JPH09508179A - 処理材料を電解的に金属化するかエッチングするための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 材料を電解的に処理する方法の効率的使用のためにプロセスで用いられる電流密度が本質的に重要である。処理材料の表面の近傍での消費される材料の置換の速度が、有用なプロセス結果がなお達成可能である電流密度の大きさに関して限定的効果を有するので、通常、低いか中位の電流密度が用いられる。しかしながら、低い電流密度によって電解時間が長くなり、複雑な処理設備を必要とする。処理材料の表面で材料の移動を改善する、本発明に従って提供された機会は、処理材料の表面と同期して移動可能であり、処理材料に対して電気的に極性を与えられ、処理剤が開口を介して出てきて、開口を介して吸引されるような回転電極によって処理ポイントで電解液の大きな流れを生じることにある。

Description

【発明の詳細な説明】 処理材料を電解的に金属化するかエッチングするための方法と装置 明細書： 本発明は、処理材料を電解的に金属化（金属被覆）するかエッチングする方法 に関する。 電解的金属化及びエッチング方法の経済的操作は、工業的に有用な処理をなお 得ることができる範囲での最大電流密度に依存する。この最大電流密度は、フレ ッシュな処理剤（電解溶液）が処理されるべき材料の表面に達することができる 速度に特に依存している。電解的に金属化する間、浸出金属イオンが処理のため の材料の直ぐ近傍において消費される。これは金属化速度を減少し、プロセスを 鈍化させる。同様のことが他の電解処理方法、例えば電解エッチングにも当ては まる。 ここで補助するために、フレッシュな処理溶液が、電解金属化において陽極と 処理用材料（陰極）の間に配置された流れ管を介して処理用材料の表面に、連続 的に供給されうる。しかしながら、この処置は或る流体的限界を受けやすい；処 理用材料の表面の直ぐ近傍における液体の交換（拡散層）が限定された程度で増 加するにすぎないことがある。これに加えて、そのような処置は、陽極と処理用 材料の間に配置された流れ管が陽極と陰極の間の電場を遮り、金属が材料上に不 規則に析出するので、不都合である。この不都合は、流れ管と金属表面の間の空 間が小さい場合に特に 深刻である。他方、流体的理由で、制御された流れ方向と起こりうる最高電流密 度を実現するためには、流れ管と金属表面の間の僅かな空間は望ましい。この場 合、高い電流密度は材料表面の幾つかの場所で生じ、電解金属化槽内に通常的に 含まれた添加剤が酸化されることとなる。 プレート状の処理材料、特にプリント回路基板は望ましくは水平に置かれた処 理設備において処理される。 材料は水平位置において把持され、設備を水平方向に送られて、電解的に処理 される。そのような取り付けにおいて、ローラが材料を搬送し案内するために通 常用いられる。これらも陽極と陰極の間の領域に位置する。特に極めて薄いフィ ルムの場合において、ガイド部材がこれらフィルムを効率的に搬送するため、フ ィルムが搬送軌道からずり落ちて搬送ろーらに巻きつくことがないようにするた めにも必要である。搬送ローラのような構造部材はまた、陽極と処理用材料の間 の電流を妨げる。 析出すべき金属から生じた溶解性陽極は、電解金属化に普通に用いられる。金 属化設備の内側でのその位置取りとその通常の形状と大きさは、挙げられた問題 に対する簡単な構造的解決法を見出すにあたり著しい困難のもととなる。他方、 不溶性の陽極を用いる場合、それら陽極を長手方向に延びる形状とし、既述の遮 蔽作用を生じないようにそれらを配設する水平な取り付けとする可能性がある。 例えば、繰り返し連続的に不溶性陽極を隣接するよ うな配置において、フレッシュな処理剤を供給するために材料の表面と搬送ロー ラとに少なくとも１本の流れ管を配設してもよい。それら個々の部材の位置取り は、材料が金属化プロセスの間、それら部材をゆっくりと通り過ぎるように選択 される。そのような設置の長さは、３つの部材の幾何学的寸法、必要な互いの間 隔、及びそれらの全数によって決定される。したがって、そのような処理設備は 非常に長く、比較的高価である。 ドイツ連邦共和国公開公報第３６０３８５６号において、プリント回路基板の ような平坦な素材を連続的に電気メッキする方法が記載されており、その方法で は素材が電気メッキ設備を水平に通され、電気メッキ設備の内側で陰極に組み込 まれた回転ローラ対によって把持され搬送され、電解溶液は陰極ローラ対の近傍 に位置し陽極として組み込まれた同様に回転するローラ対から素材に移る。当該 陽極のローラ対の表面は、液体を吸収し、素材の表面から狭い間隔で回転するこ とができ、金属の電気化学析出が素材表面と陽極ローラ対の愛の隙間にもたらさ れる。この場合、電解溶液はスプレーヘッドから陽極ローラにスプレーされ、処 理用材料の表面に濃厚な電解溶液が永続的に供給される。しかしながら、ローラ の早い回転によって溶液は全方向に遠心力を受け、スプレーヘッドと陽極ローラ の上方に位置したプラスチックスクリーンに捉えられる。大量の電解溶液が実に 運転領域に搬送される。しかしながら、その少しの部分だけが最大の電流密度を 有した処 理ポイントの位置に達するだけである。このポイントは陽極ローラと材料表面の 間にある。