JPH10512101A

JPH10512101A - 超微細孔を有したプレート形状の加工材料の処理のための方法と装置

Info

Publication number: JPH10512101A
Application number: JP8520667A
Authority: JP
Inventors: ハンスヘニッヒ
Original assignee: ヒューベルエゴン
Priority date: 1995-01-05
Filing date: 1995-01-05
Publication date: 1998-11-17
Also published as: EP0801883A1; WO1996021341A1; US6016817A; EP0801883B1; DE59505233D1

Abstract

(57)【要約】液状乃至ガス状処理剤を用いて、超微細な孔（２）を備えたプレート状の加工材料（３）、特に導体プレートの処理は、特に孔の長さに対する孔径の比が非常に小さい場合、流体が上記超微細な孔（２）を非常に低い速度でのみ通過し、それ故に孔を通る流体の適切な流れが阻害されるので、困難であることが見い出された。本発明によれば、この問題は、水平に延びる搬送軌道での連続的及び／又は周期的に断続する第１のスライド運動と第２の激しいバイブレーション振動からなる運動から構成され、これら両方の運動が互いに無関係に生じうる組み合わせ運動を水平な操作姿勢にある加工材料がする方法によって解決される。当該方法を実施するために用いられる装置は、一方で水平な操作姿勢で加工材料（３）を把持し水平に延びる搬送軌道での連続的及び／又は周期的に断続するスライド運動のための手段を、他方で当該加工材料が激しく脈打つバイブレーション振動運動を始めるための手段並びに当該加工材料を処理剤に接触させるための手段を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】超微細孔を有したプレート形状の加工材料の処理のための方法と装置明細書：本発明は、超微細孔を有したプレート形状の加工材料、特に導体プレート（プリント配線回路基板）を液状乃至ガス状の処理剤を用いて表面処理するための方法と装置に関する。プレート形状の加工材料、特に導体プレートの表面処理は、非常に微細な孔を有する場合に問題をもたらす。とりわけ、孔の長さに対する孔径の比率が非常に小さい、例えば１：１０かそれ以下の孔は、処理剤が特別のやり方でのみ孔に入り込むことができるので、当該処理剤で加工処理することが困難である。このような孔は特に、多くの電気回路層が重なり合って集積され互いにくっついた多層導体プレートにおいてある。当該孔はこの場合、内側層と外側層の間並びに場合によっては内側層相互の間でも多数の伝導結合を備えるのに用いられる。大抵の場合、導体軌跡（条導体）端部(Leiterbahnenden)はこのために円形状乃至矩形の接触面として形成されている。孔はこの接触面を通して貫通係合する。個々の回路相互の電気接触のために、孔の壁が金属化（金属被覆）される。このために形成され孔壁面に密接する銅ジャケットは、電気回路の２つ又は多数の相互に割り当てられた接触面の間の電気接触をなす。金属化のために、浄化、コンディショニング、活性化、金属被覆及び乾燥のような種々の処理ステップが必要である。孔の穴明けの際に、導体プレートの内側における電気回路の金属面の間でたった数ミクロンの厚みの樹脂範囲に、例えばボンディングすべき金属層の先行外被面に塗り付けられた樹脂フィルムとしてあるプラスチック等の合成物質が流れ出る。最も多く用いられるＦＲ４−導体プレート（補強としてガラス繊維マットと炎抑制せる樹脂を有するラミネート）の場合、合成物質はエポシキ樹脂からなる。このようなスミアリング(Verschmierung en)が孔の壁面の約５０％を覆う場合、接触面での伝導結合は既に危うい。唯一のボンディング孔(Kontaktierungsloch)の場合にもスミアリングの程度が約８０％に達する場合、プレート全体が既に拒絶されることになる。それ故に大きな多層導体プレートのために多数のボンディング孔があり非常に高い製造コストがかかっている場合、このスミアリングは粗悪品(Ausschuss)を通じて著しいコストとなり、特に穿孔後の当該スミアリングの検出が著しい経費をもってのみ、そして個々の孔でのみ可能であることが明らかである。小さめの孔及び極めて小さな孔（例えば０．４ｍｍ径より小さい）の割合がふえて処理され、樹脂スミアリングの除去の際の困難性が増大する。例えば既に７．３ｍｍの厚みで０．３５ｍｍ径の孔を有した導体プレートが製造されている（長さに対する穿孔径の比率は約１：２１）。経験的に０．３ｍｍ以下の径で４．５ｍｍ以上の長さでスルー可能な流速はもはや十分に高くなく、孔の壁面での十分な物質代謝（物質交換、流体の動き）がもはや保証されない。この場合において、孔は殆ど、最も有利な場合において処理剤によってなおないような毛細管のようである。特に孔が粗い外被面の場合、湿潤と流過が実際上不可能である。これはなかんずく、例えば水よりも高い粘性を有する液状処理剤で処理される場合である。このような微細な孔で湿潤と流過を可能とするために、例えば、加工材料を水平の操作状態において処理装置を通して案内することが提案された。孔の強制的な貫流(Zwangsdurchflutung)を生じるために、液状の処理剤の流れ（スプラッシュ(Schwall)、スプレー噴射）がノズルシステムから加工材料の平坦な表面に表面に対して向けられる。加工材料は処理の間、水平に配置され水平な搬送方向で装置を通して案内される。処理ステーションから次の地点への輸送は、ローラーを介して又は移送可能な担体クランプによって行われる。当該担体クランプは個々の加工材料をその辺縁で或いは向かい合う両側の複数の辺縁でやっとこのように抱えるものである。