EP1903131A2 - System zur galvanischen Abscheidung einer leitfähigen Schicht auf einem nicht-leitfähigen Trägermaterial - Google Patents

System zur galvanischen Abscheidung einer leitfähigen Schicht auf einem nicht-leitfähigen Trägermaterial Download PDF

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Publication number
EP1903131A2
EP1903131A2 EP20070116952 EP07116952A EP1903131A2 EP 1903131 A2 EP1903131 A2 EP 1903131A2 EP 20070116952 EP20070116952 EP 20070116952 EP 07116952 A EP07116952 A EP 07116952A EP 1903131 A2 EP1903131 A2 EP 1903131A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contacting unit
electrically conductive
contact
contacting
segments
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Withdrawn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
EP20070116952
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Hofer
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.)
MASCHINENBAU SCHLEGL & HOFER GMBH
Original Assignee
Maschinenbau Hofer GmbH
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 Maschinenbau Hofer GmbH filed Critical Maschinenbau Hofer GmbH
Publication of EP1903131A2 publication Critical patent/EP1903131A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/005—Contacting devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode

Definitions

  • the present invention relates to a contacting unit for the electrodeposition of an electrically conductive layer on a starter layer or galvanisable layer on a substrate, wherein the contacting unit is cathodically and / or anodically switchable.
  • the invention further relates to a galvanizing apparatus and a galvanizing system for electrodepositing a conductive layer on a non-conductive substrate.
  • Such electroplating or electroplating systems are used for free galvanic deposition of a structured or full-surface layer or activatable substrate made of a non-conductive substrate, for. B. for the production of conductor structures or full-surface conductor layers.
  • conductor structures or full-surface conductor layers For example, antenna coils, printed circuit boards, smart card modules or the like are manufactured with such devices.
  • a metal cylinder connected continuously as a cathode is at least partially immersed in an electrolyte bath and rotated.
  • an electrolyte bath is a Anode assembly.
  • a metal layer is deposited, which is laminated outside of the electrolyte on a film by the metal foil is peeled off from the cathode.
  • This method has the disadvantage that only low throughput rates can be achieved and high material costs and disposal costs are generated due to the use of toxic and expensive chemicals and of unused raw materials due to the subtractive process.
  • the thickness of the metal layer is limited by the necessary further processing to a certain minimum thickness, so that the resulting resulting arrangement, for example, is not used in the high frequency range, in which just a layer thickness of about 2 microns is desirable.
  • Another disadvantage is that anodic or mechanical cleaning of the cylindrical cathode must be carried out at regular intervals, which further reduces the production and throughput times.
  • Another disadvantage is that only a one-sided metal layer can be deposited on the carrier substrate.
  • An improved method is used in the DE 102 347 05 A1 described in which the material to be plated is contacted directly in the active Galvanobad by a rotating, for continuous cleaning alternately cathodic / anodic collector roller.
  • the collector roller has individual conductive areas which are separated from each other by insulating areas.
  • the individual conductive regions extend substantially parallel to an axis of rotation of the collector roller.
  • the electrically conductive regions are electrically insulated from each other in the circumferential direction of the collector roller.
  • the invention is based on the finding that in contacting units with widths of more than 30 cm, which have only a single contactable / energizable segment which contacted at the edges of the contacting and galvanic coated carriers have a smaller thickness of the electrodeposited layer, as such carriers, which are contacted in an inner or central portion of the contacting. This circumstance can be counteracted by dividing the over the entire width extending contact region of the contacting, for example, a usable width of 30, 60 or 120 cm, is divided into a plurality of independently contactable / bestrombare segments.
  • the current of the contacting unit in each segment can be set in such a way that an approximately equal current is established across the width of the contacting unit, resulting in a total width of the contacting unit results in the same high electrically conductive layer on the substrate to be plated.
  • segments at the opposite ends of the contacting unit may be operated at a higher current than those segments that are more associated with the interior (center) of the contacting unit. It is thus possible to produce carriers with an applied conductive structure which, regardless of which region of a segment of the contact roller they were in contact, have an equal thickness.
  • the invention also has the advantage that it allows the different power supply of the segments, not to apply power to some of the segments, so that, for example, a substrate having a substantially smaller width than the contacting unit can be processed within the scope of the invention. As a result, the attachment of electrically conductive particles is prevented at the non-energized segments.
  • the width of the substrate to be plated may be the width of one segment or the width of two adjacent segments or the width of the contacting unit, i. the width of all segments.
  • each of the segments each has at least one conductive region. It can be provided that various of electrically conductive regions of each of the segments are simultaneously cathodically or anodically switchable. It can further be provided that each of the electrically conductive regions of a segment is switchable as a cathode or anode. Since the conductive particles attaching to a cathodically connected electrically conductive region can be used only partially for the galvanic reinforcement of the conductive particles on the substrate, contamination of the electrically conductive regions occurs over time. After each of the electrically conductive areas after the cathodic circuit is switched at least once anodic at a full revolution of the contacting unit, a self-cleaning of the contacting takes place.
  • the auxiliary cathode used here is the substrate to be electroplated.
  • the anodic cleaning of the contacting unit in the hitherto known manner can thus be dispensed with, since each electrically conductive region of a contacting device can be switched both as a cathode and as an anode.
  • the conductive areas of each of the segments are switched cathodically or anodically depending on their position. In particular, different electrically conductive regions are simultaneously cathodically or anodically switchable. Since there is always at least one electrically conductive region per segment, which is in each case connected cathodically or anodically, the electroplating device can run continuously.
  • the conductive regions are in a further embodiment in the circumferential direction of the contacting electrically isolated from each other. This means that the electrically conductive regions extend from one base surface in the direction of the other base surface of the preferably cylindrical or roller-shaped contacting unit.
  • the electrically conductive regions are preferably spaced apart from each other and designed to extend in a straight line.
  • the contacting unit has a cylindrical or cylindrical shape.
  • the contacting unit comprises a hollow base body made of an insulating material, in which at least one rail of an electrically conductive material is embedded, wherein a contact side of the at least one rail forms one of the conductive areas on the surface of the base body.
  • the hollow base body can be assembled in one piece or from several parts.
  • the lateral surface of the main body and the rails embedded therein gives the shape of a circle which is as ideal as possible in order to obtain the most uniform possible contact with the substrate, irrespective of the operating position of the contacting unit and during the rotation.
  • the rails of the electrically conductive material may be embedded in grooves which extend from the outside of the hollow base body in the direction of a central axis.
  • the rails embedded in the hollow base body extend parallel to the central axis of the main body or the contacting unit.
  • the hollow body may be made of a plastic, e.g. an epoxy resin, or a resin.
  • the production can be done by a casting process, which already takes into account the grooves for the rails.
  • the base body can be milled.
  • the grooves for receiving the rails extend over the entire circumference, in order to ensure a continuous deposition of the electrically conductive layer on the substrate.
  • the electrically conductive regions are formed from an electrically conductive material, which has a lower conductivity than the material to be electrodeposited on the carrier.
  • the embedded in the hollow body rails can be formed for this purpose, at least two parts of different conductive materials.
  • titanium is preferably used at the contact side of the rail, which is located on the surface of the hollow base body and forms one of the electrically conductive regions.
  • a material is used on which the electrodeposited material, in particular copper, can not be deposited.
  • the part of the rail which does not come into contact with the substrate to be electroplated can be formed, for example, from copper.
  • An electrical contacting of the segments or the electrically conductive regions of a segment is expediently carried out in each case at least one current injection point from the interior of the main body.
  • the energization of the contacting unit from the inside of the contacting unit has the advantage that the sealing measures when introducing the contacting unit into a galvanizing device can be made much simpler in comparison with the prior art and a power supply can take place outside the electrolyte bath.
  • the rails have hook-shaped or step-shaped and conductive projections which extend in the direction of the central axis of the hollow main body or of the contacting unit and form the current infeed points.
  • the contacting of the interior of the contacting unit makes it possible to divide the contacting unit into segments extending along the central axis.
  • At least some of the segments or at least some of the electrically conductive regions may have a plurality of current injection points.
  • the number of current injection points can be determined, for example, by the width of a respective segment, which also defines the width of the electrically conductive regions.
  • each of the segments is assigned its own power supply.
  • the current feed of the contacting is expediently arranged outside the electrolyte bath when the contacting is arranged in the electrolyte bath.
  • the power supply of the contacting can according to a further embodiment comprise a contact ring for each segment.
  • Each of the contact rings has a number of contact ring contacts corresponding to the number of conductive regions of the segment, wherein at least one contact ring contact is electrically connected to an electrically conductive region and wherein the contact ring contacts can be supplied with current by means of a sliding contact.
  • the contact ring contacts can be arranged peripherally on the outside of the contacting unit (outside of the electrolyte bath).
  • connection can be made, for example, via cables or metal rails in the interior of the contacting unit.
  • the galvanizing device according to the invention is characterized in that the at least one contacting device is designed as described above. This has the same advantages as already explained above.
  • the anode device of the electroplating device has a number of anode sections corresponding to the number of segments.
  • the anode sections may be formed, for example, by a number of baskets.
  • each of the anode sections is contacted electrically independently of one another and can be supplied with current.
  • each anode material is arranged. This may be formed for example in the form of spherical copper. In this projects for electrical contacting a rod-shaped electrode made of a non-soluble, conductive material.
