EP0946794A1 - Verfahren und vorrichtung zum präzisen elektrolytischen abscheiden und ätzen von metallschichten auf leiterplatten und -folien in durchlaufanlagen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum präzisen elektrolytischen abscheiden und ätzen von metallschichten auf leiterplatten und -folien in durchlaufanlagen

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Publication number
EP0946794A1
EP0946794A1 EP97953640A EP97953640A EP0946794A1 EP 0946794 A1 EP0946794 A1 EP 0946794A1 EP 97953640 A EP97953640 A EP 97953640A EP 97953640 A EP97953640 A EP 97953640A EP 0946794 A1 EP0946794 A1 EP 0946794A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact elements
gripping points
distance
parts
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97953640A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jacques Denis
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Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Atotech Deutschland GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Atotech Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Publication of EP0946794A1 publication Critical patent/EP0946794A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/16—Apparatus for electrolytic coating of small objects in bulk
    • C25D17/28—Apparatus for electrolytic coating of small objects in bulk with means for moving the objects individually through the apparatus during treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/06—Suspending or supporting devices for articles to be coated
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/241—Reinforcing the conductive pattern characterised by the electroplating method; means therefor, e.g. baths or apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for the precise electrolytic deposition or removal of metals by etching or etching into the edge region of printed circuit boards and foil in continuous systems.
  • the quality of the circuit board is determined, among other things, by the layer thickness distribution on the surface and in the boreholes.
  • the layer thickness on the surface and in the drill holes in the edge area of a panel differs greatly from the layer thickness on the other surface areas.
  • the thickness deviations can have positive as well as negative values.
  • the Number of contact clips, their shape and insulation, the quality and quality of the contact surface of the contact clips, the geometry of the anodes and the bending elements as well as the distance of a panel to the next one in the transport direction in the continuous system.
  • Document DE 42 05 660 C 1 describes a method for improving the layer thickness distribution in the edge region of workpieces fastened to cathode rails, for example printed circuit boards which are galvanized. Due to the voltage drop in the cathode rail and / or in the workpiece frames, electrical voltage differences occur between adjacent workpieces. These differences in tension cause differences in layer thickness in the edge area of neighboring workpieces. These differences in layer thickness are avoided by temporarily feeding current into the cathode rails and / or into the frames from opposite sides. This compensates for the voltage drop in the rails and racks.
  • the optimization of the layer thicknesses on the workpieces does not affect the layer thickness fluctuations in the immediate area of the clamp gripping points.
  • EP-A-0 254 030 describes a horizontal continuous system for the electrolytic application of metal to plate-shaped objects, such as printed circuit boards. All-round contact elements in the form of brackets grip the plates. The brackets are used to transport the panels and at the same time to supply the electroplating current. The brackets and thus also the plates have cathodic potential. To avoid clip metallization, the electrically conductive clip is usually provided with an insulating layer except for a small contact area. For electrical and mechanical reasons, the brackets have certain minimum dimensions. Several brackets take advantage of a printed circuit board.
  • a disadvantage of this device is that the electrical field in the clamp area is shielded in an unfavorable manner. The consequence of this are large differences in layer thickness in the respective bracket area. Furthermore, the properties of the contact areas, the electrical contact resistance or resistance of the contact areas and the entire current path from the direct current source via lines and screw connections determine the layer thickness. Almost no metal is deposited under a bracket. To do this, excessive copper is deposited between two clamps. These differences could also not prevent a marginal picture. The large layer thickness differences decrease towards the benefit center. The edge area of the circuit board use, in particular from the clamp area, cannot be used for the circuit boards to be cut out. The quality of the adjoining areas is worse than average due to the large fluctuations in layer thickness.
  • the width of the non-usable edge area depends on the specified tolerance of the electroplating layer thickness. This tolerance is small, especially in fine conductor technology, which is becoming more and more widespread. In practice, the edge strip width that cannot be used is between 25 and 50 millimeters due to the influence of the clips. Despite the cutting off of this edge area, if several factors come together unfavorably, the differences in layer thickness on the remaining plate can be so great that rejects arise. In addition, cutting off the peripheral areas creates considerable costs. At a transport speed of to
  • Example 1 meter per minute and an unusable strip width of 25
  • the daily loss in two-shift operation is therefore about 25 square meters.
  • DE 1 95 04 51 7 C 1 describes a method and a device for electroplating plate-like items to be treated in horizontal continuous systems.
  • the material to be treated preferably printed circuit boards, is gripped by clips.
  • the brackets are used for power transmission and for transporting the printed circuit boards.
  • the problem underlying the invention is to avoid the disadvantages of the known methods and devices and, in particular, to significantly reduce the differences in layer thickness that occur during the plating process on the printed circuit board and in particular in the area of the clamps, and thus to utilize the usable area with consistently high quality requirements to increase the layer thickness distribution and to significantly reduce the reject rate caused by layer thickness differences in the area near the edge.
