EP1468127A2 - Verfahren und system zur selektiven galvanischen beschichtung von metalloberflächen - Google Patents

Verfahren und system zur selektiven galvanischen beschichtung von metalloberflächen

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EP1468127A2
EP1468127A2 EP02779151A EP02779151A EP1468127A2 EP 1468127 A2 EP1468127 A2 EP 1468127A2 EP 02779151 A EP02779151 A EP 02779151A EP 02779151 A EP02779151 A EP 02779151A EP 1468127 A2 EP1468127 A2 EP 1468127A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dielectric
spraying
metal
coated
galvanizing system
Prior art date
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EP02779151A
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English (en)
French (fr)
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EP1468127B1 (de
Inventor
Uwe Landau
Rainer Wiedenbeck
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OTB Oberflaechentechnik in Berlin GmbH and Co
Original Assignee
OTB Oberflaechentechnik in Berlin GmbH and Co
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Publication date
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Publication of EP1468127A2 publication Critical patent/EP1468127A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1468127B1 publication Critical patent/EP1468127B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
    • C25D5/022—Electroplating of selected surface areas using masking means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material

Definitions

  • the present invention relates to a method for the selective galvanic coating of metal surfaces, in particular smooth, flat-stamped or form-stamped metal strips, according to the preamble of claim 1 and a system for carrying out this method.
  • connectors, touching or rubbing contacts and lead frames are made from metal strips of the type mentioned, the basic material, such as E-copper, bronze, brass, nickel silver, iron alloys to achieve the desired good surface properties, such as good contact, bondability, solderability, wear and corrosion resistance, is electroplated.
  • the coating may only be applied as a strip or spot at selected points on the surface, whereby all geometrical figures are possible.
  • a high selectivity with high precision of the edge limitation of the selectively coated surfaces is required when applying such coatings.
  • Selective galvanic coatings can be produced by a whole series of different methods, in which the surface areas which are not to be coated are usually initially covered by a suitable masking and the non-masked areas are then galvanically coated. Only in the simplest selective coating process is the metal electroplated around the edges, even without masking, by controlled partial immersion in a suitable electrolyte. With this simple coating process, however, no stripes or spots can be produced on the surface.
  • endless movable masking tapes made of rubber or another plastic are pressed firmly onto the surface areas that are not to be coated and then only the areas that remain free are galvanically coated.
  • the selective systems can be designed in wheel form with wheels that can be arranged standing or lying. However, you can also be designed as a straight or curved flow cell (rainbow cell). However, the achievable precision of more than 0.1 mm is generally not sufficient, especially for semiconductor technology.
  • a special form of this coating process is the so-called MYLAR process, in which a thin Mylar film is pressed onto the metal strip as a mask for the surface areas that are not to be coated, and can be reused for a limited time after the coating process.
  • MYLAR process in which a thin Mylar film is pressed onto the metal strip as a mask for the surface areas that are not to be coated, and can be reused for a limited time after the coating process.
  • a rubber or plastic mask is also used in the stop-and-repeat process (spot coating).
  • spot coating In contrast to the movable masking method, however, a standing mask is opened to draw in a metal band. The mask is then closed and pressed firmly onto the retracted, resting metal band. After the galvanic coating has been carried out with the appropriate coating duration, the mask is opened again and a still uncoated new piece of metal strip is drawn in for coating.
  • This process works quasi-continuously, since the metal strip in front of and behind the so-called spot cell runs continuously into and out of a memory. However, only low belt speeds can be achieved, which means that economical electroplating is often questioned.
  • the desired high precision of 0.1 mm can be achieved with gold and silver, but tin and tin-lead coatings can often not be produced with the desired precision.
  • the metal strip to be coated is pressed onto a porous non-conductor that absorbs an electrolyte and an insoluble anode sits on the opposite side.
  • the galvanic coating is only carried out at the point that comes into contact with the porous non-conductor. Edges and stamped metal surfaces can be coated particularly well. Spots and stripes in the middle of a smooth, flat metal strip are not possible, or stripes cannot be achieved with the desired selectivity.
  • the brush coating process is used particularly in the connector area.
  • a masking tape is stuck onto the metal surface as masking, which is then peeled off and discarded after the galvanic coating of the remaining surface areas.
  • the achievable precision in the edge area of the coating is approximately 0.1 mm. The procedure is however not only extremely expensive but also produces hazardous waste that has to be disposed of. It is also only applicable to flat, smooth belts.
  • the laser-assisted coating should also be mentioned, which is, however, still technologically insignificant.
  • this method enables contactless work with precision in the micrometer range and highest deposition rates, a technical application has so far failed because the completely new electrolytes required for this technology are not available. In addition, there are still not enough powerful solid-state lasers.
  • the object of the present invention is to provide an improved, novel, simple, flexible and inexpensive coating method for metal surfaces, in particular smooth, flat-stamped or form-stamped metal strips, which not only enables high coating or high strip speeds but also high selectivity at high speeds Precision of the boundary of the selectively coated surfaces is marked.
  • This object is achieved according to the invention in a generic coating method in that the surface areas which are not to be coated are masked by contactless application of a liquid dielectric with a contour sharpness of in particular less than or equal to 80 micrometers.
  • a liquid dielectric with a contour sharpness of in particular less than or equal to 80 micrometers.
  • desired masking layers of almost any shape can be applied very quickly and extremely precisely at low cost.
  • the method enables a high degree of flexibility and is also particularly suitable for three-dimensional applications.
  • the viscosity of the dielectric is preferably checked before application and set to this setpoint if there is a deviation from a specified setpoint.
  • the dielectric is also applied in the finest droplets with essentially the same droplet size, in particular 3-70 micrometers, which are electrically charged and controlled as required by means of an electrical control field.
  • droplet application rates are used which are so high that flat maskings can be produced.
  • the droplet application rates here are preferably approximately 40,000-60,000 droplets per minute, but in particular approximately 50,000 droplets per minute.
  • the dielectric can be applied discontinuously in at least one continuous uninterrupted strip or in a controlled manner.
  • the dielectric In order to dry the applied dielectric more quickly, the dielectric is briefly exposed to an elevated temperature of less than 200 degrees Celsius. To avoid possible contamination, components that are released are sucked off when the dielectric dries.
  • a quick-drying dielectric is used, which dries on the metal surface within seconds.
  • the dielectric used is also abrasion-resistant and resistant for at least several minutes in acids, alkalis and complexing electrolytes and when the current flows through the metal. These requirements are met in particular by a pigment-free ink containing MEK (methyl ethyl ketone).
  • the dielectric is sprayed or sprayed onto the metal surface to be coated, which is inclined at a certain angle of preferably 1-10 degrees with respect to the normal to the metal surface. It can be moved parallel to the metal surface with a high precision of preferably less than 50 micrometers. When the dielectric is applied, it is positioned from the top down to the metal surface. If necessary, spraying or spraying devices with several spraying or spraying heads arranged next to and / or behind one another can also be used.
