KR101076947B1 - Device and method for electrolytically treating electrically insulated structures - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 컨베이어가 설치된 도금 라인에서 스트립 형태의 작업편 표면에 상호에 대해 전기 절연되는 전기 도전성 구조체를 전해 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for electrolytically treating electrically conductive structures that are electrically insulated from each other on a strip-shaped workpiece surface in a conveyor lined plating line.
물품용 인식표 또는 정가표, 또는 칩 카드(스마트 카드)를 제조하기 위해, 포일(foil)과 같은 플라스틱이 이용되고, 이 위에 바람직한 전기적 기능을 위해 요구되는 도전성 구조체가 제조된다.In order to produce identification tags or price tags for articles, or chip cards (smart cards), plastics such as foils are used, on which conductive structures are required which are required for the desired electrical function.
종래 방법은, 예컨대 구리 도포된 재료를 사용하는데, 이로부터 소망하는 금속 패턴이 에칭 과정을 이용하여 제조된다. 이 방법의 비용을 낮추고 에칭 과정에 의해 달성될 수 있는 것보다 더 미세한 구조체의 제조를 허용하기 위해서, 전해 증착법(electrolytic deposition)을 이용하여 금속 구조체를 제조하는 시도가 있었다. 안테나 코일을 제조하기 위한 이런 공지 방법은 미국 특허 제4,560,445호 공보에 개시되어 있다. 상기 공보에 의하면, 금속 구조체는 촉매 활성 금속의 순차적 흡착을 위해 플라스틱 재료를, 스웰링(swelling), 에칭, 조절하고, 촉매 활성 금속을 증착하고, 음극 이미지의 형태로 마스크를 프린팅하고, 촉매 활성 합성물을 가속시키고, 무전해식 도금 및 전해식 금속 도금을 행하는 단계를 포함하는 방법 시퀀스를 이용하여 폴리올레핀 막 위에 제조된다.Conventional methods use, for example, copper coated materials from which a desired metal pattern is produced using an etching process. In order to lower the cost of this method and allow for the fabrication of finer structures than can be achieved by the etching process, attempts have been made to fabricate metal structures using electrolytic deposition. Such known methods for manufacturing antenna coils are disclosed in US Pat. No. 4,560,445. According to this publication, a metal structure is used to swell, etch, adjust a plastic material, deposit a catalytically active metal, print a mask in the form of a cathode image for sequential adsorption of catalytically active metal, and catalytically active Accelerating the composite and fabricating on the polyolefin membrane using a method sequence comprising performing electroless plating and electrolytic metal plating.
금속 도금 스트립용 프로세스는 특히 전기도금법(electroplating)을 포함한다. 다년간, 이를 위해 소위 릴-대-릴(reel-to-reel) 처리 장비가 컨베이어가 설치된 도금 라인으로서 사용되고 있는데, 이를 통해 재료가 이송되고 운반 중에 처리액과 접촉된다. 테이프가 전해 금속 증착을 위해 전기적으로 접촉된다. 접촉 전극은 이 목적을 수행한다. 전해 처리를 위해, 처리 라인에서 처리액 내의 접촉 전극과 상대 전극을 의미하는 두 전극을 배열하거나, 또는 상대 전극에만 배열하는 것이 가능하다.Processes for metal plating strips in particular comprise electroplating. For many years, so-called reel-to-reel processing equipment has been used for this purpose as plating lines with conveyors, through which materials are transported and contacted with the treatment liquid during transport. The tape is in electrical contact for electrolytic metal deposition. Contact electrodes serve this purpose. For the electrolytic treatment, it is possible to arrange two electrodes representing the contact electrode and the counter electrode in the treatment liquid in the processing line, or to arrange only the counter electrode.
DE 100 65 643 C2는 전기 접촉을 설정 기능하는 접촉 롤러와 상대 전극 모두가 전해 배스(electrolytic bath) 내에 배치되는 도전성 스트립 형상 작업편을 전기도금하거나 전해식으로 에칭하는 장치를 개시한다. 이런 배열은, 접촉 롤러가 전해 배스 내에서 금속 도금되므로 접촉 롤러에 증착된 금속이 민감성 포일을 손상할 우려가 있다는 문제가 있다.DE 100 65 643 C2 discloses an apparatus for electroplating or electrolytically etching conductive strip-shaped workpieces in which both the contact roller and counter electrode, which function to establish electrical contact, are arranged in an electrolytic bath. This arrangement has a problem that the metal deposited on the contact roller may damage the sensitive foil because the contact roller is metal plated in the electrolytic bath.
전해 배스 내의 캐소드 상에 금속 증착을 회피하거나 감소하기 위해서, WO 03/038158 A는, 애노드와 회전하는 접촉 롤러가 전해 배스에 위치하는 스트립용 릴-대-릴 장비에서 기판에 도전하도록 이미 구성된 전기도금 구조체의 보강용 전기도금장치를 개시한다. 기판을 향해 선회된 측면 상에서, 접촉 롤러가 직류원의 음극에 연결되고 그 반대로 선회된 측면 상에서 직류원의 양극에 연결되어 있다. 이는 직류 모터의 콜렉터의 것과 유사한 방식으로 접촉 롤러를 분할함으로써 이루어지는 것이 가능하다. 그 결과, 정상 동작시 롤러의 일 회전 동안 접촉 롤러 상에 증착된 금속이 애노드를 향한 포텐셜을 변경함으로써 제거될 수 있다. 이 방법의 주요한 단점은 금속 도금과 도금 제거(deplating)의 교대 동작이 계속되어 접촉 롤러의 마모가 크다는 것이다. 이 이유는 매우 복잡하고 값비싼 코팅이 사용되기 때문이다.In order to avoid or reduce the deposition of metal on the cathode in the electrolytic bath, WO 03/038158 A describes an electrical device that is already configured to challenge a substrate in reel-to-reel equipment for strips in which an anode and a rotating contact roller are located in the electrolytic bath. An electroplating apparatus for reinforcing a plated structure is disclosed. On the side pivoted towards the substrate, the contact roller is connected to the cathode of the direct current source and vice versa to the anode of the direct current source. This can be done by dividing the contact roller in a manner similar to that of the collector of the direct current motor. As a result, the metal deposited on the contact roller during one rotation of the roller in normal operation can be removed by changing the potential towards the anode. The main disadvantage of this method is that the alternating operation of metal plating and deplating is continued, resulting in large wear of the contact roller. This is because very complex and expensive coatings are used.
그러나, 근본적인 단점은 전체 영역에 비해 도전성인 표면에만 전해 처리될 수 있고, 상호에 대해 전기 절연되고 예컨대 안테나 코일을 제조하기에 바람직한 구조체는 아니된다는 것이다.However, a fundamental disadvantage is that it can be electrolytically treated only on surfaces that are conductive relative to the entire area, and are not electrically insulated from each other and are not the preferred structures for producing antenna coils, for example.
따라서 DE 199 51 325 C2는 전기 절연된 포일재료의 표면 상에 상호에 대해 전기 절연된 전기 도전성 구조체를 비접촉 전해 처리하는 장치 및 방법을 개시하는데, 여기에서는 재료가 처리액과 접촉되면서 처리장비를 통해 컨베이어가 설치된 경로 상에서 이송된다. 운반되는 동안, 재료는 적어도 하나의 전극 배열을 지나 안내되는데, 이들 각각은 캐소드 극성과 애노드 극성을 구성하고, 캐소드 극성과 애노드 극성이 차례로 처리액과 접촉한다. 전류원은 전류가 전극과 도전성 구조체를 흐르도록 한다. 전극은, 이에 의해 실질적으로 전기적인 전류가 두 반대 극성의 전극 사이에서 직접적으로 흐르지 않는 방식으로 상호 차폐되고 있다. 전술한 방법의 단점은, 작업편이 캐소드 극성을 지나 안내될 때 전극 장치의 결과로 금속이 한편으론 증착되지만 다른 한편으론 적어도 부분적으로 다시 용해되기 때문에 증착된 금속의 층이 감소된 코팅 두께만을 가질 수 있다는 데에 있다.DE 199 51 325 C2, therefore, discloses an apparatus and method for non-contact electrolytic treatment of electrically insulated electrically conductive structures with respect to one another on the surface of an electrically insulated foil material, wherein the material is brought into contact with the treatment liquid via a processing equipment. The conveyor is transported on the route. During transport, the material is guided past at least one electrode arrangement, each of which constitutes a cathode polarity and an anode polarity, which in turn contacts the treatment liquid. The current source allows current to flow through the electrode and the conductive structure. The electrodes are thereby shielded from each other in such a way that substantially no electrical current flows directly between the electrodes of two opposite polarities. A disadvantage of the aforementioned method is that the layer of deposited metal may only have a reduced coating thickness since the metal is deposited on the one hand as a result of the electrode device but at least partially dissolves on the other hand as the workpiece is guided past the cathode polarity. It is.
이전 전극 배열에 대하여, 미국 특허 제6,309,517호 공보는, 캐소드가 전해 질의 외부에서 접촉되고, 재료가 캐소드와 전해질과 접촉할 때 금속의 증착을 허용하도록 하는 인쇄회로기판과 같은 편평한 작업편의 전체 표면을 도금하는 도금장치를 개시한다. 전해질 셀의 외부에서 전기적 접촉을 이루기 위해, 접촉 롤러, 브러시 또는 글라이드(glide)가 사용된다. 롤러는 실링 롤러에 의해 전해질 셀을 향해 밀봉된다. 그러나 이 장치는 스트립 형태의 작업편과 절연 구조체를 처리하기에 적합하지 않다.For previous electrode arrangements, US Pat. No. 6,309,517 discloses the entire surface of a flat workpiece, such as a printed circuit board, which allows the deposition of metal when the cathode contacts the outside of the electrolyte and the material contacts the cathode and the electrolyte. A plating apparatus for plating is disclosed. In order to make electrical contact outside of the electrolyte cell, a contact roller, brush or glide is used. The roller is sealed toward the electrolyte cell by a sealing roller. However, this device is not suitable for handling strip-shaped workpieces and insulating structures.
DE 100 65 649 A1은 전해질 외부에 위치한 캐소드성 접촉 롤러를 가지는 하나의 도전성 표면을 갖는 가요성 스트립의 전기화학적 릴-대-릴 처리용 장치를 제안한다. 주위에 스트립이 권취된 특별한 애노드 롤러가 전해질 내에 회전가능하게 배치된다. 애노드 롤러는 애노드로부터 스트립을 소정 거리로 또한 가능한 한 작은 거리로 이격 유지하는 이온-투과성, 전기 절연층을 구비하고 있다. 하지만 상호에 대해 절연된 구조체를 갖는 표면을 처리하는 것은 불가능하다.DE 100 65 649 A1 proposes an apparatus for the electrochemical reel-to-reel treatment of flexible strips with one conductive surface with a cathodic contact roller located outside the electrolyte. A special anode roller wound around the strip is rotatably disposed in the electrolyte. The anode roller has an ion-transmissive, electrically insulating layer that keeps the strips away from the anode at a distance and as small as possible. However, it is impossible to treat surfaces with structures that are insulated from one another.
그 결과, 공지의 방법은 상호에 대해 절연되고 스트립 처리라인 또는 컨베이어가 설치된 라인에서 포일 스트립 형태로 전기 절연된 작업편 상에 증착되는 작은 구조체를 갖는 표면을 전기적으로 처리하는 것을 허용하지 않는다.As a result, the known methods do not allow for the electrical treatment of surfaces with small structures which are insulated from one another and deposited on workpieces in the form of foil strips in a strip processing line or on a conveyor line.
따라서 본 발명에 잠재하는 문제점은, 공지의 전해질 처리 장치 및 방법의 단점을 해결하는 데에 있다. 보다 상세하게는 본 발명의 목적은, 전기 절연 포일 재료의 표면에 상호에 대해 절연되는 작은 도전성 구조체의 연속적인 전해 처리를 허용하는 장치 및 방법을 찾는 데에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 이런 형태의 도전성 구조체를 장착하여, 예를 들면 분배 스테이션에서 물품을 표시하고 자동적 으로 확인하고 분배하는 칩 카드, 또는 예컨대 액세스 컨트롤용 전자 신분 확인 카드의 부품으로서 적용되는 포일 재료를 제조하기 위해 사용될 수 있는 방법 및 장치를 찾는 데에 있다. 이런 형태의 전자부품은 저비용으로 초대규모로 제조된다. 본 발명의 또 다른 목적은, 인쇄회로기술에서의 인쇄 회로 포일과 자동차산업 또는 전자통신에서의 작은 물건용과 같은 단순한(plain) 전자회로를 갖는 인쇄 회로 포일을 제조하기 위해 사용될 수 있는 방법 및 장치를 찾는 데에 있다.Accordingly, a problem underlying the present invention lies in solving the disadvantages of the known electrolyte treatment apparatus and method. More specifically, it is an object of the present invention to find an apparatus and method that allows for continuous electrolytic treatment of small conductive structures that are insulated from each other on the surface of an electrically insulating foil material. Another object of the present invention is a foil mounted with a conductive structure of this type, for example as a part of a chip card for displaying, automatically identifying and dispensing an article at a distribution station, or as part of an electronic identification card for access control, for example. It is to find a method and apparatus that can be used to manufacture the material. Electronic components of this type are manufactured in very large scale at low cost. It is yet another object of the present invention to provide a method and apparatus that can be used to manufacture printed circuit foils having printed circuit foils in printed circuit technology and plain electronic circuits such as for small articles in the automotive industry or in telecommunications. It is to find.
본 발명은 청구항 1에 따른 장치와 청구항 24에 따른 방법을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시형태는 종속항에서 인용된다.The invention provides an apparatus according to
이 명세서와 첨부의 특허청구의 범위에 사용된 바와 같이, 내용이 명백하게 다르게 기술하지 않는다면 단수 형태 "a", "an", 및 "the"의 기재는 복수의 지시대상을 포함하며 그 반대도 가능하다는 것에 주의해야 한다. 예컨대, 복수의 작업편에 대한 언급은 단수의 작업편을 포함하고, "접촉 전극"에 대한 언급은 둘 이상의 이런 접촉 전극에 대한 언급을 포함하며, "전해 영역"에 대한 언급은 둘 이상의 전해 영역에 대한 언급을 포함한다. 또 작업편에 대한 언급은 포일 스트립, 포일 세그먼트 또는 패널 등을 포함한다.As used in this specification and the appended claims, the singular forms “a”, “an” and “the” include plural referents and vice versa, unless the content clearly dictates otherwise. Be careful. For example, reference to a plurality of workpieces includes a singular workpiece, reference to "contact electrode" includes reference to two or more such contact electrodes, and reference to "electrolytic region" refers to two or more electrolytic regions. Include references to. Reference to the workpiece also includes foil strips, foil segments or panels, and the like.
