vorgeschlagen worden, einen diamagnetischen Belag auf einer ebenen Polschuhfläche auf galvanischem Wege herzustellen. Grundsätzlich kann man hier auf beinahe jede gewünschte Schichtdicke heruntergehen. Ein Mangel dieses Verfahrens kann sich jedoch dann zeigen, wenn die mit der diamagnetischen Schicht, z. B. einer Kupferschicht, zu beziehende Fläche nicht vollkommen eben ist oder wenn die Stromverteilung bei der galvanischen Verkupferung nicht genau gleichmäßig über die gesamte Fläche hinweg stattfindet. In diesen Fällen kann es geschehen, daß sich auf der aufgetragenen Metallschicht noch kleine Erhöhungen oder Vertiefungen befinden, die das Verwirklichen der gewünschten sehr geringen Spaltbreiten erschweren.The need to get by with the lowest possible belt speeds and thus to save on sound carrier material, however, makes it appear desirable reduce the gap width even further, in the order of only i, u come down. However, this can no longer be achieved with metal foils. It has therefore already been proposed by the patentee, a diamagnetic Manufacture coating on a flat pole shoe surface by galvanic means. Basically you can go down to almost any desired layer thickness here. A lack However, this process can show up when those with the diamagnetic Layer, e.g. B. a copper layer, the surface to be covered is not completely flat or if the current distribution with galvanic copper plating is not exactly even takes place over the entire area. In these cases it can happen that there are still small bumps or depressions on the applied metal layer that make it difficult to achieve the very narrow gap widths required.

Zur Beseitigung solcher Nachteile wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein neuartiges galvanisches Herstellungsverfahren angegeben, das den Vorteil hat, nicht nur speziell bei der Herstellung diamagnetischer Schichten, sondern ganz allgemein bei der Bildung sehr dünner und zugleich sehr glatter metallischer Oberflächenschichten angewendet werden zu können, z. B. bei der Herstellung feinster Spiegel oder reflexmindernder Schichten auf optischen Gegenständen, wie Linsen od. dgl.To eliminate such drawbacks, according to the present invention a new kind of galvanic Manufacturing process specified that has the advantage, not only especially in the production of diamagnetic layers, but more generally in the formation of very thin and at the same time very smooth metallic ones Surface layers can be applied, e.g. B. in the production of the finest Mirrors or anti-reflective layers on optical objects such as lenses or like

Erfindungsgemäß werden dünne und zugleich sehr glatte galvanische Metallschichten auf entsprechenden metallischen Oberflächen dadurch hergestellt, daß zunächst eine Auftragung der galvanischen Schicht in einer solchen Menge erfolgt, daß die Schichtdicke zuerst ein Mehrfaches der an sich gewünschten beträgt. Wenn hierbei von Anfang an auf der zu beziehenden Fläche kleine Unebenheiten vorhanden waren, so werden diese beim Auftragen einer relativ starken Schicht schon mehr oder weniger ausgeglichen. In einem zweiten Arbeitsgang wird nun die elektrolytische Spannung umgepolt und dadurch ein Teil der aufgetragenen Schicht auf galvanischem Wege wieder entfernt.According to the invention, thin and at the same time very smooth galvanic Metal layers on corresponding metallic surfaces produced by that the galvanic layer is first applied in such an amount that that the layer thickness is first a multiple of what is actually desired. if there are small bumps on the area to be covered right from the start if a relatively thick layer is applied, these will be more or less balanced. In a second step, the electrolytic The polarity of the voltage is reversed and part of the applied layer is galvanized Paths removed again.

Dieses galvanische Abtragungsverfahren, das für gewisse Zwecke, jedoch nicht speziell zur Herstellung außerordentlich dünner Schichten, an sich bekannt war, hat die vorteilhafte Wirkung, daß der das Metall wieder abtragende Strom an solchen Stellen besonders dicht ist, an denen kleine Erhöhungen in der Metallschicht vorliegen. An diesen Stellen erfolgt infolge der Spitzenwirkung eine stärkere Metallabtragung, und dies trägt dazu bei, die Oberfläche noch weiter zu glätten. Wenn es beispielsweise erforderlich ist, zur Verwirklichung einer aufzutragenden Schichtdicke von etwa 2,u eine bestimmte Metallmenge galvanisch aufzubringen, die durch das Produkt aus Stromstärke und Einwirkungszeit von der Größe a gegeben ist, so wird man erfindungsgemäß zunächst eine Schicht herstellen, die durch das Produkt Stromstärke mal Zeit im Betrag von n - a gegeben ist. Hierauf wird der galvanische Strom umgepolt, so daß die vorher gebildete Metallschicht wieder abgetragen wird, und zwar werden Stromstärke und Zeit für diesen Abtragungsvorgang so bemessen, daß ihr Produkt gleich (zz - i) - a ist. Dann hat man die Gewähr, daß die von vornherein gewünschte Schichtdicke verwirklicht ist und daß sie zugleich eine derart glatte und ebene Oberfläche aufweist, wie sie durch alle bisher bekannten Verfahren nicht zu erreichen ist.This galvanic ablation process, which was known per se for certain purposes, but not specifically for the production of extremely thin layers, has the advantageous effect that the current which removes the metal again is particularly dense at those points where there are small bumps in the metal layer . At these points, more metal is removed as a result of the tip effect, and this helps to smooth the surface even further. If, for example, it is necessary to apply a certain amount of metal by electroplating in order to achieve a layer thickness of about 2 u, which is given by the product of current strength and exposure time of size a, then according to the invention, a layer will first be produced which is carried out by the product Amperage times time in the amount of n - a is given. The polarity of the galvanic current is then reversed, so that the previously formed metal layer is removed again, and the current strength and time for this removal process are measured in such a way that their product is equal to (zz - i) - a . Then you have the guarantee that the layer thickness desired from the outset has been achieved and that it at the same time has such a smooth and even surface that cannot be achieved by any previously known method.