  • the spraying or spraying device is interrupted as part of a self-check and the coating process is interrupted, the spraying or Automatically move the spray device to compensate for an interim metal movement at least to the point of exposure in order to achieve an uninterrupted application of strips.
  • the speed of the metal is determined and transmitted to an associated control device, which also receives signals from the spraying or spraying device at the beginning and at the end of a self-check. From the speed and the known duration of the self-check or the interruption of the dielectric application, the feed of the metal or the path length of the non-coated surface area is then determined and the spraying or spraying device travels back accordingly in order to achieve an uninterrupted strip.
  • the metal in the case of a fixed spraying or spraying device, can also be moved back by a rocking device.
  • the metal surface to be coated is preferably cleaned and dried before the dielectric is applied.
  • Metal to be coated is preferably positioned or guided with a positional precision of less than 50 micrometers, the (belt) speeds being 3 to 10 m / min.
  • the applied dielectric is preferably removed essentially without residue in an aqueous solution with microdisperse additives.
  • an aqueous solution is used which does not chemically attack the metal surface and the galvanic coating applied to it.
  • the detachment or removal of the applied dielectric is preferably promoted by exposure to ultrasound.
  • a galvanizing system for carrying out this method comprises a holding or guiding device for a metal to be coated, a masking device for masking the surface areas not to be coated, a galvanizing device for galvanizing the non-masked surface areas, and a control device.
  • the masking device is here according to the invention as a spray or spray device for a liquid dielectric, so that desired masking layers of almost any shape can be applied very quickly and extremely precisely at low cost.
  • the spraying or spraying device enables a high degree of flexibility and is particularly suitable for three-dimensional applications.
  • the masking device comprises a device for detecting and adjusting the viscosity of the dielectric in accordance with requirements in order to be able to guarantee the desired high precision.
  • the spraying or spraying device is in particular designed in such a way that the dielectric can be sprayed on or sprayed on in very fine droplets with a narrow droplet size distribution with a droplet size of preferably 3-70 micrometers. It comprises a device for electrically charging the droplets and a device for generating an electrical control field for the droplets.
  • the spraying or spraying device is designed for high droplet application rates in order to generate an areal dielectric application of in particular 40,000-60,000 per minute. It can be controlled or is controlled in such a way that the dielectric can be applied or applied in at least one continuous uninterrupted strip and / or discontinuously with a contour sharpness of less than or equal to 80 micrometers.
  • the spraying or spraying device is preferably inclined at a certain angle of in particular 1-10 degrees with respect to the normal to a metal surface to be coated, and depending on the application, it can also comprise several spraying heads connected in series and / or in series. It is preferably arranged above the holding or guiding device in order to be able to carry out the coating from above.
  • the spraying or spraying device can preferably be moved parallel to the metal surface with a high precision of less than about 50 micrometers. It can be controlled by the control device or is controlled in such a way that it is automatically moved back to the suspension point in the event of a suspension as part of a self-check.
  • the holding or guiding device is preferably designed in such a way that it holds or guides metal to be coated with a positional precision of less than approximately 50 micrometers and enables belt speeds of 3-10 m / min. It can also have a device for measuring the belt speed and one by the control device controllable or controlled rocker device for need-based resetting of the metal after an interruption of the coating process.
  • At least one cleaning and drying device for the metal to be coated is connected upstream of the masking device, which is preferably designed to generate an increased drying temperature of a maximum of 200 degrees Celsius in order to be able to achieve high coating or strip speeds through the shortest possible drying times. It also includes a suction device for dissolving dielectric material in order to rule out undesirable contamination of the metal surface.
  • the electroplating device is also preferably followed by a detachment device for residue-free detachment of the dielectric from the metal surface, which preferably comprises an ultrasound device to favor the detachment process.
  • Fig. 1 is a flow diagram (PROCESS SEQUENCE) of a selective according to the invention
  • FIG. 3 shows a dovetail contact coated according to the invention.
  • a flat, flat-stamped or form-stamped metal strip to be electroplated is first subjected to a boiling degreasing (HOT SOAK CLEANING) in a first cleaning device.
  • An electrolytic degreasing is then carried out in a second cleaning device before the metal strip.
  • a first galvanizing device with a complete base plating made of a suitable metal, such as copper, nickel or silver.
  • the base-clad metal strip is then subjected to pure water cleaning (CYCLING WATER, CLEAR WATER or CW CLEANING) with circulating water in a third cleaning device, which is passed over an ion exchange device, and subsequently dried in a first drying device (DRYING).
  • a selective dielectric masking layer SPINJET DIELECTRIC COATING, SPINJET DIELECTRIC COATING
  • SPINJET DIELECTRIC COATING is applied to the completely pre-plated, cleaned and dried metal strip in the manner described in more detail below with reference to FIG. 2 using a masking device according to the invention by means of an ink jet on the surface areas not to be galvanically coated SPINJET stands for Selective Plating Ink Jet or selective plating using inkjet technology).
  • the applied dielectric masking layer is dried in a second drying device (DRYING), with higher temperatures of up to 200 degrees Celsius being set to accelerate the drying process.
  • DRYING second drying device
  • any components that may become free are sucked off by a suction device during drying.
  • the unmasked surface areas of the metal strip are then coated or plated in a conventional manner in a second electroplating device, for example with gold, silver or tin.
  • the applied dielectric masking coating is then completely detached or removed in a subsequent detaching device.
  • the detachment takes place in a suitable aqueous solution with microdisperse additives (US-DIELECTRIC STRIPPING) under the influence of ultrasound (US) from an associated ultrasound device, which causes a noticeable acceleration of the detachment process.
  • US-DIELECTRIC STRIPPING ultrasound
  • US-DIELECTRIC STRIPPING ultrasound
  • CW CYCLING WATER
  • HW hot water cleaning
  • the inventive suspension of the desired selective dielectric coating by the masking device in said dielectric coating step is shown again schematically in FIG. 2.
  • the metal strip 10 to be coated is held high by means of a holding or guiding device (not shown) Positional precision of less than about 50 microns in the direction of the arrow is passed under a spray or spray head 12 arranged above the metal strip 10.
  • Belt speed is about 3 - 10 m / min.
  • the spray or spray head 12 is inclined to achieve better coating results at an angle of approximately 3 degrees with respect to the vertical or normal to the metal strip 10.
  • only a single spray or spray head 12 is used to produce an uninterrupted, wide dielectric strip 16.
  • a plurality of spray or spray heads 12 arranged one behind the other and / or next to one another, with which almost any masking structure can be produced with high precision. So of course not only one or more continuous masking strips 16 can be applied, but of course also discontinuous applications or spot applications of almost any shape.
