JP2001506318A - 送り設備において導体プレートや導体箔に金属層を精密に電解析出し、あるいはエッチングするための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は送り設備における導体プレート利用物（プリント回路基板パネル）や導体箔利用物の周縁範囲まで金属を精密に電解析出し、あるいはエッチングするための方法に関する。送り設備において、上記利用物は少なくとも周縁でクランプによって把持される。当該クランプは上記利用物への電流供給に用いられ、場合によってはその搬送にも用いられる。利用物の周縁において特にクランプの遮蔽効果によって非常に大きな層厚差が生じる。この周縁範囲は精密な導体プレートに利用可能でない。本発明によって、この周縁範囲での層厚差は、設備を多数の設備部分に分けることと設備部分から設備部分で接触把持部位の規定されたずれＶによって改善される。上記ずれは好ましくはクランプ間隔Ｔと相前後して接続された設備部分の数の商に対応する値に調整される。上記間隔は電気的又は機械的なやり方で一定に維持される。

Description

【発明の詳細な説明】 送り設備において導体プレートや導体箔に金属層を精密に電解析出し、あるいは エッチングするための方法と装置 本発明は、送り設備において導体プレート（プリント配線回路基板等）や導体 箔の周縁（エッジ）範囲にまで腐食（腐食剤での除去を含む）によって金属を精 密に電気分解的に析出するか除去するための方法に関するものである。 送り設備は、比較的僅かな費用で導体プレートや導体箔の利用物の製造を可能 にする。「導体プレート利用物（プリント回路基板パネルなど）」は導体プレー ト未処理断片と解釈される。対応することが導体箔利用物にも当てはまる。この 未処理断片は搬送方向に対し横向きの、設備幅によって定められる最大幅を有す る。金属の電解施与のために導体プレート断片に電流を導くのに、これは通例は 、導体プレートを周縁で導電的に捉え直流源のマイナス極と接続した接触クラン プと接触する。溶解性又は不溶性の陽極が対抗極を形成する。電気メッキ後や後 処理段階後に導体プレートは導体プレート利用物から切除される。利用物から実 際の導体プレートのサイズに応じて１つ又は複数の小さめの導体プレートが作り 出される。経済的理由から導体プレートをできる限り最適に、即ち、縁の近くま で利用するように努力される。 導体プレートの品質はなかんずく表面上及び穿孔での層厚分布 によって決せられる。テクノロジー的な制約で利用物の周縁範囲における表面及 び穿孔での層厚は残りの表面範囲での層厚から著しく相違している。厚みの相違 はプラスの数値の場合もマイナスの数値の場合もありうる。これになかんずく接 触クランプの数、その形状や絶縁性、接触クランプの接触面の品質や性状、陽極 や遮蔽要素の幾何学形状並びに送り設備内での搬送方向での或る利用物から後続 の利用物までの間隔が影響する。 層厚分布の特に激しい変動は、利用物の電気接触の範囲にある。構造的な理由 から、ここで遮蔽物の装着は十分な程度にまでは可能でない。接触要素は金属析 出に必要な空間を必要とする。 刊行物ＤＥ ４２ ０５ ６６０Ｃ１ に、陰極レールに固定され電気メッキ される工作物、例えば導体プレートの周縁範囲における層厚分布の改善のための 方法が開示されている。陰極レール及び／又は工作物台架における電圧低下のた めに、隣接する工作物の間で電圧差が発生する。この電圧差は隣接する工作物の 周縁範囲において層厚差を引き起こす。この層厚差は、陰極レール及び／又は台 架に対向した側から一時的に電流を供給することによって回避される。それによ ってレールや台架での電圧降下が補償される。 むろん、工作物での層厚の最適化はクランプによる把持部位（ポイント）の直 接的な範囲における層厚変動に影響をもたらさない。 Ｅ-Ｐ-Ａ０２５４０３０に、導体プレートのようなプレート形 状の対象物に金属を電解的に施すための水平送り設備（水平式連続循環設備）が 記載されている。クランプの形状をした循環する接触要素がプレートを把持する 。