Von Vorteil ist es, die an dem Galvanisiervorgang beteiligten Elektroden in den von ihnen gebildeten Ebenen während des elektrolytischen Stromdurchgangs relativ zueinander zu bewegen, z. B. die eine gegen die andere zu drehen.It is advantageous that the electrodes involved in the electroplating process in the planes formed by them during the passage of electrolytic current to move relative to each other, e.g. B. to turn one against the other.

In der Zeichnung wird der Erfindungsgedanke an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert: Fig. i stellt schematisch und in starker Vergrößerung den Endzustand einer galvanischen Aufbringung einer sehr dünnen Metallschicht dar. Mit i ist der obere Teil der zu galvanisierenden Metallfläche dargestellt, der an den Stellen 2 und 3 kleine Unebenheiten besitzen möge. Die galvanisch aufgebrachte Metallschicht q.; die die durchschnittliche Stärke d hat, wird dann an den entsprechenden Stellen, wenn die Auftragung dieser Schicht in der üblichen Weise erfolgt, ebenfalls Erhöhungen 5 bzw. 6 aufweisen.In the drawing, the concept of the invention is illustrated using exemplary embodiments explained in more detail: FIG. i shows the final state schematically and in great magnification a galvanic application of a very thin metal layer. With i is the The upper part of the metal surface to be electroplated is shown at the points 2 and 3 may have small bumps. The galvanically applied metal layer q .; which has the average thickness d is then at the appropriate places, if this layer is applied in the usual way, there are also elevations 5 and 6 respectively.

Fig. 2 läßt das erste Stadium des erfindungsgemäßen Verfahrens erkennen: Auf dem zu galvanisierenden Körper i mit den Erhöhungen 2 und 3 ist jetzt eine Schicht 7 aufgebracht, für die ein Mehrfaches des Produktes aus Stromstärke und Zeit angewendet worden ist, als es zur Herstellung einer Schicht von der Dicke d erforderlich wäre. Die Dicke der so aufgetragenen Schicht betrage somit beispielsweise das Dreifache (3d) der an sich gewünschten. Hierbei ist zunächst festzustellen, daß die auf der Außenfläche dieser galvanischen Schicht noch in Erscheinung tretenden, den Erhöhungen 2 und 3 entsprechenden Erhöhungen 8 und 9 infolge der stärkeren Schicht weniger hervortreten als im Falle der Fig. i.Fig. 2 shows the first stage of the method according to the invention: A layer 7 is now applied to the body i to be electroplated with the elevations 2 and 3, for which a multiple of the product of current strength and time has been used than for the production of a Layer of thickness d would be required. The thickness of the layer applied in this way is thus, for example, three times (3d) that which is desired per se. It should first be noted here that the elevations 8 and 9 still appearing on the outer surface of this galvanic layer and corresponding to the elevations 2 and 3 are less prominent than in the case of FIG. 1 due to the thicker layer.

Fig.3 zeigt schließlich den Zustand nach dem zweiten Stadium des Galvanisiervorganges gemäß der Erfindung: Durch Umpolen der Elektroden ist der überschüssige Teil der aufgetragenen galvanischen Schicht wieder abgetragen worden. Da diese Abtragung an den Stellen 8 und 9 (Fig. 2) infolge der dort auftretenden elektrischen Spitzenwirkung stärker erfolgt als an den übrigen Stellen, ergibt sich nach erfolgtem Abtragen .eine auch für höchste Ansprüche ausreichende vollkommen glatte Oberfläche der nunmehr wieder auf die Dicke d reduzierten galvanischen Schicht q..Finally, FIG. 3 shows the state after the second stage of the electroplating process According to the invention: By reversing the polarity of the electrodes, the excess part is the applied galvanic layer has been removed again. Since this removal at points 8 and 9 (Fig. 2) as a result of the electrical peak effect occurring there occurs more strongly than in the other places, results after the removal has taken place .A completely smooth surface that is now sufficient for the highest demands again to the thickness d reduced galvanic layer q ..

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method of galvanic formation very smooth and at the same time thin metallic layers, especially for the production of diamagnetic ones Filling layers for magnetic gaps, e.g. B. in heads of magnetic recorders, characterized in that that the layer is initially applied in opposite to the final multiple thickness and then electrolytically removing the excess amount by reversing the direction of the current is removed again.

2. The method according to claim i, characterized in that if a product of current strength and time of size a is required to achieve a certain layer thickness on a given area, first a product of current strength and time of size n a is brought into effect and then the (n - i) a = times the amount is removed again.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that the electrodes during the application or removal in parallel planes moved relative to each other, z. B. rotated will.