例えばドイツ連邦共和国特許公報第２６０６９８４号(DE 26 06 984 B2)において、浄化媒体として孔壁でのエポキシ樹脂スミアリングを剥離する腐食性（攻撃的）酸を用いる導体プレートでのボンディング孔の化学的浄化のための方法が開示されている。ここでは、ボンディング孔の穿孔後に一定の速度で水平に案内された導体プレートが閉鎖された活性化室においてスプラッシュ区間を越えて移動する。当該区間は搬送軌道の下方で且つ搬送方向に対し垂直に配置されたスリット付き管によって形成されており、ここから化学浄化媒体が加圧下に出て、その結果、導体プレート導体プレートはシャープな空気流で吹き払われ洗われる。更にドイツの特許公報第３０１１０６１号(DE 30 11 061 C2)においても、ノズルを備えた洗浄及び浄化自動装置において導体ションを備えた成形部片に対して洗浄及び浄化プロセスを徹底するための方法が開示されている。自動装置では成形部片が処理に際して搬送軌道上を洗浄室を通って活性化室に案内され、下から洗浄剤で処理されるようになっている。この方法では、洗浄室において補助的に洗浄剤スプラッシュ区間が用いられ、当該洗浄剤スプラッシュ区間を生じるために、搬送軌道の下方に配置され洗浄剤を加圧下に出す少なくとも１本のスリット付き管が用いられる。ドイツの公開公報第３５２８５７５号(DE 35 28 575 A1)において、水平に案内される導体プレートでのボーリング孔の浄化、活性化及び／又は金属化のための方法が記載されている。この方法では導体プレートが一定の速度でスプラッシュ区間を越えて移動する。当該区間は搬送軌道の下方で且つ搬送方向に対して垂直に配置されたノズルによって形成されており、液状処理剤が垂直波の形状で導体プレートの下面に輸送される。従来技術における上述の公報に従えば、文言「スプラッシュ」は様々の処理剤、特に液状の処理剤の、或いはガス状の処理剤でも連続的なよどみのない流れ（噴射）と理解され、当該流れはスプラッシュノズルから可能な限り高速で出て、処理すべきプレート状加工材料（導体プレート）にぶつかる。これら方法の他に、液状処理剤が噴出装置乃至スプレー装置を用いて処理すべき加工材料に対して飛散され又は噴霧されるような方法も公知である。噴射乃至噴霧の際に、処理剤はたっぷりと空気に混入される。加工材料に対する液状処理剤のスプラッシュ、噴射又はスプレーによって、加工材料にある孔が強制的に貫流され、言い換えれば、孔の壁面と当該孔を通り抜けて流れる処理剤との間で可能な限り大きな相対運動が生じる。この相対運動は周知のごとく固体（孔の壁面）と処理剤の間の相境界における効果的な物質代謝のための重要な前提である。しかしながら、スプラッシュ技術を用いた公知方法は非常に微細な孔の貫流(D urchflutung)には適しない。解説のために企業の実務から具体的な例を披瀝する：０．３ｍｍの孔径を有した１ｃｍ²表面当たり平均して６４個の孔を備えた導体プレートの場合、孔の横断面の総和は１ｃｍ²導体プレート表面当たり約４．５ｍｍ²になる。導体プレートにおける平均的な開放貫通面のプレート表面の閉鎖された割合に対する比率は約４．５％になる。スプラッシュ噴射は高速で導体プレートの平坦な水平表面に垂直にぶつかる。孔の範囲での導体プレートの開放表面が全表面の限られた部分だけを形成しているので、ぶつかる噴射は、ほぼ等しい大きさで反対方向に離れていき、搬送方向に対し平行となる２つの流れ成分に分裂する。これらの流れは導体プレート表面上を当該表面に沿って流れる。孔を分布した加工材料における僅かな割合の横断面開口は、強制的な貫流にもかかわらず孔を通って流れる僅かな割合のスプラッシュ噴射に十分な関連を与える。更に、表面に平行に流れる処理剤は、貫通して進む流れがプレート表面を沿って流れる液体に対して垂直に向いているので、孔を通る流れの形成を阻害する。スプラッシュ噴射は、その意図的作用とは反対に孔の貫流の実現に抑制的効果を及ぼす。ドイツの公開公報第３９１６６９４号(DE 39 16 694 A1)に記載されたスプラッシュで導かれる液体による製品の、特に穿孔を備えた導体プレートの処理及び／又は浄化のための配置装置（浄化すべき乃至処理すべき製品の一面にスプラッシュ区間が、製品の他面に吸引区間が備えられている）も所望の成果とならない。確かにこの場合、強制貫流は、孔を通って圧縮された液状処理剤の吸引のための手段によって改善される。しかしながら、この配置装置で、場合によっては粗い孔壁面を貫通して進む処理剤に対抗する抵抗が単に克服されるだけである。ドイツの特許公報第４０１７３８０号(DE 40 17 380 C1)に記載された電気メッキされるべき物体、特に導体プレートのようなプレート状で多層の物体における孔の洗浄のための方法もまた、超微細な穿孔の流過の際の問題を排除しない。この方法の場合、浄化乃至洗浄液体は加圧下に孔を通って案内され；穿孔を流過する液体流の速度は交互に高められ、また下げられる。上記に挙げられた公報に記載されたスプラッシュノズルは、水平に延びている導体プレートの搬送平面に対して垂直でこれに平行に配置され縦スリットを有している細長くまっすぐなケースを備えてなる。当該スリットから噴出するスプラッシュ噴射はプレート状加工材料の平坦な表面にぶつかる。上記の検討から、加工材料の全処理時間中、プレート表面の一部のみが、それ故にそこに存在する孔の一部のみが処理剤で激しく浴びせられることが認識できる。加工材料の処理は局部的に且つ一時的に表面上に不均一に起こり、その結果、装置を通る加工材料の水平搬送によって単に次第に処理が全ての表面範囲に可能になる。しかしながらこれは、処理装置における加工材料の全処理時間の相当部分の間、孔における処理剤流れが生じないか、生じてもごく僅かであることを必然的に伴う。