본 발명의 방법 및 장치는 상호에 대해 전기 절연되는, 보다 상세하게는 작은 도전성 구조체를 전기 절연 스트립 형태의 작업편 표면, 보다 상세하게는 도전성 구조체가 구비된 플라스틱 스트립(플라스틱 포일)의 표면에 전해 처리하는 것이다. 이런 형태의 구조체는 수 센티미터, 예컨대 2 내지 5cm의 치수를 갖는다.The method and apparatus of the present invention delivers, in more detail, small conductive structures electrically insulated from one another to the surface of the workpiece in the form of an electrically insulating strip, and more particularly to the surface of a plastic strip (plastic foil) with conductive structures. To deal with. Structures of this type have dimensions of several centimeters, such as 2 to 5 cm.
작업편은 양측(양면)에 또는 일측에만 처리될 수 있다. 전자의 경우, 전해 처리를 실행하기 위한 적절한 설비가 양측에, 후자의 경우 일측에만 이루어지는 것이다.The workpiece may be processed on either side (both sides) or on only one side. In the former case, appropriate facilities for carrying out the electrolytic treatment are provided on both sides, and in the latter case, only one side.
본 발명의 방법 및 장치는, 예컨대 작업편 내의 구멍을 금속 도금하기 위하여 또는 관통 도금(through plating)하기 위하여 또한 사용될 수 있다. 작업편의 일측의 전기 절연된 구조체는 타측에 설치되는 예컨대 전기 절연된 구조체 또는 예컨대 커패시터 또는 칩 등의 반도체 부품과 접촉될 수 있다.The method and apparatus of the present invention may also be used, for example, for metal plating or through plating holes in a workpiece. The electrically insulated structure on one side of the workpiece may be in contact with, for example, an electrically insulated structure installed on the other side or a semiconductor component such as a capacitor or a chip.
본 발명의 장치는 작업편용의 적어도 하나의 접촉 전극과 적어도 하나의 전해 영역을 구비하는 적어도 하나의 배열을 포함한다. 전해 영역에서, 적어도 하나의 상대 전극과 작업편이 처리액과 접촉된다. 접촉 전극은 처리액과 접촉하는 것이 방지된다. 접촉 전극과 전해 영역은, 상호에 대해 절연되고 절연 포일 스트립 형태의 작업편 표면에 처리되는 작은 도전성 구조체가 전해 처리될 수 있는 정도의 작은 거리로 이격되어 있다. 프로세싱 라인 내에서, 다수의 이런 전극 배열은 줄줄이 직렬로 배치될 수 있다. 다수의 이런 형태의 프로세싱 라인이 직렬로 연결될 수도 있다.The apparatus of the present invention comprises at least one arrangement having at least one contact electrode and at least one electrolytic region for a workpiece. In the electrolytic region, at least one counter electrode and the workpiece are in contact with the treatment liquid. The contact electrode is prevented from contacting with the processing liquid. The contact electrode and the electrolytic region are spaced at a small distance such that a small conductive structure which is insulated from each other and treated on the workpiece surface in the form of an insulating foil strip can be electrolytically treated. Within the processing line, many such electrode arrangements can be arranged in series. Many of these types of processing lines may be connected in series.
접촉 전극과 전해 영역 사이의 간격(거리)은 절연된 구조체의 크기를 고려하여 가능한 한 작게 이루어진다. 전해 영역과 접촉 전극 사이의 간격을 결정할 때, 전해 영역의 시작점과 작업편과 충분한 접촉을 설정하는 접촉 전극 상의 위치 사이의 간격이 중요하다. 이 간격은 최소화되어야 한다. 예컨대 5 cm의 도전성 구조체가 양호한 결과로 전해 처리될 수 있도록 선택되어야 한다.The distance (distance) between the contact electrode and the electrolytic region is made as small as possible in consideration of the size of the insulated structure. In determining the spacing between the electrolytic region and the contact electrode, the spacing between the starting point of the electrolytic region and the position on the contact electrode that establishes sufficient contact with the workpiece is important. This interval should be minimized. For example, a 5 cm conductive structure should be chosen so that it can be electrolytically treated with good results.
접촉 전극과 전해 영역의 이러한 배열은 상호에 대해 절연되는 작은 구조체마저도 확실하게 금속 도금하는 것을 허용한다. 접촉 전극과 전해 영역 사이의 간격이 작을수록, 구조체의 중앙 영역과 단부 영역(운반방향으로 볼 때) 사이의 코팅 두께의 차이는 작아지는데, 이는 단지 본 발명의 장치를 통한 이송 경로의 소정 거리에 대해 구조체가 전해 영역에 동시에 위치하면서 구조체가 접촉 전극과 접촉하는 사실에 기인한다. 장치의 접촉 전극 사이의 간격이 작아 작업편이 라인을 통해 안내될 때 구조체가 적어도 하나의 접촉 전극에 의해 전기적으로 접촉될 수 있으면, 단부 영역과 중앙 영역에서의 동일한 두께를 갖는 층이 완성될 수 있다. 이는 구조체가 비교적 크거나 또는 접촉 간격 사이의 간격이 작을 때에만 가능하다. 본 발명의 목적은 균일하게 실행가능하도록 수 센티미터의 치수를 갖는 금속 도금 구조체를 구성하되, 접촉 전극 사이의 간격이 수 센티미터를 초과해서는 안되도록 하는 것이다.This arrangement of the contact electrode and the electrolytic region allows for reliable metal plating even of small structures insulated from each other. The smaller the spacing between the contact electrode and the electrolytic region, the smaller the difference in coating thickness between the center region and the end region (viewed in the transport direction) of the structure, which is only at a certain distance of the transport path through the device of the present invention. This is due to the fact that the structure is in contact with the contact electrode while the structure is simultaneously located in the electrolytic region. If the spacing between the contact electrodes of the device is so small that the structure can be electrically contacted by at least one contact electrode when the workpiece is guided through the line, a layer with the same thickness in the end region and in the central region can be completed. . This is only possible when the structure is relatively large or the spacing between the contact spacings is small. It is an object of the present invention to construct a metal plated structure having dimensions of several centimeters so as to be uniformly viable, so that the spacing between contact electrodes should not exceed several centimeters.
특히 바람직한 실시형태는 적어도 두 개의 접촉 전극을 제공하는데, 이들 중 어느 하나가 전해 영역을 통해 유도하는 운반부의 일측에 배치되고 다른 하나가 상기 운반부의 타측에 배치된다. 전술한 바와 같이 매우 균일한 전해 처리의 장점을 달성하기 위해서, 전해 영역을 통해 유도하는 운반부는, 이 경우, 도전성 구조체가 접촉 전극 중 어느 하나와 계속적인 전기적 접촉을 이루도록 짧게 선택되는 것이 바람직할 수 있다. Particularly preferred embodiments provide at least two contact electrodes, one of which is arranged on one side of the conveyance leading through the electrolytic region and the other on the other side of the conveyance. In order to achieve the advantages of a very uniform electrolytic treatment as described above, the conveying portion which guides through the electrolytic region may in this case be shortly selected such that the conductive structure is in continuous electrical contact with either of the contact electrodes. have.
원칙적으로, 전술한 원리를 수행하는 복수의 실시형태가 상정될 수 있다. 특히 바람직한 제1 실시형태는 처리액을 포함하는 적어도 하나의 처리 모듈과 적어도 하나의 상대 전극을 제공하는 것으로, 작업편은 이를 통과하여 방향 변화 없이 수평의 운반방향으로 안내된다. 이 경우, 작업편은 수평방향으로 또는 수직방향으로 안내될 수도 있고, 경사 방향 역시 가능하다. 처리 모듈 각각은 작업편이 처리 모듈에 출입하도록 그 입구측에 적어도 하나의 통로와 출구측에 적어도 하나의 통로를 포함한다. 이 실시 형태에서, 접촉 전극은 통로에 배치된다. 전해 영역은 처리 모듈 내에 위치된다. 이 실시형태는 전극과 전해 영역의 매우 조밀한 배열을 달성하여 매우 작은 구조체의 처리를 가능하게 한다. 다수의 이런 형태의 처리 모듈이 직렬로 배치될 수 있다.In principle, a plurality of embodiments may be envisioned to carry out the principles described above. A first particularly preferred embodiment provides at least one treatment module and at least one counter electrode comprising a treatment liquid, through which the workpiece is guided in a horizontal conveying direction without changing the direction. In this case, the workpiece may be guided in the horizontal direction or in the vertical direction, and the inclined direction is also possible. Each of the processing modules includes at least one passage at the inlet side and at least one passage at the outlet side for the workpiece to enter and exit the processing module. In this embodiment, the contact electrode is disposed in the passage. The electrolytic region is located in the processing module. This embodiment achieves a very dense arrangement of the electrode and the electrolytic region to allow for the processing of very small structures. Many of these types of processing modules may be arranged in series.
다른 제2 실시형태에서는, 처리액을 포함하는 적어도 하나의 탱크와 적어도 하나의 상대 전극이 제공되고 있다. 작업편이 안내되는 이송 경로는 액체의 표면을 통과해 탱크 내부로, 처리액 내에서 상대전극으로 안내되고, 이로부터 액체의 표면을 통과해 탱크를 유출하게 된다. 이 경우, 접촉 전극은 처리액의 표면에 접촉하지 않은 채로 처리액의 표면에 (매우 인접하게) 배치된다. 이 경우 처리액의 표면에 접촉 전극과 상대 전극(처리액의 외측의 접촉 전극과 처리액 내의 상대 전극)이 근접 배치될수록, 매우 작은 구조체를 전해 처리할 가능성이 보다 높아진다. 이 배열에 의해, 접촉전극이 보다 상세하게는 이송 경로가 처리액의 표면을 횡방향으로 가로지르는 지점에서 처리액의 표면에 바로 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 전술한 고려사항이 적용된다. 수평방향으로의 방향 변화가 거의 없이 처리액 표면 높이 위에서 대략 상방으로 지향된 운반 경로에 압착 롤러 또는 에어 나이프(air knives)를 배치하면, 롤러 또는 에어 나이프에 의해 동반하는 처리액이 제거되어 탱크로 복귀될 수 있다.In another 2nd embodiment, the at least 1 tank containing a process liquid and the at least 1 counter electrode are provided. The transport path through which the workpiece is guided is guided through the surface of the liquid into the tank and into the counter electrode in the treatment liquid, from which the tank flows out through the surface of the liquid. In this case, the contact electrode is disposed (very close to) the surface of the processing liquid without being in contact with the surface of the processing liquid. In this case, the closer the contact electrode and the counter electrode (the contact electrode on the outside of the processing liquid and the counter electrode in the processing liquid) to the surface of the processing liquid, the higher the possibility of electrolytically treating a very small structure. By this arrangement, the contact electrode can be arranged in more immediate proximity to the surface of the processing liquid at a point where the transfer path traverses the surface of the processing liquid in more detail. In addition, the above considerations apply. Placing the press roller or air knives in the transport path oriented approximately upward above the surface of the treatment liquid with little change in the direction in the horizontal direction removes the accompanying treatment liquid by the roller or the air knife to the tank. Can be returned.
그러나, 접촉 전극은 상기 전극이 처리액과 접촉하지 않기 위해서 액체의 표면으로부터 최소 거리만큼 이격되어야 한다.However, the contact electrode must be spaced a minimum distance from the surface of the liquid so that the electrode does not come into contact with the treatment liquid.
가능한 한 집약적인 전해 처리를 달성하기 위해서, 이 실시형태의 이송경로는 편향 롤러 또는 실린더와 같은 편향수단을 수차례 통과하면서 처리액의 표면을 통과해 탱크로 유입하고, 액체를 횡단하고, 표면을 통과해 탱크를 유출할 수 있다.In order to achieve as intensive electrolytic treatment as possible, the feed path of this embodiment passes through the surface of the treatment liquid into the tank, traverses the liquid, The tank can be passed through.
보다 상세하게는 처리되는 절연 구조체의 최소 크기는 접촉 전극과 상대 전극 사이에 달성되는 최소 간격에 의해 결정된다. 최소 간격은 특히 접촉 전극의 공간적 치수 뿐만 아니라 전해 영역으로부터의 접촉 전극을 이격시키는 거리에 의존한다. 따라서 축선 상에서 가까이 이격된 관계로 배열되는 롤러 또는 복수의 릴로서 접촉 전극을 구성하는 것이 바람직한데, 롤러 또는 릴은 매우 작은 직경을 가지므로 롤러 또는 릴 전극의 길이방향 축선과 전해 영역 사이의 간격은 매우 작게 선택될 수 있다. 이와 같이 완성될 수 있는 조밀한 배열에 의해, 2cm 이하 정도의 치수를 갖는 구조체의 전해 처리가 완성될 수 있다.More specifically, the minimum size of the insulating structure to be treated is determined by the minimum spacing achieved between the contact electrode and the counter electrode. The minimum spacing depends in particular on the spatial dimension of the contact electrode as well as the distance separating the contact electrode from the electrolytic region. Therefore, it is desirable to configure the contact electrode as a roller or a plurality of reels arranged in a spaced apart relationship on the axis. The roller or reel has a very small diameter so that the distance between the longitudinal axis of the roller or reel electrode and the electrolytic region is It can be chosen very small. By such a compact arrangement that can be completed, the electrolytic treatment of a structure having a dimension of about 2 cm or less can be completed.
가능한 한 작은 예컨대 둥근 접촉 전극을 이용하여 전극 사이의 최소 간격을 감소시키는 시도는 흔히 접촉 전극의 발생하는 기계적 불안정성에 의해, 보다 상세하게는 탄성 접촉 재료가 사용될 때, 훼손된다. 이 문제는 어째든 접촉 전극에 대해 끼워지기 위해서 배치되는 기계적으로 안정된 핀치 롤러 또는 릴을 이용하여, 이를 안정화시키고, 어려운 경우 이들을 서로 약간 가압함으로써 회피될 수 있다. 롤러와 릴 대신에, 작업편의 표면에 닿는 브러시 또는 도전성의 스폰지와 같은 장치가 접촉 전극으로서 사용될 수 있다.Attempts to reduce the minimum spacing between electrodes using as small as possible, for example round contact electrodes, are often undermined by the resulting mechanical instability of the contact electrodes, more particularly when elastic contact materials are used. This problem can be avoided anyway by using mechanically stable pinch rollers or reels that are arranged to fit against the contact electrodes, stabilizing them and in some cases pressing them slightly together. Instead of rollers and reels, devices such as brushes or conductive sponges that touch the surface of the workpiece can be used as contact electrodes.