  • the material used is preferably titanium.
  • rod-shaped electrode and the current feed of the relevant segment or of an electrically conductive region of the segment are arranged asymmetrically with respect to one another, since the result is the best possible uniform deposition of the electrically conductive material on the substrate due to the resulting current path.
  • the anode sections consist of a non-conductive material, in particular a plastic.
  • the prior art typically uses a single section of titanium called an anode basket.
  • anode basket This has a poor controllable current distribution curve in relation to the cathode current.
  • Anode departments made of a non-conductive material have the advantage that they can steer more targeted and uniform in the current distribution curve between the anode and cathode and thus bring a more uniform deposition over the width of the contacting with it.
  • the anode means may be formed by an anode basket divided by partitions, the partitions being provided with a plurality of apertures to ensure circulation of electrolyte. This ensures a uniform electrolyte distribution in the electrolyte bath, which contributes to a uniform deposition of the conductive layer on the substrate.
  • the anode device may also be formed from a plurality of adjacently arranged anode baskets.
  • a mechanically acting cleaning agent can be provided, which can be brought into mechanical contact with it during a cleaning cycle of the at least one contacting unit.
  • the mechanically acting cleaning agent can be carried out in addition to the anodic cleaning by appropriate polarity of the segment or a conductive region of the segment. In this case, it is preferable for the mechanically acting cleaning agent to be in contact with the electrically conductive area which is just connected anodically.
  • the mechanically acting cleaning agent may be formed, for example, in the form of a cleaning brush, which is in continuous or temporary contact with the contacting unit.
  • a device for determining the working position, in particular the rotational position, of the at least one contacting unit can furthermore be provided in order to adjust the amount of the current with which the electroplating device is operated as a function of the detected working position. For example, it is possible to operate individual conductive regions of a segment during a full rotation of the contacting unit with a different current than the other conductive regions of the segment.
  • the plating apparatus is operable to apply greater current to segments near the edge of the electrolyte bath (i.e., segments adjacent the edges of the contacting unit) than segments in a central portion of the contacting unit. This results in a particularly homogeneous deposition of the conductive layer on a starter layer or galvanisable layer on a substrate over the entire width of the contacting.
  • a galvanizing system comprises at least one feeding device which feeds the substrate to at least one galvanizing device and at least one receiving device which receives the galvanized substrate.
  • the plating apparatus is formed as described above.
  • a galvanizing system according to the invention can have at least two electroplating devices, wherein the electroplating devices can be operated in the same electrolyte bath.
  • a contacting unit 1 shows a longitudinal section through a galvanizing device 31 according to the invention.
  • a contacting unit 1 is rotatably mounted in a trough 32 for receiving an electrolyte (so-called electrolyte bath).
  • the contacting unit 1 is rotatably mounted with its one end in the interior of the trough 32 and guided at its other end through a passage opening 34 to the outside.
  • a drive which sets the contacting unit 1 in rotation is not shown in the figure.
  • the contacting unit 1 extends with a contact region 2 arranged at the top in the direction of the sheet, almost over the entire width of the trough 32.
  • the contact region 2 a mechanical and electrical contact to a substrate to be electroplated can be produced .
  • the contact region 2 is divided by way of example into three separately contactable or energizable segments 3a, 3b and 3c.
  • the central segment 3b is approximately twice as wide as the outer segments 3a and 3c.
  • the individual segments 3a, 3b and 3c are separated by an insulation 4, e.g. in the form of an annular part, electrically isolated from each other.
  • the contacting unit 1 has a cylindrical cross-section in shape, as better apparent from the cross-sectional view of FIG. Since the contacting unit 1 is hollow in the interior, electrical contacting of the individual segments 3a, 3b and 3c takes place from the interior of the contacting unit 1, as hereinafter will be described in more detail. The power supply takes place from outside the tub 32 ago.
  • Each of the segments 3a, 3b and 3c may comprise only a single electrically conductive region or a plurality of electrically conductive regions.
  • Preferred and illustrated in the embodiments is a variant in which each segment has a plurality of electrically conductive regions, wherein the electrically conductive regions extend substantially parallel to a central or rotational axis of the contacting.
  • the provision of a plurality of electrically conductive regions per segment has the advantage that different of the electrically conductive regions of each of the segments can be switched cathodically or anodically simultaneously.
  • the electrodeposition of an electrically conductive layer on a starter layer or electroplated layer on a substrate takes place by cathodically switching the region which is in contact with the substrate, and at the same time the anodically connected electrically conductive layer Is cleaned area of it deposited metal particles.
  • the number of electrically conductive regions of each segment is the same.
  • the arrangement of the electrically conductive regions per segment is identical.
  • the structural design of the contacting unit 1 is better seen in FIGS. 3 to 6.
  • the contacting unit 1 comprises a main body 5 of insulating material, for example plastic, which may be constructed in several parts.
  • a section of the two-part basic body 5 is shown in different views.
  • the base body 5 is provided with a number of rectangular grooves 6. In the grooves 6 a trained according to FIG. 6 rail 7 is inserted in each case.
  • a rail 7 is arranged in each of the grooves 6, then a cylindrical jacket of the contact-making unit results, with electrically conductive surfaces, which are formed by a contact side 8 of the rail 7, alternating with insulating regions of the main body 5 (see FIG ).
  • the rail 7 is formed at least in two parts and comprises in the exemplary embodiment an outer rail part 9 made of titanium and an inner rail part 10 made of copper.
  • the outer rail part 9 is generally made of a material which has a poorer physical bond to the deposited metal from the electrolysis and thus can easily be detached both chemically and mechanically again.
  • the outer rail part 9 and the inner rail part 10 may be screwed together or, as shown in Fig. 6, be connected to each other in the manner of a dovetail joint.
  • grooves 12 are provided with inclined walls at the bottom of a recess 11 of the rail part 9, engage in the correspondingly formed prongs of the inner rail part 10. The assembly of the two-part rail 7 takes place, as is readily apparent from the figure, prior to insertion into a groove of the base body fifth
  • a metal part 14 on For electrical contacting of the rail 7 in the installed state in the main body 5, the rail 7 on the inner rail part 10, which faces the central axis of the base body, a metal part 14 on. This forms a Stromeinspeiseddling 13 of the rail 7.
  • the metal part 14 is hook-shaped or stepped and has a metal portion 15 as an extension, which is to facilitate the electrical contact in the installed state of the rail 7 in the main body 5 parallel to the central axis of the body and thus extending parallel to the course of the rail.
  • the length of the rail shown in FIG. 6 is preferably dimensioned such that it corresponds to the length of the assembled sections of the main body according to FIG. 3 a and according to FIG. 4 b.
  • a clamping ring 39 introduced from the bases of the main body 5 can be provided. This is shown by way of example in the perspective view of FIG. 5.
  • the energization of the electrically conductive regions, i. The rails 7, takes place from the interior of the main body 5 of the contacting unit 1, wherein the power supply takes place in the region of a contact ring 16, which comes to lie outside of the trough 32 when the contacting unit 1 is mounted in the trough 32.
  • the structural design of the contact ring 16 and the electrical contacting of the individual rails are better apparent from FIGS. 7 and 8. For clarity, only a single contact ring 16 is shown, which takes over the energization of the rails 7 of a single segment. In principle, a separate contact ring 16 is provided for each segment of the contacting unit 1.
  • a contact ring 16 includes a number of contact ring contacts 17 formed in the form of metal plates. These are circumferentially connected in each case via a screw 19 or another fastening means with a portion of the base body 5.
  • the bearing of the contacting unit 1 in a bearing section 38 protrudes in a wall of the trough 32.
  • a sealing lip 25 presses against the wall of the trough from the interior of the wall of the trough 32 in order to achieve a sealing closure.
  • the main body 5 also has a hollow shape in the region of the contact ring 16.
  • the metal plate 17 attached to the main body 5 screw 19 penetrates the base body 5 and further engages in a mounting portion 20 with a extending in the direction of the central axis and the tub extension.
  • an electrical conductor 21 for example a cable or a correspondingly shaped metal rod with the metal part 14 of a rail 7 are connected (shown in Figs. 9 and 10).
  • a sliding contact is provided, which is arranged stationary.
  • Reference numeral 22 denotes a first sliding contact, which is switched cathodically during operation of the galvanizing device.
  • the reference numeral 23 denotes a second sliding contact, which is the first sliding contact 22 is opposite and connected anodically in operation of the galvanizing.
  • the remaining contact ring contacts 17, which are currently not in contact with one of the two sliding contacts 22, 23, are thus not subjected to current during the operation of the galvanizing device.
  • According to the arrangement of the sliding contacts 22, 23 to the contact ring 16 of the contactor 1 results in an embodiment that the contact region 2 of the contactor 1 above and the anodically connected segments are located below because a conductive area associated contact ring contact with this is in one axis ,
  • FIG. 8 various features are shown in FIG. 8, which effect a sealing of the contacting unit made of the tub (in particular reference numeral 24, which identifies a wall).