ドイツの特許公報第３９０５１００号(DE 39 05 100 C2)において、水溶液中でのプリントされた回路のための、小さな開口を備えたプレート状加工材料の、特にボーリング孔を備えた大きな面の導体プレートの化学的な乃至電気分解の処理のための方法が記載されている。加工材料は２つの自立した互いに無関係の振動運動をし、その第１の振動運動は加工材料の面に対して直角に推移し、第２の振動運動はほぼそれ自身（加工材料面）の方向において第１の振動運動のように且つこれと同時に起こる。第１の振動運動の振動数は第２の振動運動のものよりもはるかに低く、第２の振動運動は次から次へと激しく脈打つバイブレーション振動（バイブレーションスイング）を示し、第１の振動運動の振幅は第２の振動運動のそれよりもはるかに大きい。この方法は、浴を備えた装置においてプレート状の加工材料を処理するのにもっぱら適している。上記浴に加工材料が垂直に潜って導き入れられ、処理後に再び当該浴から上方へ持ち上げられ、その上で最寄りの処理ステーションへの加工材料の搬送がなされる。この方法において、特に加工材料での孔の流過を容易ならしめるバイブレーション振動がほとんど浴に漬けられた加工材料全部に伝達されないということが不利である。部分的に１．８ｍの深さに達する普通の浸漬浴を用いる際、加工材料ホルダーの下端に固定された加工材料はもはや極端に高い費用を費やす場合にのみ十分な振幅で振動させることができるにすぎない。更に、流管(Flutrohre)が備えられていないので、加工材料での穿孔はほとんど貫流されない。流管が事情によっては存在しても加工材料の動きのために当該流管は加工材料に対して比較的大きな間隔を守らなければならない。流管が加工材料から僅かな間隔で配置される場合には、当該加工材料を上方から浴容器に導くのが困難である。本発明はそれ故に、従来技術で公知の欠点を回避し液状乃至ガス状の処理剤を用いてプレート状の超微細な孔を備えた加工材料、特に導体プレートを処理する方法を見出すことを課題とする。当該課題は、請求項１及び１２によって解決される。本発明の好適な実施態様は従属請求項に挙げられる。本発明に従うやり方によって、流体力学的に、孔の壁面とこれに沿って流れる液状乃至ガス状の処理剤との間で可能な限り大きな相対運動が生じるように、プレート状加工材料における、特に導体プレートの孔の壁面が、液状乃至ガス状剤によって処理される。本発明に従う解決策の場合、水平な操作姿勢にある加工材料は、２つの互いに独立の運動から構成される組み合わせ運動をする。このために、導体プレートは水平に延びる搬送軌道で連続的及び／又は周期的に断続する第１のスライド運動で動き、処理装置を通って導かれ、同時に第２の激しいバイブレーション振動からなる動きをする。バイブレーション振動の振動数は好ましくは１ヘルツより上の値に、振動運動の振幅は１０ｍｍ未満の値に調整される。振動運動の軌道は直線状であるか、円形状乃至円形に類似するようなものである。円形状乃至円形に類似する振動運動の場合のために、円運動が加工材料表面に対し基本的に垂直に推移するかこれに対し基本的に平行に推移するという両方の可能性がある。しかしながら、振動面と加工材料表面の間で他の角度も可能である。円形状乃至円形に類似する振動運動の回転方向は、孔のできる限り一様な貫流を達成するために、周期的に変動することも可能である。本発明に係る装置は、加工材料を水平な操作姿勢に把持するための及び水平に延びる搬送軌道における連続的な乃至周期的な時間間隔で途切れるスライド運動のための手段、並びに加工材料が激しく脈打つバイブレーション振動運動するための別の手段を含んでいる。更に加工材料の処理剤との接触のための手段も備えられている。円形状乃至円形に類似するバイブレーション振動運動を生じるために、好ましくは不均衡バイブレータが用いられる。孔の流過を強めるために及び加工材料の表面処理の改善のために、更に処理剤中で加工材料上に基本的に垂直に衝突する超音波の発生のための超音波振動器が用いられる。これによって、強められた乱流が孔の内部で生じる。超音波は一般には単に孔外被面の浄化の際に用いられるものである。超音波は約１０キロヘルツより上の振動数を有する。当該音波は導体プレート表面上に基本的に垂直に放たれ、その際、好ましくは超音波振動器と表面との間に遮蔽部が置かれない。孔壁面が音波の伝播速度に対して平行にあるにもかかわらず、加工材料全体が超音波処理によって機械的に振動し、孔壁面での流れ状況に良い影響を及ぼすので、当該音波は当該壁面にも作用する。本発明に係る方法の作用は、加工材料の両表面が処理剤で湿らされる場合に、好ましくは加工材料が処理のために処理剤に完全に浸される場合に特に大きい。しかしながら、水平に置かれる加工材料の上側又は下側を例えばスプラッシュすること(Beschwallen)、スプレーすることのみを処理剤によって湿らす場合にも、良好な処理結果が達成される。加工材料を動かす間、その表面に対して適当な装置から処理剤の基本的に連続する流れ又はスプレー乃至噴き出し噴射もまた向きを合わせることが可能である。これによって、本発明に係る方法の利点が、加工材料における孔をスプラッシュノズルから流れ出す処理剤で流過するという従来技術にしたがう公知の方法の利点と組み合わせられる。この方式は更に、処理剤が加工材料表面の一面での負圧に基づいて孔を通って吸い込まれると改善可能である。加工材料表面に対向し好ましくは角柱竪穴の矩形開口を有した吸引室が、負圧を生じるための適当な装置であると判明した。大部分の方法のために液状処理剤が用いられるが、このような液体はガス状処理剤よりも高い粘性を有する。だから液状処理剤での孔の流過は困難である。本発明に係る方法は、ガス状処理剤での加工材料の処理をも含み、特に加熱空気を用いて導体プレートにおける孔を乾燥する処理も含む。液状処理剤を用いる際に、導体プレートの表面と孔の外被面の残余の液体は加熱空気を流すことによって蒸発させられうる。