本発明の課題は、従来技術の問題を回避することができ、かつ特に、接触を保証しながら、接触手段の添接によって基板に作用する圧力をできるだけ小さく抑えることができる、冒頭で挙げた装置ないしそのための接触手段を提供することである。
この課題は、請求項1の特徴を有する装置によって、解決される。本発明の効果的かつ好ましい形態が、他の請求項の対象であって、以下で詳細に説明される。請求項のテキストは、明確に参照することによって、明細書の内容とされる。
基板は、たとえば処理媒体、たとえば電解溶液を含む処理チャンバを通る通過ルート上を走行する。通過するために移送手段が設けられており、その移送手段が基板を支持すると共に、処理チャンバを通して移送する。さらに、接触手段が設けられており、その接触手段によって導体装置を介して電気的接触ないし基板への電流供給が行われる。この接触手段は、堅固な、あるいは閉成されてつながった表面ないし外側を有しており、その外側が基板に添接する。接触手段は、インナー部分の形式の、実質的に硬い支持リングも有しており、上述した表面ないし外側が別体の部分としての支持リングに取り付けられ、あるいはそれによって一体的に形成されている。本発明によれば、支持リングは、つながった内側開口部を有している。この内側開口部の内法幅は、接触手段が保持され、ないしは取り付けられている軸の直径を超えている。付加的に、さらに、表面ないし外側から導体装置へのフレキシブルな、あるいはつながった電気的接触が設けられている。インナー開口部の内法幅の方が大きいことによって、支持リングは軸上で所定の移動可能性を有しており、ないしは基板から離れるように移動可能であり、あるいは変位することができる。すなわち、接触された基板は極めてていねいに扱われ、ないしは、通常接触ローラの添接などによって生じる著しい機械的負荷を受けない。いわゆる接触手段における接触を、同時に維持しながら、基板の凹凸またはより厚い領域を回避するために、接触を維持しながら、接触手段全体が簡単に離れるように移動され、ないしは変位される。表面ないし外側を導体装置ないし電流供給部などに付加的にフレキシブルに接触させることによって、軸上で接触手段が移動可能であるにもかかわらず、より確実な電気的接触が得られる。本発明の他の形態においては、電流供給を軸を介して、ないしは少なくとも軸の一部を介して、行うことが可能である。これは、たとえば、接触手段の領域内にタップを有する、軸の外側における電流供給である。
支持リングを直接軸上にではなく肥厚部または付加的なスリーブなどの上に軸承することも、本発明の枠内にあると見なされる。本発明にとって重要なことは、接触手段の支持リングが半径方向に、好ましくは任意の半径方向に、あそびをもって軸上に取り付けられ、ないしは保持されることである。は支持リングは、軸自体と必ずしも直接接触する必要はない。
接触手段ないし支持リングの内側開口部の内法幅は、軸断面よりも少なくとも5%、好ましくは約10%だけ大きい。好ましくは、内側開口部と軸は、同種の横断面を有し、特にそれぞれ円形である。
支持リングは、軸に沿った所定の長手方向の延びをもって、スリーブ状、カラー状またはパイプ状に形成することができる。この長手方向の延びによって、支持リングは、比較的大きい内法幅とそれに伴ってややルーズな取付けを別にして、軸から変位することができるが、余りに強く側方へ傾くことはない。そのための寸法として、たとえば、支持リングは軸の直径ないしその内側開口部の内法幅よりも長くすることができる。支持リングの、このスリーブ状ないしパイプ状の部分から、半径方向に、表面ないし外側を有する、ある種のフランジが張り出している。このフランジは、好ましくは支持リングの中央から張り出している。表面ないし外側は、特に好ましくは、基板に添接する場合に接触する面を増大させるために、突出するフランジの拡幅部ないし扁平部を形成する。接触手段が、軸に対して垂直な面に対して鏡対称かつ外側の中央を通って形成されている場合に、基板上に添接した場合に、傾倒モーメントは加わらず、接触は極めて均一に行われる。
接触手段の簡単な形成において、支持リングは表面ないし外側と共に一体的に、特に同一の材料から、好ましくはたとえば銅のような金属から、形成されている。そのために、種々の部分をまとめることができ、あるいは接触手段を唯一の金属部分から成形することができる。
表面ないし外側へのフレキシブルな接触は、ばね変位するように、ないしは弾性的に形成することができる。特に、軸に対する支持リングないし外側の移動を、特にそれが径方向の移動である場合に、補償することができる。さらに、この移動は、調節することができるが、それについては後でさらに詳細に説明する。