  • FIGS. 1 and 2 The structural design of the contacting unit 1 described is readily apparent from FIG. It can be clearly seen that the base body 5 made of insulating material comprises a multiplicity of rails 7, which extend parallel to an axis of rotation of the contacting unit 1. Also visible are the electrical conductors 21 marked with the reference numeral 21 for the respective electrical contacting of the rails 7. From FIG. 2 it can also be clearly seen that two pressure rollers 36, 37 are provided, which are a substrate to be electroplated in the trough 32 Press 35 in a determined by the arrangement of the pressure rollers 36, 37 circular section of the contacting unit 1.
  • Reference numeral 7k denotes that of the rails 7, which is connected cathodically during the operation of the galvanizing device and forms the contact region 2.
  • the 180 ° opposite rail (indicated by reference numeral 7a) is anodically connected during operation of the plating apparatus.
  • several, eg adjacent, of the rails 7 can be connected cathodically or anodically at the same time.
  • it is not absolutely necessary that the cathodic and the anodically connected rails 7 are arranged opposite one another in the trough 32.
  • an anode device 27 is provided at the bottom of the tray 32 shown in FIGS. 1 and 2 of the plating device 31 according to the invention.
  • the anode device 27 has a number of anode sections 28 corresponding to the number of segments.
  • the anode sections 28 are in this case adapted to the width of the respective segments 3a, 3b and 3c.
  • the anode sections 28a, 28b, 28c can be designed as baskets formed separately. It is also conceivable to provide a common anode basket with corresponding partitions for all anode departments.
  • the anode device 27 is preferably made of a non-conductive material.
  • the anode device 27 comprises three anode sections 28a, 28b, 28c separated by spacers 29 in the form of baskets.
  • the spacers and the walls of the anode sections are preferably designed such that they can be flowed through well by the electrolyte.
  • In the anode compartments 28a, 28b, 28c are each anode material, e.g. Copper in the form of spheres.
  • Each of the anode sections 28a, 28b, 28c is contacted separately, wherein the contacting can be formed, for example, by titanium rods (not shown) projecting into the interior of the anode compartment.
  • the number and arrangement of the Kunststoffierstäbe is preferably such that they are arranged asymmetrically to the Stromeinspeiseddlingen the rails of the respective associated segments 3a, 3b, 3c (not shown in FIGS. 1 and 2). This results in a particularly advantageous current flow during operation of the galvanizing, so that a very uniform and homogeneous electrodeposition results on the substrate.
  • the power supply to the titanium rods can be done for example by below the anode device 27 and out of the electrolyte guided electrical conductor.
  • the configuration of the contacting unit 1 allows a variety of different modes of operation. So can the cathodically switched rails of the individual Segments are supplied with a same current, whereby an operation is possible, as he, for example, from the DE 102 34 705 A1 is known. Only individual ones of the segments can also be supplied with current, so that, for example, substrates with a smaller width (compared to the width of the contact-making unit 1 or the contact region 2) can be processed. As a result, power losses and in particular the effort to clean the not coming into contact with the substrate sections can be avoided. In particular, however, an operation is provided in which the substrate comes into contact with all of the segments 3a, 3b, 3c of the contacting unit 1, wherein the centrally arranged segment 3b in FIG. 1 is subjected to a lower current than the segments lying on the outer edge 3a and 3c. This makes it possible to deposit a galvanic layer on the substrate, which over the entire width of the contacting unit 1 has a homogeneous and uniform layer thickness.
  • the angle of rotation can be determined by providing known rotation angle detecting means in the plating apparatus 31 and used as a control amount of the current.
  • the contacting unit 1 may optionally be designed as a module together with the pressure rollers 36, 37.
  • This module as a whole, e.g. be inserted through a corresponding passage opening of a side wall of the trough 32 in the trough 32.
  • FIG. 9 shows a mechanical cleaning agent 26 in the form of a roller-shaped brush, which assists cleaning of the contact side of the rails 7.
  • the cleaning agent 26 is preferably arranged in the immediate vicinity of the anodically connected rail.
  • the profile of the electrical conductors 21 for the electrical connection of the metal part 14 at the current infeed point goes from the sectional representation of FIG. 9 13 and the contact ring 16. Also clearly visible is the concern of the sealing lip 25 on a wall portion of the module.
  • Fig. 10 the detail indicated in Fig. 9 by the reference B is shown enlarged, in particular, the connection of the electrical conductor 21 with the metal portion 15 of the metal part 14 of the Stromeinspeiseddlings 13 goes well.
  • the base body 5 is constructed in two parts and adjacent to each other in the region of the current feed points 13. Good to see is also the mechanical contact of the trained as a brush cleaning agent 26 with the bottom rail 7 of the contacting unit. 1
  • the contacting unit 1 comprises three segments 3a, 3b, 3c.
  • the individual segments are formed as a continuous electrically conductive lateral surfaces or as an insulating base body with a plurality of conductive regions.
  • two axes 40a, 40c are arranged on the central segment 3b, over which the segments 3a and 3c designed as base bodies are guided.
  • the individual segments 3a, 3b, 3c are separated by insulation 4 from each other.
  • the electrical contact can be made from the interior of the contacting unit 1, wherein this can be realized in a similar manner, as has been explained in the preceding embodiments.

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Abstract

Es wird eine walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit (1) für die galvanische Abscheidung einer elektrisch leitenden Schicht auf einer Starterschicht bzw. galvanisierbaren Schicht auf einem Substrat (5) beschrieben, wobei die Kontaktiereinheit (1) kathodisch und/oder anodisch schaltbar ist. Ein elektrischer Kontaktbereich der Kontaktiereinheit (1) erstreckt sich geradlinig parallel zu einer Drehachse zwischen Grundflächen der Kontaktiereinheit (1). In dem Kontaktbereich (2) ist ein Kontakt mit dem zu galvanisierenden Substrat (5) herstellbar, wenn die Kontaktiereinheit (1) in einem Elektrolytbad angeordnet ist. Der Kontaktbereich (2) der Kontaktiereinheit (1) weist zumindest zwei unabhängig voneinander elektrisch kontaktierbare/bestrombare Segmente (3) auf.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktiereinheit für die galvanische Abscheidung einer elektrisch leitenden Schicht auf einer Starterschicht bzw. galvanisierbaren Schicht auf einem Substrat, wobei die Kontaktiereinheit kathodisch und/oder anodisch schaltbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Galvanisiervorrichtung sowie ein Galvanisiersystem zum galvanischen Abscheiden einer leitfähigen Schicht auf einem nicht-leitfähigen Trägermaterial.
  • Derartige Galvanisiervorrichtungen bzw. Galvanisiersysteme werden zum freien galvanischen Abscheiden einer strukturierten oder auch vollflächigen Schicht bzw. aktivierbarem Substrat aus einem nicht leitfähigem Trägermaterial verwendet, z. B. zur Herstellung von Leiterstrukturen oder vollflächigen Leiterschichten. Beispielsweise werden Antennenspulen, Leiterplatten, Chipkartenmodule oder dergleichen mit solchen Einrichtungen gefertigt. In einer bekannten Anwendung wird ein kontinuierlich als Kathode geschalteter Metallzylinder zumindest teilweise in ein Elektrolytbad eingetaucht und in Drehung versetzt. In dem Elektrolytbad befindet sich eine Anodenanordnung. An der sich langsam drehenden Kathode lagert sich eine Metallschicht ab, die außerhalb des Elektrolyten auf eine Folie auflaminiert wird, indem die Metallfolie von der Kathode abgeschält wird. Nachdem die Metallschicht auflaminiert ist, wird ein Resistlack aufgebracht, der anschließend photolitographisch belichtet wird. Mit einem anschließenden Ätzschritt werden diejenigen Bereiche der ganzflächigen Metallschicht weggeätzt, die für eine Leiterzugstrukturierung nicht mehr benötigt werden. Nach dem Entfernen des auf der strukturierten Metallschicht verbleibenden Ätzresistlackes ist die gewünschte Leiterstruktur fertig gestellt.
  • Dieses Verfahren weist zum einen den Nachteil auf, dass nur geringe Durchsatzraten erzielbar sind und hohe Materialkosten und Entsorgungskosten aufgrund des Einsatzes von giftigen und teuren Chemikalien und von nicht genutzten Rohmaterialien aufgrund des subtraktiven Verfahrens erzeugt werden. Zum anderen wird die Dicke der Metallschicht durch die notwenige Weiterverarbeitung auf eine bestimmte Mindestdicke beschränkt, so dass die im Ergebnis resultierende Anordnung beispielsweise nicht im Hochfrequenzbereich einsetzbar ist, bei welchen gerade eine Schichtdicke von ungefähr 2 µm wünschenswert ist. Weiterhin nachteilig ist, dass in regelmäßigen Abständen eine anodische oder mechanische Abreinigung der zylinderförmigen Kathode erfolgen muss, was die Produktions- und Durchsatzzeiten weiter verringert. Weiterhin nachteilig ist, dass lediglich eine einseitige Metallschicht auf dem Trägersubstrat abgeschieden werden kann.