  • the method according to the invention for the precise electrolytic deposition of metal layers up to the edge area of printed circuit board and foil foil in a continuous system comprises the following method steps:
  • the device according to the invention used to carry out the method has
  • the contact elements are arranged so that they can take advantage of one or two opposite edge areas.
  • the continuous system consists of several system parts arranged one behind the other in the transport direction.
  • the contact elements are arranged so that the benefits in different parts of the system can be grasped at different contact gripping points.
  • the contact elements are preferably arranged such that they are at equal distances T from one another. As a result, the contact elements always take advantage of the same part of a system.
  • This offset V is preferably set to a value which results from the quotient of the distance T between the contact elements and the number of system parts arranged one behind the other.
  • the offset can be kept constant by electrical synchronization of the drives of the contact elements in the system parts.
  • a control designed in this way is used for the drives of the contact elements in the system parts so that the contact gripping points can be displaced by a predeterminable constant distance V on the use of system part to system part.
  • phase position of the rotating contact elements, for example brackets, of each system part can also be adjusted by electrical or mechanical synchronization.
  • the distance V of the contact gripping points from system part to system part can be kept constant.
  • the drives of the contact elements in the system parts are designed in a corresponding manner.
  • the synchronization of the drives is not limited to the electrical synchronization.
  • phase synchronization can be implemented in the same way.
  • the rotating brackets in each system section are mechanically adjusted in their phase relationship to one another.
  • Appropriate mechanical Adjustment points for example in the form of set screws, are provided.
  • FIG. 1 Example of the course of the layer thickness in the clamp area, obtained using a method according to the prior art, and a schematic plan view of the associated section of the circuit board use;
  • Figure 2 Examples of the course of the layer thickness at the edge of the panel transverse to
  • Figure 3 Schematic view of the device according to the invention.
  • FIG. 4 Example of the course of the layer thickness in the bracket area with contact gripping points that are simply offset according to the invention and the associated cut-out in plan view;
  • FIG. 5 Example of the course of the layer thickness in the clamp area with contact gripping points which are staggered twice according to the invention and a schematic top view of the associated cut-out section;
  • FIG. 6 Resulting layer thickness distributions on the edge of the printed circuit board, transverse to the transport direction, according to the examples in FIGS. 4 and 5.
  • the course of the layer thickness is on one Printed circuit board or foil use 1 8 shown in the clamp area in the transport direction 1 3.
  • absolute layer thicknesses in ⁇ m and a specified tolerance field are entered.
  • the distance between the contact gripping points in a continuous system, that is to say the distance between brackets in the transport direction, is also referred to as pitch T.
  • FIG. 1 shows the course of the layer thickness 1, obtained using a method and a device according to the prior art.
  • Adjacent contact gripping points seize the circuit board benefit 1 8 at locations 2 and 3.
  • the diagram of FIG. 1 shows the position of the contact gripping points with the dashed lines 4 and 5. In the vicinity of the contact gripping points, the layer thickness drops to a minimum due to the shielding of the clips and increases to a maximum between the contact gripping points. The tolerance field 6 is far below or exceeded.
  • FIG. 2 shows a corresponding course of the layer thickness 7 for the maximum 8 and a corresponding course 9 for the minimum 10.
  • the hatched edge strip 1 2 of the circuit board is due to possible over or Falling below the tolerance range up to the limit 1 1 is unusable and must therefore be discarded.
  • the device according to the invention is shown schematically in FIG. 3: separate transport members are not shown, provided that the contact elements are not also provided for transporting the panels 1 8 at the same time.
  • the system consists of two system parts 1 5 and 1 7.
  • the circumferential brackets and the continuous circuit board benefits 1 8 are shown. In the case of a horizontal continuous system, this is the top view. In the event that the benefits are kept vertical, this is a side view. Of course, other configurations are also included inclined use conceivable.
  • the direction of transport is shown by arrow 1 3.
  • the contact gripping points 1 4 of the first part 1 1 5 are shown as a circle.
  • the contact gripping points 1 6 of the second plant part 1 7 are shown as a filled circle.
  • the offset V of points 1 4 and 1 6 according to the invention on the printed circuit board panel in this example is half a pitch T.
  • the defined displacement of the contact gripping points is achieved by the following measures: All system parts lead to the same distance between the contact gripping points by the same distance of the contact elements in the direction of transport. All system parts produce at the same transport and feed speed for the contact elements. The distance T from one plant part to the next plant part remains constant. Under these conditions, the individual drives 1 9 and 20 run in phase synchronization in the two system sections. The distance between the contact gripping points 0.5 T corresponds to a phase shift of 180 °, which is permanently maintained between the two drives. It is ensured by synchronization of the drives 1 9 and 20 with known means and methods of drive technology. The phase positions are adjusted electrically using the same means and methods.