本発明の好ましい形態において、支持リングを軸に弾性的ないしばね変位するように保持する保持部材が設けられている。支持リングは、基本位置において軸上にほぼ同心に取り付けることができ、特に表面ないし外側が軸に対して同心である。支持リングないし接触手段が、基本位置から、特に径方向かつ基板から離れるように、変位した場合に、ばね変位する保持部材が、基本位置への復帰をもたらす力を構築する。また、基本位置は、そこにおいて通常接触手段が正確に所望のやり方でそばを通過する基板に接触するように、設計されている。それぞれ所望の適用ないし接触手段の所望の復帰力に従って、保持部材におけるばね力の大きさを定めることができる。たとえば、ばね変位する保持を上述したフレキシブルな接触と共に形成し、ないしはばね変位する保持部材を介して接触を行うこと、従って2つの機能を1つの構成部品にまとめることも、可能である。
弾性的な保持部材の他の形態において、保持部材を、支持リングが基本位置から軸の長手方向に少し移動するように、形成することが可能である。好ましくは長手方向移動後に、弾性的な保持部材によって、特に径方向の移動後の復帰の場合と同一のばねまたは同一のばね装置によって、復帰力が構築される。従ってそれによって、表面ないし外側とそれに伴って接触手段全体が軸に移動可能に軸承されることが、可能である。弾性的な保持手段によって、接触手段はその変位した位置からそれぞれ基本位置へ復帰される。好ましくは、基本位置への復帰をもたらす、ばね力は、極めて小さく選択することができるので、凹凸がある場合に接触すべき基板への圧接力は小さく、それによってたとえば薄いガラスからなる敏感なソーラーモジュールにおいて、損傷を回避することができる。
この種のばね変位する保持部材は、軸の長手領域にわたって、たとえばコイルばね状に延びることができる。保持部材は、支持装置の側方に並んで軸に添接することができ、あるいはたとえば少なくとも1つの密着する巻きによって、軸と結合することができる。側方向の広がりにおいて支持リングへ向かって、巻きが大きくなることができ、支持リングの上述したスリーブ状またはパイプ状の部分を把持して保持することができる。この種のばね変位する保持部材は、支持リングの両側に設けることができ、かつこの支持リングを基本位置に保持することができる。保持部材は、すでに上述したように、軸を介して支持リングへの、従って接触手段への電気的な接触を形成することもできる。
好ましくは、本発明に基づく装置において、処理媒体は基板の下側だけに達するようにすることができる。すなわち、基板の上側をそのままにしておくことができ、それは、一方では、接触挙動に関して効果的であることができ、他方では汚れを著しく少なく抑える。特に、それに関連して、接触手段を基板の上側に、従って処理媒体から自由な領域に、載置することもできる。特に、接触手段は、上側のみに添接する。接触手段が処理媒体と接触しない場合には、コーティング材料が望ましくないやり方で接触手段に固着することが、回避される。従って、手間をかけてそれを除去する必要はない。
本発明の他の形態において、処理チャンバ内で基板の下側に光源を設けることができる。特にソーラーモジュールをコーティングする場合には、これは、従来技術から、たとえば特許文献2から当業者に知られているように、光作用によってコーティングプロセスを積極的に調節することができる、という利点を有している。光源は、細長く、あるいはチューブとして形成することができ、場合によっては通過ルートに対して横方向に延びる。
これらの特徴と他の特徴は、請求項から明らかにされる他に、明細書と図面からも明らかにされ、個々の特徴はそれ自体単独で、あるいは複数を互いに組み合わせた形式で、本発明の実施形態において、かつ他の分野において実現することができ、好ましく、かつそれ自体保護可能な形態を表すことができ、それについてここで保護が請求される。出願を個々の部分と中間見出しに分割することは、これらの元で行われる説明をその普遍性において制限するものではない。
本発明の実施例が、図面に図式的に示されており、以下で詳細に説明される。図面において、図1は、軸上の本発明に基づく接触手段を通過方向に見る上面図であり、図2は、図1に基づく接触手段を著しく拡大して表示しており、図3は、この接触手段を有する電気メッキ装置を示す側面図である。
図1には、接触手段としての接触ローラ20が通過方向に見て上面図で示されており、その接触ローラは軸30上に軸承されており、かつソーラーモジュールまたは導体プレートのような基板16の上側に載置されている。図1から明らかなように、たとえば、それ自体知られているように、電気的接触をより良く分配するために、軸30上に2つの接触ローラ20が基板16のために並べて配置されている。金属からなる、あるいは少なくとも電気的に導通する軸30への電気的接触は、導体配置21を介して行われる。複数レーンの基板16を、場合によってはそのフォーマットに適合させながら、並べて移送することもできるので、異なるフォーマットの基板も正確に適合させて加工することができる。すなわち、通過ルートのために複数の移送ローラを並べて設けることができ、基板はそれぞれ正確に移送ローラの間に位置する。すなわち、基板は、側方へずれないように確保されている。移送ローラ上の基板の載置は、図1から明らかなように、この領域内で移送ローラが円錐状に形成されるように行うこともできる。すなわち、移送ローラにおける基板のセンタリングとまっすぐな方向づけが行われる。移送ローラの側方へ張り出した端縁が、基板の著しい変位を防止する。
