ES2546065T3

ES2546065T3 - Aparato para la deposición electroquímica de un metal

Info

Publication number: ES2546065T3
Application number: ES11174683.0T
Authority: ES
Inventors: Stefan Schäfer; Christine Fehlis; Marlies Kleinfeld
Original assignee: Enthone Inc
Current assignee: MacDermid Enthone Inc
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2015-09-18
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: EP2548998A1; WO2013013119A1; US20140158545A1; EP2548998B1

Abstract

Un aparato de deposición electroquímica (100) para la deposición de un metal sobre un sustrato (900), comprendiendo el aparato (100) un depósito de chapado (110) que contiene un electrolito de chapado (500) y un depósito de renovación (400) en conexión fluida (200/210) con el depósito de chapado (110) para renovar el electrolito de chapado (500), en donde el depósito de chapado (110) comprende un electrodo inerte (120) conectado eléctricamente al sustrato (900) mediante un rectificador (190), y en donde el depósito de renovación (400) comprende un primer compartimento (410) y un segundo compartimento (420), estando los compartimentos (410/420) distintos entre sí por un medio de separación semipermeable (430), en donde el primer compartimento (410) comprende al menos un ánodo soluble (440) de un metal a depositar sobre el sustrato (900) y el segundo compartimento comprende al menos un electrodo inerte (450), estando el electrodo inerte (450) y el ánodo soluble (440) conectados eléctricamente a un rectificador (490), caracterizado por que el al menos un ánodo soluble (440) está, al menos durante el funcionamiento del aparato (100), en estado líquido y que la conductividad eléctrica entre el electrolito (500) en el depósito de chapado (110) y el electrolito en el depósito de renovación (400) es 1*10-4S, en donde el aparato (100) comprende una sección de caída (800) dentro de la conexión fluida entre depósito de chapado (110) y el depósito de renovación (400).

Description

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DESCRIPCIÓN

Aparato para la deposición electroquímica de un metal

5 La invención tal como se describe a continuación se refiere a un aparato para la deposición electroquímica de un metal sobre un sustrato, aparato que es capaz de renovar un electrolito utilizado para la deposición de manera continua. Además, la invención tal como se describe se refiere a un método de renovar un electrolito para la deposición electroquímica de un metal sobre un sustrato.

La deposición electroquímica de un metal, también referida como galvanoplastia, es un proceso bien conocido utilizado, por ejemplo, para depositar un revestimiento de metal sobre una superficie de sustrato o pieza de trabajo. La galvanoplastia se utiliza de forma versátil en muchos campos industriales, como por ejemplo, en la industria de la automoción, industria aeroespacial, industria de racores, en la construcción de maquinaria y en la industria eléctrica/electrónica.

15 En general, para la deposición electroquímica de un metal sobre una superficie del sustrato, la superficie sobre la que se pretende depositar el metal se pone en contacto con un electrolito conductor que comprende iones del metal a depositar. Mientras que la superficie del sustrato se pone en contacto con el electrolito se aplica una corriente eléctrica entre la superficie del sustrato y un contra-electrodo. Mediante la corriente eléctrica aplicada los iones de los metales se reducen al metal y se depositan sobre la superficie del substrato de acuerdo con la fórmula general:

Mn + + ne -→ M0↓

Un campo especial de la industria eléctrica/electrónica en esta preocupación es la industria solar que produce

25 células solares para transformar la luz solar en energía eléctrica. Debido al impulso de las energías renovables, especialmente la demanda de células solares ha aumentado. Un tipo moderno de célula solar es la denominada célula solar de película fina de CIGS (célula solar de película fina de cobre, indio, galio, azufre y selenio), que tiene solo aproximadamente 3 µm de espesor y también puede ser flexible.

Para la producción de tales Células solares de película fina de CIGS, por ejemplo una capa de (Cu(InGa)Se2 se deposita sobre una superficie de sustrato, como por ejemplo un sustrato de vidrio, un sustrato de polímero, o una lámina metálica. Otras combinaciones de capas también son posibles. Por ejemplo, combinaciones de capas de CIS, CuGaSe2, o CuInGaSeS se conocen también en el estado de la técnica, así como células de by-pass. La calidad de la deposición de metal es muy sensible a la concentración del metal que se deposita en el electrolito

35 utilizado para el proceso de deposición electroquímica, especialmente con respecto a la distribución del espesor de la capa de metal depositada.