접촉 전극은 중력 및/또는 스프링력의 인가에 의해 작업편의 표면에 가압된다.The contact electrode is pressed against the surface of the workpiece by the application of gravity and / or spring force.
제2 실시형태에서 접촉 전극과 액체의 표면 사이의 간격을 조정할 때, 접촉 전극은 처리액과 접촉하도록 하지 않는다. 접촉 전극이 예컨대 전해 금속 증착 공정에서 캐소드로 사용되는 경우, 접촉 전극은 소망하지 않는 금속화에 대해 보호되어야 한다. 그러나 접촉 전극과 처리액의 표면 사이의 간격이 실제로 일정하게 유지될 수 없다는 사실을 알게 되었다. 그 결과, 이 간격을 조정할 때 어려움이 발생할 수 있다. 간격에서의 이런 편차는 처리탱크 내의 처리액의 표면 높이의 변화에 기인하고, 상기 변화는 예컨대 상기 탱크에 공급되는 공기에 의해 유발된다. 또, 액면 높이는 증발에 의해 또는 처리액을 통해 이송되는 작업편에 의해 탱크로부터 질질 끌려 나온 처리액에 의해 낮아질 수 있다. 한편, 질질 끌려나오거나 보충되는 처리액이 탱크로 복귀될 때 액면 높이는 또한 증가할 수 있다.In adjusting the distance between the contact electrode and the surface of the liquid in the second embodiment, the contact electrode is not brought into contact with the treatment liquid. If the contact electrode is used as a cathode, for example in an electrolytic metal deposition process, the contact electrode must be protected against undesirable metallization. However, it has been found that the gap between the contact electrode and the surface of the treatment liquid cannot be kept substantially constant. As a result, difficulties may arise when adjusting this interval. This deviation in the spacing is due to a change in the surface height of the treatment liquid in the treatment tank, which change is caused, for example, by the air supplied to the tank. In addition, the liquid level may be lowered by the treatment liquid dragged out of the tank by evaporation or by a workpiece conveyed through the treatment liquid. On the other hand, the liquid level may also increase when the treatment liquid drawn out or replenished is returned to the tank.
이 문제를 해결하기 위해, 접촉 전극과 처리액 사이의 액체의 표면의 영역에 작업편을 통과시키지만 접촉 전극이 처리액에 의해 적셔지는 것을 보호하는 파티션 부재를 삽입하는 것이 바람직하다. 작업편이 처리액 내로 그리고 처리액으로부터 안내되기 위해서, 이 파티션 부재는 슬롯과 같은 통과 개구를 구비해야 하는데, 이를 통해 작업편이 안내될 수 있다. 이런 파티션 부재는, 예컨대 이러한 슬롯이 형성된 적절한 형상의 처리액 커버 플레이트로 이루어질 수 있다. 또한, 두 개의 커버 플레이트가 설치될 수 있고, 상기 두 개의 커버 플레이트는 슬롯을 형성하도록 서로 가까이 이격되어 있다.In order to solve this problem, it is preferable to insert a partition member which allows the workpiece to pass through the area of the surface of the liquid between the contact electrode and the treatment liquid but protects the contact electrode from being wetted by the treatment liquid. In order for the workpiece to be guided into and out of the treatment liquid, this partition member must have a passage opening, such as a slot, through which the workpiece can be guided. Such a partition member may, for example, consist of a treatment liquid cover plate of a suitable shape in which such a slot is formed. In addition, two cover plates may be installed, the two cover plates being spaced close to each other to form a slot.
본 발명의 전극 배열은 처리탱크 내에 처리액을 유지하도록 밀봉 립(sealing lip) 및/또는 스크레이퍼를 갖는 밀봉 벽과 같은 밀봉 부재를 또한 구비할 수 있다. 압착 롤러가 또한 존재할 수 있고, 상기 롤러는, 작업편을 확실하게 안내하면서 예컨대 포일을 액체로부터 제거할 때 처리액을 유지한다. 이런 형태의 밀봉 부재는 본 발명의 제1 실시형태에서의 처리 모듈과 제2 실시형태에서의 파티션 부재 내에 설치된 통로에 모두 설치될 수 있다. 상기 밀봉 수단은 전해 영역 내에 처리액을 가능한 한 완전하게 유지하는 기능을 하므로 나머지 유체가 접촉 전극과 접촉하는 것을 가능한 한 허용하지 않는다. 다수의 이런 압착 롤러(밀봉 롤러)는 회전중에 상호 밀봉하도록 또한 층층이 적층될 수 있다.The electrode arrangement of the present invention may also be provided with a sealing member such as a sealing wall having a sealing lip and / or a scraper to hold the processing liquid in the processing tank. A compaction roller may also be present, which reliably guides the workpiece while holding the processing liquid, for example when removing the foil from the liquid. The sealing member of this type can be provided in both the processing module in the first embodiment of the present invention and the passage provided in the partition member in the second embodiment. The sealing means serve to keep the processing liquid as complete as possible in the electrolytic region and thus do not allow the remaining fluid to contact the contact electrode as much as possible. Many such compacting rollers (sealing rollers) can also be layered to seal each other during rotation.
처리액이 접촉 전극과 접촉하는 것을 확실하게 방지할 수 없는 경우, 전해 영역을 빠져 나와 접촉 전극에 도달하는 처리액은 연속적인 또는 간헐적인 세척 또는 분무를 제공함으로써 제거될 수 있다. 접촉 전극으로부터 처리액을 효율적으로 세척하기 위해서, 작업편은 예컨대 적어도 5°, 최대로 약 70°, 그리고 바람직하게는 약 15°의 각도로 수평방향에 대해 경사진 평면 내에서 운반될 수 있다. 접촉 전극으로 공급된 세척액이 신속하게 배출되어 처리액의 효율적인 제거가 가능하다. 또한, 전해 영역을 빠져 나온 처리액은 또한 예컨대 에어 나이프를 이용한 에어 제트에 의해 제거될 수 있다.If the treatment liquid cannot be reliably prevented from contacting the contact electrode, the treatment liquid exiting the electrolytic region and reaching the contact electrode can be removed by providing continuous or intermittent cleaning or spraying. In order to efficiently wash the treatment liquid from the contact electrode, the workpiece may be conveyed in a plane inclined with respect to the horizontal direction, for example, at an angle of at least 5 °, at most about 70 °, and preferably about 15 °. The cleaning liquid supplied to the contact electrode is quickly discharged to allow efficient removal of the processing liquid. In addition, the treatment liquid exiting the electrolytic region can also be removed by, for example, an air jet using an air knife.
접촉 전극이 롤러가 되도록 구성되는 경우, 작업편이 일측에서만 처리될 때, 작업편은 접촉 롤러와 대면하는 무전류식 롤러(current-less roller)(지지롤러)에 의해 전기적으로 접촉될 수 있다. 도전성 패턴이 양측에 형성될 때, 접촉 롤러는 작업편의 양측에 설치된다.When the contact electrode is configured to be a roller, when the work piece is processed on only one side, the work piece can be electrically contacted by a current-less roller (supporting roller) facing the contact roller. When the conductive pattern is formed on both sides, the contact rollers are provided on both sides of the work piece.
접촉 전극과 상대 전극을 작업편의 전체 유효 폭에 걸쳐 연장하는 방식으로 길게 배열되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 보다 상세하게는 이송 경로에 대략 평행하게 배치할 수 있다.Preferably, the contact and counter electrodes are configured to be elongated in such a way as to extend over the entire effective width of the workpiece. For this purpose, it can be arranged in more detail approximately parallel to the transport path.
제2 실시형태의 경우, 전기적 접촉을 달성하기 위해 편향 롤러가 또한 이용될 수 있다.In the case of the second embodiment, a deflection roller can also be used to achieve electrical contact.
롤러 형상 접촉 전극은 탄성의 도전성 재료로 제조되는 것이 바람직할 수 있다. 이에 의해 한편으론 매우 높은 전류를 작업편의 표면 위에 전달시키고 다른 한편으론 접촉 전극과 전해 영역 사이의 간격을 감소시키는 것이 가능한데, 이는 이 간격을 결정하는 전극과 작업편의 표면 사이의 접촉면이 강성의 롤러의 경우와 같이 좁고 길다란 영역이 아니라 대신에 넓은 영역이기 때문이다. 가능한 탄성 접촉 재료는 금속/플라스틱 복합 재료이고, 보다 상세하게는 다량의 도전성 필러(filler)를 갖는 탄성 플라스틱 재료로 형성된 복합 재료이다. 이는 전기화학적으로 안정적인 생고무, 실리콘 또는 다른 탄성 플라스틱과 같은 바인더로서의 엘라스토머와 도전성 필러로 구성된다. 또한 바인더는 전자 제조 분야에 사용되는 완전하게 경화하지 않는 도전성 접착제를 포함한다. 도전성 필러는 제조되는 동안 이런 형태의 재료와 혼합된다. 이와 같이 금속 플라스틱 복합재가 얻어진다.It may be desirable for the roller shaped contact electrodes to be made of an elastic conductive material. This makes it possible, on the one hand, to transmit very high currents on the surface of the workpiece and, on the other hand, to reduce the spacing between the contact electrode and the electrolytic region, which means that the contact surface between the electrode and the surface of the workpiece, which determines this spacing, This is because it is not a narrow and long area, as it is, but a wide area instead. Possible elastic contact materials are metal / plastic composite materials, and more particularly composite materials formed from elastic plastic materials with large amounts of conductive fillers. It consists of an elastomer and a conductive filler as a binder such as electrochemically stable raw rubber, silicone or other elastic plastic. The binder also includes a conductive adhesive that is not fully cured as used in the electronic manufacturing field. The conductive filler is mixed with this type of material during manufacture. In this way, a metal-plastic composite is obtained.
함유물 성분이라고도 불리우는 필러는, 파우더, 화이버, 니들, 실린더, 구(sphere), 플레이크(flake), 펠트(felt)의 형태 및 다른 형태의 금속으로 구성하는 것이 바람직하다. 전체 접촉 재료에 대한 필러의 양은 90 중량%에 달한다. 필러의 양이 증가할 수록, 금속 플라스틱 복합재의 탄성은 감소하고 전기 도전성이 증가한다. 이들 두 값은 관련된 적용 경우에 대하여 조정된다. 또한 도전성이고 전기화학적으로 안정된 모든 재료가 필러로 사용되는데 적합하다. 전류 필러는 예컨대 티타늄, 니오브(niobium), 백금, 금, 은, 특별한 강 및 전기탄(electrocoal)이다. 백금 도금, 은 도금 또는 금 도금된 예컨대 티타늄, 구리, 알루미늄 또는 유리로 제조된 구와 같은 입자가 예를 들어 사용될 수 있다.Fillers, also called inclusion ingredients, are preferably composed of powder, fibers, needles, cylinders, spheres, flakes, felts and other forms of metal. The amount of fillers relative to the total contact material amounts to 90% by weight. As the amount of filler increases, the elasticity of the metal-plastic composite decreases and the electrical conductivity increases. These two values are adjusted for the relevant application case. In addition, all conductive and electrochemically stable materials are suitable for use as fillers. Current fillers are, for example, titanium, niobium, platinum, gold, silver, special steels and electrocoals. Particles such as spheres made of platinum plating, silver plating or gold plating such as titanium, copper, aluminum or glass can be used, for example.
높은 캐소드 전류 밀도에서도 균일한 전해 처리, 예컨대 균일한 두께의 금속 층을 달성하기 위해서 상대 전극과 작업편용 운반 경로 사이의 거리가 가능한 한 작게 되도록 조정됨에 따라, 바람직하지 않은 접촉이 발생하는 경우에 작업편과 상대 전극 사이에 전기 단락이 발생할 우려가 있다. 이런 우려를 확실하게 제거하기 위해서, 상대 전극에는 바람직하게는 부드럽고 액체 투과가능한 이온-투과성의 비도전성 코팅(절연층)이 설치될 수 있다. 상대 전극과 작업편 사이의 간격은, 절연 코팅이 설치된 상대 전극이 작업편의 표면 부근에 있으므로 코팅이 작업편의 표면과 접촉함으로써 최소화될 수 있다.Even at high cathode current densities, the distance between the counter electrode and the workpiece transport path is adjusted to be as small as possible to achieve a uniform electrolytic treatment, for example a layer of metal of uniform thickness, thus working in the event that undesirable contact occurs. There is a possibility that an electric short circuit occurs between the piece and the counter electrode. In order to reliably remove this concern, the counter electrode may be provided with a soft, liquid permeable ion-permeable non-conductive coating (insulating layer). The spacing between the counter electrode and the workpiece can be minimized by contacting the surface of the workpiece with the counter electrode provided with an insulating coating near the surface of the workpiece.
상대 전극과 이송 경로 사이의 간격이 작게 조정되어 전극을 통과하여 안내될 때 상대 전극 상의 코팅이 작업편에 닿는 경우에, 코팅은 작업편의 표면과 상대 전극 중 각각 하나의 표면 사이에 쐐기 고정될 수 있는 것이 바람직하다. 이를 위해, 보다 상세하게는 코팅이 상대 전극과 작업편의 표면에 의해 형성된 갭을 넘어 돌출하고 전해 영역으로부터 반대방향의 셀 벽의 측면에 두껍게 이루어져 갭 폭을 넘어 돌출하여 셀 벽의 외측에 견고하게 유지할 수 있다.If the coating on the counter electrode contacts the workpiece as the spacing between the counter electrode and the transfer path is adjusted so that it is guided through the electrode, the coating may be wedge fixed between the surface of the workpiece and the surface of each of the counter electrodes. It is desirable to have. To this end, in more detail, the coating protrudes beyond the gap formed by the counter electrode and the surface of the workpiece and thickens on the side of the cell wall in the opposite direction from the electrolytic region to protrude beyond the gap width to remain firmly outside of the cell wall. Can be.