当該クランプはプレートの搬送に用いられると共に同時に電気メッキ電流の供 給に用いられる。当該クランプとそれ故にプレートも陰極ポテンシャルを有する 。クランプの金属化を回避するために導電性クランプが通例は小さな接触面にま で絶縁層を備える。電気的及び機械的な理由からクランプは所定の最小寸法を有 する。複数のクランプが１つの導体プレート利用物を把持する。 この装置での欠点は、クランプ範囲での電気場が不都合なように遮蔽されるこ とである。その結果はそれぞれのクランプ範囲での大きな層厚差である。その他 、接触面の性状、配線とねじ連結部を介した直流源からの通電ルートと接触面の 電気的な移行抵抗乃至抵抗が層厚を決定する。１つのクランプのもとでほとんど 金属が析出しない。それに対して２つのクランプの間で過剰に多くの銅が析出す る。この差は周縁覆い(Randabblendung)においても阻止することができなかった 。大きな層厚差は利用物中央への方向において減少する。導体プレート利用物の 周縁範囲、特にクランプ範囲からの周縁範囲は、切り取られることとなる導体プ レートにとって利用可能でない。そこに隣接する範囲の品質は著しい層厚変動の ために平均よりも劣っている。利用可能でない周縁範囲の幅乃至広がりは電気メ ッキ層厚のそれぞれ設定された許容誤差に依存する。特にますます普及する微細 な導体技術においては、 この許容誤差が小さい。実際に利用可能でない周縁の帯幅はクランプの影響のた めに２５ミリメートルと５０ミリメートルの間となる。この周縁範囲の切り離し にも拘らず、複数のファクターの不都合な重なり合いにおいては残りのプレート 上の層厚差は廃棄されるほど大きくなりうる。追加的に周縁範囲の切り離しによ って相当なコストが生じる。例えば１メートル／分の搬送速度で２５ミリメート ルの使用不能な帯幅において、二層操作における日々の損失は約２５平方メート ルになる。 ＤＥ １９５０４５１７ Ｃ１に、水平送り設備でのプレート形状の被処理物 の電気メッキのための方法と装置とが記載されている。当該被処理物、好ましく はプリント配線回路基板のような導体プレートはクランプによって把持される。 当該クランプは電流伝達のため及び導体プレートの搬送のために用いられる。 ガルヴァーニ（電気メッキ）設備に入る被処理物を検知するセンサを用いて且 つ搬送速度を考慮しながら、クランプの把持点に被処理物があるか否か或いは連 続する個々のプレートの間に欠落があるか否かが先を見越して検出される。欠落 が検出された場合、クランプは閉じないように制御される。クランプ接触の損失 となる電気メッキはそれによって回避される。 しかしながら、導体プレートがクランプによって当該プレートの周縁範囲での 任意の位置で非対称に把持されることは不都合である。それ故、クランプの範囲 での不均一な層厚分布の問題は解決されえない。 それ故に本発明の基礎をなす課題は、公知の方法と装置の欠点を回避し、特に 電気メッキの際に発生する導体プレート利用物上の、特にクランプの範囲での層 厚差を相当に減少し、それで層厚分布に関して変わることなく高い品質が要求さ れても利用物の使用可能な面を拡張し並びに周縁近くの範囲での層厚差によって 引き起こされる粗悪品の割合を明白に減らすことにある。同様に対応する課題が 電気分解的なエッチングにおける金属層の除去又は薄層化の際にも存する。 上記課題は請求項１に係る方法と請求項９に係る装置によって解決される。 送り設備における導体プレート利用物や導体箔利用物の周縁範囲にまで金属層 を正確に電解析出するための本発明に係る方法は次の方法ステップを含んでいる ： ａ）利用物が１つの周縁範囲又は対向する２つの周縁範囲で搬送方向に動かされ る複数の接触要素を用いて把持される。 ｂ）利用物が接触要素によって幾つかの異なる接触把持部位で搬送方向に相前後 して配置された複数の装置部分で把持される。それによって利用物の周縁範囲で の金属層の厚みの変動は最小限に抑えられる。 上記方法を実施するのに用いられる本発明に係る装置は、 ａ）搬送器具と ｂ）利用物用の駆動される接触要素とを有する。 