  • Ein verbessertes Verfahren wird in der DE 102 347 05 A1 beschrieben, bei dem das zu galvanisierende Gut direkt im aktiven Galvanobad durch eine umlaufende, zur kontinuierlichen Abreinigung abwechselnd kathodisch/anodisch geschaltete Kollektorwalze kontaktiert wird. Die Kollektorwalze weist einzelne leitfähige Bereiche auf, die voneinander durch isolierende Bereiche getrennt sind. Die einzelnen leitfähigen Bereiche erstrecken sich dabei im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse der Kollektorwalze. Mit anderen Worten sind die elektrisch leitfähigen Bereiche in Umfangsrichtung der Kollektorwalze elektrisch voneinander isoliert. Durch die Kollektorwalze, die sowohl kathodisch als auch anodisch schaltbar ist, ergibt sich eine Selbst-Regeneration, so dass eine Anlage mit solchen Kollektorwalzen keinerlei oder nur geringe Stillstandszeiten für eine anodische Abreinigung aufweist.
  • Nachteilig beim Betrieb einer derartigen Kollektorwalze ist jedoch, dass sich über die Breite der Kollektorwalze keine homogen dicke, elektrisch leitfähige Schicht auf dem Substrat abscheiden lässt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kontaktiereinheit, eine Galvanisiervorrichtung sowie ein Galvanisierungssystem bereitzustellen, welche eine verbesserte Fertigung einer elektrisch leitenden Schicht auf einem Träger mit einer möglichst homogenen Schichtdicke erlauben, unabhängig davon, mit welchem Bereich der Kontaktiereinheit der Träger in Kontakt ist.
  • Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Eine erfindungsgemäße walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit für die galvanische Abscheidung einer elektrisch leitenden Schicht auf einer Starterschicht bzw. galvanisierbaren Schicht auf einem Substrat, bei der die Kontaktiereinheit kathodisch und/oder anodisch schaltbar ist, und bei der sich ein elektrischer Kontaktbereich der Kontaktiereinheit geradlinig parallel zu einer Drehachse zwischen Grundflächen der Kontaktiereinheit erstreckt, wobei in dem Kontaktbereich ein Kontakt mit dem zu galvanisierenden Substrat herstellbar ist, wenn die Kontaktiereinheit in einem Elektrolytbad angeordnet ist, umfasst einen Kontaktbereich, der zumindest zwei unabhängig voneinander elektrisch kontaktierbare/bestrombare Segmente aufweist.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Kontaktiereinheiten mit Breiten von mehr als 30 cm, welche lediglich ein einziges kontaktierbares/bestrombares Segment aufweisen, die an den Rändern der Kontaktiereinheit kontaktierten und galvanisch beschichteten Träger eine geringere Dicke der galvanisch abgeschiedenen Schicht aufweisen, als solche Träger, die in einem inneren oder mittigen Abschnitt der Kontaktiereinheit kontaktiert werden. Diesem Umstand kann entgegengewirkt werden, indem der über die gesamte Breite sich erstreckende Kontaktbereich der Kontaktiereinheit, der z.B. eine nutzbare Breite von 30, 60 oder 120 cm umfasst, in eine Mehrzahl von unabhängig voneinander kontaktierbare/bestrombare Segmente aufgeteilt wird.
  • Durch die Möglichkeit, die Segmente des Kontaktbereichs unterschiedlich kontaktieren und bestromen zu können, kann der Strom der Kontaktiereinheit in jedem Segment derart eingestellt werden, dass sich über die Breite der Kontaktiereinheit eine in etwa gleiche Stromstärke einstellt, wodurch sich über die gesamte Breite der Kontaktiereinheit eine gleich hohe elektrisch leitfähige Schicht auf dem zu galvanisierenden Substrat ergibt. So können beispielsweise Segmente an den gegenüberliegenden Enden der Kontaktiereinheit mit einem höheren Strom betrieben werden, als solche Segmente, die eher dem Inneren (der Mitte) der Kontaktiereinheit, zugeordnet sind. Es ist damit möglich, Träger mit einer aufgebrachten leitfähigen Struktur herzustellen, welche unabhängig davon, mit welchem Bereich eines Segments der Kontaktierwalze sie in Kontakt waren, eine gleich große Dicke aufweisen.
  • Die Erfindung weist ferner den Vorteil auf, dass es die unterschiedliche Bestrombarkeit der Segmente ermöglicht, manche der Segmente nicht mit Strom zu beaufschlagen, so dass beispielsweise ein Substrat mit einer wesentlich geringeren Breite als die Kontaktiereinheit im Rahmen der Erfindung bearbeitet werden kann. Hierdurch wird das Anlagern elektrisch leitfähiger Partikel an den nicht bestromten Segmenten verhindert. So kann beispielsweise die Breite des zu galvanisierenden Substrats die Breite eines Segments oder die Breite zweier benachbarter Segmente oder die Breite der Kontaktiereinheit, d.h. die Breite sämtlicher Segmente, umfassen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung weist jedes der Segmente jeweils zumindest einen leitfähigen Bereich auf. Dabei kann vorgesehen sein, dass verschiedene der elektrisch leitenden Bereiche jedes der Segmente gleichzeitig kathodisch bzw. anodisch schaltbar sind. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass jeder der elektrisch leitenden Bereiche eines Segments als Kathode oder Anode schaltbar ist. Da die sich an einem kathodisch geschalteten elektrisch leitenden Bereich anlagernden leitenden Partikel nur teilweise zur galvanischen Verstärkung der leitfähigen Partikel auf dem Substrat verwenden lassen, erfolgt im Laufe der Zeit eine Verunreinigung der elektrisch leitenden Bereiche. Nachdem jeder der elektrisch leitenden Bereiche nach der kathodischen Schaltung bei einer vollen Umdrehung der Kontaktiereinheit zumindest einmal anodisch geschalten wird, erfolgt eine Selbstreinigung der Kontaktiereinheit. Als Hilfskathode dient dabei das zu galvanisierende Substrat. Auf das anodische Abreinigen der Kontaktiereinheit in der bislang bekannten Weise kann damit verzichtet werden, da jeder elektrisch leitende Bereich einer Kontaktiereinrichtung sowohl als Kathode als auch als Anode schaltbar ist. Die leitenden Bereiche eines jeden der Segmente werden dabei in Abhängigkeit ihrer Stellung kathodisch oder anodisch geschalten. Insbesondere sind verschiedene elektrisch leitenden Bereich gleichzeitig kathodisch bzw. anodisch schaltbar. Da es dann immer zumindest einen elektrisch leitenden Bereich pro Segment gibt, der jeweils kathodisch bzw. anodisch geschaltet ist, kann die Galvanisiereinrichtung kontinuierlich durchlaufen.
  • Die leitfähigen Bereiche sind in einer weiteren Ausführungsform in Umfangsrichtung der Kontaktiereinheit elektrisch voneinander isoliert. Dies bedeutet, dass sich die elektrisch leitenden Bereiche von einer Grundfläche in Richtung der anderen Grundfläche der bevorzugt walzen- oder zylinderförmig ausgebildeten Kontaktiereinheit erstrecken. Die elektrisch leitenden Bereiche sind bevorzugt voneinander beabstandet und geradlinig verlaufend ausgebildet.
  • Um einen kontinuierlichen Betrieb bei der galvanischen Abscheidung der elektrisch leitenden Schicht auf das Substrat zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn die Kontaktiereinheit eine walzen- oder zylinderförmige Gestalt aufweist.
  • Weiter zweckmäßig ist es, wenn die Kontaktiereinheit einen hohlen Grundkörper aus einem isolierenden Material umfasst, in dem zumindest eine Schiene aus einem elektrisch leitfähigen Material eingelassen ist, wobei eine Kontaktseite der zumindest einen Schiene an der Oberfläche des Grundkörpers einen der leitenden Bereiche ausbildet. Der hohle Grundkörper kann einstückig oder aus mehreren Teilen zusammengefügt sein. Die Mantelfläche des Grundkörpers und der darin eingelassenen Schienen ergibt die Form eines möglichst idealen Kreises, um unabhängig von der Betriebsstellung der Kontaktiereinheit und während der Drehung einen möglichst gleichförmigen Kontakt zu dem Substrat zu erhalten. Die Schienen aus dem elektrisch leitfähigen Material können in Nuten eingelassen sein, welche sich von der Außenseite des hohlen Grundkörpers in Richtung einer Zentralachse erstrecken. Bevorzugt verlaufen die in den hohlen Grundkörper eingelassenen Schienen parallel zur Zentralachse des Grundkörpers bzw. der Kontaktiereinheit.
  • Der hohle Grundkörper kann aus einem Kunststoff, z.B. einem Epoxydharz, oder einem Harz gebildet sein. Die Herstellung kann durch einen Gießvorgang erfolgen, welcher bereits die Nuten für die Schienen berücksichtigt. Alternativ kann der Grundkörper gefräst sein. Die Nuten zur Aufnahme der Schienen erstrecken sich über den gesamten Umfang, um ein kontinuierliches Abscheiden der elektrisch leitenden Schicht auf das Substrat zu gewährleisten.
  • Die elektrisch leitenden Bereiche sind aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, welches eine schlechtere Leitfähigkeit aufweist als das an dem Träger galvanisch abzuscheidende Material. Die in den hohlen Grundkörper eingelassenen Schienen können zu diesem Zweck zumindest zweiteilig aus unterschiedlich leitenden Materialien gebildet sein. An der Kontaktseite der Schiene, welche an der Oberfläche des hohlen Grundkörpers liegt und einen der elektrisch leitenden Bereiche ausbildet, wird bevorzugt Titan eingesetzt. Allgemein wird ein Material verwendet, auf dem sich das galvanisch abzuscheidende Material, insbesondere Kupfer, nicht abscheiden kann. Der mit dem zu galvanisierenden Substrat nicht in Kontakt tretende Teil der Schiene kann beispielsweise aus Kupfer gebildet sein.