  • a MEK-containing (methyl-ethyl-ketone-containing) pigment-free ink is sprayed from above onto the metal strip 10 through the spray or spray head 12.
  • this ink is sufficiently abrasion-resistant, dries quickly enough and is sufficiently stable in acids, alkalis, electrolyte containing complexing agents and when the current flows through the metal, at least for the duration of the subsequent electroplating process, ie for at least several minutes.
  • this ink is sprayed onto the surface of the metal strip 12 in fine dielectric droplets 14 with a narrow droplet size distribution between 3 and 70 micrometers and a high droplet application rate of approximately 50,000 per min suitable for surface coating.
  • the droplets 14 are electrically charged in the spray or spray head 12 by means of a suitable device (not shown) and controlled as required by means of an electrical control field generated by an applied voltage in such a way that a continuous, uninterrupted broad strip 16 is formed on the metal surface.
  • a suitable device not shown
  • the edge sharpness in the present exemplary embodiment is approximately 80 micrometers.
  • higher edge precision of 30 microns or less can also be achieved.
  • the spraying or spraying device 12 like every print head of an inkjet printer - carries out a self-check or a so-called facing at certain time intervals, in which the inkjet stops briefly, so that the coating process is interrupted and the strip 16 is not applied continuously.
  • the spraying or spraying device 12 automatically sends out a signal which is detected by an associated control device (not shown). Accordingly, the end of the self-check and the renewed readiness for spraying or spraying of the inkjet head 12 are also registered.
  • the current strip speed of the metal strip is measured by means of a measuring device (not shown) and is likewise transmitted to the control device via a measuring line.
  • the metal strip can also be automatically reset correspondingly far by means of a rocking device (not shown) in order to compensate for the short-term suspension of the ink jet as part of a self-check or in the event of another interruption.
  • the coating method according to the invention can be used, for example, for the production of printed circuit board contacts, for the coating of semiconductor-stamped components with a high edge tolerance or also for the internal coating of dovetail contacts.
  • the latter embodiment is illustrated below with reference to FIG. 3, which shows the tip of a dovetail contact 18 with an inserted mating contact 20 on the right in a partially broken-away representation, the two contacts 18, 20 essentially only at their contact points 18a and 20a are selectively plated.
  • the dovetail contact 18 was first made in two coating processes according to the invention from next to the two inner contact points 18a dielectrically coated and then electroplated at the uncoated areas using a conventional electroplating process.
  • the precision in the illustrated galvanic inner coating of a dovetail contact 18 according to the invention cannot be achieved by any conventional method.
  • the left illustration in FIG. 3 again shows two assigned plug connectors with a large number of corresponding contacts 18 and 20.
  • the coating method according to the invention was exemplified in the present case on the basis of selective strip electroplating.
  • the method according to the invention can of course also be used successfully for coating other metal surfaces.
  • quasi-continuous coating of individual metal parts is also possible.

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Description

Verfahren und System zur selektiven galvanischen ßeschichtung von
Metalloberflächen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven galvanischen Beschichtung von Metalloberflächen, insbesondere von glatten, flachgestanzten oder form gestanzten Metallbändern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein System zur Durchführung dieses Verfahrens.
Aus Metallbändern der genannten Art werden insbesondere Steckverbinder, berührende oder reibende Kontakte sowie Lead-Frames hergestellt, wobei das Grundmaterial, wie z.B. E-Kupfer, Bronze, Messing, Neusilber, Eisenlegierungen zur Erreichung der gewünschten guten Oberflächeneigenschaften, wie eine gute Kontaktgabe, Bondbarkeit, Lötfähigkeit, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, galvanisch veredelt wird. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen (bei Gold-, Silber-, Rhodium- und Palladium-Beschichtungen) darf die Beschichtung nur an ausgesuchten Stellen der Oberfläche als Streifen oder Spot galvanisch aufgetragen werden, wobei alle geometrischen Figuren möglich sind. Insbesondere durch die zunehmende Miniaturisierung der Bauteile ist beim Aufbringen solcher Beschichtungen eine hohe Selektivität bei hoher Präzision der Randbegrenzung der selektivbeschichteten Flächen erforderlich.
Selektive galvanische Beschichtungen lassen sich durch eine ganze Reihe unterschiedlicher Verfahren erzeugen, bei denen die nicht zu beschichtenden Oberflachenbereiche üblicherweise zunächst durch eine geeignete Maskierung abgedeckt und die nicht maskierten Bereiche anschließend galvanisch beschichtet werden. Lediglich bei dem einfachsten Selektiv-Beschichtungsverfahren wird das Metall auch ohne Maskierung einfach durch kontrolliertes partielles Eintauchen in einen geeigneten Elektrolyten kantenumgreifend galvanisch beschichtet. Mit diesem einfachen Beschichtungsverfahren sind auf der Oberfläche jedoch keine Streifen oder Spots herstellbar.
Bei dem am weitesten verbreiteten Selektiv-Beschichtungsverfahren werden endlose bewegliche Maskierungsbänder aus Gummi oder einem sonstigen Kunststoff fest auf die nicht zu beschichtenden Oberflachenbereiche gedrückt und anschließend nur die freibleibenden Bereiche galvanisch beschichtet. Die Selektiv-Systeme können in Radform mit können stehend oder liegend angeordneten Rädern ausgebildet sein. Sie können jedoch auch als gerade oder gekrümmte Durchlaufzelle (Rainbow-Zelle) ausgelegt sein. Die erreichbare Präzision ist mit mehr als 0,1 mm in der Regel jedoch insbesondere für die Halbleitertechnik nicht ausreichend.
Eine Sonderform dieses Beschichtungsverfahrens stellt das sogenannte MYLAR-Verfahren dar, bei dem als Maskierung für die nicht zu beschichtenden Oberflachenbereiche eine dünne Mylar-Folie auf das Metallband gepresst wird, die nach dem Beschichtungsdurchlauf für eine begrenzte Zeit wiederverwendbar ist. Das Verfahren ermöglicht zwar eine Streifenoder Spotabscheidung mit hoher Präzision, es Ist jedoch nur bei glatten ebenen Metallbändern einsetzbar.
Auch bei dem Stop-and-Repeat-Verfahren (Spot-Beschichtung) wird eine Gummi oder Kunststoffabdeckmaske eingesetzt. Anders als bei den beweglichen Maskierungsverfahren wird jedoch eine stehende Maske geöffnet, um ein Metallband einzuziehen. Anschließend wid die Maske geschlossen und fest auf das eingezogene ruhende Metallband gepresst. Nach erfolgter galvanischer Beschichtung mit der entsprechenden Beschichtungsdauer wird die Maske wieder geöffnet und ein noch unbeschichtetes neues Stück Metallband wird zur Beschichtung eingezogen. Dieses Verfahren arbeitet quasikontinuierlich, da das Metallband vor und hinter der sogenannten Spot-Zelle kontinuierlich in einen Speicher hinein bzw aus ihm herausläuft. Es sind jedoch nur geringe Bandgeschwindigkeiten erreichbar, wodurch eine wirtschaftliche galvanische Beschichtung häufig in Frage gestelt ist. Mit Gold und Silber kann zwar die gewünschte hohe Päzision von 0,1 mm erreicht werden, Zinn- und Zinn-Blei- Beschichtungen hingegen sind häufig nicht mit der gewünschten Präzision herstellbar.