El documento US 20090315148 A1 desvela un método de deposición electroquímica para formar películas finas ricas en materiales del Grupo IIIA uniformes y continuas con repetibilidad. Tales películas finas se utilizan en la fabricación de dispositivos semiconductores y electrónicos, tales como las células solares de película fina. En una realización, la película fina rica en material del Grupo IIIA se deposita sobre una capa intermedia que incluye del 2090 por ciento molar de al menos uno de In y Ga y al menos 10 por ciento molar de un material aditivo que incluye uno de Cu, Se, Te, Ag y S. El espesor de la capa intermedia se adapta para ser inferior o igual a aproximadamente el 20 % del espesor de la película fina rica en material del Grupo IIIA.

45 El documento US 20090173634 A1 desvela métodos de galvanoplastia de galio (Ga) y la química para depositar películas de Ga uniformes, sin defectos y suaves con alta eficiencia de plaqueo y repetibilidad. Tales capas se pueden utilizar en la fabricación de dispositivos electrónicos tales como células solares de película fina. En una realización, la presente invención proporciona una solución para su aplicación en un conductor que incluye una sal de Ga, un agente complejante, un disolvente, y una película de Ga con espesor submicrónico se facilita en la electrodeposición de la solución en el conductor. La solución puede incluir además uno o ambos de una sal de Cu y una sal de In.

El documento US 20100140098 A1 desvela soluciones de electrodeposición que contienen selenio utilizadas para la

55 fabricación de capas absorbentes de células solares. En un aspecto, se describe una solución de electrodeposición para electrodepositar una película fina del Grupo IB-Grupo VIA que incluye un disolvente; una fuente de material del Grupo IB; una fuente de material del Grupo VIA; y al menos un complejante que forma un ión complejo del material del Grupo IB. También se describen métodos de galvanoplastia que utilizan soluciones de electrodeposición.

El documento US 20100059385 A1 desvela un método para fabricar Células solares de película fina de CIGS que utiliza un sistema de rollo a rollo. La invención desvela un método para fabricar Cu(InGa(SES)2 semiconductor de película fina sometiendo secuencialmente a galvanoplastia una pila que comprende elementos de cobre, indio, galio, y selenio o sus aleaciones seguido una selenización a una temperatura entre 450 ºC y 700 ºC.

65 El documento US 20040206390 A1 desvela una célula fotovoltaica que exhibe una eficiencia de conversión total de al menos 9,0 % que se prepara a partir de una película fina de cobre-indio-galio-diseleniuro. La película fina se

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prepara sometiendo simultáneamente a galvanoplastia el cobre, indio, galio y selenio sobre un sustrato mediante un baño de electro-deposición tamponado. La electrodeposición es seguida por la adición de indio para ajustar la estequiometría final de la película fina.

5 El documento US 20100317129 A1 desvela métodos y aparatos para proporcionar el control de la composición de las películas finas semiconductoras compuestas para el detector de radiación y aplicaciones fotovoltaicas. En un aspecto de la invención, se proporciona un método en el que la relación molar de los elementos en una pluralidad de capas se detecta de manera que la sintonización de la capa de múltiples elementos puede ocurrir para obtener la capa de múltiples elementos que tiene un intervalo de relación molar predeterminado. En otro aspecto de la invención, se proporciona un método en el que el espesor de una sub-capa y capas allí de Cu, In y/o Ga se detectan y se sintoniza con el fin de proporcionar espesores sintonizados que son sustancialmente iguales a los espesores predeterminado.

El documento JP 200305579A desvela un método para aleaciones que utiliza un ánodo insoluble mediante el que se 15 puede obtener, a bajo coste, un objeto plateado de alta calidad.

El documento DE 19539865 A1 desvela un aparato galvánico que tiene un compartimento de regeneración externo al compartimento de chapado.

El documento WO 2009/016291 A1 desvela un aparato y un método para el estañado electrolítico de bandas de acero.

Hurlen et al desvelan en "Disolución anódica de galio líquido" (Electrochimica acta, editores Elsevier Science, Vol. 9, No. 11, 1 de noviembre de 1964, páginas 1433-1437) la tasa de disolución de los ánodos de galio líquido en ácido

25 clorhídrico 1N, ácido sulfúrico y hidróxido de sodio a 30,5°C.

En documento US 4.251.328 se desvela un método y un aparato para el chapado selectivo de metal de galio líquido sobre una superficie conductora.