  • FIG. 4 shows how the defined thickness V of the contact gripping points 1 4 and 1 6 levels the course of the layer thickness 21.
  • the layer thickness minimum 1 0 is raised, the maximum 8 is lowered.
  • the tolerance field 6 shown as an example is still exceeded or fallen below.
  • FIG. 5 shows the course of the layer thickness 22 with three continuous system parts connected in series.
  • the contact gripping points of the first and second system parts are again denoted by 1 4 and 1 6 and those of the third by 23.
  • the tolerance range is not exceeded or not fallen short of, because of the more frequent change of the contact elements minor fluctuations occur during the transfer from one system part to the next and due to the respective exposure of the previously covered contact gripping points.
  • the areas of the plate or film surface previously shielded as contact gripping points can be metallized in subsequent system parts.
  • the layer thickness profiles 25, 26 and 27, 28 are shown transversely to the direction of transport, as they result from the methods according to FIGS. 4 and 5.
  • the representations are comparable to the representation in FIG. 2 to scale.
  • the position of the contact gripping points on the printed circuit board 1 8 is marked with the arrow 24.
  • the layer thickness profiles 25 and 26 in the two figures apply to the maximum 8 and to the minimum 1 0 for two system parts connected in series.
  • the courses 27 and 28 apply accordingly to three system parts.
  • the associated limits 29 and 30 for the usable area of the printed circuit board use 1 2, in which the layer thicknesses obtained still fall within the specified tolerance range, are shown in FIG. 6.
  • the device can also be used for removing or thinning of metals by electrolytic etching ⁇
  • the purpose be provided measures are different from the above-mentioned plating method and by the apparatus characterized in that the polarity of the electricity supply to the Contact elements and benefits on the one hand and to the counter electrodes (cathodes instead of anodes) on the other hand are reversed.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum präzisen elektrolytischen Abscheiden und Ätzen von Metallen bis in den Randbereich von Leiterplatten- und Leiterfoliennutzen in einer Durchlaufanlage. In Durchlaufanlagen werden die Nutzen mindestens an einem Rand von Klammern gegriffen. Die Klammern dienen zur Stromzuführung zum Nutzen und gegebenenfalls auch zu deren Transport. Im Randbereich der Nutzen entstehen unter anderem durch die Abschirmwirkung der Klammern sehr grosse Schichtdickenunterschiede. Dieser Randbereich ist für präzise Leiterplatten nicht nutzbar. Durch die Erfindung wird die Schichtdickenverteilung in diesem Randbereich durch Trennung der Anlage in mehrere Teilbereiche und definierten Versatz (V) der Klammergreifstellen von Anlagenteil zu Anlagenteil verbessert. Der Versatz wird vorzugsweise auf Werte eingestellt, die dem Quotienten aus dem Klammerabstand (T) und der Anzahl der hintereinandergeschalteten Anlagenteile entsprechen. Der Abstand wird durchelektrische oder mechanische Massnahmen konstant gehalten.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum präzisen elektrolytischen Abscheiden und Ätzen von Metallschichten auf Leiterplatten und -folien in Durchlaufanlagen
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur präzisen elektrolytischen Abscheidung oder Entfernung von Metallen durch An- bzw. Abätzen bis in den Randbereich von Leiterplatten und Leiterfolien in Durchlaufanlagen.
Durchlaufanlagen erlauben die Herstellung von Leiterplatten- und Leiterfoliennutzen mit relativ geringem Aufwand. Unter Leiterplattennutzen wird der Leiterplattenrohzuschnitt verstanden. Entsprechendes gilt für Leiterfoliennutzen. Dieser Rohzuschnitt hat eine von der Anlagenbreite vorgegebene maximale Breite quer zur Transportrichtung. Zur Stromzuführung zum Lei- terplattenzuschnitt für das elektrolytische Auftragen des Metalls werden diese in der Regel über mit dem Minuspol einer Gleichstromquelle verbundene Kontaktklammern kontaktiert, die Leiterplatten am Rand elektrisch leitend erfassen. Den Gegenpol bilden lösliche oder unlösliche Anoden. Nach dem Galvanisieren und nach den Nachbehandlungsschritten werden die Lei- terplatten aus dem Leiterplattennutzen herausgeschnitten. Aus einem Nutzen werden in Abhängigkeit von der tatsächlichen Leiterplattengröße eine oder mehrere kleinere Leiterplatten hergestellt. Aus wirtschaftlichen Gründen wird angestrebt, den Leiterplattennutzen möglichst optimal, das heißt bis nahe an die Ränder auszunutzen.
