EP1051886A2 - Device for electrolytic treatment of printed circuit boards and conductive films - Google Patents

Device for electrolytic treatment of printed circuit boards and conductive films

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Publication number
EP1051886A2
EP1051886A2 EP98931898A EP98931898A EP1051886A2 EP 1051886 A2 EP1051886 A2 EP 1051886A2 EP 98931898 A EP98931898 A EP 98931898A EP 98931898 A EP98931898 A EP 98931898A EP 1051886 A2 EP1051886 A2 EP 1051886A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrolyte
printed circuit
circuit boards
counter electrodes
foils
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98931898A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jens Geissler
Thomas Rydlewski
Lorenz Kopp
Ralf-Peter WÄCHTER
Reinhard Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atotech Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Publication of EP1051886A2 publication Critical patent/EP1051886A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/08—Electroplating with moving electrolyte e.g. jet electroplating

Definitions

  • the invention relates to a device for the electrolytic treatment of printed circuit boards and foils in horizontal or vertical continuous galvanizing systems using direct current or pulse current.
  • the device is particularly suitable for the uniform electrolytic deposition of metal layers with optimized metal-physical properties.
  • electrolyte liquid must be brought up to the surface of the material to be treated in order to counteract the consumption of the required metal ions.
  • a liquid flow directed against the surface of the material to be treated is used according to known methods in order to reduce the diffusion layer thickness lying on the surface and thus to accelerate the transport of metal ions to the surface of the material to be treated.
  • limits to the flow to the surfaces which are determined by the design of the galvano-equipment and the nature of the material to be treated. For example, thin and thus mechanically insufficiently stable conductor foils cannot be treated with arbitrarily sharp liquid jets.
  • Treatment liquid can reach all surface points of the material to be treated, which is located in the electroplating system, as evenly as possible.
  • DE 42 12 567 A1 describes an electroplating device for printed circuit boards in which the printed circuit boards are guided through a treatment chamber on a horizontal continuous path by providing contacting means which are arranged in the region of the continuous path and grip the printed circuit boards in their continuous path at the front edge .
  • Soluble anodes are provided opposite the transport plane in which the printed circuit boards are guided. It is also specified that surge nozzles are arranged between the individual anodes, which direct the treatment liquid against the circuit board surfaces.
  • a system of this type is not suitable for metal deposition with high current densities and to achieve high quality requirements.
  • DE 43 44 387 C2 describes, among other things, a horizontal continuous system for the electrolytic treatment of printed circuit boards, in which the printed circuit boards are guided through the system in a horizontal transport plane and transport direction and insoluble anodes are provided opposite the transport plane. Suitable contacting means are used in the treatment chamber for power supply.
  • the treatment liquid is conveyed through the system via flood pipes against their surfaces during the transport of the printed circuit boards.
  • the flood pipes and the supply lines for the flood pipes are made of plastic according to the information in this publication in order to minimize any influence on the electrical field between the anode and cathode.
  • DE 42 29 403 C2 describes a continuous system for the metal coating of plastic films.
  • the material to be treated is drawn through chambers which can be charged with electrolyte, anodes being arranged opposite the film.
  • the treatment liquid is conveyed through bores in the anodes, which lead to the film and run obliquely in the transport direction, and are directed onto the film surfaces.
  • An open-pore plastic is also provided within the chamber and is brought into contact with the solid film.
  • squeeze rollers for sealing off the chamber are provided in the publication to prevent treatment liquid from flowing out and to be arranged at the inlet and outlet of the film.
  • DE 44 02 596 A1 also specifies a horizontal continuous system for the treatment of printed circuit boards.
  • electrolyte is conveyed up close to the circuit board surface by using a rotating flood electrode that is located on the circuit board Rolls surface and from which the electrolyte emerges under pressure. At the same time, this electrode also serves as a counter electrode. Alternatively, the electrolyte can also be sucked off via the flood electrode. This also creates a strong flow on the PCB surfaces.
  • the rotating flood electrodes are used, high-quality metal layers cannot be deposited with a high average current density.
  • the flood electrode does not roll on the printed circuit board surfaces without slippage. Rather, the flood electrode is wiped over the printed circuit board surface, so that the diffusion layer thickness is additionally disturbed with the possibility of a further increase in the limit current density.
  • this device has other disadvantages. For example, the wiping movement leads to increased wear of the wiping agent on the electrode circumference, so that the electrolyte and thus the material to be treated are easily contaminated. As a result, the frequent replacement of the wiping agent is required, so that the device has to be serviced with increased effort. In this case too, it was found that metal layers could not be deposited with high quality when working with a high average current density.
  • JP-A-58123898 describes a system for the electrolytic coating of steel strip with metals, in which the steel strip is continuously passed through an electrolyte chamber and is closely guided past anodes. Electrolyte is conducted via pipes in anode chambers, which are arranged on the side of the anodes facing away from the steel strip. The electrolyte is conveyed from the chambers onto the steel belt via slots in the anodes.
  • the present invention is therefore based on the problem of avoiding the disadvantages of the prior art and, in particular, of finding a suitable device for the electrolytic treatment of printed circuit boards and foil, in particular for electrolytic metallization.
  • metal layers with very good metal-physical properties. ten, for example with great elongation at break and ductility, very good gloss, uniform layer thickness, sufficient leveling and high scattering behavior when depositing layers in fine drill holes in the printed circuit boards, for example holes with a diameter of 0.3 mm and less, and if necessary a plate thickness of 3.5 mm and more.
  • These properties should in particular also be achievable if the metal layers are deposited on the surfaces with a current density of at least 4 A / dm 2 .
  • the circuit boards or circuit foils are treated with an electrolyte liquid, the circuit boards or circuit foils being continuously guided through the device in a transport plane in a substantially horizontal transport direction.
  • the device has the following features:
  • counter electrodes are arranged on at least one side, so that electrolyte spaces are formed between opposing counter electrodes or the counter electrodes and the transport plane, the counter electrodes each forming essentially gapless electrode surfaces.
  • Guide elements for the printed circuit boards and printed foils are arranged in the electrolyte compartment.
  • Contact elements are provided for electrical contacting of the circuit boards and conductor foils.
  • electrolyte spraying devices and devices such as pumps and pipelines, are provided for conveying the electrolyte liquid against the surfaces of the printed circuit boards and foil, e. Breakthroughs are provided in the counter electrodes. f.
  • the electrolyte spraying devices outside the electrolyte spaces on the sides of the counter electrodes facing away from the transport plane are arranged in such a way that the electrolyte liquid emerging from the electrolyte spraying devices can pass through the counter electrodes essentially unimpeded at the locations of the openings and reach the surfaces of the printed circuit boards and foil.
  • the printed circuit boards or conductor foils are preferably guided in a substantially horizontal or vertical orientation (horizontally or vertically oriented transport plane).
  • copper can be deposited on the surfaces of printed circuit boards or foils, or metal can be electrolytically etched away from metal surfaces.
  • the counter electrodes are polarized as anodes and in the second case as cathodes.
  • the openings in the counter electrodes are preferably cylindrical, but can also have a square or rectangular cross section, for example.
  • the axes of the openings are essentially aligned with the liquid jets emerging from the electrolyte spraying devices, it being possible for the axes to be oriented essentially perpendicular to the transport plane.
  • a plurality of electrolyte spray devices can be provided in the device according to the invention.
  • several such devices can be arranged both perpendicularly and parallel to the transport direction.
  • the electrolyte spraying devices are offset from one another in the direction of transport in order to achieve the most extensive possible coverage of the surfaces of the printed circuit boards or printed circuit foils.
  • the electrolyte liquid is conveyed on the horizontally oriented surfaces of printed circuit boards guided in a horizontal transport plane, the liquid can only flow off at the lateral edges of the printed circuit boards and therefore builds up in the middle area of the plates. Therefore, without further optimization of the device, an uneven speed profile of the electrolyte liquid conveyed on the upper side of the printed circuit board forms transversely to the transport direction: the speed is low in the middle of the printed circuit board, but high on the lateral edge of the printed circuit board. This effect does not occur with printed circuit boards routed in a vertically aligned transport plane.
  • the distance between the electrolyte spraying devices should be dimensioned such that the flow rate of the electrolyte liquid in the transport plane is essentially the same at all points.
  • the distance between the electrolyte spraying devices is expediently chosen to be smaller in the middle than at the lateral edge of the printed circuit boards.
  • the guide elements arranged in the electrolyte space can be offset from one another in the direction of transport in order to minimize interference with the metal deposition at certain surface locations.
  • the guide elements are preferably designed as disks which are arranged on axes. The axes extend perpendicular to the transport direction and parallel to the transport plane.
  • the dimensions and the material of the panes should be chosen so that they do not significantly influence the electrical field line distribution in the electrolyte compartments.
  • plastic washers are particularly suitable insofar as they are resistant to the electrolyte liquid.
  • the disks should be made as thin as possible and have as many openings as possible in order to disturb the electrical field line distribution in the vicinity of the transport plane as little as possible.
  • a lower limit for the dimensioning of the panes is set by their necessary mechanical stability.
  • sealants are provided for the printed circuit boards and printed circuit films at the inlet and the outlet of the device.
  • squeeze rollers can be used as sealants, each of which is mounted above or below the transport plane and is firmly in contact with the plates or foils when they pass through.
  • the counter electrodes are composed of several individual parts for design reasons. In this case, suitable spacer strips and / or seals must be provided between the individual electrodes in order to isolate the electrodes from one another.
  • Figure 1 Schematic longitudinal section of a section of an inventive horizontal continuous system
  • FIG. 2a Schematic cross section of a flow-through arrangement with contacting of the material to be treated in clamps
  • Figure 2b Schematic cross section of a continuous system with roller contacting the material to be treated.
  • FIG. It is the entrance area of the system with the transport direction running from left to right in the direction of the arrow.
  • only four upper and four lower insoluble anodes 2 are shown as counter electrodes.
  • such a system comprises, for example, twenty-five upper anodes 1 and twenty-five lower anodes 2.
  • the total length of the active region of such a system ie the region in which electrolytic treatment takes place by applying an electrical voltage to the counter electrodes and the material to be treated six me- ter.
  • the anodes are shown as partial anodes of the entire upper electrolytic cell, which is formed by the upper anodes 1, the printed circuit boards or conductor foils 3 and the upper electrolyte space 4 lying between them.
  • the partial anodes 2 of the lower electrolytic cell are also shown. This allows the individual connection of each anode 1, 2 when the material to be treated 3 is being moved into the system and likewise the individual switching off of the anodes when the material is being moved out of the system. Switching the anodes on and off is described in particular in DE 39 39 681 C2. Reference is made to this publication.
  • the bath current connection to the anodes 1, 2 is not shown in FIG. 1 for the sake of simplifying the drawing.