ｃ）上記接触要素は、利用物を１つの周縁範囲又は２つの向き合 う周縁範囲で把持可能なように配置されている。 ｄ）送り設備が搬送方向に相前後して配置された複数の設備部分からなる。 ｅ）上記接触要素は、利用物が幾つかの設備部分にて幾つかの異なる接触把持部 位で把持可能であるように配置されている。 好ましくは上記接触要素は、それらが互いに等しい大きさの間隔Ｔを有するよ うに配置される。これによって接触要素は常に１つの設備部分内で利用物を同じ 位置で把持することとなる。 設備部分から設備部分で利用物での接触把持部位が予め設定可能な一定の間隔 Ｖだけずらされる（オフセットされる）ように、接触要素を駆動させるのが更に 有利である。このずれ（オフセット）Ｖは好ましくは、接触要素の間隔Ｔと相前 後して配置された設備部分の数との商から生じる値に調整される。 設備部分における接触要素の駆動の電気的な同期によって上記ずれは一定に維 持可能である。このために、設備部分から設備部分で利用物での接触把持部位が 予め設定可能な一定間隔Ｖだけずらされるように形成された制御乃至制御装置が 設備部分での接触要素の駆動のために用いられる。 各設備部分の循環する接触要素の、例えばクランプの位相関係は更に電気的同 期又は機械的同期によって調節可能である。これによって接触把持点の間隔Ｖは 設備部分から設備部分で一定に維持可能である。このために設備部分での接触要 素の駆動は対応するように形成される。 駆動の同期化は電気的同期化に限定されない。直列に接続された設備部分全て における共通の機械的駆動で位相同期化は同じように実現可能である。設備の運 転開始に際して、各設備部分での循環するクランプはその位相関係を互いに機械 的に調節される。このために例えば調節ネジの形状をした対応する機械的調節ポ イントが備えられる。 本発明を以下で図１〜６に基づいて詳細に記載する。ここで： 図１は、従来技術にしたがう方法で得られたクランプ範囲における層厚推移（フ ロー）の例であり、導体プレート利用物の一部をなす部分の概略平面図を示し； 図２は、従来技術にしたがう方法で得られた、搬送方向に対し横向きの利用物周 縁（エッジ）での層厚推移の例を示し； 図３は、本発明に係る装置の概略図を示し； 図４は、本発明に係る単純にずらされた接触把持部位を有したクランプ範囲での 層厚推移の例と一部をなす利用物部分の平面図を示し； 図５は、本発明に係る二重にずらされた接触把持部位を有したクランプ範囲での 層厚推移の例を示し、一部をなす利用物部分の概略平面図を示し； 図６は、図４と５の例にしたがう搬送方向に対し横向きの導体プレート利用物周 縁での結果としての層厚分布を示す。 図１，４及び５に、導体プレート乃至導体箔利用物１８での、クランプ範囲で の搬送方向１３における層厚推移を示す。例示的 に絶対的な層厚がμｍで、及び設定された許容域が記入される。送り設備（連続 循環設備）での接触把持部位の間隔、即ち、搬送方向でのクランプ間隔は区分Ｔ としても示される。 図１に従来技術にしたがう方法と装置で得られた層厚推移を示している。 隣接する接触把持部位（ポイント）は導体プレート利用物１８を箇所２と３で 把持する。図１のグラフにおいて接触把持部位の位置（ポジション）が点線４と ５で示されている。接触把持部位の近傍で層厚はクランプの遮蔽のために最小に 減少し、接触把持部位の間で最大に増大する。許容域６を遥かに下回り、あるい は上回る。 図２に最大値８に対する対応する層厚推移７と最小値１０に対する対応する層 厚推移９が示される。導体プレートのハッチングで示された周縁帯１２は許容範 囲の予想される上回り乃至下回りのために境界線１１まで使用不能で、それ故に 拒絶されなければならない。 図３に本発明に係る装置が概略的に示されていて：接触要素が同時に利用物１ ８の搬送のためにも用いられない限りで分かれた搬送器具は示されない。設備は ２つの設備部分１５と１７からなっている。回転するクランプと連続的に循環す る導体プレート利用物１８が示されている。水平送り装置の場合、これは平面図 である。利用物が鉛直に保持される場合、側面図である。