  • Eine elektrische Kontaktierung der Segmente bzw. der elektrisch leitenden Bereiche eines Segments erfolgt zweckmäßigerweise an jeweils zumindest einem Stromeinspeisepunkt vom Inneren des Grundkörpers her. Die Bestromung der Kontaktiereinheit vom Inneren der Kontaktiereinheit her bringt den Vorteil mit sich, dass die Abdichtungsmaßnahmen beim Einbringen der Kontaktiereinheit in eine Galvanisiervorrichtung im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich einfacher ausgebildet werden kann und eine Stromeinspeisung außerhalb des Elektrolytbads erfolgen kann. Die Schienen weisen zu diesem Zweck haken- oder stufenförmige und leitfähige Vorsprünge auf, die sich in Richtung der Zentralachse des hohlen Grundkörpers bzw. der Kontaktiereinheit erstrecken und die Stromeinspeisepunkte ausbilden. Insbesondere wird durch die Kontaktierung vom Inneren der Kontaktiereinheit her die Aufteilung der Kontaktiereinheit in sich längs der Zentralachse erstreckende Segmente ermöglicht.
  • Dabei können zumindest manche der Segmente bzw. zumindest manche der elektrisch leitenden Bereiche mehrere Stromeinspeisepunkte aufweisen. Die Anzahl der Stromeinspeisepunkte kann sich beispielsweise nach der Breite eines jeweiligen Segments, welche auch die Breite der elektrisch leitfähigen Bereiche festlegt, bestimmen.
  • Eine weitere Vergleichmäßigung der auf dem Substrat abzuscheidenden Schicht kann dadurch bewirkt werden, dass der oder die Stromeinspeisepunkte asymmetrisch an einem Segment bzw. einem der elektrisch leitenden Bereiche angeordnet sind. Hierdurch kann beispielsweise die Stromverteilung innerhalb der Schiene berücksichtigt, insbesondere vergleichmäßigt, werden.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass jedem der Segmente eine eigene Stromeinspeisung zugeordnet ist. Die Stromeinspeisung der Kontaktiereinheit ist zweckmäßigerweise außerhalb des Elektrolytbads angeordnet, wenn die Kontaktiereinheit in dem Elektrolytbad angeordnet ist. Die Stromeinspeisung der Kontaktiereinheit kann gemäß einer weiteren Ausführungsform für jedes Segment einen Kontaktring umfassen. Jeder der Kontaktringe weist eine der Anzahl der leitenden Bereiche des Segments entsprechende Anzahl an Kontaktringkontakten auf, wobei zumindest ein Kontaktringkontakt mit einem elektrisch leitenden Bereich elektrisch verbunden ist und wobei die Kontaktringkontakte mittels eines Schleifkontakts mit Strom beaufschlagbar sind. Die Kontaktringkontakte können umfangsseitig auf der Außenseite der Kontaktiereinheit (außerhalb des Elektrolytbads) angeordnet sein. Diese können beispielsweise in Form von mit der Kontaktiereinheit verschraubten Metallplatten ausgebildet sein, welche elektrisch leitfähig mit den leitenden Schienen der Kontaktiereinheit verbunden sind. Die Verbindung kann beispielsweise über Kabel oder Metallschienen im Inneren der Kontaktiereinheit erfolgen.
  • Eine erfindungsgemäße Galvanisiervorrichtung zur Abscheidung einer elektrisch leitenden Schicht auf einer Starterschicht bzw. galvanisierbaren Schicht auf einem Substrat umfasst ein Elektrolytbad, in dem zumindest eine Anodeneinrichtung und zumindest eine Kontaktiereinheit angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Galvanisiervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die zumindest eine Kontaktiereinrichtung wie vorstehend beschrieben ausgestaltet ist. Damit sind die gleichen Vorteile verbunden, wie sie oben bereits erläutert wurden.
  • In einer Ausgestaltung weist die Anodeneinrichtung der Galvanisiervorrichtung eine der Anzahl der Segmente entsprechende Anzahl an Anodenabteilungen auf. Die Anodenabteilungen können beispielsweise durch eine Anzahl an Körben ausgebildet sein. Um einen möglichst gleichmäßigen Stromfluss durch das Elektrolytbad von den Anodenabteilungen zu dem jeweils zugeordneten Segment der Kontaktiereinheit zu erhalten, ist es zweckmäßig, wenn jede der Anodenabteilungen elektrisch unabhängig voneinander kontaktiert ist und bestrombar ist. In den Anodenabteilungen ist jeweils Anodenmaterial angeordnet. Dies kann beispielsweise in Form von kugelförmigem Kupfer ausgebildet sein. In dieses ragt zur elektrischen Kontaktierung eine stabförmige Elektrode aus einem nicht-löslichen, leitfähigen Material hinein. Als Material wird bevorzugt Titan verwendet. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die stabförmige Elektrode und die Stromeinspeisung des betreffenden Segments bzw. eines elektrisch leitenden Bereichs des Segments asymmetrisch zueinander angeordnet sind, da sich aufgrund des daraus resultierenden Strompfads dadurch eine bestmögliche gleichförmige Abscheidung des elektrisch leitenden Materials auf dem Substrat ergibt.
  • Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Anodenabteilungen aus einem nicht leitenden Material, insbesondere einem Kunststoff, bestehen. Im Stand der Technik wird üblicherweise eine einzige Abteilung aus Titan verwendet, die als Anodenkorb bezeichnet wird. Dieser weist jedoch eine schlechte steuerbare Stromverteilungskurve in Beziehung zum Kathodenstrom auf. Anodenabteilungen aus einem nicht leitenden Material weisen demgegenüber den Vorteil auf, dass diese sich gezielter und gleichmäßiger in der Stromverteilungskurve zwischen Anode und Kathode aussteuern lassen und somit eine gleichmäßigere Abscheidung über die Breite der Kontaktiereinheit mit sich bringen.
  • Die Anodeneinrichtung kann durch einen, mittels Trennwänden unterteilten, Anodenkorb gebildet sein, wobei die Trennwände mit einer Vielzahl an Durchbrüchen versehen sind, um eine Zirkulation von Elektrolyt zu gewährleisten. Hierdurch wird eine gleichmäßige Elektrolytverteilung in dem Elektrolytbad sichergestellt, welche zu einer gleichmäßigen Abscheidung der leitfähigen Schicht auf dem Substrat beiträgt. Die Anodeneinrichtung kann alternativ auch aus mehreren, benachbart angeordneten Anodenkörben ausgebildet sein.
  • Zur unterstützenden Abreinigung der Kontaktiereinheit kann ein mechanisch wirkendes Reinigungsmittel vorgesehen sein, das während eines Reinigungszyklus der zumindest einen Kontaktiereinheit mit dieser in mechanischen Kontakt bringbar ist. Das mechanisch wirkende Reinigungsmittel kann zusätzlich zu der anodischen Abreinigung durch entsprechende Polung des Segments oder eines leitfähigen Bereichs des Segments erfolgen. Bevorzugt ist es hierbei, wenn das mechanisch wirkende Reinigungsmittel mit demjenigen elektrisch leitenden Bereich in Kontakt ist, welcher gerade anodisch geschaltet ist. Das mechanisch wirkende Reinigungsmittel kann beispielsweise in Form einer Reinigungsbürste ausgebildet sein, welche in stetigem oder zeitweiligem Kontakt mit der Kontaktiereinheit steht.
  • Zur gezielten Beeinflussung der galvanischen Abscheidung auf dem Substrat kann weiterhin eine Vorrichtung zum Feststellen der Arbeitsposition, insbesondere der Drehstellung, der zumindest einen Kontaktiereinheit vorgesehen sein, um in Abhängigkeit der detektierten Arbeitsposition den Betrag des Stroms, mit dem die Galvanisiervorrichtung betrieben wird, einzustellen. So ist es beispielsweise möglich, einzelne leitende Bereiche eines Segments während einer vollen Umdrehung der Kontaktiereinheit mit einer anderen Stromstärke zu betreiben, als die übrigen leitenden Bereiche des Segments.
  • Die Galvanisiervorrichtung ist in einer weiteren Ausgestaltung derart betreibbar, dass Segmente nahe dem Rand des Elektrolytbads (d.h. Segmente, die an die Ränder der Kontaktiereinheit angrenzen) mit einem größeren Strom beaufschlagt werden als Segmente in einem zentralen Abschnitt der Kontaktiereinheit. Hierdurch ergibt sich eine besonders homogene Abscheidung der leitfähigen Schicht auf einer Starterschicht bzw. galvanisierbaren Schicht auf einem Substrat über die gesamte Breite der Kontaktiereinheit.