  • anodes 1, 2 Electrically insulating spacer strips and / or seals 6 are inserted between the anodes 1, 2. These are so narrow in the transport direction that the partial anodes 1, 2 taken together with respect to the material to be treated 3 act like a continuous large-area anode 1, 2. A drop in current density on the surface of the material to be treated, which could be caused by these anode distances, cannot be determined.
  • the anodes 1, 2 extend essentially over the entire width of the material 3 to be treated, but at least 80% of this width, in order to avoid an edge effect during the metal deposition. With less differentiated connection and disconnection of the anodes, the length of the individual anodes in the transport direction can be increased. The only limits are set by manufacturing considerations.
  • Suitable material for the insoluble anodes 1, 2, for example, is titanium, which is coated with a protective coating, for example made of iridium oxide, in order to reduce the overvoltage during deposition to a minimum. To increase the effective anode surface, it can be structured. This reduces the anodic current density. Single or multi-layer expanded metal grids are preferably used for this purpose.
  • the device according to the invention is also suitable for the use of soluble anodes. For example, so-called pellets or balls made of the metal to be deposited, which are filled into corresponding insoluble anode baskets, or anode plates made of the metal to be deposited can be used.
  • circuit boards and conductor foils 3 to be treated are preferably guided in the center by upper guide elements 7 and lower guide elements 8 between the upper anodes 1 and the lower anodes 2 and are conveyed in the transport direction by clips, not shown in FIG. 1, which also serve as electrical contact elements.
  • the driven or non-driven guide elements 7, 8 are generally electrically insulated thin axes 9 with perforated disks 10 made of electrically non-conductive plastic that are attached.
  • the axes 9 and the disks 10 are dimensioned such that there is no electrically disruptive bending of the material 3 to be treated.
  • the axle diameter is about ten millimeters, for example.
  • the perforated disks 10 can have a thickness of approximately four millimeters, for example.
  • the disks 10 are preferably arranged offset from axis to axis 9 in the transport direction of the material 3 to be treated.
  • the mutual center distance is usually, for example, about 250 millimeters and the disk distance on one axis, for example, about 100 millimeters.
  • the upper guide elements 7 can be dispensed with entirely. This is shown in more detail in the exemplary embodiment in FIG. 2a.
  • the material to be treated 3 must be electrically contacted and connected to a bath power source.
  • contacting clips 11, which grip the material 3 to be treated on the edge, or other contact elements are used.
  • the electrical connection from the clamps 11 running with the material to be treated 3 to the bath current source is mediated by sliding contacts, not shown in the figures.
  • the linearly driven contacting clamps 11 take on the transport function for the printed circuit boards or foil. The firmly gripped plates or foils are safely transported through the electroplating system even when the guide elements 7, 8 are not driven are.
  • FIG. 2b shows the contacting of the material to be treated 3 via electrically conductive roller contacts 12. Since the material to be treated cannot be transported with roller contacts, the guide elements 7, 8 must in this case be driven and arranged on both sides of the transport plane.
  • the electrolyte spraying devices in the case of the figures designed as electrolyte spray tubes 13, are in all cases arranged outside the electrolyte spaces 4, 5 on the sides of the counter electrodes 1, 2 facing away from the transport plane.
  • the surfaces of the material to be treated with the selected arrangement are therefore not flowed from as close as possible to the electrolyte liquid, so that it could be expected that high-quality borehole electroplating would not be achievable with the selected device if a high current density was set. Surprisingly, this expectation has not been confirmed.
  • the selected device achieves the highest possible performance in relation to the desired quality of the metal layer, the layer thickness distribution on the surface and the deposition rate.
  • the disadvantages of local fluctuations in current density along the transport path which occur in conventional electroplating systems, are considerably greater than the disadvantage which arises due to the loss of the maximum flow rate of the electrolyte liquid on the surface of the material to be treated.
  • the composition of the electrolyte liquid can be optimally adjusted to this current density. This also has an advantage over conventional devices, since a varying current density distribution was obtained in these devices and the composition of the electrolyte liquid could only be optimized approximately to an average current density value.
  • the treatment liquid is conveyed from a storage container into the spray tubes 13 in the direction of the arrow with at least one pump.
  • the spray tubes have holes or nozzles 14 which are oriented perpendicularly or obliquely to the surface of the material to be treated.
  • the holes or nozzles 14 are preferably located below the bath level 16 in the treatment chamber.
  • the hole diameter is expediently somewhat larger than the diameter of the spray tube holes. In practice, it is about four to about twelve millimeters. Especially with diagonal ones
  • the electrolyte passes through the holes 15 in the anodes 1, 2 more uniformly to a larger surface area of the material to be treated.
  • the distance between the holes or nozzles 14 of a spray tube 13 and the spray tube distance in the transport direction are preferably selected so that an almost uniform electrolyte flow pattern results on the surface of the material to be treated in the entire transport plane, ie transversely to the transport direction and also longitudinally to it.
  • the distance between the spray pipe and the surface of the crop is around 40 millimeters to 120 millimeters.
  • the holes or nozzles 14 are expediently displaced from the spray pipe to the spray pipe transversely to the transport direction in the case of large hole and spray pipe distances.
  • a flow pattern obtained with these measures shows that the uniformity of the flow surprisingly gives significantly better electroplating results, also in the case of the metallization of the boreholes, than with those along the transport path.
  • alternating maximum and minimum flows which are obtained with electrolyte spray tubes arranged very close to the surface of the material to be treated in conventional systems.
  • different measures are taken to ensure that the electrolyte liquid can pass through the anodes unhindered.
  • tubes are guided through the anode baskets from each hole or nozzle 14 in order to keep the jet path for the treatment liquid free of anode material.
  • the tubes are attached to the respective anode basket. They are positioned in such a way that the electrolyte from each nozzle passes unhindered into the electrolyte spaces 4, 5.
  • soluble anode plates corresponding openings in the plates ensure unhindered electrolyte penetration.
  • the electrolyte solution flowing into the electrolyte spaces 4, 5 runs laterally through openings that are caused by the design along the transport path and arrives in a storage container. Openings can also be provided which are additionally provided in order to allow the liquid to flow away.
  • the outlet area of the continuous system corresponds to the inlet area shown in FIG. 1 in mirror image.
  • Sealing walls 17 and one or more sealing rollers 18 are provided at the inlet and at the outlet for the printed circuit boards or foils 3. These serve to largely retain the electrolyte liquid in the system and prevent it from escaping while the printed circuit boards or foil are being moved into or out of the system. As a result, the bath level 16 is maintained in the system.
  • the sealing means are at a greater distance from the nearest anodes. This has the advantage that a local current density prevails on the first sealing line 19, despite the edge effect occurring there, which is only about as large as the current density within the electroplating system.

Abstract

The invention relates to a device for electrolytic treatment of printed circuit boards (3). According to the invention, the printed circuit boards can be continuously guided through the inventive device in a plane of conveyance, in an essentially horizontal direction. The invention is characterised in that counter electrodes (1,2) are located on at least one side opposite and essentially parallel to the plane of conveyance, so that electrolyte chambers (4, 5) are formed between opposite counter electrodes or between the counter electrodes and the plane of conveyance, said counter electrodes each forming essentially continuous electrode surfaces. Guide elements (7, 8) for the printed circuit boards are located in the electrolyte chamber. Contact elements (11) are also provided for contacting the printed circuit boards electrically. Electrolyte spray devices (13) for spraying the electrolyte liquid against the surfaces of the printed circuit boards are also provided. Openings are made in the counter electrodes. The electrolyte spray devices are arranged on the sides of the electrodes facing away from the plane of conveyance in such a way that the electrolyte fluid leaving the devices is able to pass through the counter electrodes at the point of the openings in an essentially unobstructed manner and can reach the surfaces of the printed circuit boards.

Description

Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von Leiterplatten und LeiterfolienDevice for the electrolytic treatment of printed circuit boards and foil
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von Leiterplatten und Leiterfolien in horizontalen oder vertikalen Durchlaufgalvanoanlagen unter Anwendung von Gleichstrom oder Pulsstrom. Insbesondere ist die Vorrichtung zum gleichmäßigen elektrolytischen Abscheiden von Metallschich- ten mit optimierten metall-physikaiiεchen Eigenschaften geeignet.The invention relates to a device for the electrolytic treatment of printed circuit boards and foils in horizontal or vertical continuous galvanizing systems using direct current or pulse current. The device is particularly suitable for the uniform electrolytic deposition of metal layers with optimized metal-physical properties.
Zum elektrolytischen Metallisieren muß bekanntermaßen Elektrolytfiüssigkeit an die zu metallisierende Behandlungsgutoberfläche herangeführt werden, um dem Verbrauch der benötigten Metallionen entgegenzusteuern. Mit zunehmender Stromdichte nimmt dabei der Bedarf von Metallionen pro Zeiteinheit zu. Hierzu wird nach bekannten Verfahren eine gegen die Behandlungsgutoberfiäche gerichtete Flüssigkeitsströmung ausgenutzt, um die an der Oberfläche anliegende Diffusionsschichtdicke zu verringern und so den Transport von Me- tallionen an die Behandlungsgutoberfläche zu beschleunigen. In der praktischen Anwendung bestehen jedoch Grenzen für eine Anströmung der Oberflächen, die durch die Auslegung der Galvanoaniage und die Beschaffenheit des Behandlungsgutes gegeben sind. Beispielsweise können dünne und damit mechanisch nicht ausreichend stabile Leiterfolien auch nicht mit beliebig scharfen Flüssigkeitsstrahlen behandelt werden. Idealerweise sollte die Förderung derAs is known, for electrolytic metallization, electrolyte liquid must be brought up to the surface of the material to be treated in order to counteract the consumption of the required metal ions. With increasing current density, the demand for metal ions per unit of time increases. For this purpose, a liquid flow directed against the surface of the material to be treated is used according to known methods in order to reduce the diffusion layer thickness lying on the surface and thus to accelerate the transport of metal ions to the surface of the material to be treated. In practical use, however, there are limits to the flow to the surfaces, which are determined by the design of the galvano-equipment and the nature of the material to be treated. For example, thin and thus mechanically insufficiently stable conductor foils cannot be treated with arbitrarily sharp liquid jets. Ideally, the promotion of
Behandlungsflüssigkeit möglichst gleichmäßig an alle Oberflächenstellen des Behandlungsgutes, das sich in der Galvanoanlage befindet, gelangen können.Treatment liquid can reach all surface points of the material to be treated, which is located in the electroplating system, as evenly as possible.
Ferner sollten elektrische Abbiendungen durch Anlageneinbauten möglichst vermieden werden. In den bekannten Galvanoanlagen ist dies jedoch nicht er- füllt. Während des Durchlaufes des Behandlungsgutes durch die Anlage stellen sich an den behandelten Stellen oft stark unterschiedliche lokale Stromdichtewerte ein, die durch die Anlageneinbauten, beispielsweise Elektrolyteinleitungsrohre und Düsen, und/oder durch Lücken zwischen den Anoden entstehen.Furthermore, electrical bends caused by system installations should be avoided as far as possible. However, in the known electroplating systems this is not fills. During the passage of the material to be treated through the plant, there are often very different local current density values at the treated points, which result from the plant internals, for example electrolyte inlet pipes and nozzles, and / or from gaps between the anodes.