Die Qualität der Leiterplatte wird unter anderem von der Schichtdickenver- teiiung auf der Oberfläche und in den Bohrlöchern bestimmt. Technologisch bedingt weicht die Schichtdicke an der Oberfläche und in den Bohrlöchern im Randbereich eines Nutzens von der Schichtdicke an den übrigen Ober- flächenbereichen stark ab. Die Dickenabweichungen können positive wie auch negative Werte aufweisen. Einfluß hierauf haben unter anderem die Anzahl der Kontaktklammern, deren Form und Isolierung, die Qualität und die Beschaffenheit der Kontaktflächeπ der Kontaktklammern, die Geometrie der Anoden und der Abbiendelemente sowie der Abstand eines Nutzens zum nachfolgenden in Transportrichtung in der Durchlaufanlage.
Besonders starke Schwankungen der Schichtdickenverteilung bestehen im Bereich der elektrischen Kontaktierung des Nutzens. Aus konstruktiven Gründen ist das Anbringen von Blenden hier nicht in ausreichendem Maße möglich. Die Kontaktelemente nehmen den für die Metallabscheidung er- forderlichen Raum in Anspruch.
In der Druckschrift DE 42 05 660 C 1 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Schichtdickenverteilung im Randbereich von an Kathodenschienen befestigten Werkstücken, beispielsweise Leiterplatten, die galvanisiert werden, beschrieben. Aufgrund des Spannungsabfalles in der Kathodenschiene und/oder in den Werkstückgestellen treten zwischen benachbarten Werkstücken elektrische Spannungsunterschiede auf. Diese Spannungsunterschiede verursachen im Randbereich benachbarter Werkstücke Schichtdik- kenunterschiede. Vermieden werden diese Schichtdickenunterschiede durch zeitweises Einspeisen von Strom in die Kathodenschienen und/oder in die Gestelle von entgegengesetzten Seiten. Damit wird der Spannungsabfall in den Schienen und Gestellen kompensiert.
Allerdings wirkt sich die Optimierung der Schichtdicken auf den Werkstük- ken nicht auf Schichtdickenschwankungen im unmittelbaren Bereich der Klammergreifstellen aus.
In EP-A-0 254 030 ist eine horizontale Durchlaufanlage zum elektrolytischen Auftragen von Metall auf plattenförmige Gegenstände, wie Leiter- platten, beschrieben. Umlaufende Kontaktelemente in Form von Klammern ergreifen die Platten. Die Klammern dienen zum Transport der Platten und zugleich zur Zuführung des Galvanisierstromes. Die Klammern und somit auch die Platten haben kathodisches Potential. Zur Vermeidung einer Klammermetallisierung wird die elektrisch leitfähige Klammer in der Regel bis auf eine kleine Kontaktfläche mit einer Isolierschicht versehen. Aus elektrischen und mechanischen Gründen weisen die Klammern bestimmte Mindestabmessungen auf. Mehrere Klammern ergreifen einen Leiterplattennutzen.
Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß das elektrische Feld im Klammerbereich in ungünstiger Weise abgeschirmt wird. Die Folge davon sind große Schichtdickenunterschiede im jeweiligen Klammerbereich. Weiter bestimmen die Beschaffenheit der Kontaktflächen, der elektrische Übergangswiderstand bzw. Widerstand der Kontaktflächen und des gesamten Stromleitweges von der Gleichstromquelle über Leitungen und Verschraubungen die Schichtdicke. Unter einer Klammer wird nahezu kein Metall abgeschieden. Dafür wird zwischen zwei Klammern übermäßig viel Kupfer abgeschieden. Diese Unterschiede könnte auch eine Randabbiendung nicht verhindern. Die großen Schichtdickenunterschiede nehmen in Richtung zur Nutzenmitte ab. Der Randbereich des Leiterplattennutzens, insbesondere aus dem Klammerbereich, ist für die herauszuschneidenden Leiterplatten nicht nutzbar. Die Qualität der daran angrenzenden Bereiche ist wegen der starken Schichtdickenschwankungen schlechter als der Durchschnitt. Die Breite des nicht nutzbaren Randbereiches ist abhängig von der jeweils vorgegebenen zulässigen Toleranz der Galvanisierschichtdicke. Besonders bei der Feinleitertechnik, die mehr und mehr Verbreitung findet, ist diese Toleranz klein. In der Praxis liegt die nicht nutzbare Randstreifenbreite infolge der Klammereinflüsse zwischen 25 und 50 Millimeter. Trotz des Abschneidens dieses Randbereiches können bei ungünstigem Zusammentreffen mehrerer Faktoren die Schichtdickenunterschiede auf der verbleibenden Platte so groß sein, daß Ausschuß entsteht. Zusätzlich entstehen durch das Abschneiden der Rand- bereiche erhebliche Kosten. Bei einer Transportgeschwindigkeit von zum
Beispiel 1 Meter pro Minute und einer nicht nutzbaren Streifenbreite von 25 Millimeter beträgt der tägliche Verlust im Zweischichtbetrieb somit ca. 25 Quadratmeter.