후자의 실시형태에서 처리액이 전해 영역으로부터 빠져 나가는 것을 방지하기 위해서, 로크 챔버(lock chamber)가 또한 처리 모듈 내에 설치될 수 있는데, 상기 챔버는 운반 방향에서 볼 때 전해 영역 바로 이전 또는 이후에 배치된다. 그 결과, 다른 파티션 벽이 처리 모듈 내에 설치되고, 상기 벽은 전해 영역을 로크 챔버로부터 분리한다. 따라서, 로크 챔버는 파티션 벽과 셀 벽으로 형성된다. 이 실시형태에서, 로크 챔버는 전술한 밀봉 립을 갖는 밀봉 벽에 의해 외부에 대해 밀봉될 수 있다.In the latter embodiment, a lock chamber can also be installed in the processing module to prevent the treatment liquid from escaping from the electrolytic region, which chamber is placed immediately before or after the electrolytic region when viewed in the transport direction. do. As a result, another partition wall is installed in the processing module, which separates the electrolytic region from the lock chamber. Thus, the lock chamber is formed of a partition wall and a cell wall. In this embodiment, the lock chamber can be sealed to the outside by a sealing wall having the sealing lips described above.
특히 얇은 작업편이 뒤틀리는 것을 방지하기 위해서, 상대 전극은 그 표면이 예컨대 접촉 롤러와 동일한 속도로 회전하는 상태에서 회전가능하게 유지할 수 있다. 상대 전극과 접촉 전극은 예컨대 작업편이 애노드에 롤링되는 상태에서 모터 구동될 수 있으므로, 이송부재로 기능한다. 상대 전극은 다른 방식으로 구성될 수도 있다. 이는 플레이트 또는 망상 연신된 금속판(expanded metal)으로 형성될 수 있다. 다양한 형태의 상대 전극이 조합될 수 있다. 작업편의 표면에 활성 화학물질이 고갈되는 것을 방지하기 위해서, 신선한 전해질이 상대 전극의 내부로부터 연속적으로 공급될 수 있다. 따라서, 연신된 금속판으로 이루어진 상대 전극이 바람직하다. 전해 증착 동안 발생하는 번(burn)이 발생하지 않는 상태로 높은 캐소드 전류 밀도에서 작업하는 것이 가능하다.In particular, in order to prevent the twisting of the thin workpiece, the counter electrode can be kept rotatable while its surface rotates at the same speed as the contact roller, for example. The counter electrode and the contact electrode, for example, can be motor driven while the workpiece is rolled on the anode, thus functioning as a conveying member. The counter electrode may be configured in other ways. It may be formed from a plate or an expanded metal plate. Various types of counter electrodes can be combined. In order to prevent active chemicals from depleting on the surface of the workpiece, fresh electrolyte can be supplied continuously from the inside of the counter electrode. Therefore, counter electrodes consisting of elongated metal plates are preferred. It is possible to work at high cathode current densities without burns occurring during electrolytic deposition.
전해 금속 증착의 경우, 접촉 전극은 캐소드의 극성을 갖고 상대 전극은 애노드의 극성(애노드)을 갖는다. 용해성 애노드와 비용해성 애노드 모두가 상대 전극으로 사용될 수 있다. 본 발명의 제2 실시형태에서, 예컨대 작업편이 감겨져 회전하는 비용해성 금속으로 이루어지는 둥근 플러드 애노드(flood anode) 또는 애노드 롤러가 사용될 수 있다. 플러드 애노드는, 처리액이 분출되어 처리액이 애노드 쉘의 개구를 통해 가압하에 강제적으로 공급될 수 있는 중공 공간을 구비한다. 따라서 작업편의 처리되는 표면에 신선한 처리액이 연속적으로 효율적으로 공급될 수 있다. 애노드의 치수는 작업편의 치수와 동일한 것이 바람직하다.In the case of electrolytic metal deposition, the contact electrode has the polarity of the cathode and the counter electrode has the polarity (anode) of the anode. Both soluble and insoluble anodes can be used as counter electrodes. In a second embodiment of the invention, for example, a round flood anode or anode roller may be used, which consists of an insoluble metal on which the workpiece is wound and rotated. The flood anode has a hollow space through which the treatment liquid is ejected so that the treatment liquid can be forcedly supplied under pressure through the opening of the anode shell. Therefore, fresh treatment liquid can be continuously and efficiently supplied to the treated surface of the workpiece. The dimensions of the anode are preferably the same as the dimensions of the workpiece.
본 발명에 따른 장치가 제1 실시형태의 전해 금속 증착에 이용되는 경우, 처리액의 애노드, 예컨대, 플러드 애노드가 길고 작업편에 대략 법선방향으로 지향되도록 구성될 수 있다. 특히 바람직한 실시형태에서, 작업편은 전기적 단락이 발생되지 않은 상태로 애노드 상에 제공된 비도전성의 바람직하게는 부드러운, 액체와 이온 투과성 코팅을 지나서 안내될 수 있다. 이 배열은 애노드 뿐만 아니라, 전해질 공급과 배출 라인이 구비될 수 있는 전술한 처리 모듈에 제공된다. 처리액의 누설에 대하여 모듈을 밀봉하기 위해서, 모든 측면에 벽을 구비하고, 상기 벽은 예컨대 작업편용 통과 개구, 바람직하게는 슬롯을 구비한다. 슬롯을 구비한 이들 벽은 모듈의 입구측과 출구측에 배치되고 추가로 전술한 밀봉 부재를 구비한다. 밀봉 부재는 보다 많은 양의 전해질이 셀에서 이탈하는 것을 방지하고 금속이 캐소드 접촉요소에 증착하는 것을 방지한다. 밀봉 부재는 예컨대 작업편을 파손하지 않고 작업편에 닿는 밀봉 립을 갖는 밀봉 벽을 이룰 수 있다. 처리액은 모듈에서 이탈하는 것이 방지된다. 특히 민감한 포일이 처리되는 경우, 탄성 밀봉 립은 밀봉 롤러와 결합될 수 있다. 모든 롤러의 직경은 작은 도전성 절연 구조체의 처리를 허용하기 위해 그 길이가 30 내지 45 mm 사이의 범위 및 그 이하로 가능한 작게 유지되어야 한다. 직경의 하한은 작업편에 대해 가압되는 롤러에 대하여 필요한 기계적인 안정성이라고 말하여질 수 있다.When the apparatus according to the present invention is used for the electrolytic metal deposition of the first embodiment, the anode of the treatment liquid, for example, the flood anode, may be configured to be long and directed approximately in the normal direction to the workpiece. In a particularly preferred embodiment, the workpiece can be guided past a nonconductive, preferably soft, liquid and ionically permeable coating provided on the anode with no electrical shorts occurring. This arrangement is provided in the aforementioned processing module, which may be equipped with an anode as well as an electrolyte supply and discharge line. In order to seal the module against the leakage of the processing liquid, all sides are provided with walls, which walls have, for example, a passage opening for the workpiece, preferably a slot. These walls with slots are arranged on the inlet and outlet sides of the module and further include the sealing member described above. The sealing member prevents larger amounts of electrolyte from leaving the cell and prevents metal from depositing on the cathode contact element. The sealing member may for example form a sealing wall having a sealing lip contacting the workpiece without breaking the workpiece. The treatment liquid is prevented from leaving the module. When particularly sensitive foils are to be treated, the elastic sealing lips can be combined with the sealing rollers. The diameter of all the rollers should be kept as small as possible in the range between 30 and 45 mm and below to allow for the treatment of small conductive insulating structures. The lower limit of the diameter can be said to be the required mechanical stability for the roller being pressed against the workpiece.
상대 전극과 접촉 전극 사이의 최소 공간을 구비한 특히 조밀한 구성을 확실하게 제공하기 위해서, 접촉 전극과 상대 전극은 공통 캐리어 프레임에 조밀한 유닛으로 수납될 수 있다.In order to reliably provide a particularly compact configuration with a minimum space between the counter electrode and the contact electrode, the contact electrode and the counter electrode can be housed in a compact unit in a common carrier frame.
본 발명에 따른 장치는 작업편을 저장하기 위해 각각이 적어도 하나의 제1 및 제2 저장시설, 예컨대 저장 드럼을 구비하는 스트립 처리라인의 부품부인 것이 바람직하다. 이런 형태의 처리 라인은 적어도 하나의 제1 저장 시설로부터 적어도 하나의 제2 저장 시설로 처리 라인을 통해 작업편을 이송하는 이송부재를 또한 구비한다. 또한, 정확한 직선 경로를 유지하도록 민감한 작업편을 안내하는 수단, 예컨대 측방향 가이드 롤러와 이송 릴의 위치를 변경하는 수단이 제공될 수 있다. 이를 위해, 센서가 이송 경로를 따라 설치될 수 있고, 상기 센서는 작업편의 외측 가장자리의 위치를 연속적으로 등록하고 허용불가능한 편향을 감지할 때 포일을 이송 및/또는 안내하는 수단을 조절한다.The device according to the invention is preferably a part of a strip processing line, each having at least one first and second storage facility, such as a storage drum, for storing the workpiece. This type of processing line also includes a conveying member for transporting the workpiece through the processing line from the at least one first storage facility to the at least one second storage facility. In addition, means may be provided for guiding the sensitive workpiece such as to change the position of the lateral guide roller and the transfer reel so as to maintain an accurate straight path. To this end, a sensor can be installed along the conveying path, which continuously registers the position of the outer edge of the workpiece and adjusts the means for conveying and / or guiding the foil when detecting an unacceptable deflection.
이 장치는 보다 상세하게는 포일과 같은 스트립 형태의 얇은 작업편에 금속을 증착하는데 적절하다. 이런 형태의 포일은 예컨대 폴리에스테르 또는 폴리올레핀과 그 유도체, 보다 상세하게는 폴리에틸렌 및 폴리염화비닐(PVC)로 구성될 수 있다. 포일은 예컨대 15 내지 200㎛ 사이의 범위의 다른 두께를 가질 수 있다. PVC 포일은, 응용 경우에 따라 예컨대 200㎛까지의 두께를 가질 수 있다.This device is more particularly suitable for depositing metals on thin workpieces in the form of strips, such as foils. This type of foil may for example consist of polyesters or polyolefins and their derivatives, more particularly polyethylene and polyvinyl chloride (PVC). The foil may have a different thickness, for example in the range between 15 and 200 μm. The PVC foil may have a thickness of up to 200 μm, depending on the application.
청구된 장치는 보다 상세하게는 플라스틱 포일 재료에 코일 형상 구조체를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 이런 형태 코일 형상 구조체는 데이터 캐리어(스마트 카드)에 비접촉 데이터 전송을 위해 사용되는 안테나로서 사용된다. 이런 형태의 안테나를 구비한 캐리어는 예컨대 안테나와 전기적으로 배선된 집적회로를 유지할 수 있으므로 안테나에서 발생된 전기 펄스가 그곳에서 저장되거나 또는 안테나에 의해 수신된 테이터를 전기적 신호로 처리된다.The claimed device can be used for producing coiled structures in more detail in plastic foil materials. This form coil shaped structure is used as an antenna used for contactless data transmission to a data carrier (smart card). Carriers with this type of antenna can, for example, maintain integrated circuits electrically wired with the antenna so that electrical pulses generated at the antenna are stored there or processed data received by the antenna as electrical signals.
신호 처리는 공급된 데이터를 변환하고, 예컨대, 이미 저장된 다른 데이터를 고려하여, 얻어진 데이터가 차례로 안테나에 저장 및/또는 공급되도록 한다. 안테나에 의해 전달된 이들 데이터는, 수신 안테나에서 수신될 수 있으므로 방출된 데이터는 예컨대 데이터 캐리어의 안테나에 의해 수신된 데이터와 대비될 수 있다. 이런 형태의 데이터 캐리어는 예컨대 상품 물류와 소매 거래에, 예컨대 상품의 비접촉 인식가능한 정가표 또는 인식표로서, 또한 스키 이용권과 같은 연관된 사람의 데이터 캐리어로서, 그리고 액세스 컨트롤용 신원확인카드 또는 차량용 확인수단으로서 이용될 수 있다.Signal processing transforms the supplied data and, for example, takes into account other data already stored, so that the obtained data is stored and / or supplied to the antenna in turn. These data delivered by the antenna can be received at the receiving antenna so that the emitted data can be contrasted with the data received by the antenna of the data carrier, for example. This type of data carrier is used, for example, in commodity logistics and retail transactions, for example as a contactless recognizable price tag or tag, and also as a data carrier of an associated person, such as a ski pass, and as an identification card or access vehicle for access control. Can be.
도전성 금속 구조체가 설치된 포일의 추가 응용 분야는 예컨대 자동차 공학 또는 전자통신의 작은 물건 또는 손목시계와 같은 간단한 전기회로의 제조이다. 이들 재료는 또한 장치의 수동식 및 능동식 전자기 스크린용으로 또는 빌딩용 스크리닝 그리드 재료 뿐만 아니라 의류용 직물에 이용될 수 있다. A further application of foils with conductive metal structures is the manufacture of simple electrical circuits, for example small articles of automotive engineering or telecommunications, or watches. These materials can also be used for passive and active electromagnetic screens of the device or for screening grid materials for buildings as well as for apparel fabrics.
데이터 캐리어는, 폴리에스테르 포일, 폴리올레핀 포일 또는 폴리염화비닐 포일과 같은 포일로 제조될 수 있고, 본 발명의 장치를 이용하여, 이들 위에 전기 절연 구조체가 전해적으로 제조됨으로써 만들어 질 수 있다. 이를 위해, 상기 장치를 이용하여 금속화된 구조체를 구비하도록 제조된 포일은, 복수의 인쇄 패널의 생성된 구조체 패턴에 따라, 각 데이터 캐리어의 크기에 대응하는 별개의 포일 세그먼트로 분할된다. 집적회로는 포일 세그먼트와 증착된 집적회로에 전기적으로 접속된 금속 구조체에 증착될 수 있다. 접합 공정은 보다 상세하게는 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 집적회로는 캐리어가 제공되지 않은 칩 형태로서 증착될 뿐만 아니라, TAB 캐리어와 같은 캐리어에 증착되어 포일 상에 놓여질 수도 있다. 일단 집적회로가 전기적으로 접속되면, 포일 세그먼트는 가공된 데이터 캐리어 내 처리될 수 있고, 상기 세그먼트에는 다른 포일이 추가 적층되어 내부에 안테나가 접합된 카드를 형성하게 된다.The data carrier can be made of a foil, such as a polyester foil, polyolefin foil or polyvinyl chloride foil, and can be made by electrolytically producing an electrical insulating structure thereon using the apparatus of the present invention. To this end, the foils fabricated to have metallized structures using the device are divided into separate foil segments corresponding to the size of each data carrier, according to the resulting structure patterns of the plurality of printed panels. The integrated circuit may be deposited on a foil segment and a metal structure electrically connected to the deposited integrated circuit. The bonding process can be used in more detail for this purpose. The integrated circuit may be deposited as a chip without a carrier, as well as deposited on a foil such as a TAB carrier and placed on a foil. Once the integrated circuits are electrically connected, the foil segments can be processed in the machined data carrier, which further stacks another foil to form a card with an antenna bonded therein.