Insbesondere bei sogenannten Hochleistungselektrolyten, die besonders gut zur Metallabscheidung bei hohen Stromdichten geeignet sind, wirken sich unterschiedliche Stromdichten auf die Qualität der abgeschiedenen Metallschichten sehr stark aus. Daher können mit diesen Elektrolyten praktisch nur dann hochwertige Leiterplatten hergestellt werden, wenn die Stromdichte an allenIn particular in the case of so-called high-performance electrolytes, which are particularly well suited for metal deposition at high current densities, different current densities have a very strong effect on the quality of the deposited metal layers. Therefore, high-quality printed circuit boards can practically only be produced with these electrolytes if the current density at all
Stellen des Behandlungsgutes während der gesamten Elektrolyse gleich bleibt. Wird die Stromdichte nicht in einem engen Bereich gehalten, werden beispielsweise Schichten mit mangelhafter Bruchelongation und Oberflächenqualität gebildet. Selbstverständlich führen schwankende Stromdichten auch zu un- gleichmäßiger Schichtdickenverteilung sowohl von Platte zu Platte als auch an verschiedenen Stellen derselben Leiterplatte. Beispielsweise werden bei der Abscheidung von Kupfer mit einer Stromdichte von 7,5 A/dm2 nur matte und rauhe Schichten abgeschieden, wenn der Abscheideelektrolyt eine Zusammensetzung aufweist, bei der eine hochwertige Schicht bei einer Stromdichte von 5 A/dm2 erzeugt werden kann.Place the material to be treated remains the same throughout the electrolysis. If the current density is not kept within a narrow range, layers with poor elongation at break and surface quality are formed, for example. Of course, fluctuating current densities also lead to non-uniform layer thickness distribution both from plate to plate and at different locations on the same circuit board. For example, when depositing copper with a current density of 7.5 A / dm 2, only matt and rough layers are deposited if the deposition electrolyte has a composition in which a high-quality layer can be produced at a current density of 5 A / dm 2 .
In DE 42 12 567 A1 ist eine Galvanisiereinrichtung für Leiterplatten beschrieben, in der die Leiterplatten auf einer horizontalen Durchlaufbahn durch eine Behandlungskammer geführt werden, indem Kontaktiermittel vorgesehen sind, die im Bereich der Durchiaufbahn angeordnet sind und die Leiterplatten in deren Durchlaufbahn an der vorderen Kante ergreifen. Der Transportebene, in der die Leiterplatten geführt werden, gegenüberliegend sind lösliche Anoden vorgesehen. Außerdem ist angegeben, daß zwischen den einzelnen Anoden Schwalldüsen angeordnet sind, die die Behandlungsflüssigkeit gegen die Leiterplatten- Oberflächen lenken. Eine Anlage dieser Bauart ist für die Metallabscheidung mit hohen Stromdichten und zum Erreichen hoher Qualitätsanforderungen jedoch nicht geeignet. In DE 43 44 387 C2 ist u.a. eine horizontale Durchlaufanlage zur elektrolytischen Behandlung von Leiterplatten beschrieben, bei der die Leiterplatten in einer horizontalen Transportebene und Transportrichtung durch die Anlage geführt werden und der Transportebene gegenüberliegend unlösliche Anoden vorgesehen sind. Zur Stromzuführung werden geeignete Kontaktiermittel in der Behandlungskammer eingesetzt. Die Behandlungsflüssigkeit wird während des Transportes der Leiterplatten durch die Anlage über Flutrohre gegen deren Oberflächen gefördert. Die Flutrohre und die Versorgungsleitungen für die Flutrohre sind nach den Angaben in dieser Druckschrift aus Kunststoff ausgeführt, um eine Beeinflussung des elektrischen Feldes zwischen Anode und Kathode zu minimieren. Es wird jedoch hingenommen, daß eine Beeinflussung stattfindet, die elektrische Abblendwirkung wird jedoch als gering eingeschätzt, weil sich das Behandlungsgut langsam durch die Anlage bewege und somit kontinuierlich den unterschiedlichen elektrischen Feldern ausgesetzt sei.DE 42 12 567 A1 describes an electroplating device for printed circuit boards in which the printed circuit boards are guided through a treatment chamber on a horizontal continuous path by providing contacting means which are arranged in the region of the continuous path and grip the printed circuit boards in their continuous path at the front edge . Soluble anodes are provided opposite the transport plane in which the printed circuit boards are guided. It is also specified that surge nozzles are arranged between the individual anodes, which direct the treatment liquid against the circuit board surfaces. However, a system of this type is not suitable for metal deposition with high current densities and to achieve high quality requirements. DE 43 44 387 C2 describes, among other things, a horizontal continuous system for the electrolytic treatment of printed circuit boards, in which the printed circuit boards are guided through the system in a horizontal transport plane and transport direction and insoluble anodes are provided opposite the transport plane. Suitable contacting means are used in the treatment chamber for power supply. The treatment liquid is conveyed through the system via flood pipes against their surfaces during the transport of the printed circuit boards. The flood pipes and the supply lines for the flood pipes are made of plastic according to the information in this publication in order to minimize any influence on the electrical field between the anode and cathode. However, it is accepted that there is an influence, but the electrical dimming effect is estimated to be low because the material to be treated is moving slowly through the system and is therefore continuously exposed to the different electrical fields.
In DE 42 29 403 C2 ist eine Durchlaufanlage zur Metallbeschichtung von Kunststoffolien beschrieben. Das Behandlungsgut wird durch mit Elektrolyt beschickbare Kammern gezogen, wobei der Folie gegenüberliegend Anoden angeordnet sind. Die Behandlungsflüssigkeit wird durch Bohrungen in den Anoden, die zur Folie führend und in Transportrichtung schrägverlaufend eingebracht sind, hindurchgefördert und auf die Folienoberflächen gelenkt. Innerhalb der Kammer ist außerdem ein offenporiger Kunststoff vorgesehen, der mit der durchgezogenen Folie in Kontakt gebracht wird. Ferner sind in der Druckschrift gegen das Ausfließen von Behandlungsflüssigkeit dienende und am Ein- bzw. Auslauf der Folie angeordnete Abquetschwalzen zur Abschottung der Kammer vorgesehen.DE 42 29 403 C2 describes a continuous system for the metal coating of plastic films. The material to be treated is drawn through chambers which can be charged with electrolyte, anodes being arranged opposite the film. The treatment liquid is conveyed through bores in the anodes, which lead to the film and run obliquely in the transport direction, and are directed onto the film surfaces. An open-pore plastic is also provided within the chamber and is brought into contact with the solid film. Furthermore, squeeze rollers for sealing off the chamber are provided in the publication to prevent treatment liquid from flowing out and to be arranged at the inlet and outlet of the film.
Außerdem wird beschrieben, daß mehrere Kammern hintereinander geschaltet werden. Es hat sich herausgestellt, daß mit einer derartigen Anlage keine hochwertigen Metallschichten abgeschieden werden können, insbesondere nicht bei Anwendung hoher mittlerer Stromdichten.It is also described that several chambers are connected in series. It has been found that high-quality metal layers cannot be deposited with such a system, especially not when using high average current densities.
In DE 44 02 596 A1 ist ebenfalls eine horizontale Durchlaufanlage zur Behandlung von Leiterplatten angegeben. Zur Steigerung der anwendbaren Stromdichte wird Elektrolyt aus nächster Nähe an die Leiterplattenoberfläche gefördert, indem eine rotierende Flutelektrode eingesetzt wird, die auf der Leiterplatten- Oberfläche abrollt und aus der der Elektrolyt unter Druck austritt. Gleichzeitig dient diese Elektrode auch als Gegenelektrode. Alternativ kann der Elektrolyt auch über die Flutelektrode abgesaugt werden. Auch damit wird eine starke Strömung an den Leiterplattenoberflächen erzeugt. Es hat sich jedoch heraus- gestellt, daß bei Anwendung der rotierenden Flutelektroden keine hochwertigen Metallschichten bei hoher mittlerer Stromdichte abgeschieden werden können.DE 44 02 596 A1 also specifies a horizontal continuous system for the treatment of printed circuit boards. In order to increase the applicable current density, electrolyte is conveyed up close to the circuit board surface by using a rotating flood electrode that is located on the circuit board Rolls surface and from which the electrolyte emerges under pressure. At the same time, this electrode also serves as a counter electrode. Alternatively, the electrolyte can also be sucked off via the flood electrode. This also creates a strong flow on the PCB surfaces. However, it has been found that when the rotating flood electrodes are used, high-quality metal layers cannot be deposited with a high average current density.
Aus DE 43 24 330 A1 ist eine ähnliche Vorrichtung beschrieben wie inDE 43 24 330 A1 describes a device similar to that in
DE 44 02 596 A1. Im Unterschied zu dieser rollt die Flutelektrode auf den Lei- terplattenoberflächen nicht schlupffrei ab. Vielmehr wird die Flutelektrode über die Leiterplattenoberfläche gewischt, so daß die Diffusionsschichtdicke mit der Möglichkeit einer weiteren Erhöhung der Grenzstromdichte zusätzlich gestört wird. Diese Vorrichtung weist jedoch andere Nachteile auf. Beispielsweise führt die Wischbewegung zu einem erhöhten Verschleiß des Wischmittels auf dem Elektrodenumfang, so daß der Elektrolyt und damit das Behandlungsgut leicht verunreinigt werden. Dadurch wird außerdem der häufige Ersatz des Wischmittels erforderlich, so daß die Vorrichtung mit erhöhtem Aufwand gewartet werden muß. Auch in diesem Fall wurde festgestellt, daß Metallschichten nicht mit hoher Qualität abgeschieden werden konnten, wenn mit hoher mittlerer Stromdichte gearbeitet wurde.DE 44 02 596 A1. In contrast to this, the flood electrode does not roll on the printed circuit board surfaces without slippage. Rather, the flood electrode is wiped over the printed circuit board surface, so that the diffusion layer thickness is additionally disturbed with the possibility of a further increase in the limit current density. However, this device has other disadvantages. For example, the wiping movement leads to increased wear of the wiping agent on the electrode circumference, so that the electrolyte and thus the material to be treated are easily contaminated. As a result, the frequent replacement of the wiping agent is required, so that the device has to be serviced with increased effort. In this case too, it was found that metal layers could not be deposited with high quality when working with a high average current density.