In DE 1 95 04 51 7 C 1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Galvani- sieren von plattenförmigem Behandlungsgut in horizontalen Durchlaufanlagen beschrieben. Das Behandlungsgut, vorzugsweise Leiterplatten, wird von Klammern gegriffen. Die Klammern dienen zur Stromübertragung und zum Transport der Leiterplatten.
Mit Hilfe von Sensoren, die das in die Galvanoanlage einlaufende Behandlungsgut abtasten und unter Beachtung der Transportgeschwindigkeit wird vorausschauend ermittelt, ob im Greifpunkt einer Klammer Behandlungsgut vorhanden sein wird, oder ob eine Lücke zwischen den aufeinanderfolgenden einzelnen Platten vorliegen wird. Im Falle einer ermittelten Lücke wird die Klammer so gesteuert, daß sie nicht schließt. Eine zu Ausfällen führende Galvanisierung der Klammerkontakte wird damit vermieden.
Nachteilig ist jedoch, daß die Leiterplatten durch die Klammern unsynchroni- siert an beliebigen Stellen im Randbereich der Platten ergriffen werden. Da- her kann das Problem der ungleichmäßigen Schichtdickenverteilung im Bereich der Klammern nicht gelöst werden.
Von daher besteht das der Erfindung zugrunde liegende Problem darin, die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden und insbesondere beim Galvanisieren auftretende Schichtdickenunterschiede auf den Leiterplattennutzen und insbesondere im Bereich der Klammern wesentlich zu verringern und damit die verwertbare Fläche des Nutzens bei gleichbleibend hohen Qualitätsanforderungen an die Schichtdickenverteilung zu vergrößern sowie die Ausschußquote, verursacht durch Schichtdickenunter- schiede im randnahen Bereich, deutlich zu verringern. Es bestehen auch entsprechende Probleme beim Entfernen oder Abdünnen von Metallschich- ten beim elektrolytischen Ätzen.
Das Problem wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum präzisen elektrolytischen Abscheiden von Metallschichten bis in den Randbereich von Leiterplatten- und Leiterfoliennutzen in einer Durchlaufanlage umfaßt folgende Verfahrensschritte:
a) Die Nutzen werden in einem oder zwei gegenüberliegenden Randbereichen mittels mehrerer in Transportrichtung angetriebener Kontaktelemente ergriffen.
b) Die Nutzen werden in mehreren in Transportrichtung hintereinander an- geordneten Anlagenteilen an verschiedenen Kontaktgreifstellen von den Kontaktelementen ergriffen. Dadurch werden Schwankungen der Metallschichtdicke im Randbereich der Nutzen minimiert.
Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete erfindungsgemäße Vor- richtung weist
a) Transportorgane und b) angetriebene Kontaktelemente für die Nutzen auf. c) Die Kontaktelemente sind so angeordnet, daß sie die Nutzen in einem oder zwei gegenüberliegenden Randbereichen ergreifen können. d) Die Durchlaufanlage besteht aus mehreren in Transportrichtung hintereinander angeordneten Anlagenteilen. e) Die Kontaktelemente sind so angeordnet, daß die Nutzen in ver- schiedenen Anlagenteilen an verschiedenen Kontaktgreifstellen ergreifbar sind. Vorzugsweise werden die Kontaktelemente so angeordnet, daß sie gleich große Abstände T voneinander aufweisen. Dadurch ergreifen die Kontaktelemente die Nutzen innerhalb eines Anlagenteils immer an derselben Stelle.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die Kontaktelemente so anzutreiben, daß die Kontaktgreifstellen auf dem Nutzen von Anlagenteil zu Anlagenteil um einen vorgebbaren konstanten Abstand V versetzt werden. Dieser Versatz V wird vorzugsweise auf einen Wert eingestellt, der sich aus dem Quotienten des Abstandes T der Kontaktelemente und der Anzahl der hintereinander an- geordneten Anlagenteile ergibt.
Durch elektrische Synchronisation der Antriebe der Kontaktelemente in den Anlagenteilen kann der Versatz konstant gehalten werden. Hierzu wird eine derart ausgebildete Steuerung für die Antriebe der Kontaktelemente in den Anlagenteilen eingesetzt, daß die Kontaktgreifstellen auf dem Nutzen von Anlagenteil zu Anlagenteil um einen vorgebbaren konstanten Abstand V versetzbar sind.
Die Phasenlage der umlaufenden Kontaktelemente, beispielsweise von Klammern, jedes Anlagenteils kann ferner durch elektrische oder mechanische Synchronisation justiert werden. Dadurch kann der Abstand V der Kontaktgreifpunkte von Anlagenteil zu Anlagenteil konstant gehalten werden. Hierzu sind die Antriebe der Kontaktelemente in den Anlagenteilen in entsprechender Weise ausgebildet.