このポイントで流れの方向を制御することを不可能である。 ローラ形状の陽極の場合、最高の電流密度が処理用材料に最も近い陽極の表面 線の近傍で生じる。当該表面線のいずれの側でも垂直に、急に減少する。これに よって、搬送路の方向で見て電気メッキ速度が激しく変動する状況となる。した がって処理路全般にわたって十分な平均電流密度を得るために、陽極の表面線の 真下の最大電流密度は高くなければならない。これは、そのポイントで拡散層で の電解液の効率的で制御された交換を必要とするが、これは上記方法によっては 実現できない。 この場合における別の不都合は、最大電流密度のポイントで水素、酸素及び塩 素のようなガスが形成されることである。これらガスは陽極材料を攻撃する。し たがってこの材料は当該腐食を制限するために貴金属のコーティングを備えなけ ればならない。更に、当該ガスは陽極での電解溶液の補助流れによって除去され なければならない。これは設備において別の技術的経費を必要とする。 ヨーロッパ特許出願第０２１００７２号公開公報において、金属部品を選択的 に金属化するための回転する金属化ブラシを備えた装置が記載され、疎水性の多 孔質材料によって取り囲まれたローラ状の陽極が被覆されるべき金属部品に対す る逆電極として供 され、金属部品は陽極の表面線に沿って摺動し、電解溶液は陽極の内部から疎水 性材料を介して金属部品に流れるようになる。 専門家の定期刊行物「Metalloberflaeche」３６巻（１９８２年）７０〜７５ 頁でのB．MeuthenとD．Wolfhardによる評論「Elektrolytische Hochleistungsve rzlnkung von Stahlband durch mechanische Grenzschichtbeeinflussung（境界 層での機械的作用によるスチール長尺物の高効率な電解的な亜鉛電気メッキ）」 において、スチール長尺物の高効率な亜鉛電気メッキの方法が記載されている。 図示された実験設備は、孔開き陽極に沿って回転するように通過する陰極組み込 み円形シート金属ディスク、陰極の回転中にその表面を掃かれる陽極に取り付け られたけば状ファイバーを備えてなる。フレッシュな電解溶液は陽極を介して連 続的に陰極金属ディスクに通過する。 上記刊行物は、できるだけ薄く拡散層を維持しながら、新しい電解溶液を連続 的に供給するために処理材料の表面を拭き取る方法と装置を開示する。しかしな がら、処理材料の表面が拭き取りによって簡単に損なわれることが明らかになっ た。損傷はワイパー電極の覆いとして非常に柔らかい材料を用いることによって 避けられる。他方、柔らかい覆いは特に鋭いエッジを持った孔を有したプレート 形状の被加工物の場合に、激しい磨損を受けやすく、その結果、すり減った極微 細な粒子が電解溶液に入り込む。当該粒子はまた、電解質循環を介して処理され るべき材料に搬送され、 その点で問題を生じる。それら粒子は、粒子がその点に集まるので、特に印刷回 路基板での小さな孔において、金属析出を妨げる。結果としての品質の問題は、 高価な補助フィルターシステムによっても解決できないことが明らかになった。 したがって本発明の基礎をなす課題は、上記従来技術の不都合が現れず、高い 電流密度で処理材料を電解によって金属化するか又はエッチングする方法及び装 置を見出すことにある。 この課題は請求項１、６及び７によって解決される。本発明の好適な実施例は 従属の請求項に示されている。 本発明によれば、費用的に効率的に実施されうる、高い電流密度での電解処理 方法は、 −処理材料と電極とが処理剤と接触させられ、当該電極は材料に対して電気的に 極性を与えられ； −前記材料が直線的に移動し、電極は回転して移動し、処理剤が部分的に中空の 電極に供給され； −処理剤が処理材料の表面に対向した電極の開口から搬送され、また当該開口に 引き込まれ、及び −電極の回転の速度と方向とが制御され、電極の外側面が処理材料の表面と同期 して動くようになる ことからなっている。 電極が処理材料に対して極性を与えられ、それ故に電解処理に必要な電場を発 生するのに供され、他方、材料の表面に新しい処 理剤を連続的に供給する追加的役割を担うという事実によって、設備の非常に簡 単な配置が可能である。 例えば特殊鋼のような低い電導率の電極材料が用いられる場合、高い電流効率 のために大きな損失が一般に予想され、その結果、金属部品は急速に加熱する。 しかしながら、電極の回転と電極の直近における処理剤の激しい循環のために、 結果として生じた熱は電極全体に分布し、それ故に急速に電解溶液に次第に消え てゆく。 公知の拭き取り方法で生じるような材料表面に対する損傷は、電極の回転の速 度と方向とが調整され、電極の外側面が処理材料の表面に同期して動くので、起 こらない。 処理剤を材料の表面に高速度で流すことによって、例えば水素、酸素及び塩素 のような結果として生じるガスが急速に分散する。 本発明の好適な実施例において、電極はまた、材料を処理設備中に搬送し案内 する役割を担い、その際、処理材料の表面と直接接触することになる。このよう にして、回転する電極を用いて材料を設備中に搬送することが可能となる。 既述したやり方によって、電流の流れを生じる複数の電極が互いに直ぐ隣接し て配置され且つ処理材料と正反対に位置するので、非常に短くコンパクトな装置 を製造することが可能である。