Bei dem sogenannten Brush-Beschichtungsverfahren wird das zu beschichtende Metallband auf einen einen Elektrolyten absorbierenden porösen Nichtleiter gedrückt, auf dessen Gegenseite eine unlösliche Anode sitzt. Die galvanische Beschichtung erfolgt nur an der Stelle, die mit dem porösen Nichtleiter in Berührung kommt. Es können besonders gut Kanten und formgestanzte Metallflächen beschichtet werden. Spots und Streifen im Mittenbereich eines glatten ebenen Metallbandes sind jedoch nicht möglich bzw. bei Streifen nicht mit der gewünschten Selektivität erreichbar. Das Brush-Beschichtungsverfahren wird insbesondere im Steckverbinderbereich eingesetzt.
Bei dem sogenannten Tape-Verfahren wird als Maskierung ein einseitig klebendes Band auf die Metalloberfläche aufgeklebt, das nach erfolgter galvanischer Beschichtung der frei bleibenden Oberflachenbereiche wieder abgezogen und verworfen wird. Die erreichbare Präzision im Randbereich der Beschichtung liegt bei etwa 0,1 mm. Das Verfahren ist jedoch nicht nur außerordentlich teuer sondern erzeugt auch noch zu entsorgenden Sondermüll. Es ist zudem auch nur bei ebenen glatten Bändern anwendbar.
Der Vollständigkeit halber sei auch noch die Laser-unterstützte Beschichtung genannt, die technologisch jedoch noch völlig unbedeutend ist. Obgleich dieses Verfahren ein berührungsloses Arbeiten mit einer Präzision im Mikrometerbereich und höchsten Abscheidungsraten ermöglicht, scheitert ein technischer Einsatz bisher daran, daß die für diese Technik benötigten vollkommen neuen Elektrolyte nicht zur Verfügung stehen. Darüber hinaus fehlen auch noch genügend leistungsstarke Festkörperlaser.
Schließlich sei auch noch die strukturierte Ressist-Auftragung genannt, die jedoch überwiegend nur zum selektiven Ätzen von Oberflächen eingesetzt wird. Bei diesem Verfahren wird die gesamte Oberfläche mit einem flüssigen Resist beschichtet, das anschließend getrocknet, selektiv belichtet und entwickelt wird. Die entstehenden freiliegenden Metallflächen können dann elektrochemisch oder chemisch geätzt oder aber auch galvanisch beschichtet werden. In einem weiteren Arbeitsgang wird dann die organische Resistbeschichtung wieder von der Metalloberfläche entfernt, so dass die strukturierte Beschichtung oder die geätzte Metalloberfläche übrig bleibt. Durch dieses Verfahren lassen sich zwar sehr hohe Präzisionen erreichen, das Verfahren ist jedoch recht teuer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten, neuartigen, einfachen, flexiblen und kostengünstigen Beschichtungsverfahrens für Metalloberflächen, insbesondere glatte, flachgestanzte oder formgestanzte Metallbänder, das nicht nur hohe Beschichtungs- bzw. hohe Bandgeschwindigkeiten ermöglicht sondern auch durch eine hohe Selektivität bei hoher Präzision der Randbegrenzung der selektivbeschichteten Flächen gekennzeichnet ist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Beschichtungsverfahren erfinungsgemäß dadurch gelöst, dass die nicht zu beschichtenden Oberflachenbereiche durch berührungsloses Auftragen eines flüssigen Dielektrikums mit einer Konturenschärfe von insbesondere kleiner gleich 80 Mikrometer maskiert werden. Durch dieses Verfahren lassen sich gewünschte Maskierungsschichten nahezu beliebiger Gestalt bei geringen Kosten sehr schnell und äußerst präzise aufbringen. Das Verfahren ermöglicht eine hohe Flexibilität und ist insbesondere auch für dreidimensionale Anwendungen geeignet. Zur Gewährleistung eine:- stets ausreichend hohen Beschichtungsqualität wird hierbei vorzugsweise die Viskosität des Dielektrikums vor dem Auftragen kontrolliert und bei Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert auf diesen Sollwert eingestellt. Das Dielektrikum wird zudem in feinsten Tröpfchen mit im wesentlichen gleicher Tröpfchengröße von insbesondere 3 - 70 Mikrometer aufgebracht, die elektrisch aufgeladen und beim Auftragen mittels eines elektrisches Steuerfeldes bedarfsgerecht gesteuert werden. Hierbei werden so hohe Tröpfchenauftrac-sraten verwendet, dass flächige Maskierungen erzeugbar sind. Die Tröpfchenauftragsraten betragen hierbei vorzugsweise etwa 40.000 - 60.000 Tröpfchen pro min, insbesondere jedoch etwa 50.000 Tröpfchen pro min.
Das Dielektrikum kann hierbei je nach Bedarf sowohl in zumindest einem durchgehenden unterbrechungsfreien Streifen als auch gesteuert diskontinuierlich aufgebracht werden.
Zur schnelleren Trocknung des aufgebrachten Dielektrikums wird das Dielektrikum kurzfristig einer erhöhten Temperatur von weniger als 200 Grad Celsius ausgesetzt, Zur Vermeidung eventueller Verunreinigungen werden beim Trocknen des Dielektrikums frei werdende Bestandteile abgesaugt.
Es wird ein schnelltrocknendes Dielektrikum verwendet, das innerhalb von Sekunden auf der Metalloberfläche trocknet. Das eingesetzte Dielektrikum ist zudem abriebfest und zumindest für mehrere Minuten in Säuren, Laugen und komplexbildnerhaltigen Elektrolyten und bei einem Stromfluß durch das Metall beständig. Diese Anforderungen werden insbesondere durch eine MEK-haltige (Methyl-Ethyl-Keton-haltige) pigmentfreie Tinte erfüllt.
Das Dielektrikum wird durch eine Spritz- oder Sprüheinrichtung auf die zu berschichtende Metalloberfläche aufgespritzt bzw. aufgesprüht, die unter einem bestimmten Winkel von vorzugsweise 1- 10 Grad bezüglich der Normalen auf die Metalloberfläche geneigt ist. Sie ist mit hoher Präzision von vorzugsweise weniger als 50 Mikrometer parallel zum Metalloberfläche verfahrbar. Beim Aufbringen des Dielektrikums wird sie von oben nach unten zur Metalloberfläche positioniert. Bei Bedarf können auch Spritz- oder Sprüheinrichtung mit mehreren neben- und/oder hintereinander angeordneten Spritz- bzw. Sprühköpfen verwendet wird.