Die Synchronisation der Antriebe ist nicht auf die elektrische Synchronisation beschränkt. Mit einem gemeinsamen mechanischen Antrieb in allen hintereinandergeschalteten Anlagenteilen läßt sich die Phasensynchronisation in gleicher Weise realisieren. Bei der Inbetriebnahme der Anlagen wer- den die umlaufenden Klammern in jedem Anlagenteil in ihrer Phasenlage zueinander mechanisch justiert. Hierzu können entsprechende mechanische Justierpunkte, zum Beispiel in Form von Stellschrauben, vorgesehen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Figuren 1 bis 6 näher beschrie- ben. Es zeigen:
Figur 1 : Beispiel für den Schichtdickenverlauf im Klammerbereich, erhalten mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik, sowie eine schematische Draufsicht des zugehörigen Ausschnit- tes des Leiterplattennutzens;
Figur 2: Beispiele für den Schichtdickenverlauf am Nutzenrand quer zur
Transportrichtung, erhalten mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik;
Figur 3: Schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 4: Beispiel für den Schichtdickenverlauf im Klammerbereich mit erfindungsgemäß einfach versetzten Kontaktgreifstellen und den zugehörigen Nutzenausschnitt in der Draufsicht;
Figur 5: Beispiel für den Schichtdickenverlauf im Klammerbereich mit erfindungsgemäß zweifach versetzten Kontaktgreifstellen und eine schematische Draufsicht des zugehörigen Nutzenaus- Schnittes;
Figur 6: Resultierende Schichtdickenverteilungen auf dem Leiterplatten- nutzenrand quer zur Transportrichtung nach den Beispielen der Figuren 4 und 5.
In den Figuren 1 , 4 und 5 ist der Schichtdickenverlauf auf einem Leiterplatten- oder Leiterfoliennutzen 1 8 im Klammerbereich in Transportrichtung 1 3 dargestellt. Als Beispiel sind absolute Schichtdicken in μm und ein vorgegebenes Toleranzfeld eingetragen. Der Abstand der Kontaktgreifstellen in einer Durchlaufanlage, das heißt der Klammerabstand in Trans- portrichtung, wird auch als Teilung T bezeichnet.
In Figur 1 ist der Schichtdickenverlauf 1 , erhalten mit einem Verfahren und einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik, gezeigt.
Nebeneinander liegende Kontaktgreifstellen ergreifen den Leiterplattennutzen 1 8 an den Orten 2 und 3 . Im Diagramm der Figur 1 ist die Lage der Kontaktgreifstellen mit den gestrichelten Linien 4 und 5 dargestellt. In der Nähe der Kontaktgreifstellen sinkt die Schichtdicke infolge der Abschirmung der Klammern auf ein Minimum ab und steigt zwischen den Kontaktgreif- stellen auf ein Maximum an. Das Toleranzfeld 6 wird weit unter- bzw. überschritten.
In Figur 2 ist ein entsprechender Schichtdickenverlauf 7 für das Maximum 8 und ein entsprechender Verlauf 9 für das Minimum 1 0 gezeigt. Der schraf- fiert dargestellte Randstreifen 1 2 der Leiterplatte ist wegen möglicher Überbzw. Unterschreitung des Toleranzbereiches bis zur Grenze 1 1 unbrauchbar und muß daher verworfen werden.
In Figur 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt: Nicht dargestellt sind separate Transportorgane, sofern die Kontaktelemente nicht gleichzeitig auch zum Transport der Nutzen 1 8 vorgesehen sind. Die Anlage besteht aus zwei Anlagenteilen 1 5 und 1 7. Es sind die umlaufenden Klammern und die durchlaufenden Leiterplattennutzen 1 8 gezeigt. Für den Fall einer horizontalen Durchlaufanlage ist dies die Draufsicht. Für den Fall, daß die Nutzen vertikal gehalten werden, handelt es sich hierbei um eine Seitenansicht. Selbstverständlich sind auch andere Konfigurationen mit schräggestellten Nutzen denkbar. Die Transportrichtung zeigt der Pfeil 1 3. Die Kontaktgreifstellen 1 4 des ersten Aniagenteils 1 5 sind als Kreis dargestellt. Die Kontaktgreifstellen 1 6 des zweiten Anlagenteils 1 7 sind als ausgefüllter Kreis wiedergegeben. Der erfindungsgemäße Versatz V der Punkte 1 4 und 1 6 auf dem Leiterplattennutzen beträgt in diesem Beispiel definiert eine halbe Teilung T. Allgemein beträgt der Versatz V = T, dividiert durch die Anzahl der hintereinandergeschalteten Anlagenteile. Das definierte Versetzen der Kontaktgreifstellen wird durch folgende Maßnahmen erreicht: Alle Anlagenteile führen zu gleichem Abstand der Kontaktgreifstellen durch gleichen Abstand der Kontaktelemente in Transportrichtung. Alle Anlagenteile produzieren mit der gleichen Transport- und Vorschubgeschwindigkeit für die Kontaktelemente. Der Abstand T von einem Anlagenteil zum nachfolgenden Anlagenteil bleibt konstant. Unter diesen Bedingungen laufen die individuellen Antriebe 1 9 und 20 in den beiden Anlagenteilen phasensyn- chron. Der Abstand der Kontaktgreifpunkte 0,5 T entspricht einer Phasenverschiebung von 1 80 °, die zwischen beiden Antrieben permanent eingehalten wird. Sie wird durch Synchronisation der Antriebe 1 9 und 20 mit bekannten Mitteln und Methoden der Antriebstechnik sichergestellt. Mit gleichen Mitteln und Methoden werden die Phasenlagen elektrisch justiert.