보다 상세하게는, 데이터 캐리어 상의 전기 절연성 구조체는 하기 방식으로 제조될 수 있다.More specifically, the electrically insulating structure on the data carrier can be manufactured in the following manner.
스트립 형태가 바람직하고 예컨대 20-50μ 범위의 두께와 20cm, 40cm 또는 60cm의 폭을 갖는 포일 재료가 저장드럼 둘레에 포일이 감겨진 채로 저장 드럼에 제공된다.A strip form is preferred and a foil material having a thickness in the range of 20-50 μm and a width of 20 cm, 40 cm or 60 cm, for example, is provided in the storage drum with the foil wrapped around the storage drum.
먼저, 스트립은 예컨대 활성제 바니시(activator varnish) 또는 활성제 페이스트(activator paste)가 포일의 표면에 인쇄되기 때문에 제조될 구조체가 제공되고 있다. 이를 위해, 상기 바니시 또는 페이스트는 예컨대 귀금속 성분, 보다 상세하게는 팔라듐성분, 바람직하게는 유기 팔라듐 복합체를 포함할 수 있다. 바니시 또는 페이스트는 또한 용제, 염료 및 요변성 약품(thixotropic agent)과 같은 추가의 현재 성분 뿐만 아니라 결합제를 포함한다. 바니시 또는 페이스트는 롤러를 지나 운반되는 포일 상에 롤러에 의해, 보다 상세하게는 오프셋(offset), 그라비어 인쇄(gravure) 또는 리소그래피 인쇄 공정(lithographic printing process)으로 인쇄되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 바니시 또는 페이스트는 저수통(reservior)으로부터 디스펜서 롤러 상으로, 디스펜서 롤러로부터 프린팅 롤러 상으로 그리고 프린팅 롤러로부터 포일 위로 운반된다. 과도한 바니시 또는 과도한 페이스트가 적절한 스크레이퍼를 이용하여 디스펜서 롤러와 프린팅 롤러로부터 제거된다. 프린팅 롤러는 예컨대 단단한 크롬(hard chromium)으로 도포될 수 있다. 포일은 효율적인 잉크인쇄(inking)를 위해 부드러운 상대 롤러("부드러운 롤러")에 의해 프린팅 롤러에 대해 가압된다. 활성제 인쇄 스테이션 다음의 스테이션에서, 포일에 인쇄된 잉크가 건조된다. 이를 위해, 스트립 형태 포일 재료가, 예컨대 IR 조사체 또는 핫 에어 덕터(hot air ductor)로 형성되거나 또는 활성제 바니시 또는 활성제 페이스트의 결합제가 UV 조사(바람직하게는 용매 없이)의 작용하에서 민감하게 건조하는 경우 UV 조사체를 구비하는 건조 경로를 통해 운반된다. 이들 건조장치는 건조 터널에 배치되는 것이 바람직한데, 이 건조 터널을 통해 스트립 형태 재료가 이송된다. 건조 스테이션을 통과한 후, 스트립 형태 재료는 보다 상세하게는 드럼으로 형성되는 다른 스트립 저장 시설에 도달한다. 재료가 풀려지는 제1 저장 드럼으로부터 재료가 재수집되는 제2 저장 드럼으로의 과정에서, 상기 재료는 릴에 걸쳐 안내되고 잡아 당겨진다(릴-대-릴 프로세스) .First, the strip is provided with a structure to be produced, for example, because an activator varnish or activator paste is printed on the surface of the foil. To this end, the varnish or paste may comprise, for example, a noble metal component, more particularly a palladium component, preferably an organic palladium composite. Varnishes or pastes also include binders as well as additional current ingredients such as solvents, dyes and thixotropic agents. The varnish or paste is preferably printed by means of a roller on a foil conveyed past the roller, more particularly in an offset, gravure printing or lithographic printing process. To this end, the varnish or paste is conveyed from the reservoir onto the dispenser roller, from the dispenser roller to the printing roller and from the printing roller onto the foil. Excess varnish or excess paste is removed from the dispenser roller and printing roller using a suitable scraper. The printing roller can be applied, for example, with hard chromium. The foil is pressed against the printing roller by a smooth mating roller (“soft roller”) for efficient ink inking. In the station following the active printing station, the ink printed on the foil is dried. To this end, strip-shaped foil materials are formed, for example, of IR irradiators or hot air ductors or the activator varnish or binder of the activator paste is sensitively dried under the action of UV irradiation (preferably without solvent). Case is carried through a drying path with UV irradiators. These drying devices are preferably arranged in a drying tunnel through which the strip-like material is conveyed. After passing through the drying station, the strip-like material arrives at another strip storage facility, more specifically formed as a drum. In the process from the first storage drum where the material is released to the second storage drum where the material is recollected, the material is guided and pulled over the reel (reel-to-reel process).
활성제 바니시 또는 활성제 페이스트가 인쇄된 스트립 형태 포일은 금속 구조체를 형성하기 위해 먼저 비전착성 금속 석출식으로 금속 도금된 후 전해 금속 도금된다.Strip-shaped foils printed with an activator varnish or activator paste are first metal plated by non-electrodeposition metal deposition and then electrolytic metal plated to form a metal structure.
이를 위해, 활성제 바니시 또는 페이스트로 인쇄된 포일은 저장 드럼으로부터 풀려져 처리 라인의 각종 연속하는 처리 스테이션을 통해 안내되고, 스트립 형태 재료가 (편향하는) 릴에 걸쳐 안내되고 잡아 당겨진다(릴-대-릴 방법). 원칙적으로, 재료의 추가적인 중간 저장 없이도, 스트립 형태 재료를 인쇄 프로세스에서 습식 화학 처리까지 직접적으로 이송하는 것이 가능하다.To this end, the foil printed with the active varnish or paste is unwound from the storage drum and guided through the various successive processing stations of the processing line, and the strip-like material is guided and pulled (reel-to-screw) over the (deflecting) reel. -Reel method). In principle, it is possible to transfer the strip-shaped material directly from the printing process to the wet chemical treatment without additional intermediate storage of the material.
제1 처리 단계에서 인쇄된 재료가 일반적으로 수소화붕소나트름(sodium boron hydride) 등과 같은 수용액, 디메틸 아미노 보레인(dimethyl amino borane)와 같은 아미노 보레인(amino borane) 또는 차아인산염(hypophosphite) 내의 강한 환원제로 이루어지는 환원반응기로 운반된다. 이 환원반응기에서, 바니시 또는 페이스트에 함유되는 산화된 귀금속(oxydated noble metal)이 금속성 귀금속, 예컨대 금속성 팔라듐으로 환원된다. 환원후, 스트립은 세척 스테이션으로 공급되어 과도한 환원반응기가 물 세척된다. 스프레이 싱크(spray sink)가 이를 위해 사용되는 것이 바람직하다. 다음에, 구리의 초박층(0.2 - 0.5 ㎛ 두께)이 활성제 구조체 위에 비전착성 금속 석출식으로 증착된다. 구조체 상의 구리 증착은 환원반응기 내에 형성된 귀금속 핵에 의해 시작되고, 구리는 비 인쇄 영역에 증착되지 않는다. 포름알데히드 뿐만 아니라 타르타르산염, 에틸렌 디아민 테트라아세테이트 또는 테트라키스-(프로판-2-올-일)-에틸렌 디아민(trakis-(propane-2-ol-yl)-ethylen diamine)을 포함하는 전류 배스가 구리 배스(copper bath)로 사용될 수 있다. 구리 도금후, 스트립 형태 재료는, 과도한 구리 배스가 물로 분무 세척하여 제거되는 세척 스테이션으로 이송된다.The material printed in the first processing step is generally strong in aqueous solutions such as sodium boron hydride and the like, amino borane or hypophosphite such as dimethyl amino borane. Conveyed to a reduction reactor consisting of a reducing agent. In this reduction reactor, the oxidized noble metal contained in the varnish or paste is reduced to metallic noble metals such as metallic palladium. After reduction, the strip is fed to a washing station where the excess reduction reactor is water washed. Spray sinks are preferably used for this purpose. Next, an ultrathin layer of copper (0.2-0.5 mu m thick) is deposited on the activator structure as a non-deposition metal deposition. Copper deposition on the structure is initiated by the precious metal nuclei formed in the reduction reactor, and copper is not deposited in the non-printed region. Current baths containing not only formaldehyde but also tartarate, ethylene diamine tetraacetate or tetrakis- (propane-2-ol-yl) -ethylene diamine Can be used as a bath (copper bath). After copper plating, the strip form material is sent to a washing station where excess copper bath is removed by spray washing with water.
다음에, 스트립 형태 재료가 본 발명의 장치에 공급되어 도전성 구조체는 추가의 구리로 선택적으로 코팅된다. 공지된 전해 구리 도금 배스 모두, 예컨대 피로포스페이트(pyrophosphate), 술폰산(sulphuric acid), 메탄 술폰산(methane sulfonic acid), 아미도 술폰산(amido sulfuric acid) 또는 테트라플루오로보릭산(tetrafluoroboric acid)을 포함하는 배스가 전해 구리 증착에 사용될 수 있다. 특별히 적합한 배스는 황산구리, 황산 및 소량의 염소 뿐만 아니라 유기황 성분, 폴리글리콜에테르(polyglycolether) 성분 및 폴리비닐알콜과 같은 첨가제를 포함하는 황산 배스이다. 황산 배스는 가능한 한 높은 캐소드 전류 밀도에서 대략 실온 부근에서 작동하는 것이 바람직하다. 포일 스트립이 본 발명의 장치를 통해 운반되는 속도가 1 m/min이면, 예컨대 10 A/dm2(활성 구조면)의 캐소드 전류 밀도가 조정되어 약 2 ㎛/min 의 속도로 구리가 증착되도록 조정될 수 있다. 길이가 약 2.5 - 7.5 m의 라인에 의해, 5 - 15㎛ 두께의 구리 층이 이 방식으로 증착될 수 있다.Next, strip-like material is supplied to the device of the present invention so that the conductive structure is selectively coated with additional copper. All known electrolytic copper plating baths include, for example, pyrophosphate, sulfonic acid, methane sulfonic acid, amido sulfuric acid or tetrafluoroboric acid. Can be used for electrolytic copper deposition. Particularly suitable baths are sulfuric acid baths comprising additives such as copper sulfate, sulfuric acid and small amounts of chlorine, as well as organic sulfur components, polyglycolether components and polyvinyl alcohol. The sulfuric acid bath is preferably operated at around room temperature at the highest cathode current density possible. If the rate at which the foil strip is conveyed through the device of the present invention is 1 m / min, then the cathode current density of 10 A / dm 2 (active structure surface) may be adjusted so that copper is deposited at a rate of about 2 μm / min. Can be. By a line of about 2.5-7.5 m in length, a 5-15 μm thick layer of copper can be deposited in this way.
전기 전류는 본 발명에 따른 장치의 포일 스트립과 애노드에 직류 또는 펄스 전류 형태로 공급될 수 있다. 후자의 경우가 가능한 한 높은 전류 밀도를 발생시키기에 유리한데 이는 양호한 특성(광택 같은 높은 표면 품질, 거칠기의 부족, 균일한 코팅 두께, 양호한 취성, 도전성)을 나타내는 구리층이 계속해서 이들 조건하에서 증착될 수 있기 때문이다. 이를 위해, 소위 역 펄스 전류, 즉 캐소드와 애노드 전류 펄스 모두를 구비하는 펄스 전류가 이용되는 것이 바람직하다. 원칙적으로, 단극성 펄스 전류가 당연히 바람직하다. 역 펄스 전류를 이용하여, 캐소드와 애노드 전류 펄스의 펄스 높이, 각 펄스 폭 및 필요시 중간 펄스 휴지(interpulse pause) 역시 증착 조건을 최적화하기 위해 또한 최적화된다.The electric current can be supplied in the form of direct current or pulsed current to the foil strip and the anode of the device according to the invention. The latter case is advantageous for generating current densities as high as possible, in which copper layers exhibiting good properties (such as high surface quality of gloss, lack of roughness, uniform coating thickness, good brittleness, conductivity) continue to be deposited under these conditions. Because it can be. For this purpose, it is preferred to use a so-called reverse pulse current, ie a pulse current with both cathode and anode current pulses. In principle, unipolar pulse currents are naturally preferred. Using reverse pulse current, the pulse height, angular pulse width and, if necessary, interpulse pause of the cathode and anode current pulses are also optimized to optimize deposition conditions.