しかしながら乾燥シミが形成されるのを避けるために、乾燥の際での本発明に係る方法の使用は、上記残余の液体がバイブレーション振動運動によってエアロゾル（煙霧質）として表面から飛散され、空気流によって当該表面から運び去られるので、特に有利である。管を通る層流に適用可能なハーゲン・ポアズ方程式(Hagen-Poiseuille-Gleich ung)にしたがい、特に液状処理剤の温度が上がるにつれて、当該処理剤の動的粘性が低下する。それで処理剤が可能な限り高い温度で用いられる場合に、孔の内部での物質代謝が改善される。温度を高くすることによって、処理剤の孔を通る貫流能と、それによる孔での乱流の発生と、処理剤の内部での拡散が改善される。しかしながら他方で温度上限は、処理ステップに特有の許容最大温度に左右される。従来の技術水準で公知の方法及び装置の多くの場合、処理剤を実際に停止している孔壁に対して動かすことが提案されている。本発明に従えば、これとは対照的に、解決のための代替が追求され、即ち、導体プレートとそれ故に孔における壁面を処理剤に対して動かすことにも追求している。しかしながら、両方のバリエーションを組み合わせることも可能である。本発明に係る装置でのビジネススケールでの一連の実験は、本発明に係る方法の使用に際して孔壁面での十分に有効な物質代謝のためにスプラッシュ噴射による孔の強制貫流を各々の使用で必要とするわけではないことを確かに示した。本発明によれば、加工材料は激しくバイブレーション振動される。高周波で起こる方向転換が、孔の内部において、特に処理剤の孔を貫流する噴射の個々の層の周知の如く種々の異なる速度のために不安定な流れ状況の原因となり、その結果、重なり合う個々の処理剤層の激しく渦巻く混合で乱流が局部的に発生する。空間的に非常に僅かな渦巻き領域を有した乱流の層は、スリーブのような形状を有する。当該層はそのような噴射の速度輪郭(Geschwingigkeitsprofil)に対応して集中的に孔に配列される。バイブレーション振動運動によって生じる乱れて動く層の厚みは規模的に約５００μｍになる。表面処理に必要な物質代謝（孔壁表面に新鮮な処理剤を搬送すること並びにそこからの反応生成物の搬出）は、孔壁表面に直接的に密接する割合に薄い境界層において行われる。当該層はこの表面に分子間引力によってくっつき、それ故に孔壁表面と、したがって加工材料全体とともに動く。この層の内部で物質搬送がもっぱら拡散によって起こる。孔壁面で孔内部の方へ繋がる処理剤噴射の層は、振動する処理材料とともに同じく動かされるが、振動する処理材料によって処理剤に与えられる動きは、孔壁表面からの間隔が広がるにつれて小さくなる。処理剤における内部摩擦によって、境界層の内側で孔の中心から孔壁へ向かって速度勾配が生じる。速度勾配の程度は特に処理剤の粘性に左右され：ガス状の処理剤の場合に速度勾配は液状処理剤の場合よりも急勾配である。図１〜４において本発明に係る方法の原理を、図５〜９において本発明に係る装置を例示的に且つ概略的に示す。ここで：図１は直線状の振動の作用を示し、図２はプレート面に対して垂直に生じる円形状のバイブレーション振動運動の作用を示し、図３は孔における処理剤の速度成分の描写であり、図４は導体プレートの孔での流れ状況の概略的描写である。図１は、孔２を備えた導体プレート１を切る概略的横断面を示す。当該プレートは直線状の運動軌道で静的定位置ＳＲ回りにバイブレーション振動運動する。当該運動軌道（矢印ＢＷ）は導体プレート表面に垂直にある。当該図に示されるように、直線的なバイブレーション振動運動による孔軸に対し平行なポンプ作用は、バイブレーション振動の運動軌道が加工材料の平面に延びない限り、孔にある処理剤に影響を及ぼす。基準(Mass)は静的定位置ＳＲからの導体プレートの瞬間的偏位(Auslenkung)を呈する。振動軌道の両方の転回点の間での孔２を有した加工材料１、３のリズミカルに行き来する動きは、結果として、同じ方向で孔の入口及び出口に作用する処理剤の力成分を伴う（図において矢印で示す）。バイブレーション振動運動の間に一方の方向に加工材料が動くと、孔の一方の端部に運き方向において流体動力学的停滞領域（過剰圧ＳＴ）が、他方の端部に吸引領域（負圧ＳＯ）が生じる。このように生み出される圧力差は駆動力のように液体柱に作用し、孔内でこれに加工材料の動きに相対する方向でポンプ作用する。加工材料の振動方向が逆転すると、ポンプ作用の方向も１８０°変化する。振動運動はサイン曲線に従う。しかしながら他の振動形式もまた有利でありうる。穿孔での処理剤の流れの発生及び経過は、穏やかに上昇する又は低下する速度によって好ましくは孔の中央範囲において薄層状である。孔の中央での層流は乱れた渦巻き領域の外被に取り囲まれている。これは、孔外被面に密着した固定境界層への移行部を形成する。当該境界層の範囲内で、物質はもっぱら拡散によって搬送される。搬送の速度は境界層の厚みに左右され；厚めの層は拡散を妨げる。バイブレーション振動運動によって境界層の厚みは明らかに減少する。この場合において、処理剤における物質はまた孔壁表面に素早く到達する。しかしながら効果的な物質代謝は、そのために必要な、孔の外にある処理剤における物質が孔の内側に運ばれ、そこで混和によって素早く乱流を有した領域へ運ばれ、そしてそこから最終的に境界層を介して孔壁表面に運ばれることを前提とする。逆の場合に、例えば孔壁表面が浄化され夾雑物が当該表面から運び去られる必要がある場合、物質搬送は逆の方向に起こる。この場合もまた、孔に生じた流れ条件は、出された要求のためのものと速度的に指定される。実験において、公知の方法で、超微細な孔を処理剤で流過することが例えば孔の長さに対してその径の比が大きすぎるためにうまくゆかない場合でも、局部的な渦巻き領域の発生が、孔の内部並びに孔壁表面の近傍区域で処理剤の激しい混合をもたらし、このようにしてこれら域で十分な物質代謝が可能であることを示すことが可能であった。