接触ローラ20の正確な構成が、図2における著しい拡大表示から明らかにされる。接触ローラ20は、上述したスリーブ状ないしパイプ状の部分としてのスリーブ22を有している。このスリーブ22内に、内側開口部23が設けられており、それを通して軸30が延びている。内側開口部23の内法幅は、軸30のそれを著しく上回っているので、間隙29が生じる。内側開口部23と軸30は、それぞれ円形なので、接触ローラ20のスリーブ22は、基板16上が平らでない場合に、間隙29の寸法だけ、たとえば上方または下方へ移動することができる。これを、以下でさらに詳細に説明する。
スリーブ22の中央領域から、ほぼ直角にフランジ24が張り出している。フランジは、拡幅されたフラットな外側27を有するアウターリング26へ移行している。図2から明らかなように、ここでは接触ローラ20は、たとえば銅のような金属から、一体的に形成されている。スリーブ22の長さによって、軸30における接触ローラ20の余りに強い傾きは、防止される。スリーブ22、フランジ24およびアウターリング26を、それ自体細く、ないしは薄肉に形成することによって、傾き安全性と外側27によるある程度広い接触面を保証しながら、軽量の構造を達成することができる。これは、特に、接触ローラ20を基板16の上側上に載置する力において、接触ローラの重さが役割を果たすので、重要である。
スリーブ22の両方の端部は、コイルばね32によって把持される。コイルばね32は、それぞれ離れた、狭い端部において、好ましくは力と摩擦による、ずれない結合の元で、軸30上に直接支持される。この結合は、軸30に形成された溝によってさらに改良することができる。コイルばね32の巻きは、接触ローラ20ないしフランジ24へ向かって広くなり、スリーブ22の外側領域を把持する。スリーブは、図示のように、コイルばね32の巻きの幅の連続的な増大を可能にするために、その外側を扁平にすることができる。コイルばね32の巻きは、広い端部36において直接スリーブ22上に、特にフランジ24のすぐ近傍において、支持される。コイルばね32の巻きは、広い端部36において、同様に、力と摩擦によってスリーブ22上に取り付けられるように、形成することができ、場合によってはここでも穿設された溝などによって改良される。
コイルばね32によって接触ローラ20を軸30上に弾性的に保持することによって、接触ローラは、上方へ変位した場合にその重力によってだけでなく、ばね力によっても再び下方へ移動されて、基板16に添接する。すなわち、たとえば基板のエッジに乗り上げた場合に、接触ローラ20が上方へジャンプして、短時間電気的接触が中断され、かつ常に押圧され続けることを、防止することができる。この押圧力は、敏感な基板を丁寧に扱うために、比較的小さい。さらに、弾性的な保持によって、接触ローラ20は長手方向に摺動しないように固定され、ある程度の移動可能性が与えられている。もちろん、接触ローラ20は変位後常にコイルばね32によって図2に示す基本位置へ押し戻される。付加的に、コイルばね32は、軸30と、ここではまた導体配置21および電流源13へ接触ローラ2を電気的に接触させる課題を引き受ける。
同様な接触装置ないし電気メッキ装置において、軸30上の接触ローラのもっと大きい移動可能性が必要になる場合には、内側開口部23ないし間隙29を拡大することができる。さらに、外側に添接するコイルばね32の代わりに、内側開口部23内に、たとえば径方向の弾性作用を有する、ばね装置を配置することも考えられ、それは極めて弾性的な種類の発泡材などであることができる。この種の発泡材は、他のスリーブとして、ないしホース状に、軸30と内側開口部23との間に挿入することができる。電気的接触は、たとえば、ここでも図示のコイルばね、あるいは、発泡材の導電性を介して、あるいは接触ローラ20と軸30または導体配置21の間に自由に接続される導体を介して行われる。
基板16上の凹凸を補償する他に、軸30に対して接触ローラ20が移動可能であることは、さらに、図示の移動装置40を介して接触ローラを持ち上げるためにも、用いられる。移動装置のフック状の部分が、少なくとも一方の側から、好ましくは2つのフックが対向する両側から、アウターリング26の下方へ嵌入して、基板16から接触ローラ20を強制的に持ち上げることができる。これは、たとえば、電流源13の極性の反転によって、アウターリング26における電解溶液14からなる、望ましくないコーティングを除去するために、用いることができる。