Bei einem Aussetzen der Spritz- oder Sprüheinrichtung im Rahmen einer Eigenüberprüfung und einer Unterbrechung des Beschichtungsvorganges wird die Spritz- oder Sprüheinrichtung zur Kompensation einer zwischenzeitlichen Metallbewegung automatisch zumindest bis zur Aussetzungsstelle zurückverfahren, um eine unterbrechungsfreie Streifenauftragung zu erreichen. Zu diesem Zweck wird die Geschwindigkeit des Metalls bestimmt und an eine zugeordnete Steuerungseinrichtung übermittelt, die zu Beginn und am Ende einer Eigenüberprüfung auch Signale der Spritz- oder Sprüheinrichtung erhält. Aus der Geschwindigkeit und der bekannten Zeitdauer der Eigenüberprüfung bzw. der Unterbrechung des Dielektrikumsauftrags wird dann der Vorschub des Metalls bzw. die Streckenlänge des nicht beschichtetn Oberflächenbereichs bestimmt und die Spritz- oder Sprüheinrichtung entsprechend weit zurückverfahren, um einen unterbrechungsfreien Streifen zu erreichen.
Alternativ hierzu kann das Metall bei einer feststehenden Spritz- oder Sprüheinrichtung aber auch durch durch eine Wippeinrichtung zurückbewegt wird.
Zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Beschichtung wird die zu beschichtende Metalloberfläche vorzugsweise vor dem Aufbringen des Dielektrikums gereinigt und getrocknet.
Zu beschichtendes Metall wird vorzugsweise mit einer Lagepräzision von weniger als 50 Mikrometer positioniert oder geführt, wobei die (Band)Geschwindigkeiten 3 - 10 m/min betragen.
Das aufgebrachte Dielektrikum wird nach erfolgter Galvanisierung der nicht beschichteten Oberflachenbereiche vorzugsweise in einer wässriger Lösung mit mikrodispersen Zuschlagsstoffe im wesentlichen rückstandsfrei entfernt. Es wird insbesondere eine wässrige Lösung verwendet, durch die die Metalloberfläche und die auf sie aufgebrachte galvanische Beschichtung chemisch nicht angregriffen werden. Das Ablösen oder Entfernen des aufgebrachten Dielektrikums wird vorzugsweise durch Einwirkenlassen von Ultraschall begünstigt.
Ein Galvanisierungssystem zur Durchführung dieses Verfahrens umfasst eine Halte- oder Führungseinrichtung für ein zu beschichtendes Metall, eine Maskierungseinrichtung zum Maskieren der nicht zu beschichtenden Oberflachenbereiche, eine Galvanisiereinrichtung zum Galvanisieren der nicht maskierten Oberflachenbereiche, und eine Steuerungseinrichtung. Die Maskierungseinrichtung ist hierbei erfindungsgemäß als Spritz- oder Sprüheinrichtung für ein flüssiges Dielektrikum ausgebildet, so dass gewünschte Maskierungsschichten nahezu beliebiger Gestalt bei geringen Kosten sehr schnell und äußerst präzise auftragbar sind. Die Spritz- oder Sprüheinrichtung ermöglicht eine hohe Flexibilität und ist insbesondere auch für dreidimensionale Anwendungen geeignet.
Die Maskierungseinrichtung umfasst eine Einrichtung zur Erfassung und bedarfsgerechten Einstellung der Viskosität des Dielektrikums, um die gewünschte hohe Präzision gewährleisten zu können.
Die Spritz- oder Sprüheinrichtung ist insbesondere so ausgebildet ist, dass das Dielektrikum in feinsten Tröpfchen mit einer engen Tröpfchengrößenverteilung mit einer Tröpfchengröße von vorzugsweise 3 - 70 Mikrometer aufspritzbar ist oder aufgespritzt wird. Sie umfaßt eine Einrichtung zum elektrischen Aufladen der Tröpfchen und eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Steuerfeldes für die Tröpfchen. Die Spritz- oder Sprüheinrichtung ist für hohe Tröpfchenauftragsraten zur Erzeugung eines flächenmäßigen Dielektrikumsauftrags von insbesondere 40.000 - 60.000 pro Minute ausgelegt. Sie ist so ansteuerbar ist oder wird so angesteuert, dass das Dielektrikum bei einer Konturenschärfe kleiner gleich 80 Mikrometer in zumindest einem durchgehend unterbrechungsfreien Streifen und/oder diskontinuierliche auftragbar ist oder aufgetragen wird.
Die Spritz- oder Sprüheinrichtung ist vorzugsweise unter einem bestimmten Winkel von insbesondere 1 - 10 Grad bezüglich der Normalen auf eine zu beschichtende Metalloberfläche geneigt, wobei sie je nach Anwendungszweck auch mehrere neben- und/oder hintereinandergeschaltete Spritzköpfe umfassen kann. Sie ist vorzugsweise oberhalb der Halte-oder Führungseinrichtng angeordnet, um die Beschichtung von oben durchführen zu können. Die Spritz- oder Sprüheinrichtung ist vorzugsweise mit hoher Präzision von weniger als etwa 50 Mikrometer parallel zur Metalloberfläche verfahrbar. Sie ist durch die Steuerungseinrichtung so ansteuerbar ist oder wird so angesteuert, dass sie bei einem Aussetzen im Rahmen einer Eigenüberprüfung automatisch vor die Aussetzungsstelle entsprechend zurückverfahren wird.
Die Halte- oder Führungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie zu beschichtendes Metall mit einer Lagepräzision von weniger als etwa 50 Mikrometer hält oder führt und Bandgeschwindigkeiten von 3 - 10 m/min ermöglicht. Sie kann auch eine Einrichtung zur Messung der Bandgeschwindigkeit und eine durch die Steuerungseinrichtung ansteuerbare oder angesteuerte Wippeinrichtung zum bedarfsgerechten Zurücksetzen des Metalls nach einer Unterbrechung des Beschichtungsvorgangs umfassen.
Der Maskierungseinrichtung ist insbesondere zumindest eine Reinigungs- und Trocknungseinrichtung für das zu beschichtende Metall vorgeschaltet, die vorzugsweise zur Erzeugung einer erhöhten Trocknungstemperatur von maximal 200 Grad Celsius ausgelegt ist, um durch möglichst kurze Trocknungszeiten hohe Beschichtungs- bzw. Bandgeschwindigkeiten erreichen zu können. Sie umfasst zudem eine Absaugeinrichtung für sich lösendes Dielektrikumsmaterial, um unerwünschte Verschmutzungen der Metalloberfläche auszuschließen.