In JP-A-58123898 ist eine Anlage zur elektrolytischen Beschichtung von Bandstahl mit Metallen beschrieben, bei der das Stahlband durch eine Elektrolytkammer kontinuierlich hindurch geleitet und an Anoden dicht vorbeigeführt wird. Elektrolyt wird über Rohrleitungen in Anodenkammern geführt, die auf der dem Stahlband abgewandten Seite der Anoden angeordnet sind. Aus den Kammern wird der Elektrolyt über Schlitze in den Anoden auf das Stahlband gefördert.JP-A-58123898 describes a system for the electrolytic coating of steel strip with metals, in which the steel strip is continuously passed through an electrolyte chamber and is closely guided past anodes. Electrolyte is conducted via pipes in anode chambers, which are arranged on the side of the anodes facing away from the steel strip. The electrolyte is conveyed from the chambers onto the steel belt via slots in the anodes.
Der vorliegenden Erfindung liegt von daher das Problem zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere eine geeignete Vorrichtung zum elektroiytischen Behandeln von Leiterplatten und Leiterfolien, insbesondere zum elektrolytischen Metallisieren, zu finden. Es soll vor allem möglich sein, Metallschichten mit sehr guten metall-physikalischen Eigenschaf- ten herzustellen, beispielsweise mit großer Bruchelongation und Duktilität, sehr gutem Glanz, gleichmäßiger Schichtdicke, ausreichender Einebnung und hohem Streuverhalten bei der Abscheidung von Schichten in feinen Bohrlöchern in den Leiterplatten, beispielsweise von Löchern mit einem Durchmesser von 0,3 mm und weniger, und gegebenenfalls einer Plattendicke von 3,5 mm und mehr. Diese Eigenschaften sollen insbesondere auch dann erreichbar sein, wenn die Metallschichten mit einer Stromdichte von mindestens 4 A/dm2 auf den Oberflächen abgeschieden werden.The present invention is therefore based on the problem of avoiding the disadvantages of the prior art and, in particular, of finding a suitable device for the electrolytic treatment of printed circuit boards and foil, in particular for electrolytic metallization. Above all, it should be possible to use metal layers with very good metal-physical properties. ten, for example with great elongation at break and ductility, very good gloss, uniform layer thickness, sufficient leveling and high scattering behavior when depositing layers in fine drill holes in the printed circuit boards, for example holes with a diameter of 0.3 mm and less, and if necessary a plate thickness of 3.5 mm and more. These properties should in particular also be achievable if the metal layers are deposited on the surfaces with a current density of at least 4 A / dm 2 .
Gelöst wird dieses Problem durch die Vorrichtung nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This problem is solved by the device according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Leiterplatten oder Leiterfo- lien mit einer Elektrolytflüssigkeit behandelt, wobei die Leiterplatten oder Leiterfolien in einer Transportebene in einer im wesentlichen horizontalen Transportrichtung kontinuierlich durch die Vorrichtung geführt werden. Die Vorrichtung weist folgende Merkmale auf:In the device according to the invention, the circuit boards or circuit foils are treated with an electrolyte liquid, the circuit boards or circuit foils being continuously guided through the device in a transport plane in a substantially horizontal transport direction. The device has the following features:
a. Der Transportebene gegenüberliegend und im wesentlichen parallel zu dieser sind auf mindestens einer Seite Gegenelektroden angeordnet, so daß zwischen einander gegenüberliegenden Gegenelektroden oder den Gegenelektroden und der Transportebene Elektrolyträume gebildet werden, wobei die Gegenelektroden jeweils im wesentlichen lückenlose Elektrodenflächen ausbilden. b. Im Elektrolytraum sind Führungselemente für die Leiterplatten und Leiterfolien angeordnet. c. Zur elektrischen Kontaktierung der Leiterplatten und Leiterfolien sind Kontaktelemente vorgesehen. d. Ferner sind Elektrolytsprüheinrichtungen sowie Einrichtungen, wie Pumpen und Rohrleitungen, zur Förderung der Elektrolytflüssigkeit gegen die Oberflächen der Leiterplatten und Leiterfolien vorgesehen, e. In den Gegenelektroden sind Durchbrüche vorgesehen. f. Die Elektrolytsprüheinrichtungen außerhalb der Elektrolyträume auf den der Transportebene abgewandten Seiten der Gegenelektroden sind derart angeordnet, daß die aus den Elektrolytsprüheinrichtungen austretende Elektrolytflüssigkeit die Gegenelektroden an den Stellen der Durch- brüche im wesentlichen ungehindert passieren und zu den Oberflächen der Leiterplatten und Leiterfolien gelangen kann.a. Opposite and essentially parallel to the transport plane, counter electrodes are arranged on at least one side, so that electrolyte spaces are formed between opposing counter electrodes or the counter electrodes and the transport plane, the counter electrodes each forming essentially gapless electrode surfaces. b. Guide elements for the printed circuit boards and printed foils are arranged in the electrolyte compartment. c. Contact elements are provided for electrical contacting of the circuit boards and conductor foils. d. Furthermore, electrolyte spraying devices and devices, such as pumps and pipelines, are provided for conveying the electrolyte liquid against the surfaces of the printed circuit boards and foil, e. Breakthroughs are provided in the counter electrodes. f. The electrolyte spraying devices outside the electrolyte spaces on the sides of the counter electrodes facing away from the transport plane are arranged in such a way that the electrolyte liquid emerging from the electrolyte spraying devices can pass through the counter electrodes essentially unimpeded at the locations of the openings and reach the surfaces of the printed circuit boards and foil.
Die Leiterplatten oder Leiterfolien werden vorzugsweise in im wesentlichen horizontaler oder vertikaler Ausrichtung (horizontal oder vertikal ausgerichteter Transportebene) geführt.The printed circuit boards or conductor foils are preferably guided in a substantially horizontal or vertical orientation (horizontally or vertically oriented transport plane).
Zur elektrolytischen Behandlung kann sowohl Kupfer auf den Oberflächen von Leiterplatten oder Leiterfolien abgeschieden oder Metall von Metalloberflächen elektrolytisch abgeätzt werden. Im ersteren Falle werden die Gegenelektroden als Anoden und im zweiten Falle als Kathoden polarisiert.For electrolytic treatment, copper can be deposited on the surfaces of printed circuit boards or foils, or metal can be electrolytically etched away from metal surfaces. In the former case the counter electrodes are polarized as anodes and in the second case as cathodes.
Die Durchbrüche in den Gegenelektroden sind vorzugsweise zylindrisch, können aber beispielsweise auch einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Achsen der Durchbrüche fluchten im wesentlichen mit den aus den Elektrolytsprüheinrichtungen austretenden Flüssigkeitsstrahlen, wobei die Achsen im wesentlichen senkrecht zur Transportebene ausgerichtet sein können.The openings in the counter electrodes are preferably cylindrical, but can also have a square or rectangular cross section, for example. The axes of the openings are essentially aligned with the liquid jets emerging from the electrolyte spraying devices, it being possible for the axes to be oriented essentially perpendicular to the transport plane.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung können mehrere Elektrolytsprüheinrich- tungen vorgesehen sein. Insbesondere können sowohl senkrecht als auch parallel zur Transportrichtung mehrere derartiger Einrichtungen angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Elektrolytsprüheinrichtungen in Transportrichtung gesehen gegeneinander versetzt, um eine möglichst flächendeckende Bestrahlung der Oberflächen der Leiterplatten oder Leiterfoiien zu erreichen.A plurality of electrolyte spray devices can be provided in the device according to the invention. In particular, several such devices can be arranged both perpendicularly and parallel to the transport direction. In a preferred embodiment, the electrolyte spraying devices are offset from one another in the direction of transport in order to achieve the most extensive possible coverage of the surfaces of the printed circuit boards or printed circuit foils.
Da die Elektrolytflüssigkeit bei in horizontaler Transportebene geführten Leiterplatten auf deren horizontal ausgerichtete Oberflächen gefördert wird, kann die Flüssigkeit lediglich an den seitlichen Kanten der Leiterplatten abfließen und staut sich daher im mittleren Bereich der Platten auf. Daher bildet sich ohne weitere Optimierung der Vorrichtung ein ungleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil der auf die Leiterplattenoberseiten geförderten Elektrolytflüssigkeit quer zur Transportrichtung aus: In der Mitte der Leiterplatten ist die Geschwindigkeit klein, am seitlichen Rand der Leiterplatten dagegen groß. Dieser Effekt tritt bei in vertikal ausgerichteter Transportebene geführten Leiterplatten nicht auf. Um den nachteiligen Effekt bei in horizontaler Transportebene geführten Leiterplatten auszugleichen, sollte der Abstand der Elektrolytsprüheinrichtungen voneinander so bemessen sein, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Elektrolyt- flüssigkeit in der Transportebene an allen Stellen im wesentlichen gleich ist. Zweckmäßigerweise wird der Abstand der Elektrolytsprüheinrichtungen in der Mitte geringer gewählt als am seitlichen Rand der Leiterplatten.Since the electrolyte liquid is conveyed on the horizontally oriented surfaces of printed circuit boards guided in a horizontal transport plane, the liquid can only flow off at the lateral edges of the printed circuit boards and therefore builds up in the middle area of the plates. Therefore, without further optimization of the device, an uneven speed profile of the electrolyte liquid conveyed on the upper side of the printed circuit board forms transversely to the transport direction: the speed is low in the middle of the printed circuit board, but high on the lateral edge of the printed circuit board. This effect does not occur with printed circuit boards routed in a vertically aligned transport plane. In order to compensate for the disadvantageous effect with printed circuit boards guided in a horizontal transport plane, the distance between the electrolyte spraying devices should be dimensioned such that the flow rate of the electrolyte liquid in the transport plane is essentially the same at all points. The distance between the electrolyte spraying devices is expediently chosen to be smaller in the middle than at the lateral edge of the printed circuit boards.
Die im Elektrolytraum angeordneten Führungselemente können in Transport- richtung gesehen gegeneinander versetzt sein, um eine Störung der Metallabscheidung an bestimmten Oberflächenstellen zu minimieren. Die Führungselemente sind vorzugsweise als Scheiben ausgebildet, die auf Achsen angeordnet sind. Die Achsen erstrecken sich senkrecht zur Transportrichtung und parallel zur Transportebene. Die Abmessungen und das Material der Scheiben sind möglichst so zu wählen, daß sie die elektrische Feldlinienverteilung in den Elektrolyträumen nicht wesentlich beeinflussen. Beispielsweise sind aus Kunststoff bestehende Scheiben besonders gut geeignet, soweit dieser gegen die Elektrolytflüssigkeit widerstandsfähig ist. Außerdem sollen die Scheiben möglichst dünn ausgeführt sein und möglichst viele Durchbrüche aufweisen, um die elektrische Feldlinienverteilung in der Nähe der Transportebene so wenig wie möglich zu stören. Eine untere Grenze für die Dimensionierung der Scheiben wird durch deren notwendige mechanische Stabilität gesetzt.The guide elements arranged in the electrolyte space can be offset from one another in the direction of transport in order to minimize interference with the metal deposition at certain surface locations. The guide elements are preferably designed as disks which are arranged on axes. The axes extend perpendicular to the transport direction and parallel to the transport plane. The dimensions and the material of the panes should be chosen so that they do not significantly influence the electrical field line distribution in the electrolyte compartments. For example, plastic washers are particularly suitable insofar as they are resistant to the electrolyte liquid. In addition, the disks should be made as thin as possible and have as many openings as possible in order to disturb the electrical field line distribution in the vicinity of the transport plane as little as possible. A lower limit for the dimensioning of the panes is set by their necessary mechanical stability.