硬くて中実であるが、基板に対して撓み、ないしは移動することができる、この種の移動可能に軸承された接触ローラ20の利点は、従来技術に基づく弾性的な接触ローラに比較して、ここでは接触ローラの形成が、何倍も簡単になることにある。理解できるように、図2に示す接触ローラ20は、中実の片から比較的容易に加工し、あるいは鋳造することができる。特に、接触ローラ自体は、移動可能な部分を持たない。コイルばね32の形成は、同様に、特に複雑なことはない。両方の部品を軸30に取り付けることについても、同じことが言える。接触ローラは、その形成に関係なく、摩耗部品として頻繁に交換しなければならないので、接触ローラの簡単で安価でもある形成が、特に重要である。
図3には、さらに、組付けを明らかにするために、電気メッキ装置11全体が示されている。同装置は、電流源13を備えた処理チャンバ12を有しており、その電流源は、一方において、処理チャンバ12内の電解溶液14内の電極15に接続され、他方においては、導体配置21に接続されている。処理チャンバ12内には、下方に移送ローラ18がそれ自体知られた方法で配置されており、その上に基板16が載置され、その移送ローラによって移送される。基板16の上側上に、接触ローラ20が添接している。図1からも、図3からも明らかなように、軸30は連動ホィール38を介して移送ローラ18に添接し、かつこの移送ローラを介して一緒に回転され、ないしは駆動される。基板16は、正確に移送ローラ18の軸と接触ローラ20の軸30との間に延びているので、移送ローラ18と接触ローラ20は同一の速度で回転する。従って、たとえば移送ローラ18の軸のみを駆動すれば済むようにすることも、可能である。
さらに、ライトチューブ42が、基板16の下方に、特にそれぞれ電極15の間に配置されている。代替的に、光源を基板16の上方に配置することもできる。このライトチューブ42は、一点鎖線で記載された放射領域で、基板16の下側を照射し、その下側がこの場合において好ましくはPVモジュールまたはソーラーモジュールである。それによって、たとえば特許文献2から知られているように、電気メッキ電流の自己発生によって電気メッキ作用を改良することができる。光源は、その強度において調節可能であって、それによってソーラーモジュールへの析離率を調節することができる。波長は、400nmと1100nmの間の範囲にある。光源は、ライトチューブの代わりに、個々のランプであってもよく、たとえば点状または矩形であってもよい。作用を増強するために、リフレクタを設けることもできる。さらに、ライトチューブを沈めるように装備することもできる。
さらに、特に図1からは、基板16が電解溶液4の液面の完全に下に延びており、従って完全に沈んでいることが、明らかである。従って接触ローラ20のアウターリング26も、電解溶液14内に延びている。本発明の他の形態においては、電解溶液の液面はもっと低く、たとえば破線で示す高さ14’に延びているので、まさに基板16の下側が濡らされる。これが、基板16の上側が乾いたままであること、従って接触ローラ20ないしそのアウターリング26が電解溶液から自由であることを、可能にする。
基板16を電気メッキするために、電流源13に電気的に接触させるために、接触ローラ20を効果的に使用する他に、この接触ローラは、基板に、たとえば基板16として設備を通って延びる、ソーラーモジュールに、保護電位を印加するために用いることができる。保護陽極は、犠牲陽極として形成することができる。同様に、それによって腐食を防止することができる。従ってここでは、電流源は接続されない。ソーラーモジュールは、後ろ側にアルミニウム層を有している。接触ローラ20を介してこのアルミニウム層が接触されて、導体配置21を介して保護電位に接続された場合に、アルミニウムの溶解を阻止することができる。この場合においては、たとえば上述したライトチューブ42による電気メッキ電流の発生が、特に効果的であろう。
さらに、保護陽極を設けることができ、それは陰極ないし電極15に対して距離をおいて、かつそれに対して並列に配置することができる。その保護陽極は、可溶性または不溶性に形成することができる。保護電位は、保護陽極を用いて、場合によっては接触ローラ20も用いて、印加することができる。これは、ストリップ駆動において、従って極性の反転によって望ましくないコーティングが除去される場合に、行うことができる。特に接触ローラによって、それによって望ましくないコーティングを除去することができ、ここでは、基板を相手側電極として利用することができる。接触ローラの持ち上げられた位置において、接触ローラを保護陽極として利用することが可能である。さらに、中断されない、一貫したコーティング駆動のためには、常に接触ローラが基板に添接される。すなわち、接触ローラは、たとえば交互に、コーティングを除去するために持ち上げられ、基板を接触させるために下降させることができる。
保護電位の印加は、全体として、かつローカルにも調節可能ないし閉ループ制御可能ないし開ループ制御可能とすることができる。これは、1つまたは複数の整流器を介して行うことができる。場合によっては、これは、接触ローラのグループまたは特に個々の接触ローラについても、当てはまるので、コーティングの除去を、特に個々の接触ローラにおいて、所望に行うこともできる。すなわち、他の接触ローラが、さらに接触機能を満たすことができる。