図２に、本発明に係る方法の別の好ましい実施形態が概略的に示される。直線的なバイブレーション振動運動の代わりに、加工材料は円形状乃至円形に類似するバイブレーション振動運動にも動かされ得、当該運動は、図に示されるように加工材料表面に垂直に延びる平面で推移するか、当該表面に平行に位置する平面で推移する。図において、孔の中点の運動経過は完全な回転振動の種々の段階ａ〜ｌで示される。この振動運動は時計回りにも反時計回りにも実施可能で、その方向を変更することもでき、その際、導体プレートの進行運動ＤＢは維持される。参照番号３で断面で概略的に示された導体プレートが、参照番号２で導体プレートを貫いて通じている孔が表される。寸法ｒは円振動の振幅を示す。図２での概略的な描写に関連した図３ａ及び３ｂは、グラフにおいて、振動運動の際の完全回転での速度成分を表す。図２、３ａ及び３ｂでの基点ａ〜ｌは、上記回転での標準点を通過する箇所を明らかにする。図３ａでの水平な双方向矢印ＨＫは、時間ｔにわたって描かれ回転の際に孔軸線に対し横切るそれぞれの速度成分Ｖ_Hによって生じ且つ当該成分に比例するリズミカルに増減する押圧力(An-pressdruck)を具体的に説明する。この押圧力は孔壁表面への方向に働く。この時間的に変動する速度成分によって、それ故に時間的に変動する押圧力によって、孔での境界層に隣接する処理剤層での乱れの増加と同じように、境界層の厚みが減少して孔壁表面での物質代謝が高められることとなる。図３ｂでの垂直な双方向矢印ＶＫは、その軸線に沿って孔を通る処理溶液の脈打つ貫通ポンピング(Hindurchpumpen)を具体的に説明する。時間単位ｔ当たりの時間的に変動する垂直時間成分Ｖvは軸線方向において同じく既に先に記載したポンプ作用に比例する。バイブレーション振動運動によって、孔の積層域での流過率が増す。直線的なバイブレーション振動運動と全く同様に、円形状乃至円に似たバイブレーション振動運動の場合、振動数は１ヘルツ以上に、円振幅ｒは１０ｍｍ以下の値に調整される。別の好適な実施形態によれば、円形状乃至円に似たバイブレーション振動運動の面は、加工材料表面に対して平行に配置される。この場合、激しく回転する孔の内部にある処理剤の遠心力が生じる。この遠心力は孔内の処理剤の嵩要素(Volumenelementen)に作用し、また当該遠心力は孔壁を押圧する。加工材料表面の平面での円形状乃至円に似たバイブレーション振動運動の回転方向が周期的に変わる場合、孔の内部での物質代謝を更に増すことができる。図４において、加工材料表面の平面で円形状乃至円に似たバイブレーション振動運動（楕円矢印）があり、同時に加工材料がスライド前進運動（上方の長い矢印）する場合の、加工材料の孔での流れ状況が概略的に示される。処理剤は上から下へ孔を通って吸収される。孔に引き入れられた処理剤は、バイブレーション振動運動によって螺旋状軌道を強制的に辿る。これによって孔内で処理剤の個々の嵩要素の乱れた混ぜ合わせ (turbulente Durchmishung)が達成される。孔壁表面に備わった固定境界層の厚みが減少し、その結果、当該表面から及び当該表面への物質の拡散が増大する。乱れた渦巻運動によって、孔を通る処理剤の実用的に妨げられない貫流が可能となる。例に基づいて本方法の作用を示す。穿孔が０．３ｍｍの径を有する。加工材料、即ち、導体プレートが、ｆ＝２４ヘルツの振動数と０．３ｍｍの振幅で円形状のバイブレーション振動運動をさせられる。その際、孔壁面はｖ＝ｆ×２πｒ＝２２．６ｍｍ／秒の速度に達した。拡散による物質代謝が、孔壁表面に密接し等しい速度で回転する境界層で起こる。境界層に隣接する処理剤層も同様に回転運動するが、低めの速度である。これによって孔内に速度勾配が生じる。比較のために、導体プレートをバイブレーション振動運動しないで、導体プレートの表面にかかる(aufgeschwallten)液状処理剤の貫流速度が算出される。従来技術で公知の装置にしたがって導体プレートの下方に、液状処理剤が例えば２５０Ｐａの静水圧で出るスプラッシュノズル(Schwallduese)が配置される場合、ハーゲン・ポアズ方程式から孔径が０．３ｍｍで孔長さが５ｍｍであり、液状処理剤が水のような粘性を有する場合、当該処理剤は４．８秒の孔を通る貫流時間を必要とすることとなる。これから孔における処理剤の平均速度が約１ｍｍ／秒であることが算出される。この値は明らかに予め計算された約２２ｍｍ／秒の値より低い。上記計算においては、孔壁表面が一般的に滑らかでなく粗く、その結果、孔の貫流にとって制約されない横断面が(０.３ｍｍ)²より僅かでしか供されないことが考慮されていないので、バイブレーション振動運動なしの処理での値はなお僅かであろう。孔の貫流の速度は孔壁表面の処理の際の物質搬送のための尺度である。これから疑いの余地なく、バイブレーション振動運動なしでの加工材料の処理は超微細な孔にも効果的な処理を保証するには十分でないことが判明する。これとは対照的に、バイブレーション振動運動を伴う本発明に係る方法で、孔において十分に高い流れ速度が達成可能で、その際、物質搬送が非常にゆっくりとのみ行われるような粗い孔外被表面を介して形成された極端に厚い境界層の厚みが、強制的に乱された流れによって特に減少させられる。これから、孔の半径方向においてのみの非常に良好な物質代謝だけでなく、軸線方向での良好な代謝も可能となる。加工材料がバイブレーション振動運動する間、当該材料は連続的に及び／又は周期的に断続して滑るように水平に延びる搬送軌道で及び水平な操作姿勢で動き、処理装置を通って案内される。この組み合わせは、加工材料が一方では装置的に簡単に把持可能で、その結果、本質的な損失なしに導体プレートにバイブレーション振動運動を伝えることがまた簡単に行われるという利点を有する。例えば物品担体の下端に吊るされる導体プレートがバイブレーション振動の惹起によって殆ど動かないような慣例の浸漬装置での導体プレートの垂直配置から生じるような欠点は、本発明に係る方法では生じない。