Um ferner den Austritt von Behandlungsflüssigkeit aus der Vorrichtung zu be- hindern, sind am Einlauf und am Auslauf der Vorrichtung für die Leiterplatten und Leiterfolien Dichtmittel vorgesehen. Als Dichtmittel können beispielsweise Abquetschwaizen eingesetzt werden, die jeweils oberhalb bzw. unterhalb der Transportebene gelagert sind und beim Durchtritt der Platten bzw. Folien fest an diesen anliegen. Bei einer derartigen Konfiguration wurde festgestellt, daß die Stromdichte in der Nähe der Dichtmittel stark ansteigt ("Kanteneffekt") und daher andere Abscheidungsverhältnisse an diesen Stellen herrschen als zwischen dem Einlauf und dem Auslauf. Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden die Gegenelektroden von den Dichtmitteln so weit entfernt angeordnet, daß eine sich an Stellen in der Nähe des Einlaufes und des Auslaufes der Leiterplatten und Leiterfolien einstellende Stromdichte im wesentlichen genauso groß ist wie die mittlere Stromdichte zwischen diesen Stellen.In order to further prevent the escape of treatment liquid from the device, sealants are provided for the printed circuit boards and printed circuit films at the inlet and the outlet of the device. For example, squeeze rollers can be used as sealants, each of which is mounted above or below the transport plane and is firmly in contact with the plates or foils when they pass through. With such a configuration, it was found that the current density in the vicinity of the sealant rises sharply ("edge effect") and therefore there are different deposition conditions at these points than between the inlet and the outlet. In order to avoid this disadvantage, the counterelectrodes are arranged so far away from the sealing means that a current density occurring at points near the inlet and the outlet of the printed circuit boards and foil is essentially the same as the average current density between these points.
Für den Fall der Konzeption einer längeren Anlage, die ebenfalls in Transport- richtung langgestreckte Gegenelektroden aufweisen soll, werden die Gegenelektroden aus konstruktiven Gründen aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt. In diesem Falle sind geeignete Abstandsstreifen und/oder Dichtungen zwischen den Einzelelektroden vorzusehen, um die Elektroden gegeneinander zu isolieren.If a longer system is to be designed, which should also have counter electrodes elongated in the direction of transport, the counter electrodes are composed of several individual parts for design reasons. In this case, suitable spacer strips and / or seals must be provided between the individual electrodes in order to isolate the electrodes from one another.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2 erläutert. Es zeigen im einzelnen:The invention is explained below with reference to FIGS. 1 and 2. The individual shows:
Figur 1 : Schematischer Längsschnitt eines Teilstückes einer erfindungs- gemäßen horizontalen Durchlaufanlage;Figure 1: Schematic longitudinal section of a section of an inventive horizontal continuous system;
Figur 2a: Schematischer Querschnitt einer Durchlaufaniage mit Klammer- kontaktierung des Behandlungsgutes; Figur 2b: Schematischer Querschnitt einer Durchlaufanlage mit Rollenkon- taktierung des Behandlungsgutes.FIG. 2a: Schematic cross section of a flow-through arrangement with contacting of the material to be treated in clamps; Figure 2b: Schematic cross section of a continuous system with roller contacting the material to be treated.
In Figur 1 ist ein Teilstück der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Es handelt sich um den Einiaufbereich der Anlage bei von links nach rechts in Pfeilrichtung verlaufender Transportrichtung. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind nur vier obere und vier untere unlösliche Anoden 2 als Gegenelektroden dar- gestellt. In der Praxis umfaßt eine derartige Anlage beispielsweise fünfundzwanzig obere Anoden 1 und fünfundzwanzig untere Anoden 2. Die Gesamtlänge des aktiven Bereiches einer derartigen Anlage, d.h. des Bereiches, in dem durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Gegenelektroden und das Behandlungsgut eine elektrolytische Behandlung stattfindet, beträgt sechs Me- ter. Die Anoden sind als Teilanoden der gesamten oberen elektrolytischen Zelle dargestellt, die durch die oberen Anoden 1 , die Leiterplatten oder Leiterfolien 3 und den dazwischen liegenden oberen Elektrolytraum 4 gebildet ist. Gleichfalls sind auch die Teilanoden 2 der unteren elektrolytischen Zelle gezeigt. Dies er- laubt das individuelle Zuschalten jeder Anode 1 ,2 beim Einfahren von Behandlungsgut 3 in die Anlage und gleichfalls das individuelle Abschalten der Anoden beim Ausfahren des Gutes aus der Anlage. Das Zu- und Abschalten der Anoden ist insbesondere in DE 39 39 681 C2 beschrieben. Auf diese Druckschrift wird verwiesen. Der Badstromanschluß an die Anoden 1 ,2 ist aus Gründen der Vereinfachung der Zeichnung in Figur 1 nicht dargestellt.A part of the device according to the invention is shown in FIG. It is the entrance area of the system with the transport direction running from left to right in the direction of the arrow. To simplify the drawing, only four upper and four lower insoluble anodes 2 are shown as counter electrodes. In practice, such a system comprises, for example, twenty-five upper anodes 1 and twenty-five lower anodes 2. The total length of the active region of such a system, ie the region in which electrolytic treatment takes place by applying an electrical voltage to the counter electrodes and the material to be treated six me- ter. The anodes are shown as partial anodes of the entire upper electrolytic cell, which is formed by the upper anodes 1, the printed circuit boards or conductor foils 3 and the upper electrolyte space 4 lying between them. The partial anodes 2 of the lower electrolytic cell are also shown. This allows the individual connection of each anode 1, 2 when the material to be treated 3 is being moved into the system and likewise the individual switching off of the anodes when the material is being moved out of the system. Switching the anodes on and off is described in particular in DE 39 39 681 C2. Reference is made to this publication. The bath current connection to the anodes 1, 2 is not shown in FIG. 1 for the sake of simplifying the drawing.
Zwischen den Anoden 1 ,2 sind elektrisch isolierende Abstandsstreifen und/oder Dichtungen 6 eingelegt. Diese sind in Transportrichtung so schmal, daß die Teilanoden 1 ,2 zusammengenommen in Bezug zum Behandlungsgut 3 wie eine durchgehende großflächige Anode 1 ,2 wirken. Ein Stromdichteabfall an der Behandlungsgutoberfläche, der durch diese Anodenabstände hervorgerufen sein könnte, ist nicht feststellbar. Außerdem erstrecken sich die Anoden 1 ,2 im wesentlichen über die gesamte Breite des Behandlungsgutes 3, mindestens aber 80 % dieser Breite, um einen Kanteneffekt bei der Metallabscheidung zu vermeiden. Bei weniger differenzierter Zu- und Abschaltung der Anoden kann die Länge der einzelnen Anoden in Transportrichtung vergrößert werden. Grenzen werden lediglich durch fertigungstechnische Gesichtspunkte gesetzt.Electrically insulating spacer strips and / or seals 6 are inserted between the anodes 1, 2. These are so narrow in the transport direction that the partial anodes 1, 2 taken together with respect to the material to be treated 3 act like a continuous large-area anode 1, 2. A drop in current density on the surface of the material to be treated, which could be caused by these anode distances, cannot be determined. In addition, the anodes 1, 2 extend essentially over the entire width of the material 3 to be treated, but at least 80% of this width, in order to avoid an edge effect during the metal deposition. With less differentiated connection and disconnection of the anodes, the length of the individual anodes in the transport direction can be increased. The only limits are set by manufacturing considerations.
Als Werkstoff für die unlöslichen Anoden 1 ,2 eignet sich beispielsweise Titan, das mit einer Schutzbeschichtung überzogen ist, beispielsweise aus Iridiumoxid, um die Überspannung bei der Abscheidung auf ein Minimum abzusenken. Zur Vergrößerung der wirksamen Anodenoberfläche kann diese strukturiert sein. Hierdurch wird die anodische Stromdichte reduziert. Zu diesem Zweck werden bevorzugt ein- oder mehrlagige Streckmetallgitter verwendet. Die erfin- dungsgemäße Vorrichtung eignet sich auch für den Einsatz löslicher Anoden. Beispielsweise können sogenannte Pellets oder auch Balls (Kugeln) aus dem abzuscheidenden Metall, die in entsprechende unlösliche Anodenkörbe eingefüllt werden, oder auch Anodenplatten aus dem abzuscheidenden Metall eingesetzt werden. Die zu behandelnden Leiterplatten und Leiterfolien 3 werden von oberen Führungselementen 7 und unteren Führungselementen 8 zwischen den oberen Anoden 1 und den unteren Anoden 2 vorzugsweise mittig geführt und von in Figur 1 nicht dargestellten Klammern, die auch als elektrische Kontaktelemente dienen, in Transportrichtung befördert.Suitable material for the insoluble anodes 1, 2, for example, is titanium, which is coated with a protective coating, for example made of iridium oxide, in order to reduce the overvoltage during deposition to a minimum. To increase the effective anode surface, it can be structured. This reduces the anodic current density. Single or multi-layer expanded metal grids are preferably used for this purpose. The device according to the invention is also suitable for the use of soluble anodes. For example, so-called pellets or balls made of the metal to be deposited, which are filled into corresponding insoluble anode baskets, or anode plates made of the metal to be deposited can be used. The circuit boards and conductor foils 3 to be treated are preferably guided in the center by upper guide elements 7 and lower guide elements 8 between the upper anodes 1 and the lower anodes 2 and are conveyed in the transport direction by clips, not shown in FIG. 1, which also serve as electrical contact elements.