以前のタイプの設備でのように、案内・搬送装置 を、場合によっては流れ装置も備える目的で互いに大きな間隔で材料に対向して 電極 を配設する必要はない。これはまた、材料表面での電流密度が小さな程度でだけ 変動し、電極の間でゼロ近くの値に落ちないことを意味する。 この配置はまた、陽極と陰極の間の力線を遮りうる、材料に関する搬送、案内 又は流れ供給のための装置が電極と材料の間に配設する必要がない利点を提示す る。 好適な実施例において、処理剤は材料表面に向かってほぼ垂直に搬送される。 それ故に処理剤は材料表面の電流密度が最も高い地点に正確に達し、その結果、 物質の最大の変換を伴い、消費された処理剤の効率的な更新がなされる。更に、 拡散層の厚みがこのようにして減少し、新しい処理剤の材料表面への搬送が同様 に改善される。例えば印刷回路基板のように孔を有した処理材料が用いられる場 合、印刷回路基板の外側面と孔の壁の両方が新しい処理剤を絶えず供給される。 材料上を垂直に流れるために、処理剤はまた、加圧下に孔を貫通し、その結果、 微細な孔の場合ですら、効率的な液体透過が可能である。 処理剤は一つの選択肢において、中空電極での開口から当該処理剤を搬送する ことで書材料の表面に搬送されてもよい。別の可能なやり方は、吸引によって処 理剤を電極での開口に導くことであり、その結果、周囲空間から材料の表面上の 吸引開口に対向する点に高速で搬送される。この場合、処理材料と吸引電極とは 処理剤の内側に位置しなければならず、さもなければ処理点で有効 な流れを生じえない。 処理剤がその適当な開口から材料の表面に搬送される電極（流れ電極）と処理 剤がその適当な開口に吸引される別の電極（吸引電極）の組み合わせが、本発明 の更に好適な実施例である。例えば、材料の片面に配置された流れ電極による流 れと、材料の他面に配置され流れ電極と対向する吸引電極による材料孔を貫通す る処理剤の吸引抜き取りとを引き起こすことによって、材料における孔の貫通が 強制的になされてもよい。そのような配置によって、たとえ最微細な孔でも新し い処理剤によって効果的に貫通されうる。 本発明の好適な実施例において、処理材料は水平位置において把持され、水平 方向に搬送される。この目的に適する水平取り付けは特に印刷回路基板を処理さ れるに用いられる。 電極は処理材料を金属被覆するためと、そのような材料をエッチング、好まし くは金属除去するための両方に用いられうる。両方の手続きの組み合わせもまた 可能である。例えば、金属化設備において、材料が搬送方向に連続して且つ材料 に対し陰極、陽極となるように交互に配設された複数の電極を通り過ぎ、その結 果、材料はそれぞれ金属被覆され、再び部分的に金属除去される。材料が搬送路 の端部で金属層を備えるために、沈澱金属の量が金属除去手続きで再び除去され る金属の量よりも多いように処理条件を調整することが当然ながら必要である。 本発明に係る方法を実施するのに適する装置は、処理材料に対して陽極又は陰 極として極性を与えられる電極の他に、電極と材料に電極を供給する手段と電極 用の回転駆動手段とを有する。また流れ電極に処理剤を供給するための手段、処 理剤が流れ出る流れ電極における適当な開口、あるいは処理剤を処理材料の表面 に供給するための手段、及び吸引電極での開口を通して処理剤を吸引することに よる別の引き抜き手段を備える。当該装置はまた、材料と電極の相互の直線移動 のための手段と、処理剤のための貯蔵容器とを有する。本発明によれば、電極の 外側が処理材料の表面に対して同期して、即ち、「拭き取り」相対運動を生じる ことなく動くように、電極の回転と方向の速度を調整するための手段が備えられ る。 本発明の好適な実施例によれば、電極は、処理材料を水平に把持し処理設備内 を水平方向に搬送するような形状である。材料の移動路の方向に交差して配設さ れ長手方向に延びた電極が特に好適であり、好ましくはローラ形状をしている。 電流供給及び回転駆動手段の他に、上記電極は処理剤の供給乃至戻りのための 開口を備えた回動可能に据え付けられた外部電極管を有する。電極管の開口は全 周にわたって備えられる。当該電極管は好ましくは不溶性の陽極又は陰極として 供され、同時に電極が材料と直接接触する場合には処理材料用の搬送案内ローラ として供される。電極管は回転駆動手段によって回転し、材料を設 備中を搬送する。 電極管を材料の表面と絶縁するために、液体及びイオン透過性で非導電性のス ペーサ手段が電極の外側に備えられる。本発明の更に好適な実施例においては、 当該手段と電極管の間に、ぴったりとした金属製乃至繊維製の付属取付構造乃至 グリッドが存在し、前記電極管を全ての面で囲む。当該構造乃至グリッドは、電 極管での開口から出る処理剤の噴流を広げるため、又は材料表面の広い領域から 電極の内部に処理剤を吸い込むために用いられる。 本発明の一実施例において、電極管に回転不能な電解質管が備えられ、その中 で開口が処理材料の表面と対向する表面線にのみ位置している。このようにして 、方向をもった流れが材料の表面上を進むことができる。電解質管は、処理剤循 環及び処理剤用貯蔵容器との処理剤供給乃至戻りのためのフレキシブルなパイプ に連結される。本発明の別の実施例においては、電解質管が電極管に備えられな い。この場合に電極と直ぐ対向する材料の表面上の点で方向をもった流れを得る ために、材料表面と対向する外側にのみ解放したシェル形状の覆いが電極管の上 方に備えられる。