更に当該動きの組み合わせの場合、処理剤がシャープな噴射又はスプラッシュで出て、孔を通って押圧され、それによって孔の貫流を強制するバイブレーション振動運動を支える装置を越えて又は当該装置の下方を通って加工材料がゆっくりと案内される可能性がある。更に、貫流を同じく促進する吸引装置も簡単に備えられる。加工材料が滑るように通し案内されるこのような設備の更なる利点は、僅かな処理剤量のみが使用され、その結果、廃棄物処理に用いられる処理剤のコストが慣例の浸漬装置よりも少なくてすみ、当該設備が装置的に簡単にケースに収容可能で、その結果、エアロゾルやガスが発散するような不測の事態を回避し最終的に個々の処理モジュールの連結が簡単に可能であることにある。次の図５〜９において本発明に係る装置の好適な実施形態を表す。ここで、図５は不均衡バイブレータの機能原理を示し、図６は導体プレートのための金属化装置の横断面を示し、図７は走行可能なスイング装置を備えた金属化装置の横断面を示し、図８は導体プレートの化学処理のための装置の部分を示し、図９は超音波源を備えた金属化装置の横断面を示す。図５において、本発明に係る円形状乃至円に似たバイブレーション振動運動が生じうる不均衡バイブレータの機能原理が描写されている。当該バイブレータにおいてロータ４が電動機６のシャフト５につけられている。偏心ロータによって生じる不均衡力は機械的に直接的に又は間接的にバイブレーション振動として導体プレート１、３に伝わる。当該導体プレートは一定の角速度で円形状の平らな軌道で動く。バイブレーション振動運動の振幅は、不均衡力を調節することによって、無段階に調整可能である。普通一般に行われているように、スイングの振動数は２４ヘルツの規模で用いられる。これによって、孔径のその長さに対する比率が１：１５以上の場合でも、導体プレートの孔壁表面の浄化、活性化及び金属化のための液状処理剤での処理が確実に行われる。図６において、導体プレートの例えば銅による電解金属化のための装置の断面が示されている。液状処理剤（金属化溶液）中にある上方陽極７は、その下にある導体プレート３に対して平行に配置され、当該導体プレートは紙面に対して垂直状態にあり水平に延びる搬送軌道に沿って案内される。陽極として好ましくは不溶性の材料、例えばプラチナめっきされたチタンからなる材料が用いられる。しかしながら、通常の析出する金属からなる陽極も使用可能である。平行な配置によって、均一に分布した金属沈澱物が導体プレート上に生じる。陽極は簡単に装置から取り外し可能であり、その結果、その取り外しによって孔開きチタンボックスに含まれている下方の球形状の（例えば銅からなる）溶解性金属陽極へのアプローチが可能である。導体プレートはクランプによって把持され、水平な操作姿勢で連続的に滑るように金属化装置を通って輸送される。クランプは圧縮バネ９によって互いに押圧された２本のクリップバートを少なくともその矩形側面で把持する。これらクリップバーは機械的保持の他に、導体プレート上への電解作用による金属析出のために電流を流すという課題を満たしている。このために、下方クリップバー１１は、不図示の電源に接続するブラシ装置１２に沿って摺擦滑動する。多数のクランプが相前後して且つ互いに間隔をおいて、エンドレスに回転しローラ１３によって案内されるベルト１４に取り付けられている。案内レール１５が完全に搬送系をめぐって延びており、張出レール１６が装置の導体プレートのための搬送需要が存在しない範囲にわたってのみ延在する。レール１６の張出面は、バネ９の圧縮下に導体プレートをクリップバー対から解放するように、位置決めされる。クリップバー端部に表出した金属を金属化室を通った後に取り除くために、別の浴容器（金属除去室）１７が備えられる。当該容器は金属化室での金属化溶液とつながっている。この浴容器においても、当該金属化溶液が存在する。金属除去室において、更に対抗電極が配置される。クリップバー対が金属化室を通った後に室１７にあると直ぐに、電気的に分離したブラシ装置１８を介して当該クリップバー対に、金属化室を通る際にブラシ対が有している極性に対抗する極性を有した電気が供給される。これによって、クリップバー対に表出した金属が室１７を通過する際に電解法で再び除去される。案内ローラ１３と案内レール１５、エンドレスベルト１４、張出レール１６、ブラシ装置１２と１８は、多数のクリップバー対１０、１１と共に基礎プレート上に機能的な集合体ユニットとして機械的にそれ自体にしっかりと統合される。この集合体は処理溶液を含有する槽２０上に動かないように積み上げられる。基礎プレート１９の下方で、不均衡バイブレータ２１が当該プレートに固定されている。その円形状のバイブレーション振動運動は共鳴することなく既述のユニットに伝えられる。それによって、不均衡バイブレータと集合体は同じ振動数で振動する。集合体は幾つかの振動ダンパー上に、ここでは槽列２０に沿って延びる堅牢な台２３に積み上げられた螺旋ばね２２の形状をしたダンパー上に置かれている。この振動ダンパーは、集合体に由来するバイブレーション振動運動を弾力的に吸収するという課題を有し、それ故に台２３は振動運動を受けない。それに当該ダンパーはその上にある集合体を担持するのに用いられる。図６において、振動する搬送系の左側で水平に配置された導体プレートの縁を握りしめ折り畳まれた駆動状態において、且つ系の右側で（金属除去容器１７に沿って）滑るように開いた駆動状態においてクランプ（クリップバー対１０、１１）が示されている。両方の場合に、クリップバー対の下方端は処理溶液に漬かる。圧縮されたクリップバー端は導体プレートの縁に挟持作用を及ぼし、その結果、バイブレーション振動運動が著しく損失することなく導体プレートに伝わりうる。当該図面に暗示された導体プレートの円形状バイブレーション振動運動は、円周に描かれた小さな矢印によって示される。