본 발명의 장치에서 비용해성 애노드를 이용하여 전해 구리 도금이 실행되기 때문에, 구리 이온은 결과적으로 구리 애노드를 전해 용해함으로써 용해될 수 없다. 증착액 내의 구리 이온의 농도를 유지하기 위해서, 산화 환원 반응 시스템(redox system)의 성분, 보다 상세하게는 Fe2 + 및 FeSO4 및 Fe2(SO4)3 와 같은 Fe2+ 성분이 배스에 추가되는 것이 바람직하다. 배스에 포함된 Fe2 + 이온은 비용해성 애노드에서 산화하여 Fe3 + 이온을 형성한다. Fe3 + 이온은 금속성 구리편(재생 타워(regenerator tower))을 포함하는 다른 탱크로 운반된다. 재생 타워에서, 구리편은 Fe3 + 이온의 작용하에서 산화하여 Cu2 + 이온과 Fe2 + 이온을 형성한다. 두 반응(Fe2+ 이온의 애노드 산화에 의한 Fe3 + 이온의 형성과 구리편의 산화에 의한 Cu2 + 이온을 형성)이 동시에 진행되므로, 증착액의 구리 이온의 농도는 상당히 일정하게 유지될 수 있다.Since electrolytic copper plating is carried out using an insoluble anode in the apparatus of the present invention, copper ions cannot be dissolved as a result of electrolytic dissolution of the copper anode. In order to maintain the concentration of copper ions in the deposition solution, the components of the redox system, more specifically Fe 2 + and FeSO 4 And Fe 2 (SO 4 ) 3 Preferably, a Fe 2+ component such as is added to the bath. Fe 2 + ions contained in the bath is oxidized in the insoluble anodes to form Fe 3 + ions. Fe 3 + ions are carried to the other tank containing the metallic copper pieces (recovery tower (regenerator tower)). In the recovery tower, the copper pieces are oxidized under the action of the Fe 3 + ions to form Cu 2 + ions and Fe + 2 ions. Since the two reactions (Fe 2+ by anode oxidation of the ions by forming the copper oxide convenience of Fe 3 + ions Cu 2 + ions in the formation) in progress at the same time, the concentration of copper ions in the deposition solution can be kept fairly constant have.
포일 스트립이 본 발명의 금속 도금 장치를 통과한 후, 재료는 다시 분무 싱크로 안내되어 과도한 증착액이 세척된다. 그리고, 스트립 재료는 장치로 전달되고 구리가 변색하는 것을 방지하는 목적의 패시베이션(passivation) 수단과 접촉된다. 다른 저장 드럼에 스트립 형태의 포일 재료를 권취하기 이전에, 재료는 건조 스테이션에서 건조된다. 이를 위해, 사용된 장치는 활성제 바니시 또는 활성제 페이스트를 건조하기 위해 사용된 것과 유사한 것일 수 있다.After the foil strip passes through the metal plating apparatus of the present invention, the material is guided back to the spray sink to wash away excess deposition. The strip material is then transferred to the device and contacted with passivation means for the purpose of preventing copper from discoloring. Prior to winding the foil material in strip form into another storage drum, the material is dried in a drying station. For this purpose, the apparatus used may be similar to that used for drying the activator varnish or activator paste.
전술한 방법 단계를 실행하기 위해, 사용된 작업 스테이션에는 적합한 가이드와 운반 릴 또는 롤러 뿐만 아니라 필러 펌프, 화학약품용 투약 스테이션과 같은 처리액을 처리하는 장치 뿐만 아니라, 가열 및 냉각장치가 구비된다.In order to carry out the aforementioned method steps, the working station used is equipped with heating and cooling devices as well as devices for processing treatment liquids such as filler pumps, chemical dosing stations, as well as suitable guides and transport reels or rollers.
본 발명은 첨부 도면을 참조로 설명한다. The present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 두 변형예에 따른 수평방향 처리 라인의 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view of a horizontal processing line according to two modifications of the first embodiment of the present invention.
도 2는 제1 실시형태에서 수평방향 처리 라인의 단일 처리 모듈의 측단면도이다.2 is a side cross-sectional view of a single processing module of the horizontal processing line in the first embodiment.
도 3은 운반방향에서 볼 때 도 1에 따른 수평방향 처리 라인의 단일 처리 모듈의 절반의 단면도이다.3 is a cross sectional view of a half of a single processing module of the horizontal processing line according to FIG. 1 when viewed in a conveying direction;
도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 다른 변형예에 따른 수평방향 처리 라인의 단일 모듈의 측단면도이다.4 is a side cross-sectional view of a single module of a horizontal processing line according to another modification of the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 수평방향 처리 라인의 측단면도이다.5 is a side cross-sectional view of a horizontal processing line according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 따른 수평방향 처리 라인을 통한 단면도이다.6 is a cross-sectional view through the horizontal processing line according to FIG. 5.
도 7은 도 6의 수평방향 처리 라인의 상세도이다.FIG. 7 is a detailed view of the horizontal processing line of FIG. 6.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태의 다른 변형예에 따른 수평방향 처리 라인의 측단면도이다.8 is a side cross-sectional view of a horizontal processing line according to another modification of the second embodiment of the present invention.
도 9는 도 8의 수평방향 처리 라인의 변형예의 측단면도이다.9 is a side cross-sectional view of a modification of the horizontal processing line of FIG. 8.
도면의 상세한 설명을 위해, 금속이 본 발명에 따른 장치에서 스트립 형태 포일에 증착되고 캐소드 극성의 접촉수단과 상대 전극으로서 적용된 애노드가 이 목적을 위해 구비되는 것으로 가정한다. 또한, 이 장치는 다른 캐소드 처리 공정을 실행하기 위해 당연 이용될 수 있다. 또, 본 발명에 따른 장치는 예컨대 애노드 에칭(anodic etching), 크로마타이징(chromatizing) 또는 애노다이징(anodizing)(예컨대 애노드 전해 산화작용)을 위해 애노드 프로세스를 실행하기 위해 당연히 이용될 수 있다. 이 경우, 스트립 형태 포일은 애노드 극성이다. 캐소드는 상대 전극으로 사용된다.For the purposes of the drawings, it is assumed that a metal is deposited on the strip-shaped foil in the apparatus according to the invention and an anode applied as a counter electrode and cathode electrode of polarity is provided for this purpose. In addition, the apparatus can naturally be used to perform other cathode processing processes. Furthermore, the apparatus according to the invention can of course be used to carry out the anode process, for example for anode etching, chromatizing or anodizing (eg anode electrolytic oxidation). In this case, the strip-shaped foil is anode polarity. The cathode is used as the counter electrode.
후술하는 도면에서, 동일 참조번호는 동일 의미를 갖는다. In the drawings to be described later, the same reference numerals have the same meanings.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 제1 실시형태를 도시한다. 도면에 도시한 장치의 크기는 보다 상세하게는 장치의 실제 크기에 대략적으로 매칭될 수 있다. 이는 수 ㎝ 정도의 치수를 갖는 전기적으로 절연된 구조체가 처리되려면, 장치의 개별 모듈(M)은 운반 방향에서 볼 때, 수 ㎝의 길이를 갖는 것을 의미한다. 운반 방향에서 볼 때, 단일 모듈(M)의 길이는 예를 들어, 4.5㎝이다. 다양한 모듈의 길이[도 2의 크기(L)]는 포일 스트립(1)의 구조체의 크기에 의존한다. 개별 모듈(M)의 폭은 처리되는 포일(1)의 폭에 의존한다. 예컨대 60㎝의 폭을 갖는 포일 스트립(1)이 장치에서 처리되려면, 개별 모듈(M)은 또한 이와 비슷한 정도의 폭을 가져야 한다. 그 결과, 모듈(M)은 바람직하게는 포일(1)의 전체 폭에 걸쳐 운반 방향(도 1의 화살표로 지시된 운반 방향)에 대해 사실상 수직으로 연장하는 길다란 처리 장치이다.1 shows a first embodiment of a device according to the invention. The size of the device shown in the figures may be more closely matched to the actual size of the device in more detail. This means that in order for the electrically insulated structure having a dimension of several centimeters to be processed, the individual modules M of the apparatus have a length of several centimeters when viewed in the conveying direction. When viewed in the conveying direction, the length of a single module M is, for example, 4.5 cm. The length of the various modules (size L in FIG. 2) depends on the size of the structure of the
포일(1)은 바람직하게는 본원에 도시되지 않은 릴로부터 권취 해제되고 본 발명의 장치를 통해 이송된 후에, 도시되지 않은 다른 릴 주위에 둘러싸여지는(릴-대-릴) 스트립 형상으로 제공된다.The
처리 모듈(M)이 장치를 통해 진행하는 포일(1)의 이송 경로를 따라 배치되므로 포일(1)은 순차적으로 모듈(M)을 통해 이송되도록 한다. 모듈(M)의 수는 개별 모듈(M)에서 요구되는 처리 시간에 의존하고, 예를 들어, 포일 스트립(1)과 함께 2 m/분의 속도로 본 발명에 따른 장치를 통해 고속으로 이송되는 상태로 매우 두꺼운 구리층이 예를 들어, 두께 5 ㎛의 층에 증착되려면, 구리가 10 A/d㎡(2㎛ Cu/분)의 캐소드 전류 밀도에서 증착된다면 4.5 ㎝의 활성 길이를 갖는 약 110개의 모듈(M)이 서로 줄줄이 배치되는 것이 요구된다. 모듈(M)의 "활성 길이" 이라 함은, 금속이 이를 통과해 이송되는 포일(1) 상에 증착되는 모듈(M) 내의 영역의 길이로써 해석된다. The processing module M is arranged along the conveying path of the
도 1에 도시된 발명에 따른 장치는 3개의 처리 모듈(M)이 배치된 수집 탱크(12)로 구성된다. 수집 탱크(12)는 포일 스트립(1)이 이송되는 이송 경로와 평행하게 연장하는 두 개의 수직 측벽과 탱크 저부로 구성되고, 상기 벽들은 도면의 전방과 후방에서 운반 방향에 평행하게 각각 연장된다. 벽들은 또한 두 개의 수직 단부측에 제공되고, 상기 벽은 포일 스트립(1)이 수집 탱크(12)에 출입하도록 수평 방향으로 슬롯 가공된다. 이는 수집 탱크(12)의 좌측 및 우측 각각에서 도 1에 도시된다. The apparatus according to the invention shown in FIG. 1 consists of a
포일 스트립(1)은 좌측벽의 입구벽에 제공된 수평방향 슬롯을 통해 수집 탱크(12)로 들어오고 수평 방향 및 수평 배향으로 수집 탱크(12)를 통해 이송된다. 포일 스트립(1)은 운반 방향과 평행하게 배향된 스트립(1)의 측방향측 경계 상에서 포일 스트립(1)의 표면으로부터 액체가 흘러 제거되는 것을 돕기 위해 운반방향에 대하여 수직방향으로 안내될 수 있다. 포일은 운반 방향으로 줄줄이 배치된 3개의 처리 모듈(M)을 통해 이송된다. 포일 스트립(1)이 마지막 모듈(M)을 통해 이송된 후에, 출구벽에 제공된 수평방향 출구 슬롯을 통해 수집 탱크(12)로부터 배출된다.The
포일 스트립(1)은 운반 수단에 의해 수집 탱크 내로 진행되고 또한 이에 의해 안내된다. 운반 수단은 예를 들어, 접촉 롤러(6)와 밀봉롤러(7)이며, 이들 롤러가 모터 구동되는 것이라면 이후에 보다 상세하게 설명된다. 이들 롤러에 부가하여, 운반 방향에 사실상 수직인 이송 경로에 걸쳐 연장하는 모터 구동축에 고정된 운반 휠 또는 동일한 방식으로 배치된 운반 롤러와 같은 도시되지 않은 다른 운반 수단이 제공될 수 있다. 축 상의 운반 휠은 포일 스트립(1)의 전체 폭에 걸쳐 분포될 수 있거나 또는 예를 들어 포일 스트립(1)의 경계 영역에만 배치될 수 있다. 스트립(1)을 안내하여 운반 방향에 정확하게 평행하게 하기 위해, 운반 수단이 또한 일직선상에서 스트립(1)의 높이 안내를 보장하도록 이송 경로로부터 또는 운반 방향에 수직인 바람직한 축방향으로부터 약간 일탈될 수 있다. 도면에 도시되지 않고 스트립의 정확한 위치를 연속적으로 검출하는 센서들은 동일한 이송 경 로 상에 포일을 계속적으로 유지하기 위해 운반 및/또는 안내 롤러의 배향을 변형시키도록 한다.The
처리 모듈(M)을 빠져나가는 처리액은 수집 탱크(12)의 하부에 축적된다. 수집 탱크(12)의 액체 높이는 도면부호 15로 지시된다.The treatment liquid exiting the treatment module M is accumulated in the lower portion of the
장치 내의 개별 모듈(M)은 동일하거나 상이하게 구성될 수 있다. 본 경우에는 이들은 동일한 구성이다.The individual modules M in the device can be configured identically or differently. In this case they are of the same configuration.