覆いと電極管との間に隙間がある。 プレート状の処理材料の両側を同時に加工処理可能とするために、電極が両側 に配設される。本発明にしたがって形成された電極がここで関係するならば、両 側の表面は本発明にしたがう方法によって同時に処理される。材料の片側の電極 のみが回転駆動手 段を備え、材料の他方の側に対向した電極が自身の駆動手段を有さず、単に搬送 電極の圧力を吸収し、移動する処理材料と摩擦接触によって引っ張られるだけで も十分である。材料のそれぞれの側の両方で、電極が互いに近くに連続して配設 され、その結果、所定の処理範囲（例えば沈澱金属層の層厚、エッチング深さ） のために単に短い処理路にみで足りることとなる。２つの連続する電極の間の間 隔は小さな絶縁中間空間に減少することができる。 印刷回路基板を処理する水平設備の場合において、ローラ形状の電極が材料の 両側に配設される。一方の側、好ましくは低い側で、電極と対抗ローラ（カウン ターローラ）は駆動手段を介して回転され、材料の上側に位置した対抗ローラと 電極は処理材料によって回転される。 材料は設備を上下ローラの間から通過する。一方の側に配設された電極は、他 方の側の電極と直接対向するように位置していてよく、あるいは当該電極とオフ セット位置にあってもよい。例えば、作動される各電極が同じサイズの非作動電 極に直接対向して位置していたり、あるいは小さめの径を有した２つの電極が上 方の１つの電極にオフセットしていてよい。非作動電極がまた、同じサイズの作 動電極にオフセットしていてもよい。後者の２例の場合、液体の通過を改善する ために、処理材料での孔は流れ電極の下方乃至上方に開放している。 流れ電極が材料の一方の側に備えられ、これと対向位置にある 吸引電極が材料の他方の側に配設される場合、特に好適な実施例となる。このよ うな構成は、処理材料での最も微細な孔であっても効率的に処理剤を通過させる ことができる利点を有する。この場合、作動電極と反対側の材料側に別の搬送手 段を要さない。 上記全ての態様はまた、流れ乃至吸引電極に対向する材料の側に配設された適 当な対抗ローラにおいても可能であり、当該対抗ローラは流れ乃至吸引電極の形 状をとらない。 別の実施例において、幾つかのローラが、電流供給に接続されることなく、純 粋に処理材料に関する搬送と流れの供給のために用いられうる。これらローラは 電気的に非伝導性の構成である。特に処理設備を通るその搬送と案内とが一般的 に問題を呈する薄い導体フィルムのために、流れ電極と吸引電極の組み合わせが 、電流供給に接続されない搬送及び流れローラと共に備えられ、流れ電極と吸引 電極とは互いに代わるがわる対向し、処理材料の両方の側に配設される。 本発明は、概略的な図１〜１１において本発明に係る装置の例を用いて示され る。ここで、 図１は、軸線方向に配設された電解質管を備えた流れ電極を通る縦断面図である ： 図２は、図１の流れ電極を通る横断面図である： 図３は、非軸線方向電解質管を備えた流れ電極を通る縦断面図である： 図４は、図３の流れ電極を通る横断面図である： 図５は、ワンピースの流れ電極を通る縦断面図である： 図６は、図５の流れ電極を通る横断面図である： 図７は、処理材料の搬送コースに沿った対抗ローラと電極の配置図である： 図８は、処理材料の搬送コースに沿った対抗ローラと、これにオフセットした電 極の配置図である： 図９は、処理材料の搬送コースに沿った対抗ローラと対の電極の配置図である： 図１０は、処理材料の搬送コースに沿った流れ電極と、これにオフセットした吸 引電極の配置図である： 図１１は、電解エッチング設備のための電気回路配置図である。 図面において、孔を有した印刷回路基板が処理材料として示される。 図１は、処理材料５と直接接触する流れ電極９と、当該電極９と対向し、材料 表面に処理剤を供給したり電流を供給するに供しない対抗ローラ１０を示す。こ の配置は例えば、水平の連続流れ設備に組み込まれる。図を簡略化するために、 印刷回路基板が位置する作業領域を略書き形式で示す。 連続流れ設備のハウジングが１で示される。作業容器２において、液体処理剤 ３、例えば金属化乃至エッチング溶液が存在する。流れ電極が用いられる場合、 液体処理剤のレベル４は処理材料の 平面より下方にありうる。他方、仮に吸引電極が用いられる場合、処理剤のレベ ルは、吸引開口又は材料よりも上方であるような高さになければならず、その結 果、空気取り入れ口が避けられる。空間６は液体処理剤のためのオーバーフロー 区画として供される。したがって、液体の流出を防ぐための複雑なシールがこの 領域（開口７）において不要である。 処理材料は複数のクランプ８によって側方に把持され、電気的接触を備えられ る。複数のクランプは搬送ルートに沿って、紙面に垂直に配分される。クランプ は搬送路の方向に、材料に対する搬送速度でもって移動する。 流れ電極の円周速度とその対抗ローラの円周速度とは等しく、その結果、それ らは処理材料に沿って回転する。材料の表面とローラ表面との間での滑りが避け られる。このようにして表面のダメージを生じさせない。個々の配置に対する同 一速度が、クランプに対する駆動システムとの対抗ローラの駆動システム１１（ 詳細せず）の同期化によって、及びギヤホイール１２、１３を介する対抗ローラ の回転の流れ電極への伝達によって達成される。