Entre otros aspectos un objetivo de la invención es proporcionar un aparato y un método mejorados para la deposición de capas de metal sobre una superficie de sustrato. Además, un aspecto de la invención es proporcionar un aparato y un método mejorado para la deposición de una capa de metal como se utiliza en la producción de células solares de película fina.

35 Sorprendentemente, se ha encontrado que el objetivo de la invención con respecto al aparato se consigue mediante un aparato de acuerdo con la reivindicación independiente 1.

Mediante la reivindicación independiente 1, se proporciona un aparato para la deposición electroquímica de un metal sobre un sustrato, comprendiendo el aparato un depósito de chapado que contiene un electrolito de chapado y un depósito de renovación en conexión fluida con el depósito de chapado para renovar el electrolito de chapado, en el que el depósito de chapado comprende un electrodo inerte conectado eléctricamente al sustrato mediante un rectificador, y en el que el depósito de renovación comprende un primer compartimento y un segundo compartimento, estando los compartimentos separados entre sí por un medio de separación semipermeable, donde el primer compartimento comprende al menos un ánodo soluble de un metal que se deposita sobre el sustrato y el

45 segundo compartimento comprende al menos un electrodo inerte, el electrodo inerte y el ánodo soluble están conectados eléctricamente a un rectificador.

El aparato comprende un depósito de chapado que contiene un electrolito de chapado para la deposición electroquímica de un metal sobre una superficie del sustrato. El electrólito comprende iones de al menos un metal a depositar. Los iones del metal a depositar se disuelven en un disolvente, como por ejemplo, agua. Los iones del metal a depositar están comprendidos en el electrolito en una cantidad adecuada para permitir una deposición del metal sobre la superficie del sustrato mediante la aplicación de una corriente eléctrica entre la superficie del sustrato y un contraelectrodo, por ejemplo, un ánodo inerte eléctricamente conectado al sustrato mediante, por ejemplo, un rectificador.

55 El uso de un ánodo inerte en el depósito de chapado es ventajoso, porque el ánodo inerte es dimensionalmente estable y permite una densidad de corriente anódica constante. Además, un ánodo inerte permite un mayor grado de libertad en el diseño de la célula.

Adicionalmente, el electrolito puede comprender aditivo que influencia/soporta la deposición del metal y/o estabiliza el electrolito. Otros aditivos pueden estar comprendidos en el electrolito. Debido a la aplicación de la corriente eléctrica en el sustrato de la superficie los iones del metal del metal a depositar se reducen al metal, depositando de este modo una capa de metal sobre la superficie del sustrato. Debido a la reducción de los iones del metal al metal y a la deposición de la capa metálica sobre la superficie del sustrato, la concentración de los iones del metal dentro del 65 electrolito disminuye. Sin embargo, el resultado de chapado depende significativamente de la concentración de los iones del metal a chaparse en el electrolito. Por tanto, es obligatorio mantener la concentración de los iones del

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metal a depositar en el electrolito. Para mantener la concentración de iones del metal, una sal del metal respectivo se puede añadir al electrolito. Sin embargo, mientras que la adición de sal se disuelve en el electrolito y los iones del metal se reducirán al metal y se depositarán en la superficie del sustrato, los aniones de la sal de metal se mantendrán en el electrolito, lo que posteriormente influirá en las características del electrolito con respecto a, por 5 ejemplo, la densidad, o el valor del pH. Sin embargo, el proceso de chapado es también sensible a estas características, por lo que el resultado del chapado, especialmente la distribución del espesor de la capa de metal depositada, puede cambiar con el envejecimiento del electrolito. De acuerdo con la invención, se proporciona un depósito de renovación en conexión fluida con el depósito de chapado para renovar el electrolito de chapado. El depósito de renovación comprende un primer compartimento y un segundo compartimento, estando los compartimentos separados entre sí por un medio de separación semipermeable, en el que el primer compartimento comprende al menos un ánodo soluble de un metal que se deposita sobre el sustrato y el segundo compartimento comprende al menos un electrodo inerte, el electrodo inerte y el ánodo soluble del metal a depositar están conectados eléctricamente a un rectificador. El ánodo soluble a este respecto significa, que los iones del metal del metal a depositar se disuelven desde el ánodo soluble mediante la aplicación de una corriente entre el ánodo soluble