각각의 처리 모듈(M)은 포일 스트립(1)의 운반면의 각각 위아래로 배치된 천정부 및 저부를 포함한다. 모듈(M)의 벽은 도면부호 10으로 지시된다. 이들 두 부분은 처리액으로 채워진 상부 전해 셀(2)과 하부 전해 셀(3)을 형성한다. 이들 두 부분은 사실상 동일한 원리에 따라 만들어진다. 두 부분은 운반면을 향해 배향되고 운반면에 평행하게 그 양측에 배치된 애노드(4)를 포함한다. 모듈(M)에서, 애노드(4)는 적절한 홀더(5)에 의해 모듈 하우징에 고정된다. 운반면으로부터 볼 때 이러한 측면에 위치된 애노드(4)의 겉면에는, 포일 스트립(1)과 애노드(4) 사이의 접촉을 방지하기 위해 이온 투과성 코팅(절연층)(13)이 제공된다. 코팅(13)이 없으면, 애노드(4)와 포일 스트립(1) 사이의 간격이 바람직하게는 매우 작게 선택되기 때문에 둘 사이의 접촉이 쉽게 발생될 수 있다. 이러한 작은 간격은 전기 도전성 구조체 상의 상이한 지점에서의 불균일한 전해 처리를 상당히 방지하도록 하여, 비교적 높은 전류 밀도가 조정가능하다.Each processing module M comprises a ceiling and a bottom disposed respectively up and down the carrying surface of the
모듈(M) 내에는, 전해질 공급 라인(11)을 경유하여 모듈(M)의 두 부분의 내부 공간으로 공급되는 처리액이 있다. 그 결과, 모듈(M) 내에 위치한 스트립(1)과 애노드(4)는 처리액과 접촉하여 전류가 상호 전기적으로 절연된 애노드(4)와 스트립(1)의 구조체 사이에서 유동하도록 한다.Within the module M is a processing liquid which is supplied to the internal spaces of the two parts of the module M via the
상호 전기적으로 절연된 구조체들을 전기적으로 접속시키기 위해, 포일 스트립(1)은 전해 셀(2, 3)의 외측에서 본 발명에 따라 전기적으로 접속된다. 애노드(4)가 큰 균질 전기장(전해 영역)을 제공하는 스트립(1) 상의 영역에 매우 근접한 스트립(1)을 전기적으로 접속시키기 위해, 서로 전기적으로 절연된 포일(1) 상의 구조체는 여전히 또는 이미 전술한 영역 내에 위치하면서 접촉 수단과 전기적으로 접속된다. 이는 연속적인 전해 처리를 가능하게 한다.In order to electrically connect the mutually insulated structures, the
도 1에 도시된 경우에서, 접촉 롤러(6)는 좌측 모듈(M)의 하류 및 상류에 제공되고 접촉 브러시(14)는 우측 모듈(M)의 하류 및 상류에 제공되는데, 이들 접촉 롤러 및 브러시는 접촉 수단으로써 채용되고 이송 경로의 전체 폭에 걸쳐 운반 방향에 대해 사실상 수직으로 배향된다.In the case shown in FIG. 1, the
접촉 롤러(6)는 보다 상세히는 금속롤러, 예를 들어 외부 접촉 표면이 특수한 강 또는 구리로 제조된 롤러 또는 전기 도전성의 탄성 표면을 갖는 롤러일 수 있다. 후자의 경우, 롤러(6)의 표면은 예를 들어, 금속 입자의 삽입에 의해 전기 도전성을 갖는 탄성 플라스틱 코팅을 구비할 수 있다.The
접촉 브러시(14)는 예를 들어, 브러시 기부(base) 상에 고정된 구리 또는 그래파이트(graphite)로 제조된 파이버일 수 있다. 파이버는 부가적으로로 파이버 샤프트에서 전기적으로 절연될 수 있다.The
접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)로부터 서로 전기적으로 절연된 구조체와 처리액을 경유하여 애노드(4)로 전류를 흐르게 하기 위해, 도시되지 않은 전류 공급원이 활용되는데, 극(pole)은 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)에 또는 애노드(4)에 접촉된다.A current source, not shown, is utilized to flow current from the
도 1에 도시된 경우에, 스트립(1)은 전기 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)가 처리액과 접촉하지 않는 상태로 상기 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)에 의해 전기적으로 접촉된다. 이를 위해, 접촉 롤러(6)와 접촉 브러시(14)는 처리액을 포함하는 모듈(M)의 영역의 외측에 위치된다.In the case shown in FIG. 1, the
밀봉 롤러(7)가 또한 제공되는데, 상기 밀봉 롤러는 처리액이 모듈(M)의 내부 공간으로부터 배출되는 것과 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)에 도달하는 것이 상당히 방지한다. 여기서, 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)가 처리액과 접촉하면, 금속은 이에 증착될 수 있다. 이는 바람직하지 않다. 밀봉 롤러(7)는 바람직하게는 탄성이고 포일 스트립(1)의 표면에 대해 가압된다. 그 결과, 이들은 스트립(1)의 표면에 대해 단단히 끼워맞춤된다. 접촉 롤러(6) 및 접촉 브러시(14)와 유사하게, 이들은 운반 방향에 대해 수직으로 배치되고 포일 스트립(1)의 이송 경로의 전체 폭에 걸쳐 분포된다. A sealing
또한, 탄성 밀봉 벽(9)이 처리액 배출에 대해 모듈 하우징을 밀봉하기 위해 제공된다. 이를 위해, 밀봉 벽(9)은 바람직하게는 밀봉 롤러(7)에 대해 접하도록 가압하는 액체 기밀식 밀봉부를 제공하도록 모듈 하우징의 셀 벽(10)에 대해 고정된다. 밀봉 롤러(7)가 모듈(M) 내의 밀봉 벽(9)의 하류에 배치되는 경우, 밀봉 벽은 기계적인 마찰과 전해 셀 내의 액체의 정압(static pressure)에 따라 밀봉 롤러 의 회전에 의해 밀봉 롤러(7)쪽으로 끌어당겨져서, 액체가 없는 공간 내로의 처리액의 누출에 대한 모듈(M)의 효과적인 밀봉을 제공한다. 이에 반해, 상류에 배치된 밀봉 롤러(7)와 밀봉 벽(9)의 경우, 밀봉 벽(9)은 밀봉 롤러의 회전에 의해 밀봉 롤러(7)로부터 연속적으로 승강되어, 액체 누출에 대한 효과적인 밀봉이 제공될 수 없다. 따라서, 보조 밀봉 롤러(8)는 모듈(M)의 입구 영역에 부가적으로 제공되고, 상기 보조 롤러는 바람직하게는 밀봉 롤러(7)와 유사한 탄성 표면을 갖도록 구성되어 밀봉 롤러(7)에서 롤링된다. 이 경우, 밀봉 벽(9)은 보조 밀봉 롤러(8)에 대해 끼워맞추어지고, 액체의 누출에 대해 모듈(M)을 효율적으로 밀봉한다.In addition, an
운반 방향에 평행한 방향으로 연장하는 모듈(M)의 일측에서는, 밀봉 립부(도시생략)가 구비되어 처리액의 누출에 대해 밀봉을 제공한다. 이러한 영역에는 전기 도전성 구조체용의 접촉 수단이 없기 때문에, 효율적인 밀봉이 절대적으로 필요하지는 않다.On one side of the module M, which extends in a direction parallel to the conveying direction, a sealing lip (not shown) is provided to provide a seal against leakage of the processing liquid. Since there is no contact means for the electrically conductive structure in this region, efficient sealing is not absolutely necessary.
모듈(M)의 천정부는 장치 내로 포일을 도입하기 위해 제거 가능하도록 구성된다. 모듈의 하부에 장착된 상응하는 홀딩요소(도시생략)들은 정상 작동 동안 천정 모듈부를 고정식으로 유지하도록 하고, 예를 들어 신속 해제식 윙 너트를 이용하여 단단히 앵커링된다. The ceiling of the module M is configured to be removable to introduce the foil into the device. Corresponding holding elements (not shown) mounted to the bottom of the module allow to securely hold the ceiling module portion during normal operation and are anchored tightly, for example using quick release wing nuts.
도 2는 표면을 넘쳐 흐르는 처리액으로 배스 표면 높이(15)까지 충전된 수집 탱크(12)의 모듈(M)의 단면을 도시한다. 포일 스트립(1)은 일 단부벽의 수평방향 슬롯을 통해 수집 탱크(12)로 진입하여, 우선 재료의 양측을 경유하여 접촉 브러시(14)와 전기 접촉한다. 전류는 브러시(14)를 경유하여 스트립(1) 상의 전기 도전 성 구조체로 공급된다. 브러시(14)는 스트립(1)의 전체 폭에 걸쳐 사실상 연장되어, 스트립(1)의 전체 구조체에는 전류가 공급될 수 있다. 모든 구조체들이 브러시(14)를 통과하여 안내됨에 따라 브러시 파이버에 의해 접촉되는 것이 중요하다. 구조체가 운반 방향으로 연장됨에 따라, 이들은 브러시와 전기 접속되는 동시에 전해 셀(2, 3)의 애노드(4)의 전기장 내에 위치된다.FIG. 2 shows a cross section of the module M of the
브러시(14)와 그 하류에 매우 근접하여 스트립(1)의 양측에 배치된 밀봉 롤러(7)가 제공된다. 보조 밀봉 롤러(8)는 부가적으로 밀봉 롤러(7) 상에서 롤링되고, 밀봉 벽(9)은 접하는 방식의 밀봉을 제공한다. 탄성 밀봉 벽(9)은 모듈(M)의 셀 벽(10)에 고정된다. 처리액은 수집 탱크로부터 전해질 공급 라인(11), 펌프 및 파이프라인(도시 생략)을 경유하여 모듈(M)의 내부 공간으로 공급된다. 과잉 처리액은 셀 벽(10)에 제공된 전해질 배출 라인(17)을 경유하여 수집 탱크로 복귀한다.There is provided a sealing
밀봉부를 통과해 진행된 후에, 포일 스트립(1)은 운반면의 위아래에 배치된 애노드(4)의 전기장에 노출된 모듈(M)의 내부 공간으로 진입한다. 애노드(4)는 예를 들어 백금 도금된 티타늄의 망상 연신된 금속판(expanded metal)으로 제조된다. 이온 투과성 코팅(13)은 운반면과 애노드(4) 사이에 위치되고, 상기 코팅은 전기 도전성 구조체와 애노드(4)의 접촉으로 발생하는 전기적인 단락을 방지한다. After going through the seal, the
포일 스트립(1)이 모듈(M)을 통과한 후에, 이는 액체가 모듈(M)로부터 배출되는 것을 방지하는 한 쌍의 다른 밀봉 롤러(7)를 통과하도록 진행된다. 밀봉 벽(7)에 대해 접하도록 끼워맞추어지고 셀 단부 벽(10)에 고정되는 밀봉 벽(9)은 액체의 누출에 대해 내부 공간을 부가적으로 밀봉한다. 스트립이 밀봉 롤러(7)를 통 과하면, 이는 다른 접촉 롤러(6)와 접촉하게 된다. 그 결과 서로에 대해 전기적으로 절연되며, 모듈(M)을 통해 이송됨에 따라 더 이상 접촉 브러시(14)와 접촉되지 않게 되었던 구조체는 다시 전기적으로 접속된다.After the
도 3은 도 1의 "A"로 지시된 방향에서의 절반의 단면도이다. 그러므로, 도 1의 설명에서 언급되고 상응하는 도면 번호를 붙인 구성 요소들을 참조한다.3 is a cross-sectional view of half in the direction indicated by "A" in FIG. Therefore, reference is made to the components mentioned in the description of FIG. 1 and numbered correspondingly.
수평 운반면에서 안내되는 포일 스트립(1)의 어느 하나 측에서, 수평방향으로 배향되고 애노드 홀딩장치(5)에 장착된 애노드(4) 뿐만 아니라 애노드(4)에 대해 직접적으로 부착되는 이온 투과성 절연체(13)는 단면도에서 셀 벽(10)으로 지시된 모듈(M)에 도시된다. 애노드(4) 및 포일 스트립(1)은 전해 셀(2, 3)을 형성한다.On either side of the
또한, 수평으로 장착된 밀봉 롤러(7)는 정면도에서 보여질 수 있는데, 이러한 롤러는 셀 벽(10) 중 어느 하나에서 베어링(16)에 장착된다. 밀봉 롤러(7)의 각각의 외형은 밀봉 벽(9)에 의해 커버되어 점선으로 도시된다. 밀봉 벽(9)은 운반면을 향하여 연장되고 밀봉 롤러(7)에 대해 접하도록 맞추어진다. 이들은 액체 기밀식 밀봉을 제공하도록 셀 단부 벽(10)에 고정된다.In addition, the horizontally mounted sealing
처리액은 수집 탱크(12)로부터 전해질 공급 라인(11)과 (도시생략된) 펌프 및 파이프라인을 경유하여 모듈(M)의 내부 공간으로 공급되고, 전해질 배출 라인(17)을 경유하여 넘쳐흐르도록 한다. 넘쳐흐른 액체는 [배스 표면 높이(15)로 지시된] 수집 탱크(12)의 집액통(sump)에서 축적된다. The treatment liquid is supplied from the
도 4는 수집 탱크(12) 내의 모듈(M)의 다른 바람직한 실시예를 도시한다. 도면은 도 2에 도시된 방향에 대응된다.4 shows another preferred embodiment of the module M in the
도 2에 도시된 모듈(M)과 대조함에 따라, 이온 투과성 코팅(13)은 통과하는 포일 스트립(1)과 직접 접촉된다. 코팅(13)은 접촉 브러시(14)에 대해 처리 모듈(M)의 내부 공간을 밀봉하는 기능을 동시에 수행한다. 처리액이 코팅(13)을 통해 접촉 브러시(14)에 직접적으로 도달하는 것을 방지하기 위해, 모듈(M)의 내부 공간은 부가적인 내부 파티션 벽(24)에 의해 경계를 갖는다. 이들 내부 파티션 벽(24)에서, 코팅(13)이 액체 기밀을 위해 입구측과 배출측에서 고정된다. 코팅(13)은 이송 경로쪽을 따라 연장하는 셀 벽(10)에 부가적으로 고정될 수 있다. 작업편(1)이 모듈(M)의 내부 공간의 최외부 영역만큼 멀리 연장되지 않기 때문에, 이러한 부가의 고정은 절대적으로 필요하지는 않다.In contrast to the module M shown in FIG. 2, the ionically
전해질 공급 라인(11)을 경유하여, 처리액은 망상 연신된 금속판으로부터 형성된 애노드(4)에 운반되고, 코팅(13)으로 공급되기 전에 이를 횡단한다. 코팅(13)이 스폰지형 또는 액체 흡수 물질로 형성되기 때문에, 이들은 포화되어 애노드(4)와 스트립 재료(1) 사이의 전해 접촉을 형성한다. 잉여 처리액은 운반 방향에 대한 횡단방향으로 수집 탱크(12)로 다시 유동될 수 있다.Via the
모세관력 및 압착력에 의해 액체는 내부 파티션(24)의 입구 및 출구 영역의 절연 코팅(13) 내부에 사실상 보유되기 때문에, 액체가 모듈(M)을 빠져나갈 위험이 감소된다. 처리 모듈(M)을 빠져나갈 수 있는 액체의 잔여량은 입구 및 출구측의 모듈의 셀 벽(10)과 파티션 벽(24)에 의해 형성된 공간을 경유하여 전해질 배출 라인(17)을 통해 수집 탱크(12)의 집액통 내로 하향으로 배출된다. 그 결과, 밀봉 립(23)은 접촉 브러시(14)에 액체가 거의 없도록 한다. 출구측(하류)에서, 두 개의 밀봉 립(23)이 처리 모듈(M)의 벽(10)에 제공될 수 있는데, 스트립(1)의 전방 이동 때문에 입구 영역에서보다도 출구측에서 모듈(M)로부터 처리액이 배출되는 것이 용이하므로 처리액이 모듈(M)을 빠져나가는 것을 방지하기 위해 밀봉 립이 내부 및 외부 셀 벽(10)에 고정된다. 그 결과, 접촉 브러시(14)(또는 선택적으로 접촉 롤러(6))와 전해 셀(2, 3) 사이에 제공된 간격은 매우 작다. 코팅(13)이 작업편(1)과 접촉함으로써 야기되는 마찰이 스트립(1)을 신장시키는 것을 방지하기 위해, 운반 롤러(25)가 각각의 모듈(M)의 앞 또는 뒤에 제공될 수 있다. 보다 상세히는 하부 모듈 셀(3)의 압력을 조절하기 위해, 제어 밸브가 배출 라인(17)의 파이프라인 내로 장착될 수 있는데, 이러한 제어 밸브는 상기 셀(2, 3)에 제공된 센서를 통해 셀(2, 3) 내부의 압력을 일정하게 조정한다.Because of the capillary and compressive forces that the liquid is substantially retained inside the insulating
절연 코팅(13)이 계속하여 포일 스트립(1)에 닿아 작업편(1)의 확산층을 방해하기 때문에, 이러한 실시 변형은 특히 높은 전류 밀도를 조정하도록 한다.Since the insulating
도 5는 제2 실시예의 본 발명에 따른 수평방향 처리 라인을 통해 본 단면도이다. 처리 라인은 동일한 구조체의 3개의 처리 모듈(M)이 배치된 수집 탱크(12)를 포함한다. 처리 모듈(M)은 장치를 통한 포일 스트립(1)의 이송 경로측을 따라 배치되어, 포일 스트립(1)이 차례로 모듈(M)을 통해 이송되도록 한다. 개별 처리 모듈(M)은 사실상 접촉 롤러(6), 이온 투과성 절연체(13)를 포함하는 애노드(4), 애노드 홀더(5) 및 처리액(전해질)을 포함한다. 처리액은 접촉 롤러(6)의 아래에 놓여진 배스 표면 높이(15)의 정도까지 수집 탱크(12)에 충전된다.Fig. 5 is a sectional view through the horizontal processing line according to the present invention of the second embodiment. The treatment line comprises a
롤러(6)는, 접촉 롤러와 유사하게 운반을 보조하기 위해 모터 구동될 수 있는 편향 롤러(18)에서 사실상 수평방향으로 공급된 포일 스트립(1)이 제1 모듈(M) 내부로 이송되고, 접촉 롤러(6) 사이를 수직방향으로 이동 통과하여 처리액 내부에 이르게 되는 방식으로 배열된다. 포일 스트립(1)의 양측은 두 개의 접촉 롤러(6)와 전기적으로 접속된다. 애노드(4)는 불용성 금속의 플러드 애노드로 구성되는데, 그 내부 공간으로부터 신선한 전해질이 증착 프로세스용으로 연속적으로 공급된다. 플러드 애노드는 절연체(13)를 통과하여 포일 스트립(1)을 이송하는데 절연체에서는 전해질로부터 빠져나오기 전에 포일 스트립이 금속 도금되며, 배스 표면 높이(15) 위에 위치되는 다른 접촉 릴(6)에서 다시 접촉된다. 다른 편향 릴(18)에 의해 선회된 후에, 포일 스트립(1)은 제2 모듈(M)을 통해 이송되고, 제3 편향 릴(18)에 의해 다시 뒤집어진 후에, 제3 모듈(M)을 통해 진행된다. 제3 모듈(M)을 통과하여 진행된 후에, 포일은 처리 라인으로부터 최종적으로 수평방향으로 인출되기 전에 제4 편향 릴(18)에 의해 다시 선회된다.The
도 6은 도 5에 따른 수평방향 처리 라인의 두 개의 모듈(M)의 세부 해결책의 단면을 도시하고, 각각의 모듈(M)의 절반만이 도시된다.FIG. 6 shows a cross section of a detailed solution of two modules M of the horizontal processing line according to FIG. 5, with only half of each module M shown.