当該運動は導体プレートの一点の回りで実行される。円振動運動の面は導体プレート表面に垂直である。当該運動の垂直な振動分は、孔を貫く孔軸の両方向での処理溶液の周期的な通過ポンプ作用を生ぜしめる。水平な振動分によって、孔の内部での物質代謝が強まり、乱れた振動が生じ境界層での拡散が増す。既述の配設装置は、片側だけで縁を把持するために搬送方向に対して横の幅があまり広くない導体プレートに簡単に使用可能である。上記集合体に由来するバイブレーション振動運動が絶えず導体プレート表面全体に均一に伝わることが常に保証されなければならない。図７において、非常に幅広い導体プレートの処理のための配設装置の横断面が示されている。このような導体プレートはもはや片側だけでクリップバー１０、１１を有したクランプによって把持することができない。しかしながら僅かな厚みの導体プレート（箔）もまたこのような配設装置において処理可能である。上記の各場合において、導体プレートの搬送のため並びに導体プレートの対向する二面で当該プレートに通電するための適当な手段を備えることが必要である。図６に導体プレートの右縁の案内のための複合体が示され、図７に概略的に同じプレートの対向する（左の）側の案内のための技術設備が表されている。両図において、搬送方向で見て横断面で設備の部分図が示される。バイブレーション振動運動を生じる集合体は（図６におけるユニットの固定配設と対照的に）搬送方向に対し横に位置をずらすことが可能なように配置されている。この特徴構成は、図７においてユニットの上方で双方向矢印によって特徴づけられている。図６及び７に示された集合体ユニットの構造要素（案内ローラ１３、案内レール１５、エンドレスベルト１４、張出レール１６、ブラシ装置１２と１８、クリップバー対１０と１１、基礎プレート１９及び不均衡バイブレータ２１）は、互いに鏡像対称的に配置されている。図７での集合体の側方走行性(Verfahrbarkeit)によって、上記設備はまた種々の幅の導体プレートに対しても用いることが可能である。この特徴構成によって当該設備は苦もなく変化する不測の製造条件に適合する。クリップバー１０、１１によって導体プレートを両側で把持することによって、更に両方の集合体から伝わるバイブレーション振動運動の伝達の質が改善する。好ましくは、関与する両方の不均衡バイブレータ２１の振動運動の振動と振幅は関与する両方の搬送系の滑動速度と同じく互いに同期して調整される。図７での集合体は、そり状の輸送台架上に載せられている。当該台架は主として、水平方向に長さのある底プレート２５、これに一列に固体された二三の垂直な担持支柱２６及びこれらと結合する堅牢な桁２７から組み立てられている。当該桁２７は、浴容器２０の外にあり車輪２８で転がり側方でレール２９に案内される垂直な２本の支持トラス３０に対する形成肢節である。走行可能な集合体に更に、図６での金属除去室１７に類似して離れ離れに押し広げられたクリップバー対１０、１１の端部が電解的な方法で洗浄可能であるために、対抗電極が配置されている。図７から更に、導体プレートの幅が左下の２個の陽極ボックス８を覆わないことが見て取れる。申し分のない運転のために、処理溶液中で導体プレートのために均一な電場を保持すべく、導体プレートに対向していないと直ちに、陽極８とこれに対応する上方の不溶性陽極が電源から切り離されることが、強制的に必要である。処理溶液は、できるだけ不変な化学組成と導体プレートの周囲での一定の温度を保証するために、連続的に循環させられる。このために浴溶液はポンプ３２によって絶え間なく循環して動かされる。断線模様の大きな矢印と引き伸ばされた小さな黒矢印が、その際に生じた液循環の方向と経路を具体的に説明する。当該溶液は、ポンプ３２からスタートし一列に配置された二三の流入管３３を介して槽２０内の処理溶液に流れ込み、導体プレートの上方空間へ向けて進路をとる。上記流入管３３は浴液面の高さにある。本発明の好ましい実施形態において、幾つかの吸収室３４が備えられる。当該吸収室は、水平に配置された導体プレートの表面の下方にすぐ接して備えられている。これによって孔２の下端に負圧が生じ、その結果、孔の上端に流れる処理溶液が当該孔を通って下方に流れるように強制される。吸収作用は、本発明に係るバイブレーション振動運動によって生じる孔壁面での物質代謝を強める。導体プレートの化学的及び電解的な処理は、できるだけ均一に且つ同時にその表面の全ての箇所に及び全ての孔に起こらなければならない。このために多数の互いに無関係な有効吸収室が備えられ、その負圧は磁気弁３５を介して制御される。吸収室は好ましくは柱状の室形状を有しており、開口としてのその上方の矩形側面がそのすぐ上を滑動する導体プレートに対して平行に調整される。各吸収室は圧力制御され自己の導管を有した磁気弁を介して搬送ポンプ３２に接続されている。電気的な流れを必要としない化学的表面処理の場合、例えば導体プレートの洗浄の際、好ましくは図８に概略的に示された対向するローラ又はコロ３７、３８が導体プレート１、３の搬送のために用いられる。水平に配置されたローラ／コロは搬送方向に対し垂直に、しかも一列が搬送軌道の上方で、第２の一列が当該軌道の下方で支承されている。下方列は搬送ローラ３７として設備の或る処理ステーションから次のステーションへの導体プレートの運搬の課題を引き受ける。上方列において、自由回転する加圧ローラ３８が備えられる。当該ローラ３８は導体プレートを遊びなく搬送ローラ３７の下方列に押し付ける。本発明の特に好ましい実施形態において、バイブレーション振動運動は水平面に、即ち、導体プレートの平面に延びる。この場合、孔内の処理溶液の嵩要素が孔壁面に対し投げつけられ、その結果、孔の内部での処理溶液における拡散と対流が相当に高められる。円形状の振動運動が図において楕円矢印によって示される。