15 y el electrodo inerte en el depósito de renovación. De acuerdo con ello, la concentración de los iones del metal a depositar en el depósito de renovación se puede controlar mediante la densidad y/o tensión de corriente de la corriente aplicada a los electrodos en el depósito de renovación. Dado que el depósito de renovación y el depósito de chapado están en conexión fluida, la concentración en el electrolito de chapado de los iones del metal a depositar se puede mantener mediante la disolución de iones del metal desde el ánodo soluble. Ventajosamente, esto permite el mantenimiento de la concentración de iones del metal a ser depositados dentro de un intervalo estrecho sin influir en las otras características del electrolito de chapado, como por ejemplo el valor de pH, o la densidad. De acuerdo con una realización de la invención, el medio de separación semipermeable que separa los al menos dos compartimentos del depósito de renovación entre sí es al menos uno de una membrana, un diafragma, y una pared microporosa.

25 De acuerdo con otra realización de la invención, el segundo compartimento del depósito de renovación en el que se encuentra el electrodo inerte tiene un electrolito que es distinto a dicho electrolítico de chapado. El electrolito comprendido en dicho segundo compartimento puede ser una solución acuosa conductora de una sal conductora, como por ejemplo, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de litio, cloruro de sodio, cloruro de potasio, cloruro de litio, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de litio, sulfato de hidrógeno de sodio, sulfato de hidrógeno de potasio, carbonato de hidrógeno de sodio, carbonato de hidrógeno de potasio, y similares. Adicionalmente, se pueden utilizar ácidos, como por ejemplo, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico.

De acuerdo con una realización de la invención, la conductividad eléctrica entre el electrolito en el depósito de

35 chapado y el electrolito en el depósito de renovación es ≤ 1*10-4S, preferentemente ≤1*10-5S. Por esto, una interdependencia entre la corriente aplicada en el depósito de chapado para permitir la deposición de una capa de metal sobre el sustrato y la corriente aplicada en el depósito de renovación para disolver los iones del metal desde el ánodo soluble se puede omitir.

De acuerdo con otra realización de la invención, la baja conductividad eléctrica entre los electrolitos en el depósito de chapado y el depósito de renovación se realiza por un aislamiento galvánico de los electrolitos. De acuerdo con la invención, el aparato comprende una sección de caída dentro de la conexión fluida entre el depósito de chapado y el depósito de renovación. En la sección de caída, la corriente de fluido de electrolito entre el depósito de renovación y el depósito de chapado se disipa en gotas separadas que caen desde una sección de caída superior hasta una

45 sección de caída inferior. Mientras que la sección de caída superior está en contacto eléctrico con uno del depósito de chapado o depósito de renovación, la sección de caída inferior está en contacto eléctrico con el otro depósito. Debido a las gotitas separadas de electrolito, los dos depósitos se separan eléctricamente/galvánicamente entre sí.

De acuerdo con otra realización de la invención, la conexión fluida entre el depósito de chapado y el depósito de renovación es lo suficientemente largo para permitir una conductividad eléctrica de ≤ 1*10-4S entre los dos depósitos. Dependiendo de la conductividad relativa del electrolito, el diámetro y la longitud de la conexión fluida entre el depósito de renovación y el depósito de chapado se deben elegir para generar una resistencia eléctrica que sea lo suficientemente alta para asegurar una conductividad eléctrica de ≤ 1*10-4S.

55 De acuerdo con otra realización de la invención, el depósito de renovación comprende al menos dos ánodos solubles de dos metales diferentes para depositarse sobre el sustrato, cada uno de los ánodos solubles se conecta a un rectificador distinto. Al proporcionar dos ánodos solubles en el depósito de renovación, también los electrolitos utilizados para la co-deposición de metales sobre una superficie de sustrato se pueden mantener por el aparato de acuerdo con la invención. Por ejemplo, en un electrolito utilizado para la deposición de indio y galio sobre un sustrato en el proceso de producción de una célula solar de película fina de CIGS, la concentración del indio dentro del electrolito de chapado, así como la concentración de galio en el electrolito de chapado se pueden mantener. Debido a los rectificadores distintos utilizados en el depósito de renovación, la disolución del metal de los ánodos solubles se puede controlar por separado. Esto permite un control preciso y el mantenimiento de la concentración de iones del metal de los metales a depositar. De acuerdo con otra realización de la invención, el depósito de renovación

65 comprende un electrodo inerte distinto por rectificador. Mediante esto, la precisión del mantenimiento se mejora aún más. De acuerdo con otra realización preferida, los electrodos inertes distintos se encuentran en compartimentos

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distintos, cada uno separado del compartimento que retiene el electrolito a renovar con un medio de separación semipermeable.