当然ながら、傾いた利 用物を有する他の構成も考えられる。搬送方向を矢 印１３で示す。第１設備部分１５の接触把持部位１４は円として示されている。 第２設備部分１７の接触把持部位１６は充填された円として描写されている。導 体プレート利用物での点１４と１６の本発明に係るずれＶは、この例では区分Ｔ の２分の１を定める。一般にずれＶはＴを相前後して接続した設備部分の数によ って除せられたものに等しくなる。接触把持部位の定められたずらしは以下の措 置によって達成される：全ての設備部分が搬送方向での接触要素の等しい間隔を 介して接触把持部位の等しい間隔となる。全ての設備部分が接触要素のための等 しい搬送・送り速度で産出される。或る設備部分から後続の設備部分までの間隔 Ｔは一定のままである。この条件下で両方の設備部分における個々の駆動装置１ ９，２０は位相同期して動く。接触把持点の間隔０．５Ｔは１８０°の位相ずれ に対応し、これは両方の駆動装置の間で持続的に守られる。これは駆動機構の公 知の手段と方法での駆動装置１９，２０の同期化によって確保される。同じ手段 と方法で位相関係が電気的に調整される。 図４に、層厚推移２１がいかに接触把持部位１４，１６の定められたずれＶに よってならされるかが、示される。層厚最小値１０が高くされ、最大値８が下げ られる。しかし、例として示された許容域６をなお上回り、あるいは下回る。 図５に、３つの直列に接続された送り設備部分での層厚推移２２を示す。第１ 設備部分と第２設備部分の接触把持部位は再び１４乃至１６で、第３設備部分の 接触把持部位は２３で表される。 この例において、或る設備部分から次の設備部分への移行の間の接触要素の頻繁 な交換によって、及びそれまで覆われていた接触把持部位の夫々の露出によって 小さな変動が生じるので、許容域を上回らず、あるいは下回らない。これによっ てこれまで接触把持部位として遮蔽されたプレート乃至箔表面の位置が後続の設 備部分で金属化可能である。 図６に、それぞれ図４及び５に対応する方法で生じるような搬送方向に対し横 向きのそれぞれの層厚推移２５，２６乃至２７，２８が示される。当該表示は縮 尺的に図２での表示と対比可能である。導体プレート１８上の接触把持部位の位 置は矢印２４で示される。 両図における層厚推移２５，２６は２つの直列に接続された設備部分における 最大値８と最小値１０に当てはまる。推移２７，２８はしたがつて３つの設備部 分に当てはまる。得られた層厚がなお所定の許容域に入るような導体プレート利 用物１２の利用可能な範囲に属する境界２９，３０が、図６に書き込まれている 。 適当な使用において本発明に係る方法と装置は電解エッチングによる金属の除 去乃至薄化にも適する。このために考慮されるべき措置は、上述の金属化法や装 置から、一方で接触要素や利用物への他方で対向電極（陽極に代わる陰極）への 電流供給の際の極性が逆にされていることによって区別される。 開示された特徴の全て並びに開示された特徴の組み合わせは、これらが公知と して明文をもって示されていない限り、本発明の 対象である。 関係符号リスト １ 従来技術にしたがう方法での搬送方向における層厚推移 ２ （第１設備部分における）第１接触把持部位の箇所 ３ （第２設備部分における）第２接触把持部位の箇所 ４ 第１接触把持部位の位置 ５ 第２接触把持部位の位置 ６ 許容域 ７ 従来技術にしたがう方法での搬送方向に対し横向きの最大値を有した層厚 推移 ８ ２つの接触把持部位の間の層厚最大値 ９ 従来技術にしたがう方法での搬送方向に対し横向きの最小値を有した層厚 推移 １０ 層厚最小値 １１ 利用可能でない利用物の周縁に対する境界 １２ 導体プレート-、導体箔利用物の周縁 １３ 搬送方向 １４ 第１設備部分の接触把持部位 １５ 第１設備部分 １６ 第２設備部分の接触把持部位 １７ 第２設備部分 １８ 導体プレート-、導体箔利用物 １９ 第１設備部分での駆動装置 ２０ 第２設備部分での駆動装置 ２１ ２つの設備部分の場合の層厚推移 ２２ ３つの設備部分の場合の層厚推移 ２３ 第３設備部分での接触把持部位 ２４ 接触把持部位の位置 ２５ ２つの設備部分に対する最大値を有した層厚推移 ２６ ２つの設備部分に対する最小値を有した層厚推移 ２７ ３つの設備部分に対する最大値を有した層厚推移 ２８ ３つの設備部分に対する最小値を有した層厚推移 ２９ ２つの設備部分を用いた場合の利用範囲の境界 ３０ ３つの設備部分を用いた場合の利用範囲の境界