  • Ein erfindungsgemäßes Galvanisiersystem umfasst zumindest eine Zuführvorrichtung, die zumindest einer Galvanisiervorrichtung das Substrat zuführt und zumindest eine Aufnahmevorrichtung, die das galvanisierte Substrat aufnimmt. Die Galvanisiervorrichtung ist wie vorstehend beschrieben ausgebildet. Insbesondere kann ein erfindungsgemäßes Galvanisiersystem zumindest zwei Galvanisiervorrichtungen aufweisen, wobei die Galvanisiervorrichtungen in dem gleichen Elektrolytbad betreibbar sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Galvanisiervorrichtung mit einer Kontaktiereinheit,
    Fig. 2
    einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Galvanisiervorrichtung aus Fig. 1 mit einer einzelnen Kontaktiereinheit,
    Fig. 3a
    eine Draufsicht auf ein erstes Teilstück eines hohlen Grundkörpers einer Kontaktiereinheit,
    Fig. 3b
    einen Schnitt längs der Linie A-A gemäß Fig. 3a,
    Fig. 4a
    eine Seitenansicht auf ein weiteres Teilstück des hohlen Grundkörpers einer Kontaktiereinheit,
    Fig. 4b
    einen Schnitt durch den hohlen Grundkörper aus Fig. 4a gemäß der Linie A-A,
    Fig. 5
    eine perspektivische Ansicht einer teilweise fertig gestellten Kontaktiereinheit,
    Fig. 6
    eine Draufsicht sowie einen Schnitt durch eine in der erfindungsgemäßen Kontaktiereinheit eingesetzte elektrisch leitfähige Schiene,
    Fig. 7
    eine teilweise Ansicht einer erfindungsgemäßen Kontaktiereinheit, wobei ein Kontaktring zur elektrischen Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Bereichen der Kontaktiereinheit dargestellt ist,
    Fig. 8
    eine teilweise Schnittansicht einer in einer Wanne eines Elektrolytbads eingesetzten Kontaktiereinheit, wobei insbesondere die elektrische Kontaktierung des Kontaktrings zu erkennen ist,
    Fig. 9
    ein Modul mit einer Kontaktiereinheit und einem mit der Kontaktiereinheit in Verbindung stehenden mechanischen Reinigungsmittel im Querschnitt,
    Fig. 10
    eine teilweise und vergrößerte Schnittansicht der elektrischen Kontaktierung von in der Kontaktiereinheit angeordneten Schienen, und
    Fig. 11
    eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktiereinheit in einer schematischen Darstellung.
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Galvanisiervorrichtung 31. In einer Wanne 32 zur Aufnahme eines Elektrolyten (sog. Elektrolytbad) ist eine Kontaktiereinheit 1 drehbar gelagert. Die Kontaktiereinheit 1 ist mit ihrem einen Ende im Inneren der Wanne 32 drehbar gelagert und mit ihrem anderen Ende durch eine Durchgangsöffnung 34 nach außen geführt. Ein Antrieb, der die Kontaktiereinheit 1 in Drehung versetzt ist in der Figur nicht dargestellt. Wie aus der Fig. 1 ohne weiteres ersichtlich ist, erstreckt sich die Kontaktiereinheit 1 mit einem beispielhaft in Blattrichtung oben angeordneten Kontaktbereich 2 nahezu über die gesamte Breite der Wanne 32. In dem Kontaktbereich 2 ist ein mechanischer und elektrischer Kontakt zu einem zu galvanisierenden Substrat herstellbar. Der Kontaktbereich 2 ist beispielhaft in drei separat voneinander kontaktierbare bzw. bestrombare Segmente 3a, 3b und 3c geteilt. Dabei ist das zentrale Segment 3b beispielhaft in etwa doppelt so breit wie die äußeren Segmente 3a und 3c. Die einzelnen Segmente 3a, 3b und 3c sind durch eine Isolation 4, z.B. in Form eines ringförmigen Teils, elektrisch voneinander isoliert.
  • Die Kontaktiereinheit 1 weist eine im Querschnitt zylinderförmige Gestalt auf, wie besser aus der Querschnittsdarstellung der Fig. 2 hervorgeht. Da die Kontaktiereinheit 1 im Inneren hohl ausgebildet ist, erfolgt eine elektrische Kontaktierung der einzelnen Segmente 3a, 3b und 3c vom Inneren der Kontaktiereinheit 1 her, wie im weiteren noch ausführlicher beschrieben werden wird. Die Stromeinspeisung erfolgt dabei von außerhalb der Wanne 32 her.
  • Jedes der Segmente 3a, 3b und 3c kann lediglich einen einzigen elektrisch leitenden Bereich oder aber eine Vielzahl an elektrisch leitenden Bereichen umfassen. Bevorzugt und in den Ausführungsbeispielen dargestellt ist eine Variante, bei der jedes Segment eine Vielzahl an elektrisch leitenden Bereichen aufweist, wobei sich die elektrisch leitenden Bereiche im Wesentlichen parallel zu einer Zentral- oder Drehachse der Kontaktiereinheit erstrecken. Das Vorsehen einer Vielzahl an elektrisch leitenden Bereichen pro Segment weist den Vorteil auf, dass verschiedene der elektrisch leitenden Bereiche jedes der Segmente gleichzeitig kathodisch bzw. anodisch schaltbar sind. Dadurch wird ein kontinuierlicher Betrieb der Galvanisiervorrichtung möglich, da das galvanische Abscheiden einer elektrisch leitenden Schicht auf einer Starterschicht bzw. galvanisierbaren Schicht auf einem Substrat durch kathodisch-Schalten des Bereichs, der mit dem Substrat in Kontakt steht, erfolgt und gleichzeitig der anodisch geschaltete elektrisch leitende Bereich von sich darauf abgelagerten Metallpartikeln gereinigt wird. Zweckmäßigerweise ist die Anzahl der elektrisch leitenden Bereiche eines jeden Segments gleich. Ebenso ist die Anordnung der elektrisch leitenden Bereiche pro Segment identisch.
  • Der konstruktive Aufbau der Kontaktiereinheit 1 wird besser aus den Fig. 3 bis 6 ersichtlich. Die Kontaktiereinheit 1 umfasst einen Grundkörper 5 aus isolierendem Material, zum Beispiel Kunststoff, der mehrteilig aufgebaut sein kann. Beispielhaft ist in den Fig. 3a und 4b jeweils ein Teilstück des hier zweiteiligen Grundkörpers 5 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Wie aus der Querschnittsdarstellung der Fig. 3b und der Seitenansicht der Fig. 4a hervorgeht, ist der Grundkörper 5 mit einer Anzahl an rechteckigen Nuten 6 versehen. In die Nuten 6 wird jeweils eine gemäß Fig. 6 ausgebildete Schiene 7 eingelassen. Ist in jeder der Nuten 6 eine Schiene 7 angeordnet, so ergibt sich ein zylinderförmiger Mantel der Kontaktiereinheit, wobei sich elektrisch leitende Flächen, welche durch eine Kontaktseite 8 der Schiene 7 gebildet sind, mit isolierenden Bereichen des Grundkörpers 5 abwechseln (vgl. Fig. 5).
  • Die Schiene 7 ist zumindest zweiteilig ausgebildet und umfasst im Ausführungsbeispiel ein äußeres Schienenteil 9 aus Titan und ein inneres Schienenteil 10 aus Kupfer. Das äußere Schienenteil 9 wird allgemein aus einem Material gefertigt, welches eine schlechtere physikalische Bindung zum abgeschiedenen Metall aus der Elektrolyse aufweist und sich somit sowohl chemisch als auch mechanisch wieder leicht ablösen lässt. Das äußere Schienenteil 9 und das innere Schienenteil 10 können miteinander verschraubt sein oder aber, wie in Fig. 6 dargestellt, nach Art einer Schwalbenschwanzverbindung miteinander verbunden sein. Dazu sind Nuten 12 mit schrägen Wandungen am Boden einer Ausnehmung 11 des Schienenteils 9 vorgesehen, in die entsprechend ausgebildete Zinken des inneren Schienenteils 10 eingreifen. Der Zusammenbau der zweiteiligen Schiene 7 erfolgt, wie aus der Figur ohne weiteres ersichtlich ist, vor dem Einfügen in eine Nut des Grundkörpers 5.
  • Zur elektrischen Kontaktierung der Schiene 7 im in den Grundkörper 5 eingebauten Zustand weist die Schiene 7 an dem inneren Schienenteil 10, welches der Zentralachse des Grundkörpers zugewandt ist, ein Metallteil 14 auf. Dieses bildet einen Stromeinspeisepunkt 13 der Schiene 7. Das Metallteil 14 ist haken- oder stufenförmig ausgebildet und weist einen Metallteilabschnitt 15 als Fortsatz auf, der sich zur Erleichterung der elektrischen Kontaktierung im eingebauten Zustand der Schiene 7 in den Grundkörper 5 parallel zur Zentralachse des Grundkörpers und damit parallel zum Verlauf der Schiene erstreckt.
  • Die Länge der in Fig. 6 gezeigten Schiene ist bevorzugt derart bemessen, dass diese der Länge der zusammengefügten Teilabschnitte des Grundkörpers gemäß Fig. 3a und gemäß Fig. 4b entspricht. Zur Fixierung der in die Nuten 6 des Grundkörpers 5 eingebrachten Schienen 7 kann ein von den Grundflächen des Grundkörpers 5 her eingebrachter Klemmring 39 vorgesehen sein. Dies ist beispielhaft in der perspektivischen Darstellung der Fig. 5 gezeigt.