De acuerdo con otra realización de la invención, al menos un ánodo soluble está, al menos durante el

5 funcionamiento del aparato, en estado líquido. El estado líquido, a este respecto, se debe entender como que el ánodo soluble no es dimensionalmente estable, por ejemplo, se fusiona. A modo de ejemplo, el galio tiene un punto de fusión de 29,76°C. Cuando un electrolito de chapado se hace funcionar a una temperatura de aproximadamente 30°C a 40°C, un electrodo de galio soluble en el depósito de renovación se fusionará. De acuerdo con una realización de la invención, el depósito de renovación comprende un hervidor para mantener el ánodo soluble

10 fusionado. Dicho hervidor comprende un contacto eléctrico para poner en contacto el ánodo soluble fusionado con el rectificador. Preferentemente, la caladera de agua se encuentra en la parte inferior del depósito de renovación.

De acuerdo con otra realización de la invención, el electrodo en el depósito de chapado comprende al menos un cuerpo de base del electrodo y un filtro, dicho filtro reduciendo el intercambio de líquido en el entorno directo del

15 cuerpo de base del electrodo. Ventajosamente, debido al intercambio de líquido reducido en el entorno directo del electrodo, las reacciones de los componentes del electrolito en la superficie del electrodo, como por ejemplo, descomposición de compuestos orgánicos, se reducen. Dicho filtro puede ser, por ejemplo, un filtro de tela o una malla de metal inerte. En una realización adicional, el filtro es una malla de metal inerte que se aísla dicho cuerpo de base del electrodo y una corriente se aplica a la malla. Mediante la aplicación de una corriente, se forma una barrera

20 electrostática que reduce aún más el intercambio de líquido en el entorno directo del cuerpo de base del electrodo. Esto aumenta aún más la estabilidad del electrolito debido a la reducción de la descomposición de compuestos de electrolitos.

En otro aspecto, la invención se refiere a un método de acuerdo con la reivindicación 10 de renovar un electrolito 25 para la deposición electroquímica de un metal sobre un sustrato, comprendiendo el método las etapas de:

− separar al menos una corriente parcial del electrolito de un depósito de chapado y alimentar dicha corriente a un depósito de renovación, comprendiendo dicho depósito de renovación un primer compartimento y un segundo compartimento, estando los compartimentos separados entre sí por un medio de separación semipermeable, en

30 el que el primer compartimento comprende al menos un ánodo soluble de un metal que se deposita sobre el sustrato y el segundo compartimento comprende al menos un electrodo inerte; − conectar el electrodo inerte y el ánodo soluble eléctricamente a un rectificador; − establecer la corriente y/o tensión del rectificador en un intervalo adecuado para disolver electroquímicamente el metal del ánodo soluble;

35 − re-alimentar al menos una corriente parcial del electrolito en el depósito de renovación al depósito de chapado. Ventajosamente, mediante el método de la invención, el mantenimiento del electrolito de chapado con respecto a la concentración del ión del metal del metal a depositar se permite sin influir, sustancialmente, en otras características del electrolito de chapado, como por ejemplo, pH o densidad. De acuerdo con una realización del método de la invención, la concentración en el electrolito de los iones del metal a depositar se analiza y la

40 corriente y/o tensión del rectificador o rectificadores en el depósito de renovación se configuran para mantener una concentración del metal a ser depositado dentro de un límite de variación de <3 % en peso, preferentemente <2 % en peso, más preferido <1 % en peso. Los métodos apropiados para el análisis de la concentración de los iones del metal respectivos son, por ejemplo, espectroscopia IR, AAS (espectroscopia de absorción atómica), análisis de UV-VIS, o análisis volumétrico.

45 En otro aspecto, la invención se refiere al uso de un aparato como el descrito anteriormente para la deposición electroquímica de un metal para formar un electrolito alcalino. Preferentemente, la invención se refiere al uso de un aparato como el descrito anteriormente para la deposición electroquímica de un metal del grupo que consiste en galio, indio, y talio.

50 A continuación, la invención se describe en términos de figuras y ejemplos, mientras que el concepto de la invención no se limita a los ejemplos según se describen.