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．送り設備にて導体プレート利用物や導体箔利用物の周縁範囲にまで金属層を 精密に電解析出し、あるいはエッチングするための方法にして、上記利用物が１ つの又は２つの対向する周縁範囲にて搬送方向に駆動される複数の接触要素によ って把持されるようになった方法において、 上記利用物（１８）が搬送方向（１３）に相前後して配置された複数の設備部 分（１５，１７）にて異なる幾つかの接触把持部位（１４，１６，２３）で上記 接触要素によって把持され、その結果、上記利用物の周縁範囲（１２）での金属 層厚の変動が最小限に抑えられることを特徴とする方法。 ２．上記接触要素がお互いに等しい大きさの間隔Ｔを有するように配置されるこ とを特徴とする請求項１に係る方法。 ３．上記利用物（１８）での接触把持部位（１４，１６，２３）が設備部分（１ ５）から設備部分（１７）で設定可能な一定間隔Ｖだけずらされるように、上記 接触要素が駆動されることを特徴とする前記請求項の１つに係る方法。 ４．接触要素の間隔Ｔと相前後して配置された設備部分の数の商に由来する値に 接触把持部位（１４，１６，２３）の間隔Ｖが調整されることを特徴とする請求 項３に係る方法。 ５．設備部分（１５）から設備部分（１７）で接触把持部位（１４，１６，２３ ）の間隔Ｖが設備部分での接触要素の駆動装置 （１９，２０）の電気的な同期によって一定に維持されることを特徴とする前記 請求項の１つに係る方法。 ６．設備部分（１５）から設備部分（１７）で接触把持部位（１４，１６，２３ ）の間隔Ｖが異なる設備部分の接触要素の位相関係の電気的な調節によって互い に調整されることを特徴とする前記請求項の１つに係る方法。 ７．設備部分（１５）から設備部分（１７）で接触把持部位（１４，１６，２３ ）の間隔Ｖが設備部分での接触要素の駆動装置（１９，２０）の機械的な同期に よって一定に維持されることを特徴とする請求項１〜４の１つに係る方法。 ８．設備部分（１５）から設備部分（１７）で接触把持部位（１４，１６，２３ ）の間隔Ｖが異なる設備部分の接触要素の位相関係の機械的な調節によって互い に調整されることを特徴とする請求項７に係る方法。 ９．導体プレート利用物や導体箔利用物のために搬送器具と駆動される接触要素 とを有する送り設備にて上記利用物の周縁範囲にまで金属層を精密に電解析出し 、あるいはエッチングするための装置にして、上記利用物を１つの又は２つの対 向する周縁範囲にて把持可能なように上記接触要素が配置されている装置におい て、 上記送り設備が搬送方向（１３）に相前後して配置された複数の設備部分（１ ５，１７）から構成され、上記利用物（１８）を異なる設備部分にて異なる接触 把持部位（１４，１６，２３）で把持可能なように上記接触要素が配置され、利 用物の周縁範囲 （１２）での金属層厚の変動が最小限に抑えられうることを特徴とする装置。 １０．全ての設備部分（１５，１７）で上記接触要素が互いに等しい大きさの間 隔Ｔを有するように配置されていることを特徴とする請求項９に係る装置。 １１．設備部分から設備部分で利用物（１８）での接触把持部位（１４，１６， ２３）が設定可能な一定間隔Ｖだけずらされるように形成された制御装置が接触 要素の駆動装置（１９，２０）のために設備部分（１５，１７）に備えられてい ることを特徴とする請求項９及び１０の１つに係る装置。 １２．設備部分から設備部分で接触把持部位（１４，１６，２３）の間隔Ｖが一 定に維持されうるように電気的又は機械的に同期可能であるように上記設備部分 （１５，１７）での接触要素の駆動装置（１９，２０）が形成されていることを 特徴とする請求項９〜１１の１つに係る装置。