Der Galvanisiereinrichtung ist zudem vorzugsweise noch eine Ablöseeinrichtung zum rückstandsfreinen Ablösen des Dielektrikum von der Metalloberfläche nachgeschaltet, die zur Begünstigung des Ablöseprozesses vorzugsweise eine Ultraschalleinrichtung umfasst.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Galvanisiersystems zur Durchführung dieses Verfahrens ergeben sich nicht nur aus den zugehörenden Ansprüchen - für sich und/oder in Kombination - sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Auisführungsbeispiels in Verbindung mit den zugehörenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Flussdiagram (PROCESS SEQUENCE) eines erfindungsgemäßen selektiven
Bandgalvanisierverfahrens; Fig.2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen, selektiven dielektrischen
Beschichtungsschrittes des Verfahrens gemäß Fig. 1 ; und Fig. 3 einen erfindungsgemäß beschichteten Schwalbenschwanzkontakt.
Bei dem beispielhaften erfindungsgemäßen selektiven Bandgalvanisierverfahrens (REEL- TO-REEL-SELECTIVE-PLATING) gemäß Fig. 1 wird ein galvanisch zu beschichtendes flaches, flachgestanztes oder formgestanztes Metallband zunächst in einer ersten Reinigungseinrichtung einer Abkochentfettung (HOT SOAK CLEANING) unterzogen. Anschließend erfolgt in einer zweiten Reinigungseinrichtung noch eine elektrolytische Entfettung (ELECTROLYTIC CLEANING) bevor das Metallband In einer ersten Galvanisiereinrichtung mit einer vollständigen Grundplattierung aus einem geeigneten Metall, wie beispielsweise Kupfer, Nickel oder Silber, versehen wird. Das grundplattierte Metallband wird anschließend in einer dritten Reinigungseinrichtung einer Reinwasserreinigung (CYCLING WATER, CLEAR WATER oder CW CLEANING) mit Kreislaufwasser unterzogen, das über eine lonenaustauschereinrichtung geführt wird, und nachfolgend in einer ersten Trocknungseinrichtung getrocknet (DRYING). Nun wird auf das vollständig vorplattierte, gereinigte und getrocknete Metallband auf die nachstehend anhand von Fig. 2 noch ausführlich beschriebene Art und Weise mit einer erfindungsgemäßen Maskierungseinrichtung mittels eines Tintenstrahls auf die nicht galvanisch zu beschichtenden Oberflachenbereiche eine selektive dielektrische Maskierungsschicht aufgebracht (SPINJET DIELECTRIC COATING , wobei SPINJET kurz für Selective Plating Ink Jet oder selektives Plattieren durch Tintenstrahltechnik steht). Die aufgebrachte dielektrische Maskierungsschicht wird in einer zweiten Trocknungseinrichtung getrocknet (DRYING), wobei zur Beschleunigung des Trocknungsprozesses höhere Temperaturen von bis zu 200 Grad Celsius eingestellt werden. Zur Vermeidung unerwünschter Oberflächenverschmutzungen und zur Gewährleistung der erforderlichen hohen Präzision von weniger als 80 Mikrometer, insbesondere sogar weniger als 30 Mikrometer, werden zudem beim Trocknen eventuell frei werdende Bestandteile von einer Absaugeinrichtung abgesaugt. Die nicht maskierten Oberflachenbereiche des Metallbandes werden nun in einer zweiten Galvanisiereinrichtung auf herkömmliche Art und Weise beispielsweise mit Gold, Silber oder Zinn beschichtet oder plattiert. Anschließend wird die aufgebrachte dielektrische Maskierungsbeschichtung in einer nachgeschaltenen Ablöseeinrichtung wieder vollständig abgelöst oder entfernt. Das Ablösen erfolgt hierbei in einer geeigneten wässrigen Lösung mit mikrodispersen Zuschlagsstoffen (US-DIELECTRIC STRIPPING) unter Einwirkung von Ultraschall (US) aus einer zugeordneten Ultraschalleinrichtung, der eine spürbare Beschleunigung des Ablösevorganges bewirkt. In einer vierten und fünften Reinigungseinrichtung wird schließlich eine erneute Reinwasserreinigung mit Kreislaufwasser (CLEAR WATER ODER CYCLING WATER (CW) CLEANING) bzw. eine Heißwasserreinigung (HOT WATER (HW) CLEANING) durchgeführt, bevor das wunschgemäß selektiv beschichtete Metallband abschließend in einer dritten Trocknungseinrichtung getrocknet wird.
Das erfindungsgemäße Aufbπngen der gewünschten selektiven dielektrischen Beschichtung durch die Maskierungseinrichtung in dem genannten dielektrischen Beschichtungsschritt ist in Fig. 2 noch einmal schematisch dargestellt. Das zu beschichtende Metallband 10 wird hierbei mittels einer (nicht dargestellten) Halte- oder Führungseinrichtung mit einer hohen Lagepräzision von weniger als etwa 50 Mikrometer in Pfelrichtung unter einem über dem Metallband 10 angeordneten Spritz- oder Sprühkopf 12 vorbeigeführt. Die
Bandgeschwindigkeit beträgt hierbei etwa 3 - 10 m/min. Der Spritz- oder Sprühkopf 12 ist zur Erzielung besserer Beschichtungsergebnisse unter einem Winkel von etwa 3 Grad bezüglich der Vertikalen bzw. der Normalen auf das Metallband 10 geneigt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nur ein einziger Spritz- oder Sprühkopf 12 zur Erzeugung eines unterbrechungsfreien breiten Dielektrikumsstreifens 16 verwendet. Es sei jedoch bemerkt, dass je nach Anwendungszweck und gewünschtem Beschichtungs- oder Maskierungsmuster gegebenenfalls auch mehrere hinter- und/oder nebeneinander angeordnete Spritz- oder Sprühkopfe 12 eingesetzt werden können, mit denen nahezu beliebige Maskierungsstrukturen hoher Präzision erzeugbar sind. So können selbstverständlich nicht nur ein oder mehrere durchgehende Maskierungsstreifen 16 aufgebracht werden, sondern selbstvertständlich auch diskontinuierliche Auftragungen oder Spotauftragungen nahezu beliebiger Form.