Bei den angetriebenen oder nicht angetriebenen Führungselementen 7,8 handelt es sich in der Regel um elektrisch isolierte dünne Achsen 9 mit aufgesteck- ten perforierten Scheiben 10 aus elektrisch nichtleitendem Kunststoff. Die Achsen 9 und die Scheiben 10 sind so dimensioniert, daß keine elektrisch störende Abbiendung des Behandlungsgutes 3 stattfindet. Der Achsdurchmesser beträgt zum Beispiel etwa zehn Millimeter. Die perforierten Scheiben 10 können eine Dicke beispielsweise von etwa vier Millimetern aufweisen. Vorzugsweise sind die Scheiben 10 von Achse zu Achse 9 in Transportrichtung des Behandlungsgutes 3 gesehen versetzt angeordnet. Der gegenseitige Achsabstand beträgt in der Regel zum Beispiel etwa 250 Millimeter und der Scheibenabstand auf einer Achse beispielsweise etwa 100 Millimeter. Diese Maßnahmen bewirken, daß eine störende Beeinflussung der elektrolytischen Behandlung durch die Füh- rungselemente 7,8, beispielsweise Metallabscheidung, nicht stattfindet.The driven or non-driven guide elements 7, 8 are generally electrically insulated thin axes 9 with perforated disks 10 made of electrically non-conductive plastic that are attached. The axes 9 and the disks 10 are dimensioned such that there is no electrically disruptive bending of the material 3 to be treated. The axle diameter is about ten millimeters, for example. The perforated disks 10 can have a thickness of approximately four millimeters, for example. The disks 10 are preferably arranged offset from axis to axis 9 in the transport direction of the material 3 to be treated. The mutual center distance is usually, for example, about 250 millimeters and the disk distance on one axis, for example, about 100 millimeters. These measures have the effect that the guide elements 7, 8, for example metal deposition, do not interfere with the electrolytic treatment.
Werden in einer Durchlaufanlage nur Leiterplatten und keine dünnen Leiterfolien behandelt, kann auf die oberen Führungselemente 7 vollständig verzichtet werden. Im Ausführungsbeispiel der Figur 2a ist dies näher dargestellt.If only circuit boards and no thin conductor foils are treated in a continuous system, the upper guide elements 7 can be dispensed with entirely. This is shown in more detail in the exemplary embodiment in FIG. 2a.
Das Behandlungsgut 3 muß elektrisch kontaktiert und mit einer Badstromquelle verbunden werden. Zu diesem Zweck dienen Kontaktierungsklammern 11 , die das Behandlungsgut 3 am Rand ergreifen, oder andere Kontaktelemente. Die elektrische Verbindung von den mit dem Behandlungsgut 3 mitlaufenden Klam- mern 11 zur Badstromquelle wird über in den Figuren nicht dargestellte Schleifkontakte vermittelt. Zugleich übernehmen die linear angetriebenen Kontaktierungsklammern 11 die Transportfunktion für die Leiterplatten oder Leiterfolien. Die fest ergriffenen Platten oder Folien werden auch dann sicher durch die Galvanoanlage transportiert, wenn die Führungselemente 7,8 nicht angetrieben sind. In Figur 2b ist die Kontaktierung des Behandlungsgutes 3 über elektrisch leitfähige Rollenkontakte 12 gezeigt. Da das Behandlungsgut mit Rollenkontakten nicht transportiert werden kann, müssen die Führungselemente 7,8 in diesem Falle angetrieben und beidseitig zur Transportebene angeordnet sein.The material to be treated 3 must be electrically contacted and connected to a bath power source. For this purpose, contacting clips 11, which grip the material 3 to be treated on the edge, or other contact elements are used. The electrical connection from the clamps 11 running with the material to be treated 3 to the bath current source is mediated by sliding contacts, not shown in the figures. At the same time, the linearly driven contacting clamps 11 take on the transport function for the printed circuit boards or foil. The firmly gripped plates or foils are safely transported through the electroplating system even when the guide elements 7, 8 are not driven are. FIG. 2b shows the contacting of the material to be treated 3 via electrically conductive roller contacts 12. Since the material to be treated cannot be transported with roller contacts, the guide elements 7, 8 must in this case be driven and arranged on both sides of the transport plane.
Die Elektrolytsprüheinrichtungen, im Falle der Figuren als Elektrolytsprührohre 13 ausgeführt, sind in allen Fällen außerhalb der Elektrolyträume 4,5 angeordnet und zwar auf den der Transportebene abgewandten Seiten der Gegenelektroden 1 ,2. Im Gegensatz zur üblichen Lehrmeinung werden die Oberflächen des Behandlungsgutes mit der gewählten Anordnung daher nicht aus größtmöglicher Nähe mit der Elektrolytflüssigkeit angeströmt, so daß erwartet werden konnte, daß mit der gewählten Vorrichtung eine qualitativ hochwertige Bohriochgalvanisierung bei Einstellung einer großen Stromdichte nicht erzielbar sein würde. Diese Erwartung hat sich überraschenderweise nicht bestätigt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß trotz des relativ großen Abstandes der Elektroiyt- sprüheinrichtungen zu den Leiterplatten- bzw. -foiienoberflächen mit der gewählten Vorrichtung die höchstmögliche Aniagenleistung in Bezug zur gewünschten Qualität der Metallschicht, zur Schichtdickenverteilung auf der Oberfläche und zur Abscheidegeschwindigkeit erreicht wird. Offensichtlich sind die Nachteile örtlicher Stromdichteschwankungen entlang des Transportweges, die sich bei den herkömmlichen Galvanisieranlagen einstellen, wesentlich größer als der Nachteil, der sich durch den Verlust an maximaler Strömungsgeschwindigkeit der Elektrolytflüssigkeit an der Oberfläche des Behandlungsgutes einstellt. Indem keine Elektrolytsprührohre in den Elektrolyträumen 4,5 plaziert werden, sondern außerhalb dieser Räume, und durch Einsatz von lückenlosen Anodenflächen, kann eine bisher unerreichbar gleichmäßige Stromdichteverteilung an allen Stellen der Transportebene erzielt werden. Auf diese Stromdichte kann die Zusammensetzung der Elektrolytflüssigkeit optimal eingestellt werden. Auch dies stellt einen Vorteil gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen auf, da in diesen Vorrichtungen eine variierende Stromdichteverteilung erhalten wurde und die Zusammensetzung der Elektrolytflüssigkeit nur annähernd auf einen mittleren Stromdichtewert optimiert werden konnte. Mit mindestens einer Pumpe wird die Behandlungsflüssigkeit von einem Vorratsbehälter in Pfeilrichtung in die Sprührohre 13 gefördert. Die Sprührohre weisen Löcher oder Düsen 14 auf, die senkrecht oder schräg zur Oberfläche des Behandlungsgutes ausgerichtet sind. In die Anoden 1 ,2 sind ferner Durchbrü- ehe 15, vorzugsweise Löcher, eingebracht, die so positioniert sind, daß Behandlungsflüssigkeit, die aus den Löchern oder Düsen 14 in den Sprührohren 13 austritt, weitgehend oder völlig ungehindert die Anoden passieren kann, um die Oberfläche des Behandlungsgutes durch die Elektrolyträume 4,5 erreichen zu können. Daher befindet sich senkrecht bzw. schräg vor jedem Loch bzw. jeder Düse 14 ein Loch 15 in der Anode.The electrolyte spraying devices, in the case of the figures designed as electrolyte spray tubes 13, are in all cases arranged outside the electrolyte spaces 4, 5 on the sides of the counter electrodes 1, 2 facing away from the transport plane. In contrast to the conventional teaching, the surfaces of the material to be treated with the selected arrangement are therefore not flowed from as close as possible to the electrolyte liquid, so that it could be expected that high-quality borehole electroplating would not be achievable with the selected device if a high current density was set. Surprisingly, this expectation has not been confirmed. It has been shown that despite the relatively large distance between the electrical spraying devices and the printed circuit board or film surfaces, the selected device achieves the highest possible performance in relation to the desired quality of the metal layer, the layer thickness distribution on the surface and the deposition rate. Obviously, the disadvantages of local fluctuations in current density along the transport path, which occur in conventional electroplating systems, are considerably greater than the disadvantage which arises due to the loss of the maximum flow rate of the electrolyte liquid on the surface of the material to be treated. By placing no electrolyte spray tubes in the electrolyte spaces 4, 5, but outside of these spaces, and by using gapless anode surfaces, a previously unattainable, uniform current density distribution can be achieved at all points on the transport level. The composition of the electrolyte liquid can be optimally adjusted to this current density. This also has an advantage over conventional devices, since a varying current density distribution was obtained in these devices and the composition of the electrolyte liquid could only be optimized approximately to an average current density value. The treatment liquid is conveyed from a storage container into the spray tubes 13 in the direction of the arrow with at least one pump. The spray tubes have holes or nozzles 14 which are oriented perpendicularly or obliquely to the surface of the material to be treated. In the anodes 1, 2 there are also openings 15, preferably holes, which are positioned so that treatment liquid which emerges from the holes or nozzles 14 in the spray tubes 13 can pass through the anodes largely or completely unhindered, around the To be able to reach the surface of the material to be treated through the electrolyte spaces 4, 5. Therefore, there is a hole 15 in the anode vertically or obliquely in front of each hole or nozzle 14.
Vorzugsweise befinden sich die Löcher bzw. Düsen 14 unterhalb des Badspiegels 16 in der Behandlungskammer. Der Lochdurchmesser ist zweckmäßigerweise etwas größer als der Durchmesser der Sprührohrlöcher. Er beträgt in der Praxis etwa vier bis etwa zwölf Millimeter. Insbesondere bei schräggerichteterThe holes or nozzles 14 are preferably located below the bath level 16 in the treatment chamber. The hole diameter is expediently somewhat larger than the diameter of the spray tube holes. In practice, it is about four to about twelve millimeters. Especially with diagonal ones
Strömungsrichtung des Elektrolyten und zugleich bei einer größeren Anodendicke müssen aus geometrischen Gründen größere Durchbrüche bzw. Löcher 15 in den Anoden vorhanden sein. In diesem Falle könnten auch schräggerichtete Anodendurchbrüche oder -löcher eingebracht werden.Flow direction of the electrolyte and at the same time with a larger anode thickness, larger openings or holes 15 must be present in the anodes for geometric reasons. In this case, oblique anode openings or holes could also be introduced.
Wegen des vergleichsweise großen Abstandes der Sprührohre vom Behandlungsgut gelangt der Elektrolyt durch die Löcher 15 in den Anoden 1 ,2 gleichmäßiger an einen größeren Oberflächenbereich des Behandlungsgutes. Der Abstand der Löcher oder Düsen 14 eines Sprührohres 13 und der Sprührohr- abstand in Transportrichtung werden vorzugsweise so gewählt, daß sich an der Behandlungsgutoberfläche in der gesamten Transportebene, d.h. quer zur Transportrichtung und ebenso längs zu dieser, ein nahezu gleichmäßiges Elektrolytströmungsbild ergibt. In der Praxis liegt der Abstand zwischen Sprührohr und Gutoberfläche bei etwa 40 Millimeter bis 120 Millimeter. Zweckmäßiger- weise werden die Löcher oder Düsen 14 bei großen Loch- und Sprührohrab- ständen von Sprührohr zu Sprührohr quer zur Transportrichtung versetzt. Ein mit diesen Maßnahmen erhaltenes Strömungsbild zeigt, daß die Gleichmäßigkeit der Strömung überraschend deutlich bessere Galvanisierergebnisse auch bei der Bohrlochmetallisierung ergibt als mit entlang des Transportweges ab- wechselnd wirkenden maximalen und minimalen Strömungen, die bei sehr nahe an den Behandlungsgutoberflächen angeordneten Elektrolytsprührohren bei herkömmlichen Anlagen erhalten werden.Because of the comparatively large distance of the spray tubes from the material to be treated, the electrolyte passes through the holes 15 in the anodes 1, 2 more uniformly to a larger surface area of the material to be treated. The distance between the holes or nozzles 14 of a spray tube 13 and the spray tube distance in the transport direction are preferably selected so that an almost uniform electrolyte flow pattern results on the surface of the material to be treated in the entire transport plane, ie transversely to the transport direction and also longitudinally to it. In practice, the distance between the spray pipe and the surface of the crop is around 40 millimeters to 120 millimeters. The holes or nozzles 14 are expediently displaced from the spray pipe to the spray pipe transversely to the transport direction in the case of large hole and spray pipe distances. A flow pattern obtained with these measures shows that the uniformity of the flow surprisingly gives significantly better electroplating results, also in the case of the metallization of the boreholes, than with those along the transport path. alternating maximum and minimum flows which are obtained with electrolyte spray tubes arranged very close to the surface of the material to be treated in conventional systems.