In Figur 4 ist gezeigt, wie durch den definierten Versatz V der Kontaktgreifstellen 1 4 und 1 6 der Schichtdickenverlauf 21 eingeebnet wird. Das Schichtdickenminimum 1 0 wird angehoben, das Maximum 8 wird abgesenkt. Das als Beispiel dargestellte Toleranzfeld 6 wird aber noch über bzw. unterschritten.
In Figur 5 ist der Schichtdickenverlauf 22 bei drei hintereinandergeschalteten Durchlaufanlagenteilen dargestellt. Die Kontaktgreifstellen des ersten und zweiten Anlagenteils sind wieder mit 1 4 bzw. 1 6 und die des dritten mit 23 bezeichnet. In diesem Beispiel wird das Toleranzfeld nicht über- und nicht unterschritten, da durch den häufigeren Wechsel der Kontaktelemente bei der Übergabe von einem Anlagenteil zum nächsten und durch das jeweilige Freilegen der bisher abgedeckten Kontaktgreifstellen kleinere Schwankungen auftreten. Dadurch können die bisher als Kontaktgreifstellen abgeschirmten Stellen der Platten- bzw. Folienoberfläche in nachfolgenden An- lagenteilen metallisiert werden.
In Figur 6 sind die Schichtdickenverläufe 25,26 bzw. 27,28 quer zur Transportrichtung gezeigt, so wie sie sich bei den Verfahren entsprechend den Figuren 4 bzw. 5 ergeben. Die Darstellungen sind mit der Darstellung in Figur 2 maßstäblich vergleichbar. Die Lage der Kontaktgreifstellen auf der Leiterplatte 1 8 ist mit dem Pfeil 24 markiert.
Die Schichtdickenverläufe 25 und 26 in den beiden Figuren gelten für das Maximum 8 und für das Minimum 1 0 bei zwei hintereinandergeschalteten Anlagenteilen. Die Verläufe 27 und 28 gelten entsprechend für drei Anlagenteile. Die zugehörigen Grenzen 29 und 30 für den nutzbaren Bereich des Leiterplattennutzens 1 2, bei dem die erhaltenen Schichtdicken noch in den vorgegebenen Toleranzbereich fallen, sind in Figur 6 eingezeichnet.
In entsprechender Anwendung können das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung auch zum Entfernen bzw. Abdünnen von Metallen durch elektrolytisches Ätzen eingesetzt werden^Die hierfür vorzusehenden Maßnahmen unterscheiden sich von dem vorgenannten Metallisierungsverfahren und von der Vorrichtung dadurch, daß die Polarität bei der Strom- Zuführung zu den Kontaktelementen und Nutzen einerseits sowie zu den Gegenelektroden (Kathoden anstelle von Anoden) andererseits umgekehrt sind.