Durch den Spritz- oder Sprühkopf 12 wird eine MEK-haltige (Methyl-Ethyl-Keton-haltige) pigmentfreie Tinte von oben auf das Metallband 10 gespitzt. Diese Tinte ist für den vorliegenden Anwendungszweck ausreichend abriebfest, schnell genug trocknend und in Säuren, Laugen komplexbildnerhaltigen Elektrolyten sowie bei einem Stromfluß durch das Metall zumindest für die Dauer des nachfolgenden Galvanisiervorgangs, d.h. zumindest für mehrere Minuten, ausreichend beständig. Wie schematisch dargestellt ist, wird diese Tinte in feinen dielektrischen Tröpfchen 14 mit einer engen Tröpfchengrößenverteilung zwischen 3 und 70 Mikrometer und einer für eine flächige Beschichtung geeigneten hohen Tröpfchenauftragsrate von etwa 50.000 pro min von oben auf die Oberfläche des Metallbandes 12 aufgespritzt. Die Tröpfchen 14 werden in dem Spritz- oder Sprühkopf 12 mittels einer (nicht dargestellten) geeigneten Einrichtung elektrisch aufgeladen und mittels eines durch eine angelegte Spannung erzeugten elektrischen Steuerfeldes bedarfsgerecht so gesteuert, dass auf der Metalloberfläche ein durchgehender unterbrechungsfreier breiter Streifen 16 entsteht. Wie in der Auschnittsvergrößerung in dem kleinen Diagramm rechts unten zu erkennen ist, beträgt die Kantenschärfe in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 80 Mikrometer. Es sind jedoch auch höhere Kantenpräzisionen von 30 Mikrometer oder weniger erreichbar. Die Spritz- oder Sprüheinrichtung 12 führt - wie jeder Schreibkopf eines Tintenstrahldruckers auch - in bestimmten Zeitabständen eine Eigenüberprüfung oder ein sogenanntes Facing durch, bei dem der Tintenstrahl kurzzeitig aussetzt, so dass der Beschichtungsvorgang unterbrochen und der Streifen 16 nicht durchgehend aufgetragen wird. Zu Beginn einer solchen Eigenüberprüfung sendet die Spritz- oder Sprüheinrichtung 12 automatisch jeweils ein Signal aus, das von einer (nicht dargestellten) zugeordneten Steuerungseinrichtung erfasst wird. Entsprechend wird auch das Ende der Eigenüberprüfung und die erneute Spritz- oder Sprühbereitschaft des Tintenstrahlkopfes 12 registriert. Zudem wird mittels einer (nicht dargestellten) Meßeinrichtung die aktuelle Bandgeschwindigkeit des Metallbandes gemessen und über eine Messleitung ebenfalls an die Steuerungseinrichtung übermittelt. Diese bestimmt nun anhand der bekannten Dauer des Eigenüberprüfungsvorganges bzw. der zeitlichen Unterbrechung des Beschichtungsvorganges und der ermittelten aktuellen Bandgeschwindigkeit den zwischenzeitlich erfolgten Vorschub des Metallbandes bzw. die Unterbrechungslänge der dielektrischen Beschichtung und setzt die Spritz- oder Sprüheinrichtung zur Kompensation dieses Vorganges mit einer hohen Präzision von weniger als etwa 50 Mikrometer parallel zur Metalloberfläche zumindest bis zum Ende des bereits vorliegenden Beschichtungsstreifens, insbesondere jedoch sicherheitshalber noch geringfügig weiter zurück, so dass beim anschließenden Weiterverfahren der nun überprüften Spritz- oder Sprüheinrichtung auch der zuvor noch nicht beschichtete Oberflächenbereich ordnungsgemäß überspritzt oder beschichtet wird und ein durchgehender Beschichtungsstreifen entsteht. Alternativ hierzu kann das Metallband aber auch über eine (nicht dargestellte Wippeinrichtung) entsprechend weit automatisch zurückgesetzt werden, um das kurzfristige Aussetzen des Tintenstrahls im Rahmen einer Eigenüberprüfung oder bei einer sonstigen Unterbrechung zu kompensieren.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren ist beispielsweise zur Herstellung von Leiterplattenkontakten, zur Beschichtung halbleitergestanzter Bauelemente mit hoher Kantentoleranz oder auch zur Innenbeschichtung von Schwalbenschwanzkontakten einsetzbar. Das letztgenannte Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand von Fig, 3 verdeutlicht, die auf der rechten Seite in teilweiser weggebrochener Darstellung die Spitze eines Schalbenschwanzkontaktes 18 mit einem eingeführten Gegenkontakt 20 zeigt, wobei die beiden Kontakte 18, 20 im wesentlichen nur an ihren Kontaktstellen 18a bzw. 20a selektiv plattiert sind. Zur Erzeugung dieser stark selektiven materialsparenden Plattierung des Schwalbenschwanzkontaktes 18 wurde dieser in zwei erfindungsgemäßen Beschichtungsvorgängen von neben bis auf die beiden Innenkontaktstellen 18a zunächst dielektrisch beschichtet und anschließend an den nicht beschichteten Stellen durch ein herkömmliches Galvanisierverfahren galvanisch veredelt. Die Präzision bei der dargestellten erfindungsgemäßen galvanischen Innenbeschichtung eines Schwalbenschwanzkontaktes 18 ist mit keinem herkömmlichen Verfahren erreichbar. Die linke Darstelllung in Fig. 3 zeigt noch einmal zwei zugeordnete Steckverbinder mit einer Vielzahl entsprechender Kontakte 18 bzw. 20.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren wurde vorliegend anhand anhand einer selektiven Bandgalvanisierung beispielhaft dargestellt. Der Vollständigkeit halber sei jedoch bemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich auch zur Beschichtung anderer Metalloberflächen mit Erfolg einsetzbar ist. So ist beispielsweise auch eine quasikontinuierliche Beschichtung einzelner Metallteile möglich.

Claims

PAT E N TA N S P RÜ C H E
1. Verfahren zum selektiven galvanischen Beschichten von Metalloberflächen, insbesondere bei flachen, flachgestanzten oder formgestanzten Metallbändern, durch:
- Maskieren der nicht zu beschichtenden Oberflachenbereiche; und
- Galvanisieren der nicht maskierten Oberflachenbereiche, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht zu beschichtenden Oberflachenbereiche durch berührungsloses Auftragen eines flüssigen Dielektrikums maskiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Dielektrikums vor dem Auftragen kontrolliert und bei Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert auf diesen Sollwert eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum in feinsten Tröpfchen mit im wesentlichen gleicher Tröpfchengröße aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchengröße 3 - 70 Mikrometer beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tröpfchen elektrisch aufgeladen und beim Auftragen durch ein elektrisches Feld bedarfsgerecht gesteuert werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum mit einer so hohen Tröpfchenauftragsrate aufgebracht wird, dass flächige Maskierungen herstellbar sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenauftragsrate 40.000 - 60.000 pro min beträgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum in zumindest einem durchgehenden unterbrechungsfreien Streifen und/oder diskontinuierlich aufgebracht wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum mit einer Konturenschärfe von kleiner gleich 80 Mikrometer aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum nach dem Auftragen kurzzeitig einer erhöhten Temperatur von maximal 200 Grad Celsius ausgesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trocknen des Dielektrikums frei werdende Bestandteile abgesaugt werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein schnelltrocknendes Dielektrikum verwendet wird, das innerhalb von Sekunden auf der Metalloberfläche trocknet.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dielektrikum verwendet wird, das zumindest für mehrere Minuten in Säuren, Laugen und komplexbildnerhaltigen Elektrolyten und bei einem Stromfluß durch das Metall beständig ist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Dielektrikum eine MEK-haltige (Methyl-Ethyl-Keton-haltige) pigmentfreie Tinte verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum durch eine Spritz- oder Sprüheinrichtung auf die zu beschichtende Metalloberfläche aufgespritzt bzw. aufgesprüht wird, die unter einem bestimmten Winkel bezüglich der Normalen auf die Metalloberfläche geneigt ist.