ギアホイールの伝達比率は流れ 電極の径と対抗ローラの径に適合させられる。特に小さめの径を有した対抗ロー ラの場合において、ローラ用駆動システム１１はまた、ギヤホイール１３に作用 し、この地点からギアホイール１２へ伝達することもある。 流れ電極は、回転に抗してその据え付け位置に固定された電解 質管１４、及び回転電極管１５を備えてなる。電解質管は、処理材料に面した表 面線に開口１６を有する。これらはウエブ１７によって互いに分かれた間隙であ ってよい。電解液はこれら開口を通って電解質管から材料表面上の処理地点に流 れる。吸引電極の場合、液体処理剤は処理地点から電解質管に流れ込む。 交換可能な処理剤の量とその流れ速度は、開口１６のサイズによって、及び処 理剤の循環におけるポンプ圧力によって広い範囲で変動可能である。それ故に高 い電流密度を用いるのに必要とされる高い処理剤速度が、容易に達成可能である 。 十分な量の新しい処理剤が、最大の電流密度となる材料表面の地点に供給され る。処理剤が処理材料の平坦表面上にほぼ垂直に供給され、材料の孔が新しい処 理剤の流れによって通過されるのが有利である。 電極管１５は電解質管１４に回転可能に取り付けられる。好適には金属製の電 極管が開孔１８を備えたその周囲全体にわたり、少なくとも作業範囲に備えられ る。したがって処理剤は電解質管での開口１６の前部に正確に位置した開孔のそ れぞれを通って、処理材料に流れるか、後者のものによって電極に吸い込まれる 。液体のこの流れは金属製乃至繊維構造体乃至グリッド１９を介して電極管を通 って、開孔１８の前部に直接位置しない表面領域２０へも流れうる。カバー１９ はまた均一な導電性電極表面を生じ、開孔１８の径が構造体１９のメッシュ幅よ りもかなり大きいので、 開孔を備えた電極表面の不規則な電場線分布を処理材料の表面と等しくする。こ れは、図示された配置でのように材料が導電性電極表面から非常に短い間隔で配 設され、高い電流効率で電解的に処理される場合、特に重要である。処理剤はま た、上方に位置した織布構造体とともに電極管の回転によって処理地点の領域に 均一に分布される。 電極と処理材料の短絡を回避するために、絶縁手段２１が電極表面に備えられ る。この手段は一部分では電極表面を部分的にのみ覆うのではないので、液体及 びイオンを透過するものでなければならない。例えばセラミック粒子がプラズマ コーティングによって織布構造体１９の最も外部の隆起した部分に用いられうる 。これにより非常に薄く、粘着性があり磨耗耐性があって、長い耐用年数を得る こととなる。この付加的カバーは処理材料の表面と直接接触する。それ故に電極 の金属表面と材料の表面との直接接触が避けられる。電極の回転推進と直接接触 、並びにクランプの直線移動によって、処理材料は処理設備を通って搬送される 。 別の絶縁手段２１としてプラスチックリングが、磨滅耐性のセラミックコーテ ィングを伴うかあるいは伴うことなく、金属構造の上方に配設されてもよい。こ れら絶縁手段の組み合わせもまた可能である。 電極の金属部分は処理剤に不溶性である。材料として、貴金属又はその酸化物 のコーティングを伴うかあるいは伴わない特殊鋼 及びチタンが考えられる。 電流供給のために、電極は電気接触部を備え、これは電極管及び／又は金属メ ッシュのみを電流供給部（図示せず）に接続することができる。電流供給部、電 極管及び必要な場合には電極管を覆う金属メッシュを除いては、電極の他の全て の部品は電気的に非伝導性の材料で作られる。電流供給のために、導電性部品が 滑りリング２２に導電的に連結される。滑りリング上を、電流供給のために電気 ケーブル２４を介して接合部を生じるスプリング負荷された接触部２３が摺動す る。この電流供給部の反対ポールは、ケーブル２５と滑り接触部（図示せず）に よってクランプ８に連結され、これによって処理材料との接触がなされる。電解 金属化の間、材料は陰極として、電極は陽極として受け入れられる。電解エッチ ングの間、材料は陽極として、電極は陰極として受け入れられる。 通常、異なる厚みを有する処理材料片が加工処理される。したがって、電極表 面と対抗ローラの間の間隔は可変でなければならない。対抗ローラは固定的に取 り付けられ、クランプ８の垂直位置に適合される。同様に処理材料の下に配設さ れた電極にも当てはまる。収容手段２６と滑りベアリング２７はスプリング圧力 に抗して小さな上方持ち上げ運動を行う。このために、電極は間隙形状の案内部 ２８及び２９に回転に抗して固定される。ギヤホイール１２及び１３は、係合解 除することなくこの持ち上げ運動を 可能とする歯形を有する。接触部２３もまた、スプリング力に抗してこの持ち上 げ運動を行いうる。最後に、処理剤を供給し回収するための連結部３０は、電極 の持ち上げ運動が材料の厚みを補償することを妨げることのないようなフレキシ ブルな構造を有する。 対抗ローラ１０は好ましくは非導電性材料でできている。しかしながら、非導 電性カバー３１を備えた金属からなっていてもよい。当該カバー３１は、処理材 料での孔を通る流れによる通過を妨げないようにするために、好ましくは液体透 過性である。対抗ローラの表面上の輪郭形成は同様に作用する。 図２は図１の断面線Ａ−Ｂに沿った断面での電極を示す。持ち上げ運動を補償 するためにどのようにベアリング２７が案内部２９に回転不能に固定されるかが 認識されよう。