이러한 경우, 장치는 부가의 요소 부품, 즉, 슬롯과 밀봉 립(23)(도 7에 도시됨)을 갖는 파티션 부재(21)와 핀치 롤러(22)를 특징으로 한다. 이들 요소 부품은 처리액으로부터 접촉 롤러(6)를 보호하도록 제공된다. 핀치 롤러(22)는 특히 얇게 구성되는 접촉 롤러(6)의 기계적인 안정성을 증가시키도록 제공된다. 접촉 롤러(6)에 대해 직접적으로 맞추어지는 핀치 롤러(22)는 롤러(6)가 탄성일 때 이들 을 함께 가압될 수 있어서, 접촉 롤러(6)가 매우 작은 직경을 갖는 경우에도 전류가 잘 전달될 수 있도록 한다. 이는 다시 애노드(4)와 접촉 롤러(6) 사이의 간격을 보다 감소시키도록 한다.In this case, the device is characterized by a
특별한 실시예에서, 핀치 롤러(22)는 또한 상대 전극의 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해 예를 들어, 도면에 도시되지는 않았지만 롤러형 애노드(4)의 도전성 애노드 표면에 좁은 스트립 형상으로 증착된 스파이럴 코팅을 갖는다. 스파이럴형 나선 사이의 간격은 노출된 상태로 남아있다. 스프링형으로 증착된 코팅은 접촉 롤러(6) 상에서 롤링되어, 이들 작업편(1)에 대해 가압한다. 스파이럴 형상 덕분에, 애노드로써 작용하는 핀치 롤러(22) 상의 존재하지 않거나 단지 작은 면적의 이온 투과성 코팅의 스크린 효과는 작업편(1)의 다른 지점에서 계속적으로 그 효과를 작용하고, 이들이 불균일하게 코팅되는 것을 방지한다. 어느 하나의 모듈로부터 다른 모듈로 오프셋되도록 애노드에 장착된 링형 절연체를 이용하여 동일한 효과가 얻어진다.In a particular embodiment, the
접촉 롤러(6)가 처리액의 튐(splash)에 의해 금속도금되는 것을 방지하기 위해, 액체의 표면은 통로 개구로서 작용하는 슬롯을 포함하는 파티션 부재(21)에 의해 완전하게 커버된다. In order to prevent the
전해질 처리 동안, 포일 스트립(1)은 제1 모듈(M)의 절연체(도시 생략)를 포함하는 개략적으로 나타낸 애노드(4)를 통과하고, 애노드(4)는 접촉 롤러(6)와 사실상 접촉한다. 포일 스트립(1)은 도 5와 유사하게 애노드(4)의 외측의 처리액과 접촉하지 않고 애노드(4)의 내부 공간으로부터 파티션 부재(21)의 슬롯을 통해 접 촉 롤러(6)에 직접적으로 공급된다. 그 결과, 동반되는 처리액량은 최소화된다. 그 다음에, 포일 스트립(1)은 편향 롤러(18)에서 선회되고 제2 모듈(M)로 이송된다. 따라서, 포일 스트립은 접촉 롤러(6)에서 다시 전기적으로 접촉되고 추가의 금속화를 위해 파티션 부재(21)의 슬롯을 통해 애노드(4) 내로 도입된다.During the electrolytic treatment, the
도 7은 도 6의 수평방향 처리 라인의 모듈(M)의 세부 해결책의 개략 상세도를 도시한다.FIG. 7 shows a schematic detail view of a detailed solution of module M of the horizontal processing line of FIG. 6.
포일 스트립(1)은 애노드(4)에 매우 근접하여 이격된 접촉 롤러(6)들 사이와 파티션 부재(21)의 슬롯에 배치된 밀봉 립(23) 사이를 통과한다. 파티션 부재(21)가 처리액으로부터 접촉 롤러(6)를 효과적으로 보호할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서 밀봉 립(23)은 예를 들어 배스 표면 높이의 변화라는 결과가 되는 바람직하지 않은 액체 누출을 방지한다.The
도 8은 다른 변형에서 본 발명에 따라 수평방향 처리 라인의 제2 실시예의 측단면도를 도시한다. 처리 라인은 다양한 애노드와 캐소드 배열에 의해 각각 특징지워지는 3개의 상이한 모듈(M1, M2, M3)을 갖는 수집 탱크(12)로 구성된다.8 shows a cross-sectional side view of a second embodiment of a horizontal processing line in accordance with the present invention in another variation. The processing line consists of a
처리 모듈은 장치를 통해 안내되는 포일 스트립(1)의 이송 경로측을 따라 배치되어 포일 스트립(1)이 모듈(M1)에서 시작해서 개별 모듈을 통해 순차적으로 통과 가능하다. 편향 릴(18)은 모듈 이전에 그리고 이들 모듈 사이에 배치된다. The processing module is arranged along the conveying path side of the
포일 스트립(1)은 편향 릴(18)에 의해 모듈(M1) 내부로 도입된다. 모듈(M1)은 사실상 이온 투과성 절연체(13)를 갖는 피봇식 애노드 롤러(4)와, 처리액 내로 부분적으로 침지되는 애노드(4)로 구성된다. 액체 표면 높이는 도면부호 15로 지 시된다. 애노드 롤러(4)와 포일 스트립(1) 사이의 코팅(13)은 절연용으로 제공되고, 따라서 롤러(4)의 내부 공간으로부터 제공된 처리액이 공급될 수 있다. 모듈(M1)은 또한 접촉 롤러(6)가 처리액으로 적셔지는 것을 보호하는 커버 캡(20)을 포함한다. 이러한 커버 캡(20)에서, 애노드(4)에 대해 전기적으로 절연된 단일 제1 접촉 롤러(6)가 포일 스트립(1)의 운반 방향에서 볼 때 애노드(4)의 상류에 배치되고, 애노드(4)에 대해 전기적으로 절연된 제2 접촉 롤러(4)가 애노드(4)의 하류에 배치된다. 바람직하게는 상기 모듈(M1)은 포일 스트립(1)이 일측에만 금속으로 도금될 때 이용된다. 애노드 홀더(5)와 접촉 롤러(6)는 보다 조밀한 구조체를 위해 일 유닛 내로 합체된다.The
금속도금 완료 후에, 포일 스트립(1)은 모듈(M1)로부터 편향 릴(18)을 경유하여 제2 모듈(M2)로 이송된다. 모듈(M2)은 이온 투과성 절연체(13)를 갖는 피봇식 애노드 롤러(4)와, 또한 액체 표면 높이(15)로부터 돌출되고 포일 스트립(1)의 배향과 일치하는 이온 투과성 절연체(13)를 갖는 만곡식 애노드(4')로 구성된다. 애노드 배열의 상류 및 하류에는 애노드(4)에 대해 전기적으로 절연되도록 커버 캡(20)에 배치된 두 개의 동일한 접촉 배열이 위치된다. 이들 배열은 접촉 롤러(6)와 접촉 롤러(6)의 대향측에 위치된 접촉 브러시(14)로 구성된다.After the metal plating is completed, the
포일 스트립(1)이 모듈(M2)의 양측에서 도금된 후에, 편향 릴(18)을 경유하여 제3 모듈(M3) 내로 이송된다. 접촉 롤러(6)는 접촉 브러시(14) 대신에 이용되고, 이러한 접촉 롤러는 애노드(4")와 동일한 지지 아암에 장착되며 애노드에 대해 전기 절연된다. 만곡식 애노드(4")의 형상은 명백하게 회전식 애노드(4)와 일치한 다. 이러한 모듈(M3)은 애노드(4")와 작업편(1) 사이의 접촉이 애노드(4')에서 균일하고 길기 때문에 접촉 브러시의 이용이 배제될 때 바람직한 실시예를 구성하고, 따라서, 보다 균일한 코팅을 야기한다. 제3 모듈(M3)의 처리 완료시에, 포일 스트립(1)은 편향 롤러(18)를 경유하여 처리 라인으로부터 이송된다.After the
도 9는 도 8의 수평방향 처리 라인의 변형예의 측단면도를 도시한다.9 shows a cross-sectional side view of a variant of the horizontal processing line of FIG. 8.
동일한 모듈(M4, M5)은 사실상 도9에 도시된 모듈(M3)과 유사하고, 하부 만곡식 애노드(4")는 이로부터 제거되어 있다. 모듈은 포일 스트립(1)이 양측에서 코팅되는 경우에 이용하는 것이 적절하다. 모듈(M4, M5)에서, 접촉 롤러(6)는 전기적으로 절연되는 방식으로 애노드 홀더(5)에 장착된다.The same modules M4, M5 are substantially similar to the module M3 shown in Fig. 9, and the lower
도시된 다양한 실시예는 전술한 것과 다른 방식으로 또한 합체될 수 있다. 도 7에 도시된 밀봉 립(23)을 갖는 밀봉 부재가 또한 도 8 및 도 9에 도시된 변형예에서 이용될 수 있다.The various embodiments shown may also be incorporated in other ways than described above. A sealing member having a sealing
본원에서 도시된 예 및 실시예들은 도시의 목적만을 위한 것이고, 이러한 견지에서 다양한 변형 및 변경뿐만 아니라 본 출원에서 설명된 특성들의 조합은 해당 기술 분야의 종사자들에게 제안될 수 있는 바, 이는 본 발명의 명세서와 첨부된 청구범위의 범주 내에 포함되어야 한다. 인용된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 참조로써 본원에 합체된다.The examples and embodiments shown herein are for the purpose of illustration only, and various modifications and changes as well as combinations of the features described in this application may be suggested to those skilled in the art. It should be included within the scope of the specification and appended claims. All publications, patents, and patent applications cited are hereby incorporated by reference.
참조번호Reference number
1 : 작업편(포일 스트립)1: Work piece (foil strip)
2 : 상부 전해 셀 2: upper electrolytic cell
3 : 하부 전해 셀 3: bottom electrolytic cell
4 : 상대 전극, 애노드4: counter electrode, anode
5 : 상대 전극 홀더, 애노드 홀더5: counter electrode holder, anode holder
6 : 접촉 전극, 접촉 롤러6: contact electrode, contact roller
7 : 밀봉 롤러7: sealing roller
8 : 보조 밀봉 롤러8: secondary sealing roller
9 : 밀봉 벽9: sealing wall
10 : 모듈 벽, 셀 벽10: modular wall, cell wall
11 : 전해질 공급 라인11: electrolyte supply line
12 : 수집 탱크12: collection tank
13 : 이온 투과성 절연 코팅13: ion permeable insulation coating
14 : 접촉 브러시14: contact brush
15 : 배스 표면 높이15: bath surface height
16 : 밀봉 롤러 베어링16: sealed roller bearing
17 : 전해질 배출 라인17: electrolyte discharge line
18 : 편향 롤러18: deflection roller
19 : 상부 애노드 홀더용 베어링 표면19: bearing surface for the upper anode holder
20 : 커버 캡20: cover cap
21 : 파티션 부재21: partition member
22 : 핀치 롤러22: pinch roller
23 : 밀봉 립23: sealing lip
24 : 내부 파티션 벽24: internal partition wall
25 : 구동 롤러25: drive roller
M, M1-M5 : 처리 모듈M, M1-M5: Processing Module
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