水平の矢印は導体プレートの搬送方向を示す。この実施例においても、導体プレートの下に配置された吸収室が示され、その幅広の開口が下方の平坦な表面に僅かな間隔で対向し、これに平行に配置されている。この場合も、吸収室で形成された負圧が図に示された矢印の方向での孔２を通る流れを生じる。狭小なノズルスリットに沿って直線的に局部的にのみプレート表面の僅かな部分をとらえることができるスプラッシュ噴射とは対照的に、設備の処理ステーションを通る搬送の全時間中、吸収室は導体プレートを完全にとらえることができる。図９に、別の設備が断面描写で示されている。超音波振動子３６の使用によって、処理剤の処理作用は超音波で孔内に生じる振動により高められる。この図に示された別の個々の事物は図６に示された装置要素に対応する。別の好ましい実施態様において、処理剤はスプラッシュ乃至スプレーノズルにより導体プレートにぶつけられる。スプラッシュノズルは、水平に延びる導体プレートの搬送方向に対し垂直に並びにその平面に平行に或いはそれに対し傾いて配置された縦長の直線ケースからなる。当該ノズルは一又は複数の縦スリットを有しており、当該スリットから噴出する処理剤のスプラッシュ噴射が導体プレート表面に基本的に垂直に当たる。スプラッシュノズルは導体プレートの下方又は上方に配置され得、多数のスプラッシュノズルもまた少なくとも互いに置き換えて導体プレートの両面に配置され得る。スプラッシュノズルの組み合わせとこれに対置する吸収室が特に好都合であることが証明された。

Claims

【特許請求の範囲】１．液状乃至ガス状処理剤を用いて、超微細な孔を備えたプレート状の加工材料、特に導体プレートを処理するための方法にして、水平な操作姿勢にある加工材料が、 −水平に延びる搬送軌道での連続的及び／又は周期的に断続する第１のスライド運動、 −第２の激しいバイブレーション振動からなる運動から構成される組み合わせ運動をし、その際、これら両方の運動は互いに無関係に発生可能である方法。２．バイブレーション振動の振動数が１ヘルツよりも大きな値に調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。３．バイブレーション振動の振幅が１０ｍｍよりも小さな値に調整されていることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。４．バイブレーション振動運動の軌道が円形状乃至円形に類似し、加工材料の表面に基本的に垂直である面において延びていることを特徴とする前記請求項のいずれか―項に記載の方法。５．バイブレーション振動運動の軌道が円形状乃至円形に類似し、加工材料の表面に基本的に平行である面において延びていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。６．バイブレーション振動運動の回転方向が周期的に変化することを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。７．加工材料が、当該加工材料の表面で基本的に垂直にぶつかる超音波によって処理されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。８．加工材料が、処理剤に完全に浸漬されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。９．液状処理剤の基本的に連続する流れ乃至噴射が、加工材料の表面に向けられ、加工材料における孔を通って案内されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。１０．処理剤が、加工材料表面の一方での負圧の発生によって、加工材料の孔を通って貫通吸収されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。１１．処理剤として温められた空気が加工材料の表面と孔壁の乾燥のために用いられることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。１２．液状乃至ガス状処理剤を用いて、超微細な孔を備えたプレート状の加工材料、特に導体プレートを処理するための装置にして、水平な操作姿勢で加工材料（１，３）を把持し水平に延びる搬送軌道での連続的及び／又は周期的に断続するスライド運動のための手段（１０，１１，３７，３８）と、加工材料が激しく脈打つバイブレーション振動運動を始めるための手段（２１）と、加工材料を処理剤に接触させるための手段とを包含し、上記両運動は独立で互いに無関係であるような装置。１３．円形状乃至円形に類似したバイブレーション振動運動を生じるための不均衡バイブレータ（２１）を特徴とする請求項１２に記載の装置。１４．処理剤中での加工材料（１，３）の表面に基本的に垂直にぶつかる超音波を生じるための超音波振動子（３６）を特徴とする請求項１２又は１３に記載の装置。１５．加工材料表面に向けられた液状処理剤の連続する流れ又は噴射を生じるための手段を特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の装置。１６．好ましくは矩形で加工材料の表面と僅かな間隔をおいて対向した開口部を備えた一又は多数の吸収室（３４）を包含し、加工材料（１，３）での孔（２）を通る処理剤の貫通吸収のための手段を特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の装置。１７．超微細な孔を備えたプレート状の加工材料の表面処理のための方法にして、個々の又は全ての新しい特徴的要件及び開示された特徴的要件の組み合わせを特徴とする方法。１８．超微細な孔を備えたプレート状の加工材料の表面処理のための装置にして、個々の又は全ての新しい特徴的要件及び開示された特徴的要件の組み合わせを特徴とする装置。