電極と材料表面の間で最も高い電流密度の範囲は、電極の表面線 ３２上に位置する。その左右で電流密度は、陽極／陰極間隔における増加のため に急速に減少する。 図３は好ましくは大きな外径を有した電極のための別の実施例を示す。この場 合、電解質管３３は、処理材料５に向いた範囲において電極管３５と軸線３４の 間で偏心して配設される。電解質管は軸線に向かって複数のポイント３７で支持 される。電極管は固定ベアリング部分３８上のベアリング点３９上を摺動する。 ベアリング点４０で、軸線は摺動して案内される。ベアリング部分 はピン４１によって固定され、回転に抗して固定される。 壁４２は間隙を含む。これはベアリングシェル４３が材料の厚みを補償するた めに持ち上げ運動を行うことを可能とする。他の構成部材は図１でのものに対応 する。したがって更に詳細に説明するには及ばないであろう。 図４は切除部分Ｃ−Ｄでの図３の実施例を示す。ピン４１は細長間隙４４に案 内され、処理材料の厚みを補償するために電極が持ち上がることを可能とする。 材料は可動管４５によって電極に向かって、あるいは電極から離れるように通過 する。図面において、管は一例として上方に案内される。 図５はワンピース電極を示す。これは作業範囲における全周囲にわたって備え られた開口４７を有する電極管４６のみからなる。電極管はベアリング点４８及 び４９に回転可能に取り付けられる。材料用の固定的で、なお垂直に可動な連結 部６６は回転電極管４６に開口する。処理剤は液密な回転継手部５０、５１を介 して電極に導かれ、また当該電極から抜き出される。この回転継手部はまた、処 理材料の案内手段を外部からシールするのに供される。 処理剤は、電極管の上方に取り付けられたシェル形状のカバー５２によって、 電極管の周囲にわたって配された開口から全ての方向に流れ出すことを防がれる 。回転の際に電極がカバー上で擦れることを防止するために、狭いギャップが２ つの部品の間でフリーとなっている。カバーはベアリング部分５３に固定され、 処 理材料の異なる厚みを補償するためにその持ち上げ運動を行う。処理点に向かっ て位置調整された点で、カバー５２は開口している。このようにして処理剤は処 理材料表面上の処理点の方向へ搬送され、またそこから吸引によって抜き出され る。この構成的溶液は狭い作業範囲の場合、言い換えれば、短い電極の場合に特 に有利に用いられうる。他の構成的部材は図１を参照して既に記述された。 図６は線Ｅ−Ｆに沿った横断面で図５に示された配置を示す。カバー５２は電 極の周囲の主要部分にわたって処理剤の出入りを防ぐ。ギャップ５４が小さけれ ば小さいほど、材料表面上での処理剤の流れはより効果的になる。 図７〜１０は、連続的な流れの水平設備における処理材料の搬送ルートに沿っ た対抗ローラと電極の各種の配置を示す。 一般的に、例えば印刷回路基板のようなプレート状処理材料は両面を同じよう に処理されるようになっている。したがって材料の上面及び下面での配置は構成 上、同じである。図面における矢印は処理剤の流れ方向を示す。延長矢印５５が 流れ電極に適用され、この流れ電極から処理剤が材料の表面及びそこでの孔に搬 送され、「中抜き」矢印５６は吸引電極に適用され、この吸引電極を用いること で処理剤は材料の表面から吸引によって抜き出されるので、処理剤の矢印は電極 と処理材料の表面の間の処理点に現れる。 図７において、電極９とその対抗ローラ１０は互いに正確に向き合うように配 設される。電極は材料の表面に対して所定の間隔を維持する。この場合、それら 電極及び下方の対抗ローラにとって、持ち上げ運動を行うことは不要である。し かしながら、材料の厚みを補償するための持ち上げ運動は上方の対抗ローラに備 えられている。対抗ローラが液体透過性の表面５７を備えていれば適切である。 図８において、対抗ローラは処理材料に沿って回転する電極に対してオフセット し、領域５８において電極と材料表面の間の接触点で処理剤が電極から、あるい は電極に制約を受けることなく流れうることとなる。このオフセット状態はまた 、孔の貫通を強化する。したがって対抗ローラの液体透過性表面はここでは省略 することができる。 図９にしたがう配置において、領域５８は各電極９に対して２個の対抗ローラ １０を用いることによってフリーに保たれている。この配置は、例えば導体フィ ルムのような薄い処理材料（剤）が処理設備を効果的に通過する利点を有してい る。 図１０に示された配置においては、対抗ローラが備えられていない。孔のより 良い貫通をなすために、流れ電極と吸引電極がそれぞれ互いに向き合って配設さ れる。一方の側で、流れ電極と吸引電極とは搬送ルートに沿って代わるがわるに 配設される。この配置によって、一連の電極が非常に接近し、処理設備が非常に 短くなる。 例えば金属表面を電解的にエッチングする本発明に係る方法、処理材料から除 去された金属は、電極の電流供給部に連結した金属部分に析出する。これらのポ イントから連続的又は断続的に除去されるにちがいない。 図１１は、この目的に適した電気回路配置を示す。符号５９と６０は処理材料 ５の上側及び下側でのエッチングプロセスのための電流供給部を示す。電極９は カーボンブラシ６１と滑りリング２２による電気接触を備える。 