La Figura 1 muestra una vista esquemática de un aparato de acuerdo con la invención;

55 La Figura 2 muestra una vista esquemática de un aparato de acuerdo con la invención que tiene un electrodo de filtro apantallado; La Figura 3 muestra una sección de caída como puede estar comprendida en un aparato de acuerdo con la invención.

60 La Figura 1 muestra una vista esquemática de un aparato 100 de acuerdo con la invención. El aparato 100 para la deposición electroquímica de un metal sobre un sustrato 900 comprende un depósito de chapado 110 que contiene un electrolito de chapado 500 y un depósito de renovación 400. El depósito de renovación 400 está en conexión fluida 200/210 con respecto al depósito de chapado 110 para renovar el electrolito de chapado 500. El depósito de chapado 110 comprende un electrodo inerte 120 conectado eléctricamente al sustrato 900 mediante un rectificador

65 190. Para la deposición de una capa de metal sobre el sustrato 900 se aplica una corriente por el rectificador 190. El

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depósito de renovación 400 comprende un primer compartimento 410 y un segundo compartimento 420, en el que los compartimentos 410/420 están separados entre sí por un medio de separación semipermeable 430. Un medio de separación apropiado 430 es, por ejemplo, una membrana, un diafragma, y una pared microporosa. El primer compartimento 410 comprende al menos un ánodo soluble 440 de un metal a depositar sobre el sustrato 900. El 5 segundo compartimento comprende al menos un electrodo inerte 450. El electrodo inerte 450 y el ánodo soluble 440 están conectados eléctricamente a un rectificador 490. Mediante la aplicación de una corriente entre el ánodo soluble 440 y el electrodo inerte 450, los iones del metal se disuelven desde el ánodo soluble 440. Debido a la conexión fluida 200/210 entre el depósito de chapado 110 y el depósito de renovación 400, la concentración de iones del metal del metal a depositar se puede mantener por los iones del metal disueltos desde el ánodo soluble

10 440. Dado que el metal del ánodo soluble 440 no podrá mantener la estabilidad dimensional durante el funcionamiento del aparato de la invención (el mismo se puede fundir debido a la temperatura de funcionamiento), el depósito de renovación puede comprender un hervidor 445 para mantener el ánodo soluble fusionado. El hervidor comprende un contacto eléctrico 446 para contactar el ánodo soluble fusionado con el rectificador 490.

15 La Figura 2 muestra una realización de aparato de la invención 100 en la que el electrodo 120 en el depósito de chapado 110 está cubierto por un filtro 150. El filtro 150 puede ser una tela que reduce el intercambio líquido en el entorno cercano del electrodo 150. Debido al intercambio de líquido reducido, una cantidad menor de electrolito 500 se pone en contacto directo con la superficie del electrodo 120. Dado que la descomposición de otros componentes del electrolito 500 tiene lugar en la superficie del electrodo 120, el intercambio de líquido reducido da como resultado

20 menos descomposición de los componentes electrolíticos, como por ejemplo, aditivos orgánicos. Esto aumenta aún más la estabilidad del electrolito y alarga el tiempo de vida de los electrolitos.

La Figura 3 muestra una sección de caída 800, como puede estar comprendida en la conexión fluida 200 y/o 210 que conecta el depósito de chapado 110 al depósito de renovación 400. La sección de caída 800 es capaz de aislar 25 eléctricamente el depósito de chapado 110 del depósito de renovación 400. La sección de caída 800 comprende una entrada conectada a la conexión fluida 200 o 210. El electrolito que entra en la sección de caída 800 a través de la entrada 810 se guía hacia un colador 820 que separa el electrolito en gotitas 830. Las gotitas 830 se recogen en una sección de recepción 840, sección de recepción 840 a la que se conecta una salida 850. La salida se conecta a la conexión fluida 210 o 200, respectivamente. En una realización de la invención, el aparato comprende dos secciones

30 de caída 800, una en cada una de las conexiones fluidas 200 y 210.