Auch bei Verwendung löslicher Anoden werden die Sprührohre außerhalb derEven when using soluble anodes, the spray tubes are outside the
Elektrolyträume 4,5 angeordnet. Um einen ungehinderten Durchtritt der Elektrolytflüssigkeit durch die Anoden zu erreichen, werden je nach Art der Anode unterschiedliche Maßnahmen ergriffen. Bei schüttbaren Anoden, beispielsweise Kugelanoden, werden von jedem Loch bzw. jeder Düse 14 ausgehend Rohre durch die Anodenkörbe geführt, um den Strahlweg für die Behandlungsflüssigkeit von Anodenmaterial freizuhalten. Die Rohre sind am jeweiligen Anodenkorb befestigt. Sie sind so positioniert, daß der Elektrolyt von jeder Düse ungehindert durch diese in die Elektrolyträume 4,5 gelangt. Bei Verwendung löslicher Anodenplatten sorgen entsprechende Durchbrüche in den Platten für den ungehin- derten Elektrolytdurchtritt.Electrolyte spaces 4.5 arranged. Depending on the type of anode, different measures are taken to ensure that the electrolyte liquid can pass through the anodes unhindered. In the case of pourable anodes, for example spherical anodes, tubes are guided through the anode baskets from each hole or nozzle 14 in order to keep the jet path for the treatment liquid free of anode material. The tubes are attached to the respective anode basket. They are positioned in such a way that the electrolyte from each nozzle passes unhindered into the electrolyte spaces 4, 5. When using soluble anode plates, corresponding openings in the plates ensure unhindered electrolyte penetration.
Die in die Elektrolyträume 4,5 einströmende Elektrolytlösung läuft durch konstruktiv bedingte Öffnungen entlang des Transportweges seitlich ab und gelangt in einen Vorratsbehälter. Es können auch Öffnungen vorgesehen sein, die zu- sätzlich angebracht sind, um das Abfließen der Flüssigkeit zu ermöglichen.The electrolyte solution flowing into the electrolyte spaces 4, 5 runs laterally through openings that are caused by the design along the transport path and arrives in a storage container. Openings can also be provided which are additionally provided in order to allow the liquid to flow away.
Der Auslaufbereich der erfindungsgemäßen Durchlaufanlage entspricht dem in Figur 1 gezeigten Einlaufbereich spiegelbildlich. Am Einlauf und am Auslauf für die Leiterplatten bzw. -folien 3 sind Dichtwände 17 und eine oder mehrere Dichtwalzen 18 vorgesehen. Diese dienen dazu, die Elektrolytflüssigkeit weitgehend in der Anlage zurückzuhalten und deren Austreten zu verhindern, während die Leiterplatten oder Leiterfolien in die Anlage ein- oder aus dieser ausgefahren werden. Dadurch wird der Badspiegel 16 in der Anlage aufrechterhalten. Aus Figur 1 ist zu erkennen, daß die Dichtmittel einen größeren Abstand zu den nächstgelegenen Anoden aufweisen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß an der ersten Dichtlinie 19 trotz des sich dort einstellenden Kanteneffektes eine örtliche Stromdichte vorherrscht, die nur etwa so groß ist wie die Stromdichte innerhalb der Galvanoanlage. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden bei Galvanisierversuchen mit Gleichstrom Stromdichten bis 15 A/dm2 eingestellt, ohne daß die Qualität der Metallschichten mangelhaft war. Noch höhere anwendbare Stromdichten sind dann möglich, wenn die Elektrolytzusammensetzung und insbesondere die im Elektrolyten enthaltenden Additive an das neue Anlagenkonzept durch Optimierung angepaßt werden. Hervorragend eignet sich die erfindungsgemäße Durchlaufanlage auch zum Galvanisieren mit bipolarem Pulsstrom. Bei Versuchen wurden effektive Stromdichten von bis zu 20 A/dm2 erzielt. Das Pulsgalvanisieren ist besonders vorteilhaft bei der Gaivanisierung feinster Bohrlöcher einsetz- bar. Bei Verwendung herkömmlicher Galvanisieraniagen ist deren gleichmäßige Metallisierung besonders problematisch.The outlet area of the continuous system according to the invention corresponds to the inlet area shown in FIG. 1 in mirror image. Sealing walls 17 and one or more sealing rollers 18 are provided at the inlet and at the outlet for the printed circuit boards or foils 3. These serve to largely retain the electrolyte liquid in the system and prevent it from escaping while the printed circuit boards or foil are being moved into or out of the system. As a result, the bath level 16 is maintained in the system. It can be seen from FIG. 1 that the sealing means are at a greater distance from the nearest anodes. This has the advantage that a local current density prevails on the first sealing line 19, despite the edge effect occurring there, which is only about as large as the current density within the electroplating system. With the device according to the invention, current densities of up to 15 A / dm 2 were set in electroplating tests with direct current, without the quality of the metal layers being inadequate. Even higher applicable current densities are possible if the electrolyte composition and in particular the additives contained in the electrolyte are adapted to the new system concept by optimization. The continuous system according to the invention is also outstandingly suitable for electroplating with bipolar pulse current. Effective current densities of up to 20 A / dm 2 were achieved in tests. Pulse electroplating can be used particularly advantageously in the galvanizing of very fine boreholes. When using conventional electroplating systems, their uniform metallization is particularly problematic.
Alle offenbarten Merkmale sowie Kombinationen der offenbarten Merkmale sind Gegenstand dieser Erfindung, soweit diese nicht ausdrücklich als bekannt be- zeichnet werden. All disclosed features and combinations of the disclosed features are the subject of this invention, unless they are expressly designated as known.
BezuqszeichenlisteReference list
I obere Anode 2 untere AnodeI upper anode 2 lower anode
3 Behandlungsgut (Leiterplatte oder Leiterfolie)3 material to be treated (circuit board or foil)
4 oberer Elektrolytraum4 upper electrolyte compartment
5 unterer Elektrolytraum5 lower electrolyte compartment
6 isolierende Abstandsstreifen, Dichtungen 7 obere Führungselemente6 insulating spacer strips, seals 7 upper guide elements
8 untere Führungselemente8 lower guide elements
9 Achse9 axis
10 Scheibe10 disc
I I Kontaktierungsklammer 12 RollenkontaktI I Contacting clip 12 roller contact
13 Elektrolytsprührohre13 electrolyte spray tubes
14 Loch, Düse im Sprührohr14 holes, nozzle in the spray tube
15 Durchbrüche, Löcher in den Anoden15 openings, holes in the anodes
16 Badspiegel 17 Dichtwand16 bathroom mirror 17 sealing wall
18 Dichtwalzen18 sealing rollers
19 Dichtlinie 19 sealing line

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von Leiterplatten und Leiterfolien, insbesondere zum elektrolytischen Metallisieren, mit einer Elektrolytflüssig- keit, durch die die Leiterplatten oder Leiterfolien in einer Transportebene in einer im wesentlichen horizontalen Transportrichtung kontinuierlich hindurchführbar sind und die folgende Merkmale aufweist:1. Device for the electrolytic treatment of printed circuit boards and conductive foils, in particular for electrolytic metallizing, with an electrolytic liquid through which the printed circuit boards or conductive foils can be passed continuously in a transport plane in a substantially horizontal transport direction and have the following features:
a. der Transportebene gegenüberliegend und im wesentlichen parallel zu dieser sind auf mindestens einer Seite Gegenelektroden angeordnet, so daß zwischen einander gegenüberliegenden Gegenelektroden oder den Gegenelektroden und der Transportebene Elektrolyträume gebildet werden, wobei die Gegenelektroden jeweils im wesentlichen lückenlose Elektrodenflächen ausbilden; b. im Elektrolytraum sind Führungselemente für die Leiterplatten und Leiterfolien angeordnet; c. zur elektrischen Kontaktierung der Leiterplatten und Leiterfolien sind Kontaktelemente vorgesehen; d. ferner sind Elektrolytsprüheinrichtungen zur Förderung der Elektrolyt- flüssigkeit gegen die Oberflächen der Leiterplatten und Leiterfolien vorgesehen;a. Opposite and substantially parallel to the transport plane, counter electrodes are arranged on at least one side, so that electrolyte spaces are formed between opposing counter electrodes or the counter electrodes and the transport plane, the counter electrodes each forming essentially gapless electrode surfaces; b. Guide elements for the printed circuit boards and foils are arranged in the electrolyte compartment; c. contact elements are provided for the electrical contacting of the printed circuit boards and conductor foils; d. furthermore, electrolyte spray devices are provided for conveying the electrolyte liquid against the surfaces of the printed circuit boards and printed circuit foils;
dadurch gekennzeichnet, daß Durchbrüche (15) in den Gegenelektroden (1 ,2) vorgesehen und die Elektrolytsprüheinrichtungen (13) auf den der Transport- ebene abgewandten Seiten der Gegenelektroden derart angeordnet sind, daß die aus den Elektrolytsprüheinrichtungen austretende Elektrolytflüssigkeit die Gegenelektroden an den Stellen der Durchbrüche im wesentlichen ungehindert passieren und zu den Oberflächen der Leiterplatten oder Leiterfolien (3) gelangen kann. characterized in that openings (15) are provided in the counter electrodes (1, 2) and the electrolyte spray devices (13) are arranged on the sides of the counter electrodes facing away from the transport plane in such a way that the electrolyte liquid emerging from the electrolyte spray devices contacts the counter electrodes at the points of the Breakthroughs pass essentially unhindered and can reach the surfaces of the printed circuit boards or foils (3).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (15) in den Gegenelektroden (1 ,2) mit den Achsen von aus den Elektrolytsprüheinrichtungen (13) austretenden Flüssigkeitsstrahlen im wesentlichen fluchten.2. Device according to claim 1, characterized in that the openings (15) in the counterelectrodes (1, 2) with the axes of the fluid jets (13) emerging liquid jets substantially aligned.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen im wesentlichen senkrecht zur Transportebene ausgerichtet sind.3. Device according to claim 2, characterized in that the axes are aligned substantially perpendicular to the transport plane.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, daß sowohl senkrecht als auch parallel zur Transportrichtung mehrere4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that both perpendicular and parallel to the transport direction
Elektrolytsprüheinrichtungen (13) angeordnet sind.Electrolyte spraying devices (13) are arranged.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytsprüheinrichtungen (13) in Transportrichtung gesehen gegeneinander versetzt sind.5. The device according to claim 4, characterized in that the electrolyte spraying devices (13) are offset from one another as seen in the transport direction.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Elektrolytsprüheinrichtungen (13) voneinander so bemessen ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Elektrolytflüssigkeit in der Trans- portebene an allen Stellen im wesentlichen gleich ist.6. Device according to one of claims 4 and 5, characterized in that the distance of the electrolyte spraying devices (13) from one another is dimensioned such that the flow rate of the electrolyte liquid in the transport plane is essentially the same at all points.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (7,8) in Transportrichtung gesehen gegeneinander versetzt sind.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide elements (7,8) are offset from one another as seen in the transport direction.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (7,8) in Form von auf einer sich senkrecht zur Transportrichtung und parallel zur Transportebene erstreckenden Achse (9) angeordneten Scheiben (10) ausgebildet sind, deren Abmessungen und deren Material so gewählt sind, daß sie die elektrische Feldlinienverteilung in den Elektrolyträumen (4,5) nicht wesentlich beeinflussen.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide elements (7,8) in the form of on a perpendicular to the transport direction and parallel to the transport plane extending axis (9) arranged disks (10) are formed, their dimensions and their Material are chosen so that they do not significantly affect the electrical field line distribution in the electrolyte spaces (4, 5).