別の電流供給源６２と６３は、電極上に析出した金属を除去すること、及びそ れを補助陰極６４及び６５に析出することに供され、必要ならば交換することが できる。電流源６２と６３及び電極の間の電気接触は、電流供給源５９と６０と 同じ接触によってもたらされる。 不溶性陽極での電解金属化の際に分離される金属イオンを有した電解溶液の補 充供給は、電解槽の内側乃至外側で公知の方法にしたがってなされる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年１月１８日 【補正内容】 請求の範囲 １．一導体プレートと電極とが処理剤と接触し、電極は導体プレートに対して電 気的に極性を与えられること、そしてこれが −直線的に動き、電極が回転的に動き、処理剤が部分的に中空の電極に供給され ること； −処理剤が、導体プレートの表面に対向する電極での開口から、導体プレートの 表面に対して処理剤循環での適切なポンプ圧力によって搬送され、また当該開口 に吸い込まれること からなる高い電流密度で孔を有する導体プレートを電解的に金属化するかエッチ ングする方法にして、電極（９）の回転の速度と方向とが調整され、電極の外側 が導体プレート（５）の表面と同期して動くようになっている方法。 ２．電極（９）が導体プレート（５）と直接接触することを特徴とする請求項１ に係る方法。 ３．処理剤（３）が導体プレート（５）の表面に対してほぼ垂直な方向に搬送さ れることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に係る方法。 ４．処理剤（３）が強制的に導体プレート（５）での孔を通って流れ、しかも導 体プレートの一方の側に配設された流れ電極（５ ５）を用いて、当該電極から処理剤が開口（１６、１８）を通って流れ出し、及 び導体プレートの他方の側に配設された吸引電極（５６）を用いた抜き出しを用 いて、当該電極が処理剤を孔から抜き出すようにすることを特徴とする前記請求 項のいずれか一項に係る方法。 ５．処理材料（５）がクランプによって水平位置にて把持され、水平方向に搬送 されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に係る方法。 ６．導体プレートを処理剤としての金属化溶液で金属化するために、導体プレー トが搬送方向に相前後して配設された複数の電極を通り過ぎるようになっており 、 −電極（９）が導体プレートに対して陽極又は陰極として交互に極性を与えられ ること、及び −電極を通り過ぎる導体プレート（５）がそれぞれ金属化され、部分的に再び非 金属化されろことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に係る方法。 ７．一導体プレート（５）に対して陽極又は陰極として極性を与えられる中空電 極（９）、当該電極と導体プレートのための電流供給部、及び電極のための回転 駆動手段（１１）と、 −前記中空電極に処理剤を供給する手段、及び処理剤が流れ出る電極での開口（ １８、４７）、あるいは処理剤を導体プレートの表面に供給する手段と電極での 孔を介し吸引によって処理剤を抜 き出す別の手段と、 −導体プレートと電極を互いに同期させて直線的に移動する手段と、 −処理剤のための貯蔵容器と を備えてなる孔を有した導体プレートを電解的に金属化するかエッチングするた めの装置。 ８．電極が導体プレート（５）と直接接触するように電極（９）が配設されるこ とを特徴とする請求項７に係る装置。 ９．導体プレート（５）の移動ルートに対して垂直に配設され、開口（１８、４ ７）を有する回転可能な電極管（１５、３５、４６）と処理剤を電極へ供給し又 電極から戻すフレキシブルな手段（３０）とを備えてなる長手方向に延在した電 極（９）と、導体プレート（５）の方へ開口したシェル形状のカバー（５２）が 電極管（４６）を囲むことを特徴とする請求項７又は８のいずれか一項に係る装 置。 １０．電極管（１５、３５、４６）に配設された回転不能な電解質管（１４、３ ３）に、処理材料（５）の表面と対向する開口（１６）が存在することを特徴と する請求項７又は８のいずれか一項に係る装置。 １１．電極（９）の外側に取り付けられ、液体及びイオンを透過可能で、電気的 に非伝導性のスペーサ手段（２１）を特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項 に係る装置。 １２．電極管（１５、３５、４６）を全面的に取り囲み、これとぴったりと接触 した金属製乃至繊維組織乃至グリッド（１９）を特徴とする請求項７〜１１のい ずれか一項に係る装置。 １３．導体プレート（５）の一方の側に対向する電極（９）と、導体プレートの 他方の側に配設された別の電極あるいは対抗ローラ（１０）を特徴とする請求項 ７〜１２のいずれか一項に係る装置。 １４．導体プレートの一方の側で導体プレート（５）での孔を通して処理剤を搬 送する流れ電極（５５）、及び導体プレートの他方の側で導体プレートでの孔を 通る処理剤が吸引される吸引電極（５６）を特徴とする請求項７〜１３のいずれ か一項に係る装置。 １５．個々の特徴、新しい特徴の全て、又は開示された特徴の組み合わせを特徴 とする処理材料を電解的に金属化するかエッチングする方法。 １６．