Cuando se introducen elementos de la presente invención o de la realización o realizaciones preferidas de la misma, los artículos "un", "una", "el/la" y "dicho/dicha" pretenden significar que hay uno o más de los elementos. Las expresiones "comprendiendo/que comprende", "incluyendo/que incluye" y "teniendo/que tiene" pretenden ser

35 inclusivos y significan que puede haber elementos adicionales distintos de los elementos enumerados.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de deposición electroquímica (100) para la deposición de un metal sobre un sustrato (900), comprendiendo el aparato (100) un depósito de chapado (110) que contiene un electrolito de chapado (500) y un 5 depósito de renovación (400) en conexión fluida (200/210) con el depósito de chapado (110) para renovar el electrolito de chapado (500), en donde el depósito de chapado (110) comprende un electrodo inerte (120) conectado eléctricamente al sustrato (900) mediante un rectificador (190), y en donde el depósito de renovación (400) comprende un primer compartimento (410) y un segundo compartimento (420), estando los compartimentos (410/420) distintos entre sí por un medio de separación semipermeable (430), en donde el primer compartimento

10 (410) comprende al menos un ánodo soluble (440) de un metal a depositar sobre el sustrato (900) y el segundo compartimento comprende al menos un electrodo inerte (450), estando el electrodo inerte (450) y el ánodo soluble

(440) conectados eléctricamente a un rectificador (490), caracterizado por que el al menos un ánodo soluble (440) está, al menos durante el funcionamiento del aparato (100), en estado líquido y que la conductividad eléctrica entre el electrolito (500) en el depósito de chapado (110) y el electrolito en el depósito de renovación (400) es ≤ 1*10-4S,

15 en donde el aparato (100) comprende una sección de caída (800) dentro de la conexión fluida entre depósito de chapado (110) y el depósito de renovación (400).
2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el depósito de renovación (400) comprende al menos dos

ánodos solubles (440, 441) de dos metales diferentes para ser depositados sobre el sustrato (500), estando cada 20 uno de los ánodos solubles (440, 441) conectado a un rectificador (490, 491) distinto.
3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el depósito de renovación (400) comprende un electrodo inerte (450, 451) distinto por cada rectificador (490, 491).

25 4. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el depósito de renovación (400) comprende un hervidor (445) para retener el ánodo soluble (440), comprendiendo dicho hervidor un contacto eléctrico (446) para entrar en contacto con el ánodo soluble (440).
5. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo compartimento 30 (420) posee un electrolito (421) que es diferente del electrolito de chapado (500).
6. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de separación semi permeable (430) es al menos uno de una membrana, un diafragma y una pared microporosa.

35 7. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el electrodo (120) comprende al menos un cuerpo de base del electrodo y un filtro, reduciendo dicho filtro el intercambio de líquido en el entorno directo del electrodo (120).
8. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicho aparato

40 medios de análisis (600) para el análisis de la concentración en el electrolito (500) del metal que hay que depositar sobre el sustrato (900).
9. Un método de renovar un electrolito (500) para la deposición electroquímica de un metal sobre un sustrato (900), comprendiendo el método las etapas de:

45 -separar al menos una corriente parcial del electrólito (500) de un depósito de chapado (110) y alimentar dicha corriente a un depósito de renovación (400), comprendiendo dicho depósito de renovación (400) un primer compartimento (410) y un segundo compartimento ( 420), estando los compartimentos (410/420) separados entre sí por un medio de separación semipermeable (430), en donde el primer compartimento (410) comprende

50 al menos un ánodo soluble (440) de un metal que hay que depositar sobre el sustrato (900) y el segundo compartimento comprende al menos un electrodo inerte (450); -conectar el electrodo inerte (450) y el ánodo soluble (440) eléctricamente a un rectificador (490); -establecer la corriente y/o la tensión del rectificador (490) en un intervalo adecuado para disolver electroquímicamente el metal del ánodo soluble (440);

55 -re-alimentar al menos una corriente parcial del electrólito (500) del depósito de renovación (400) al depósito de chapado (110), caracterizado por que la conductividad eléctrica entre el electrolito (500) en el depósito de chapado (110) y el electrolito en el depósito de renovación (400) se configura para ser ≤ 1*10-4 S, en donde la conexión fluida entre el depósito de chapado (110) y el depósito de renovación (400) comprende una sección de caída (800) para

60 separar eléctricamente/galvánicamente los dos depósitos entre sí.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que se analiza la concentración en el electrolito (900) de los iones del metal a depositar y se ajusta la corriente y/o la tensión del rectificador (490) para mantener una concentración del metal a depositar dentro de un límite de variación de <3 % en peso, preferentemente <2 % en

65 peso, más preferido <1 % en peso.

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11.

El uso de un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la deposición electroquímica de un metal a partir de un electrolito alcalino.
12.

El uso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el metal a depositar es un metal del grupo que consiste en galio, indio y talio.

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