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlauf und am Auslauf der Vorrichtung für die Leiterplatten und Leiterfolien (3) Dichtmittel (17,18) vorgesehen sind, um das Austreten von Flüssigkeit zu behindern und daß die Gegenelektroden (1 ,2) von den Dichtmitteln so weit entfernt angeordnet sind, daß eine sich an Stellen in der Nähe des Ein- laufes und des Auslaufes der Leiterplatten und Leiterfolien einstellende Strom- dichte im wesentlichen genauso groß ist wie die mittlere Stromdichte zwischen dem Einlauf und dem Auslauf.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at the inlet and at the outlet of the device for the printed circuit boards and Conductor foils (3) sealing means (17, 18) are provided in order to hinder the escape of liquid and that the counter electrodes (1, 2) are arranged so far away from the sealing means that one is in places near the inlet and the current density that adjusts the outlet of the printed circuit boards and circuit foils is essentially the same as the average current density between the inlet and the outlet.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Transportrichtung gesehen mehrere Gegenelektroden (1 ,2) vorgesehen sind und daß diese Gegenelektroden mit Abstandsstreifen und/oder Dichtungen (6) gegeneinander isoliert sind. 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that, seen in the transport direction, a plurality of counter electrodes (1, 2) are provided and that these counter electrodes are isolated from one another with spacer strips and / or seals (6).
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1298150B1 (en) * 1998-01-19 1999-12-20 Occleppo Di Francesco Occleppo DEVICE FOR ELECTROLYTIC DEPOSITION ON TRANSLATING METALLIC SHEETS IN SPECIES FOR PRINTED CIRCUITS, BY CLOSING A
US6294060B1 (en) 1999-10-21 2001-09-25 Ati Properties, Inc. Conveyorized electroplating device
US6322673B1 (en) * 1999-12-18 2001-11-27 Electroplating Technologies, Ltd. Apparatus for electrochemical treatment of a continuous web
DE10015349A1 (en) * 2000-03-23 2001-10-25 Atotech Deutschland Gmbh Treatment method for wetting, removal of gas bubbles and improving material exchange in both through and blind holes in circuit boards by impulse generation
JP4560181B2 (en) * 2000-06-30 2010-10-13 アイシン高丘株式会社 Method and apparatus for manufacturing fuel cell separator
ITTO20010447A1 (en) * 2001-05-11 2002-11-11 Promotec Srl CUTTING OF METAL SHEETS.
US20020185065A1 (en) * 2001-06-07 2002-12-12 Jason Ko Electrolyte-spraying casing for an electroplating apparatus
US6960282B2 (en) * 2001-12-21 2005-11-01 International Business Machines Corporation Apparatus for cleaning residual material from an article
WO2003064733A1 (en) * 2002-01-28 2003-08-07 Huebel Egon Method and device for electrically contacting a product to be treated in electrolytic systems
DE10241619B4 (en) * 2002-09-04 2004-07-22 Atotech Deutschland Gmbh Device and method for the electrolytic treatment of at least superficially electrically conductive material to be treated
DE10311575B4 (en) * 2003-03-10 2007-03-22 Atotech Deutschland Gmbh Process for the electrolytic metallization of workpieces with high aspect ratio holes
DE10340888B3 (en) 2003-09-04 2005-04-21 Atotech Deutschland Gmbh Power supply device in a device for electrochemical treatment
DE10342512B3 (en) * 2003-09-12 2004-10-28 Atotech Deutschland Gmbh Device for the electrolytic treatment of electrically conducting structures on strip-like material used in chip cards, price signs or ID cards comprises an arrangement consisting of contact electrodes and an electrolysis region
JP4586423B2 (en) * 2004-02-27 2010-11-24 Ｊｆｅスチール株式会社 Method for producing electroplated steel sheet
DE102004045451B4 (en) * 2004-09-20 2007-05-03 Atotech Deutschland Gmbh Galvanic process for filling through-holes with metals, in particular printed circuit boards with copper
DE102005030546A1 (en) * 2005-06-22 2007-01-04 Gebr. Schmid Gmbh & Co. Device for the treatment of flat and flat objects
JP5073736B2 (en) * 2006-03-30 2012-11-14 アトテック・ドイチュラント・ゲーエムベーハー Electrolytic filling of holes and cavities with metal
DE102006049488A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-30 Höllmüller Maschinenbau GmbH Flat, fragile silicon substrate e.g. silicon wafer, treatment e.g. rinsing and drying treatment, device for semiconductor and solar industry, has side guiding device gripping edge of substrates and provided with side guiding rollers
DE102007026633B4 (en) * 2007-06-06 2009-04-02 Atotech Deutschland Gmbh Apparatus and method for the electrolytic treatment of plate-shaped goods
JP5293276B2 (en) * 2008-03-11 2013-09-18 上村工業株式会社 Continuous electrolytic copper plating method
JP5437665B2 (en) * 2009-03-06 2014-03-12 住友電気工業株式会社 High-speed continuous plating equipment
WO2010130445A1 (en) 2009-05-13 2010-11-18 Atotech Deutschland Gmbh Method and system for the treatment of flat feedstock, and device for removing or keeping away treatment liquid
DE102009023765A1 (en) 2009-05-22 2010-11-25 Hübel, Egon, Dipl.-Ing. (FH) Method for chemical and electrolytic treatment of good such as printed circuit boards and conductor film with fluid jets in continuous treatment plant or band system, comprises guiding the fluid jet on the surface of the goods
US8784618B2 (en) 2010-08-19 2014-07-22 International Business Machines Corporation Working electrode design for electrochemical processing of electronic components
NL2005480C2 (en) 2010-10-07 2012-04-11 Meco Equip Eng DEVICE FOR SINGLE-SIDED ELECTROLYTIC TREATMENT OF A FLAT SUBSTRATE.
JP5335013B2 (en) * 2011-02-09 2013-11-06 丸仲工業株式会社 Horizontal conveyance type electroplating processing equipment
JP5795514B2 (en) * 2011-09-29 2015-10-14 アルメックスＰｅ株式会社 Continuous plating equipment
US20140083842A1 (en) * 2012-09-25 2014-03-27 Almex Pe Inc. Serial plating system
KR102010679B1 (en) * 2015-10-28 2019-08-13 아토테크더치랜드게엠베하 Galvanic plating device of a horizontal galvanic plating processing line for galvanic metal deposition and use thereof
CN106917123B (en) * 2017-03-31 2019-01-25 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） A kind of Wafer electroplating device and electro-plating method
EP4028582A1 (en) * 2019-09-12 2022-07-20 Atotech Deutschland GmbH & Co. KG Apparatus for wet processing of a planar workpiece, device for a cell of the apparatus and method of operating the apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58123898A (en) 1982-01-19 1983-07-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electroplating line
LU85086A1 (en) * 1983-11-11 1985-07-17 Cockerill Sambre Sa DEVICE FOR THE ELECTROLYTIC DEPOSITION OF A LAYER OF A COVERING METAL ON A METAL STRIP
JPS6277495A (en) * 1985-10-01 1987-04-09 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Plating device for printed circuit board
ATE66969T1 (en) * 1987-01-26 1991-09-15 Siemens Ag GALVANIZING EQUIPMENT FOR PLATE-FORM WORKPIECES, ESPECIALLY CIRCUIT BOARDS.
US4986888A (en) 1988-07-07 1991-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Electroplating apparatus for plate-shaped workpieces
DE3939681A1 (en) * 1989-12-01 1991-06-06 Schering Ag METHOD FOR CONTROLLING THE OUTLET OF GALVANIC PLANTS AND FOR IMPLEMENTING THE METHOD OF THE SERVICE ARRANGEMENT
DE4212567A1 (en) * 1992-03-14 1993-09-16 Schmid Gmbh & Co Geb DEVICE FOR TREATING OBJECTS, IN PARTICULAR GALVANIZING DEVICES FOR PCBS
DE4324330C2 (en) * 1992-08-01 1994-11-17 Atotech Deutschland Gmbh Process for the electrolytic treatment of, in particular, flat items to be treated, and arrangement, in particular for carrying out this process
DE4229403C2 (en) * 1992-09-03 1995-04-13 Hoellmueller Maschbau H Device for electroplating thin plastic films provided with a conductive coating on one or both sides
DE4344387C2 (en) * 1993-12-24 1996-09-05 Atotech Deutschland Gmbh Process for the electrolytic deposition of copper and arrangement for carrying out the process
DE4402596C2 (en) * 1994-01-28 1997-03-27 Atotech Deutschland Gmbh Electrolytic process in horizontal continuous systems and device for carrying it out
US5658441A (en) * 1995-12-18 1997-08-19 Cfc, Inc. Conveyorized spray plating machine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9849374A3 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP4210339B2 (en) 2009-01-14
DE19717512A1 (en) 1998-10-29
CA2287274A1 (en) 1998-11-05
JP2002506483A (en) 2002-02-26
DE19717512C3 (en) 2003-06-18
WO1998049374A3 (en) 2000-08-24
US6238529B1 (en) 2001-05-29
WO1998049374A2 (en) 1998-11-05
DE19717512C2 (en) 1999-03-11

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