Alle offenbarten Merkmale sowie Kombinationen der offenbarten Merkmale sind Gegenstand dieser Erfindung, soweit diese nicht ausdrücklich als bekannt bezeichnet werden. Bezugszeichenliste
1 Schichtdickenverlauf in Transportrichtung bei Verfahren nach dem Stand der Technik 2 Ort einer ersten Kontaktgreifstelle (im ersten Anlagenteil)
3 Ort einer zweiten Kontaktgreifstelle (im zweiten Anlagenteil)
4 Lage der ersten Kontaktgreifstelle
5 Lage der zweiten Kontaktgreifstelle
6 Toleranzfeld 7 Schichtdickenverlauf mit Maximum quer zur Transportrichtung bei
Verfahren nach dem Stand der Technik
8 Schichtdickenmaximum zwischen zwei Kontaktgreifstellen
9 Schichtdickenverlauf mit Minimum quer zur Transportrichtung bei Verfahren nach dem Stand der Technik 1 0 Schichtdickenminimum
1 1 Grenze zum nicht nutzbaren Nutzenrand
1 2 Leiterplatten-, Leiterfoliennutzenrand
1 3 Transportrichtung
1 4 Kontaktgreifstellen des ersten Anlagenteils 1 5 Erstes Anlagenteil
1 6 Kontaktgreifstellen des zweiten Anlagenteils
1 7 Zweites Anlagenteil
1 8 Leiterplatten-, Leiterfoliennutzen
1 9 Antrieb im ersten Anlagenteil 20 Antrieb im zweiten Anlagenteil
21 Schichtdickenverlauf bei zwei Anlagenteilen
22 Schichtdickenverlauf bei drei Anlagenteilen
23 Kontaktgreifstellen des dritten Anlagenteils
24 Lage der Kontaktgreifstellen 25 Schichtdickenverlauf mit Maximum für zwei Anlagenteile 26 Schichtdickenverlauf mit Minimum für zwei Anlagenteile Schichtdickenverlauf mit Maximum für drei Anlagenteile Schichtdickenverlauf mit Minimum für drei Anlagenteile Grenze für den Nutzbereich bei Verwendung von zwei Anlagenteilen Grenze für den Nutzbereich bei Verwendung von drei Anlagenteilen

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum präzisen elektrolytischen Abscheiden oder Ätzen von Metallschichten bis in den Randbereich von Leiterplatten- und Leiter- foliennutzen in einer Durchlaufanlage, bei dem die Nutzen in einem oder zwei gegenüberliegenden Randbereichen mittels mehrerer in Transportrichtung angetriebener Kontaktelemente ergriffen werden, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, daß die Nutzen (18) in mehreren in Transportrichtung (13) hintereinander angeordneten Anla- genteiien (15,17) an verschiedenen Kontaktgreifstellen (14,16,23) von den Kontaktelementen ergriffen werden, so daß Schwankungen der Metallschichtdicke im Randbereich (12) der Nutzen minimiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente so angeordnet werden, daß sie gleich große Abstände T voneinander aufweisen.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Kontaktelemente so angetrieben werden, daß die
Kontaktgreifstellen (14,16,23) auf den Nutzen (18) von Anlagenteil (15) zu Anlagenteil (17) um einen vorgebbaren konstanten Abstand V versetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand V der Kontaktgreifstellen (14,16,23) auf einen Wert eingestellt wird, der sich aus dem Quotienten des Abstandes T der Kontaktelemente und der Anzahl der hintereinander angeordneten Anlagenteile (15,17) ergibt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Abstand V der Kontaktgreifstellen (14,16,23) von Anlagenteil (15) zu Anlagenteil (17) durch elektrische Synchronisation der Antriebe (19,20) der Kontaktelemente in den Anlagenteilen konstant gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand V der Kontaktgreifstellen von Anlagenteil (15) zu Anlagenteil (17) durch elektrische Justierung der Phasenlage der Kontaktelemente verschiedener Anlagenteile zueinander einge- stellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand V der Kontaktgreifstellen von Anlagenteil (15) zu Anlagenteil (17) durch mechanische Synchronisation der Antriebe (19,20) der Kontaktelemente in den Anlagenteilen konstant gehalten wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand V der Kontaktgreifstellen (14,16,23) von Anlagenteil (15) zu Anlagenteil (17) durch mechanische Justierung der Phasenlage der
Kontaktelemente verschiedener Anlagenteile zueinander eingestellt wird.
9. Vorrichtung zum präzisen elektrolytischen Abscheiden oder Ätzen von Metallschichten bis in den Randbereich von Leiterplatten- und
Leiterfoliennutzen in einer Durchlaufanlage, die Transportorgane und angetriebene Kontaktelemente für die Nutzen aufweist, wobei die Kontaktelemente so angeordnet sind, daß sie die Nutzen in einem oder zwei gegenüberliegenden Randbereichen ergreifen können, d ad u rc h g e ke n n z e i c h n et, daß die Durchlaufanlage aus mehreren in Transportrichtung (13) hintereinander angeordneten An- lagenteilen (15,17) besteht und die Kontaktelemente so angeordnet sind, daß die Nutzen (18) in verschiedenen Anlagenteilen an verschiedenen Kontaktgreifstellen (14,16,23) ergreifbar sind, so daß Schwankungen der Metallschichtdicke im Randbereich (12) der Nutzen minimiert werden können.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente in allen Anlagenteilen (15,17) so angeordnet sind, daß sie gleich große Abstände T zueinander aufweisen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine derart ausgebildete Steuerung für die Antriebe (19,20) der Kontaktelemente in den Anlagenteilen (15,17) vorgesehen ist, daß die Kontaktgreifstellen (14,16,23) auf dem Nutzen (18) von Anlagenteil zu Anlagenteil um einen vorgebbaren konstanten Abstand V versetzbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (19,20) der Kontaktelemente in den Anlag- enteilen (15,17) so ausgebildet sind, daß sie elektrisch oder mechanisch synchronisierbar sind, so daß der Abstand V der Kontaktgreifstellen (14,16,23) von Anlagenteil zu Anlagenteil konstant gehalten werden kann.
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