  • Die Bestromung der elektrisch leitenden Bereiche, d.h. der Schienen 7, erfolgt vom Inneren des Grundkörpers 5 der Kontaktiereinheit 1 her, wobei die Stromeinspeisung im Bereich eines Kontaktringes 16 erfolgt, der bei in der Wanne 32 gelagerter Kontaktiereinheit 1 außerhalb der Wanne 32 zum Liegen kommt. Die konstruktive Ausgestaltung des Kontaktringes 16 und die elektrische Kontaktierung der einzelnen Schienen gehen besser aus den Fig. 7 und 8 hervor. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich ein einzelner Kontaktring 16 dargestellt, der die Bestromung der Schienen 7 eines einzigen Segments übernimmt. Prinzipiell ist für jedes Segment der Kontaktiereinheit 1 ein separater Kontaktring 16 vorgesehen.
  • Ein Kontaktring 16 umfasst eine Anzahl an Kontaktringkontakten 17, die in Form von Metallplatten ausgebildet sind. Diese sind umfangsseitig jeweils über eine Schraube 19 oder ein anderes Befestigungsmittel mit einem Abschnitt des Grundkörpers 5 verbunden. In Fig. 7 geht darüber hinaus die Lagerung der Kontaktiereinheit 1 in einem Lagerabschnitt 38 in einer Wand der Wanne 32 hervor. Dabei presst sich eine Dichtlippe 25 vom Inneren der Wand der Wanne 32 her an die Wand der Wanne an, um einen dichtenden Abschluss zu erzielen.
  • Wie aus der Schnittdarstellung der Fig. 8 besser zu ersehen ist, weist der Grundkörper 5 im Bereich des Kontaktrings 16 ebenfalls eine hohle Gestalt auf. Die die Metallplatte 17 an dem Grundkörper 5 befestigende Schraube 19 durchdringt den Grundkörper 5 und greift weiterhin in einen Befestigungsabschnitt 20 mit einem sich in Richtung der Zentralachse und der Wanne erstreckenden Fortsatz ein. Mit dem Befestigungsabschnitt 20 bzw. dessen Fortsatz kann ein elektrischer Leiter 21, z.B. ein Kabel oder eine entsprechend geformte Metallstange mit dem Metallteil 14 einer Schiene 7 verbunden werden (ersichtlich in den Fig. 9 und 10). Zur Einspeisung eines elektrischen Stromes in den Kontaktring 16 bzw. eine mit diesem verbundene Schiene ist ein Schleifkontakt vorgesehen, der ortsfest angeordnet ist. Mit dem Bezugszeichen 22 ist hierbei ein erster Schleifkontakt gekennzeichnet, welcher im Betrieb der Galvanisiervorrichtung kathodisch geschalten wird. Mit dem Bezugszeichen 23 ist ein zweiter Schleifkontakt gekennzeichnet, welcher dem ersten Schleifkontakt 22 gegenüberliegt und im Betrieb der Galvanisiervorrichtung anodisch geschalten ist. Die übrigen Kontaktringkontakte 17, welche gerade nicht mit einem der beiden Schleifkontakte 22, 23 in Kontakt stehen, sind damit während des Betriebs des Galvanisiervorrichtung nicht mit Strom beaufschlagt. Entsprechend der Anordnung der Schleifkontakte 22, 23 zu dem Kontaktring 16 der Kontaktiereinheit 1 ergibt sich in Ausführungsbeispiel, dass der Kontaktbereich 2 der Kontaktiereinheit 1 oben und die anodisch geschalteten Segmente unten gelegen sind, da ein einem leitenden Bereich zugeordneter Kontaktringkontakt mit diesem in einer Achse liegt.
  • In der Fig. 8 sind darüber hinaus verschiedene Merkmale gezeigt, welche eine Abdichtung der aus der Wanne durchgeführten Kontaktiereinheit bewirken (insbesondere Bezugszeichen 24, das eine Wandung kennzeichnet).
  • Nachfolgend wird wiederum auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Der konstruktive Aufbau der beschriebenen Kontaktiereinheit 1 wird aus der Fig. 2 ohne weiteres ersichtlich. Es ist gut zu erkennen, dass der aus isolierendem Material gefertigte Grundkörper 5 eine Vielzahl an Schienen 7 umfasst, welche sich parallel zu einer Drehachse der Kontaktiereinheit 1 erstrecken. Ersichtlich sind auch die mit dem Bezugszeichen 21 gekennzeichneten elektrischen Leiter 21 zur jeweiligen elektrischen Kontaktierung der Schienen 7. Aus Fig. 2 ist weiterhin gut ersichtlich, dass zwei Andruckwalzen 36, 37 vorgesehen sind, welche ein in die Wanne 32 geführtes, zu galvanisierendes, Substrat 35 in einem durch die Anordnung der Andruckwalzen 36, 37 bestimmten Kreisabschnitt an die Kontaktiereinheit 1 pressen. Mit dem Bezugszeichen 7k ist diejenige der Schienen 7 gekennzeichnet, welche während des Betriebs der Galvanisiervorrichtung kathodisch geschaltet ist und den Kontaktbereich 2 ausbildet. Lediglich beispielhaft ist die um 180° gegenüberliegende Schiene (gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 7a) während des Betriebs der Galvanisiervorrichtung anodisch geschalten. Prinzipiell können gleichzeitig auch mehrere, z.B. benachbarte, der Schienen 7 kathodisch bzw. anodisch geschalten sein. Ebenso ist es nicht zwingend notwendig, dass die kathodisch und die anodisch geschalteten Schienen 7 gegenüberliegend in der Wanne 32 angeordnet sind.
  • Am Boden der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Wanne 32 der erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung 31 ist eine Anodeneinrichtung 27 vorgesehen. Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 1 am besten hervorgeht, weist die Anodeneinrichtung 27 eine der Anzahl der Segmente entsprechende Anzahl an Anodenabteilungen 28 auf. Die Anodenabteilungen 28 sind hierbei an die Breite der jeweiligen Segmente 3a, 3b und 3c angepasst. Die Anodenabteilungen 28a, 28b, 28c können als separat ausgebildete Körbe ausgestaltet sein. Denkbar ist auch, für alle Anodenabteilungen einen gemeinsamen Anodenkorb mit entsprechenden Trennwänden vorzusehen. Die Anodeneinrichtung 27 ist bevorzugt aus einem nicht leitenden Material ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel umfasst die Anodeneinrichtung 27 drei durch Abstandshalter 29 voneinander getrennte Anodenabteilungen 28a, 28b, 28c in Form von Körben. Die Abstandshalter sowie die Wände der Anodenabteilungen sind bevorzugt derart ausgebildet, dass diese gut von den Elektrolyten durchströmt werden können. In den Anodenabteilungen 28a, 28b, 28c befindet sich jeweils Anodenmaterial, z.B. Kupfer in Form von Kugeln.
  • Jede der Anodenabteilungen 28a, 28b, 28c wird separat kontaktiert, wobei die Kontaktierung beispielsweise durch ins Innere der Anodenabteilung ragende Titanstäbe (nicht dargestellt) gebildet sein kann. Die Anzahl und Anordnung der Kontaktierstäbe ist bevorzugt derart, dass diese asymmetrisch zu den Stromeinspeisepunkten der Schienen der jeweils zugeordneten Segmente 3a, 3b, 3c (aus Fig. 1 und 2 nicht ersichtlich) angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich ein besonders vorteilhafter Stromverlauf während des Betriebs der Galvanisiervorrichtung, so dass eine sehr gleichmäßige und homogene galvanische Abscheidung auf dem Substrat resultiert. Die Stromzuführung zu den Titanstäben kann beispielsweise durch unterhalb der Anodeneinrichtung 27 und außerhalb des Elektrolyten geführte elektrische Leiter erfolgen.
  • Die Ausgestaltung der Kontaktiereinheit 1 ermöglicht eine Vielzahl von unterschiedlichen Betriebsweisen. So können die kathodisch geschalteten Schienen der einzelnen Segmente mit einem gleichen Strom beaufschlagt werden, wodurch ein Betrieb ermöglicht wird, wie er beispielsweise aus der DE 102 34 705 A1 bekannt ist. Es können auch nur einzelne der Segmente mit Strom beaufschlagt werden, so dass beispielsweise Substrate mit einer geringeren Breite (im Vergleich zur Breite der Kontaktiereinheit 1 bzw. des Kontaktbereichs 2) verarbeitet werden können. Hierdurch lassen sich Stromverluste und insbesondere der Aufwand zum Abreinigen der nicht mit dem Substrat in Kontakt kommenden Abschnitte vermeiden. Insbesondere ist jedoch ein Betrieb vorgesehen, bei dem das Substrat mit allen der Segmente 3a, 3b, 3c der Kontaktiereinheit 1 in Kontakt gelangt, wobei das zentral angeordnete Segment 3b in Fig. 1 mit einem geringeren Strom beaufschlagt wird als die am äußeren Rand gelegenen Segmente 3a und 3c. Hierdurch ist es möglich, eine galvanische Schicht auf dem Substrat abzuscheiden, welche über die gesamte Breite der Kontaktiereinheit 1 eine homogene und gleichförmige Schichtdicke aufweist.
  • Es ist weiterhin ein Betrieb möglich, bei dem die Stromstärke abhängig vom Drehwinkel der Kontaktiereinheit 1 abhängt. Der Drehwinkel kann durch das Vorsehen bekannter Drehwinkelerfassungsmittel in der Galvanisiervorrichtung 31 ermittelt und als Steuergröße für die Stromstärke verwendet werden.