個々の特徴、新しい特徴の全て、又は開示された特徴の組み合わせを特徴 とする処理材料を電解的に金属化するかエッチングするための装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．−処理材料と電極とが処理剤と接触され、電極は材料に対して電気的に極性 を与えられること、 −材料が直線的に動き、電極が回転的に動き、処理剤が部分的に中空の電極に供 給されること、 −処理剤が処理材料の表面に対向する電極での開口から搬送され、また当該開口 へ吸い込まれること からなる高い電流密度で処理材料を電解的に金属化するかエッチングする方法に おいて、 電極（９）の回転の速度と方向とが調整され、電極の外側が処理材料（５）の表 面と同期して動くようになっていることを特徴とする方法。 ２．電極（９）が処理材料（５）と直接接触して、処理設備を通して処理材料を 案内搬送することを特徴とする請求項１に係る方法。 ３．処理剤（３）が処理材料（５）の表面に対してほぼ垂直な方向に搬送される ことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に係る方法。 ４．処理剤（３）が強制的に処理材料（５）での孔を通って流れ、しかも処理材 料の一方の側に配設された流れ電極（５５）を用いて、当該電極から処理剤が開 口（１６、１８）を通って流れ出し、 及び処理材料の他方の側に配設された吸引電極（５６）を用いた抜き出しを用い て、当該電極が処理剤を孔から抜き出すようにすることを特徴とする前記請求項 のいずれか一項に係る方法。 ５．処理材料（５）が水平位置にて把持され、水平方向に搬送されることを特徴 とする前記請求項のいずれか一項に係る方法。 ６．処理材料を処理剤としての金属化溶液で金属化するために、処理材料が搬送 方向に相前後して配設された複数の電極を通り過ぎるようになっており、 −電極（９）が処理材料に対して陽極又は陰極として交互に極性を与えられるこ と、及び −電極を通り過ぎる処理材料（５）がそれぞれ金属化され、部分的に再び非金属 化されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に係る方法。 ７．−処理材料（５）に対して陽極又は陰極として極性を与えられる中空電極（ ９）、当該電極と処理材料のための電流供給部、及び電極のための回転駆動手段 （１１）と、 −前記中空電極に処理剤を供給する手段、及び処理剤が流れ出る電極での開口（ １８、４７）、あるいは処理剤を処理材料の表面に供給する手段と電極での孔を 介し吸引によって処理剤を抜き出す別の手段と、 −処理材料と電極を互いに直線的に移動する手段と、 −処理剤のための貯蔵容器、並びに電極（９）の外側が処理材料 の表面と同期して動きうるように電極の回転の方向と速度をセットする手段（１ １、１２、１３）と を備えてなる処理材料を電解的に金属化するかエッチングするための装置。 ８．電極が処理材料（５）と直接接触し、案内搬送するように電極（９）が配設 されることを特徴とする請求項７に係る装置。 ９．電極が処理材料（５）を水平位置に把持し、処理設備で水平方向に搬送する ように、電極（９）が設計されていることを特徴とする請求項７又は８のいずれ かに係る装置。 １０．処理材料（５）の移動ルートに対して垂直に配設され、開口（１８、４７ ）を有する回転可能な電極管（１５、３５、４６）と処理剤を電極へ供給し又電 極から戻すフレキシブルな手段（３０）とを備えてなる長手方向に延在した電極 （９）を特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に係る装置。 １１．電極（９）の外側に取り付けられ、液体及びイオンを透過可能で、電気的 に非伝導性のスペーサ手段（２１）を特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項 に係る装置。 １２．電極管（１５、３５、４６）を全面的に取り囲み、これとぴったりと接触 した金属製乃至繊維組織乃至グリッド（１９）を特徴とする請求項７〜１１のい ずれか一項に係る装置。 １３．電極管（１５、３５、４６）に配設された回転不能な電解質管（１４、３ ３）に、処理材料（５）の表面と対向する開口 （１６）が存在することを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一項に係る装置 。 １４．電極管（４６）の上方にあって、処理材料に向かって開口するシェル形状 のカバー（５２）及び当該カバーと電極管の間の間隙（５４）を特徴とする請求 項７〜１３のいずれか一項に係る装置。 １５．プレート状の処理材料（５）の一方の側に対向する電極（９）と、処理材 料の他方の側に配設された別の電極又は対抗ローラ（１０）を特徴とする請求項 ７〜１４のいずれか一項に係る装置。 １６．処理材料の一方の側でプレート状処理材料（５）での孔を通して処理剤を 搬送する流れ電極（５５）と、処理材料の他方の側で処理材料での孔を通る処理 剤が吸引される吸引電極（５６）を特徴とする請求項７〜１５のいずれか一項に 係る装置。 １７．個々の特徴、新しい特徴の全て、又は開示された特徴の組み合わせを特徴 とする処理材料を電解的に金属化するかエッチングする方法。 １８．個々の特徴、新しい特徴の全て、又は開示された特徴の組み合わせを特徴 とする処理材料を電解的に金属化するかエッチングするための装置。