16. Verfahren Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel 1- 10 Grad beträgt.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum von oben auf die Metalloberfläche aufgespritzt bzw. aufgesprüht wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung mit hoher Präzision parallel zur Metalloberfläche verfahren wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass diese Parallelbewegung mit einer Genauigkeit von weniger als 50 Mikrometer erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung nach einem kurzzeitigen Aussetzen zur Kompensation einer zwischenzeitlichen Metallbewegung automatisch zurückverfahren wird.
1. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall bei feststehender Spritz- oder Sprüheinrichtung durch eine Wippeinrichtung zurückbewegt wird, um ein kurzzeitigen Aussetzen der Spritz- oder Sprüheinrichtung zu kompensieren.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 - 21 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Spritz- oder Sprüheinrichtung mit mehreren neben- und/oder hintereinander angeordneten Spritz- bzw. Sprühköpfen verwendet wird.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloberfläche vor dem Aufbringen des Dielektrikums gereinigt und getrocknet wird.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall mit einer Lagepräzision von weniger als 50 Mikrometer positioniert oder geführt wird.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bewegtes Metallband beschichtet wird, dessen Geschwindigkeit 3 - 10 m/min beträgt.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Metallbandes bestimmt und an eine Steuerungseinrichtung weitergeleitet wird.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgebrachte Dielektrikum nach erfolgter Galvanisierung in wässriger Lösung rückstandsfrei entfernt wird.
28. Verfahren Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Lösung verwendet wird, durch die die Metalloberfläche und ihre galvanische Beschichtung chemisch nicht angregriffen werden.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lössung mikrodisperse Zuschlagsstoffe umfasst.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 - 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum beim Ablösen mit Ultraschall beaufschlagt wird.
31. Galvanisierungssystem zum selektiven galvanischen Beschichten von Metalloberflächen insbesondere bei flachen, flachgestanzten oder formgestanzten Metallbändern, mit:
- einer Halte- oder Führungseinrichtung für ein zu beschichtendes Metall;
- einer Maskierungseinrichtung zum Maskieren der nicht zu beschichtenden Oberflachenbereiche;
- einer Galvanisiereinrichtung zum Galvanisieren der nicht maskierten Oberflachenbereiche; und
- einer Steuerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskierungseinrichtung eine Spritz- oder Sprüheinrichtung für ein flüssiges Dielektrikum umfasst.
32. Galvanisierungssystem nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Maskierungseinrichtung eine Einrichtung zur Erfassung und Einstellung der Viskosität des Dielektrikums umfasst.
33. Galvanisierungssystem nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung so ausgebildet ist, dass das Dielektrikum in feinsten Tröpfchen mit einer engen Tröpfchengrößenverteilung aufspritzbar ist oder aufgespritzt wird.
34. Galvanisierungssystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass Tröpfchengröße 3 - 70 Mikrometer beträgt.
35. Galvanisierungssystem nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskierungseinrichtung eine Einrichtung zum elektrischen Aufladen der Tröpfchen und eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Steuerfeldes für die Tröpfchen umfasst.
36. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 33 - 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung für hohe Tröpfchenauftragsraten zur Erzeugung eines flächenmäßigen Dielektrikumsauftrags ausgelegt ist.
37. Galvanisierungssystem nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Tröpfchenauftragsrate 40.000 - 60.000 beträgt.
38. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung so ansteuerbar ist oder angesteuert wird, dass das Dielektrikum in zumindest einem durchgehend unterbrechungsfreien Streifen und/oder diskontinuierliche aufgetragen wird.
39. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung für eine Konturenschärfe kleiner gleich 80 Mikrometer ausgelegt ist.
40. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung unter einem bestimmten Winkel bezüglich der Normalen auf eine zu beschichtende Metalloberfläche geneigt ist.
41. Galvanisierungssystem nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel 1 - 10 Grad beträgt.
42. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung mit hoher Präzision parallel zur Metalloberfläche verfahrbar ist oder verfahren wid.
43. Galvanisierungssystem nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass Präzision besser ist als 50 Mikrometer.
44. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung so ausgelegt ist, dass eine kurzzeitige Unterbrechung eines Beschichtungsvorgangs erfasst und durch automatisches Zurückverfahren der Spritz- oder Sprüheinrichtung kompensiert wird.
45. Galvanisierungssystem nach nach einem der Ansprüche 31 - 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung oberhalb der Halte- oder Führungseinrichtung angeordnet ist.
46. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprüheinrichtung mehrere neben- und/oder hintereinander angeordnete Spritz- bzw. Sprühköpfe umfasst.
47. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- oder Führungseinrichtung zu beschichtendes Metall mit einer Lagepräzision von weniger als 50 Mikrometer hält oder führt.
48. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 47, dadurch gekennzeichnet, dass zu beschichtendes Metall durch die Halte- oder Führungseinrichtung mit einer Geschwindigkeit von 3 - 10 m/min bewegt wird oder bewegbar ist.
49. Galvanisierungssystem nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Halte- oder Führungseinrichtung eine Einrichtung zur Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit des Metalls zugeordnet ist.
50. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- oder Führungseinrichtung eine Wippeinrichtung zum automatischen Zurücksetzen des Metalls umfasst.
51. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Maskierungseinrichtung eine erste Reinigungs- und Trocknungseinrichtung für zu beschichtendes Metall vorgeschaltet ist.
52. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 51 , dadurch gekennzeichnet, dass der Maskierungseinrichtung eine zweite Trocknungseinrichtung zur Erzeugung einer erhöhten Temperatur von maximal 200 Grad Celsius nachgeschaltet ist.
53. Galvanisierungssystem nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trocknungseinrichtung eine Absaugeinrichtung umfasst.
54. Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 31 - 53, dadurch gekennzeichnet, dass der Galvanisiereinrichtung eine Ablöseeinrichtung für aufgebrachtes Dielektrikum nachgeschaltet ist.
55. Galvanisierungssystem nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablöseeinrichtung eine Ultraschalleinrichtung umfasst.
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