  • Zur leichteren Wartung kann die Kontaktiereinheit 1 ggfs. zusammen mit den Andruckwalzen 36, 37 als Modul ausgeführt sein. Dies ist beispielhaft in Fig. 9 dargestellt. Dieses Modul kann als Ganzes, z.B. durch eine entsprechende Durchtrittsöffnung einer Seitenwand der Wanne 32, in die Wanne 32 eingeschoben werden. In Fig. 9 zusätzlich ersichtlich ist ein mechanisches Reinigungsmittel 26 in Form einer walzenförmigen Bürste, welche das Abreinigen der Kontaktseite der Schienen 7 unterstützt. Bevorzugt ist das Reinigungsmittel 26 in unmittelbarer Nähe zu der anodisch geschalteten Schiene angeordnet.
  • Aus der Schnittdarstellung der Fig. 9 geht darüber hinaus der Verlauf der elektrischen Leiter 21 zur elektrischen Verbindung des Metallteils 14 am Stromeinspeisepunkt 13 und dem Kontaktring 16 hervor. Weiterhin gut erkennbar ist das Anliegen der Dichtlippe 25 an einem Wandabschnitt des Moduls.
  • In Fig. 10 ist das in Fig. 9 mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnete Detail vergrößert dargestellt, wobei insbesondere die Verbindung des elektrischen Leiters 21 mit dem Metallteilabschnitt 15 des Metallteils 14 des Stromeinspeisepunkts 13 gut hervorgeht. Darüber hinaus erkennbar ist, dass der Grundkörper 5 zweiteilig aufgebaut ist und im Bereich der Stromeinspeisepunkte 13 aneinander grenzt. Gut zu erkennen ist ferner der mechanische Kontakt des als Bürste ausgebildeten Reinigungsmittels 26 mit der unten befindlichen Schiene 7 der Kontaktiereinheit 1.
  • Fig. 11 zeigt in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer segmentierten Kontaktiereinheit 1. Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel umfasst die Kontaktiereinheit 1 drei Segmente 3a, 3b, 3c. Die einzelnen Segmente sind als durchgehende elektrisch leitende Mantelflächen oder als isolierender Grundkörper mit einer Vielzahl an leitenden Bereichen ausgebildet. Dabei sind an dem zentralen Segment 3b zwei Achsen 40a, 40c angeordnet, über welche die als Grundkörper ausgebildeten Segmente 3a und 3c geführt sind. Es ist ein nicht näher dargestellter Mechanismus vorgesehen, welcher sicherstellt, dass bei einer Drehbewegung sämtliche Segmente 3a, 3b, 3c sich gleichförmig bewegen. Die einzelnen Segmente 3a, 3b, 3c sind durch Isolierungen 4 voneinander getrennt. Die elektrische Kontaktierung kann vom Inneren der Kontaktiereinheit 1 erfolgen, wobei dies in ähnlicher Weise realisiert sein kann, wie dies in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen erläutert wurde.

Claims (25)

  1. Walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit (1) für die galvanische Abscheidung einer elektrisch leitenden Schicht auf einer Starterschicht bzw. galvanisierbaren Schicht auf einem Substrat (5), wobei die Kontaktiereinheit (1) kathodisch und/oder anodisch schaltbar ist und sich ein elektrischer Kontaktbereich der Kontaktiereinheit geradlinig parallel zu einer Drehachse zwischen Grundflächen der Kontaktiereinheit erstreckt, wobei in dem Kontaktbereich (2) ein Kontakt mit dem zu galvanisierenden Substrat (5) herstellbar ist, wenn die Kontaktiereinheit (1) in einem Elektrolytbad angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (2) der Kontaktiereinheit (1) zumindest zwei unabhängig voneinander elektrisch kontaktierbare/bestrombare Segmente (3) aufweist.
  2. Kontaktiereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Segmente (3) jeweils zumindest einen leitfähigen Bereich aufweist.
  3. Kontaktiereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene der elektrisch leitenden Bereiche jedes der Segmente (3) gleichzeitig kathodisch bzw. anodisch schaltbar sind.
  4. Kontaktiereinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der elektrisch leitenden Bereiche eines Segments (3) als Kathode oder Anode schaltbar ist.
  5. Kontaktiereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähigen Bereiche in Umfangsrichtung der Kontaktiereinheit (1) elektrisch von einander isoliert sind.
  6. Kontaktiereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen hohlen Grundkörper (5) aus einem isolierenden Material umfasst, in den zumindest eine Schiene (7) aus einem elektrisch leitfähigen Material eingelassen ist, wobei eine Kontaktseite (8) der zumindest einen Schiene (7) an der Oberfläche des Grundkörpers (5) einen der leitenden Bereiche ausbildet.
  7. Kontaktiereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Bereiche aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind, welches eine schlechtere elektrische Leitfähigkeit aufweist als das an dem Substrat galvanisch abzuscheidende Material.
  8. Kontaktiereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Kontaktierung der Segmente (3) bzw. der elektrisch leitenden Bereiche eines Segments (3) an jeweils zumindest einem Stromeinspeisepunkt (13) vom Inneren des Grundkörpers (5) her erfolgt.
  9. Kontaktiereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest manche der Segmente (3) bzw. zumindest manche der elektrisch leitenden Bereiche mehrere Stromeinspeisepunkte (13) aufweisen.
  10. Kontaktiereinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Stromeinspeisepunkte (13) asymmetrisch an einem Segment bzw. einem der elektrisch leitenden Bereiche angeordnet sind.
  11. Kontaktiereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Segment eine Stromeinspeisung zugeordnet ist.
  12. Kontaktiereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeinspeisung der Kontaktiereinheit (1) außerhalb des Elektrolytbads angeordnet ist, wenn die Kontaktiereinheit (1) in dem Elektrolytbad angeordnet ist.
  13. Kontaktiereinheit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeinspeisung der Kontaktiereinheit (1) für jedes Segment einen Kontaktring (16) umfasst.
  14. Kontaktiereinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kontaktring (16) einer der Anzahl der leitenden Bereiche des Segments (3) entsprechende Anzahl an Kontaktringkontakten aufweist, wobei zumindest ein Kontaktringkontakt (17) mit einem elektrisch leitenden Bereich elektrisch verbunden ist, wobei die Kontaktringkontakte (17) mittels eines Schleifkontakts mit Strom beaufschlagbar sind.
  15. Galvanisiervorrichtung (31) zur galvanischen Abscheidung einer elektrisch leitenden Schicht auf einer Starterschicht bzw. galvanisierbaren Schicht auf einem Substrat (5) mit einem Elektrolytbad, in dem zumindest eine Anodeneinrichtung (27) und zumindest eine Kontaktiereinheit (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kontaktiereinheit (1) nach einem der vorherigen Ansprüche ausgestaltet ist.
  16. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodeneinrichtung (27) eine Anzahl an Anodenabteilungen (28a, 28b, 28c), insbesondere eine der Anzahl der Segmente (3) entsprechende Anzahl an Anodenabteilungen (28a, 28b, 28c), aufweist.
  17. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Anodenabteilungen (28a, 28b, 28c) elektrisch unabhängig voneinander kontaktiert ist.
  18. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Anodenmaterial in den Anodenabteilungen (28a, 28b, 28c) Kupfer, insbesondere in Form von Kugeln, gelagert ist, in welches eine Stabförmige Elektrode aus einem nicht-löslichen, leitfähigen Material, insbesondere aus Titan ragt.
  19. Galvanisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenabteilungen (28a, 28b, 28c) aus einem nicht leitenden Material, insbesondere einem Kunststoff, bestehen.
  20. Galvanisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodeneinrichtung (27) durch einen, mittels Trennwänden unterteilten, Anodenkorb gebildet ist, wobei die Trennwände mit einer Vielzahl an Durchbrüchen versehen sind, um eine Zirkulation von Elektrolyt zu gewährleisten.
  21. Galvanisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanisch wirkendes Reinigungsmittel (26) vorgesehen ist, das während eines Reinigungszyklus der zumindest einen Kontaktiereinheit (1) mit dieser in mechanischen Kontakt bringbar ist.
  22. Galvanisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zum Feststellen der Arbeitsposition, insbesondere der Drehstellung, der zumindest einen Kontaktiereinheit (1) vorgesehen ist, um in Abhängigkeit der detektierten Arbeitsposition den Betrag des Stroms, mit dem die Galvanisiervorrichtung (31) betrieben wird, einzustellen.
  23. Galvanisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass diese derart betreibbar ist, dass Segmente (3) nahe dem Rand des Elektrolytbads mit einem größeren Strom beaufschlagt werden als Segmente (3) im Inneren des Elektrolytbads.
  24. Galvanisiersystem mit zumindest einer Zuführvorrichtung, die zumindest einer Galvanisiervorrichtung (31) das Substrat (5) zuführt, und zumindest einer Aufnahmevorrichtung, die das galvanisierte Substrat (5) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Galvanisiervorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 16 bis 24 ausgebildet ist.
  25. Galvanisiersystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zumindest zwei Galvanisiervorrichtungen aufweist, wobei die Galvanisiervorrichtungen (31) in dem gleichen Elektrolytbad betreibbar sind.
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