NL1032174C2 - Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting, werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een dergelijke inrichting alsmede voorwerp vervaardigd met een dergelijke werkwijze. - Google Patents

Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting, werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een dergelijke inrichting alsmede voorwerp vervaardigd met een dergelijke werkwijze. Download PDF

Info

Publication number
NL1032174C2
NL1032174C2 NL1032174A NL1032174A NL1032174C2 NL 1032174 C2 NL1032174 C2 NL 1032174C2 NL 1032174 A NL1032174 A NL 1032174A NL 1032174 A NL1032174 A NL 1032174A NL 1032174 C2 NL1032174 C2 NL 1032174C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
electrode
shaped
rod
counter
holder
Prior art date
Application number
NL1032174A
Other languages
English (en)
Inventor
Bart Juul Wilhelmina V Bossche
Marius Ioan Dr Ir Purcar
Original Assignee
Elsyca N V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elsyca N V filed Critical Elsyca N V
Priority to NL1032174A priority Critical patent/NL1032174C2/nl
Priority to EP07825215.2A priority patent/EP2044242B1/en
Priority to US12/307,812 priority patent/US8221611B2/en
Priority to PCT/IB2007/002844 priority patent/WO2008010090A2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1032174C2 publication Critical patent/NL1032174C2/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/20Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein using electric current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/04Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/10Supply or regeneration of working media
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/06Marking or engraving
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/10Working turbine blades or nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/007Current directing devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/12Shape or form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/07Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process being removed electrolytically
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/02Electroplating of selected surface areas
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/061Etching masks
    • H05K3/064Photoresists
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/241Reinforcing the conductive pattern characterised by the electroplating method; means therefor, e.g. baths or apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting, werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een dergelijke inrichting alsmede voorwerp vervaardigd met een dergelijke werkwijze 5
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp, welke inrichting ten minste is voorzien van een elektrolyt omvattende kamer, een in de kamer gelegen tegenelektrode, 10 middelen voor het aanbrengen van een elektrisch potentiaalverschil tussen het te bewerken voorwerp en de tegenelektrode alsmede middelen voor het ondersteunen van het in de kamer te bewerken voorwerp op een nagenoeg constante afstand van de tegenelektrode.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze geschikt 15 voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting.
Bij een dergelijke, uit WO-A1-2006/027311 bekende inrichting zijn een aantal staafvormige tegenelektroden bevestigd in een houder, waarbij van de houder afgekeerde uiteinden van de staafvormige tegenelektroden tegenover het te bewerken voorwerp zijn gelegen. Het voorwerp en de tegenelektroden zijn in een 20 met een elektrolyt gevulde kamer op een constante afstand van elkaar gelegen. Door het aanbrengen van een elektrische potentiaalverschil tussen de tegenelektroden en het voorwerp, kan ofwel het voorwerp worden geëtst, waarbij materiaal van het voorwerp wordt verwijderd ofwel het materiaal worden bekleed, waarbij materiaal op het voorwerp wordt aangebracht. Tijdens het bewerken staan 25 de tegenelektroden en het voorwerp stil en hebben een vaste afstand tot elkaar.
Onder elektrochemisch bewerken wordt in deze octrooiaanvrage verstaan: elektrochemisch etsen, elektrochemisch polijsten, galvaniseren of plateren (= het aanbrengen van eender welke metallische deklaag), elektrochemisch verspanen (= Electrochemical Machining = ECM), anodiseren, elektroforetisch 30 coaten, etc., waarbij de uit te voeren bewerking mede afhankelijk is van de aard van de elektrolyt en de aangewende grootte-orde van stroomdichtheden.
Voor een goede nauwkeurige bewerking van het voorwerp is een goede stroomdichtheidsverdeling over het voorwerp van wezenlijk belang.
Gebleken is dat met een inrichting zoals bekend uit 1 0321 74 2 W0-A1-2006/027311 voor het bewerken van bijvoorbeeld printplaten, waarop een relatief nauwkeurig patroon van elektrisch geleidende sporen moeten worden opgedikt, niet de gewenste nauwkeurigheid kan worden bereikt, met name bij overgangen tussen oppervlaktesegmenten met een hoge koperspoordichtheid en 5 segmenten met een lage of totaal afwezige koperspoordichtheid. Ook bij het bewerken van conventionele voorwerpen die gekenmerkt worden door uitstekende oppervlakken met hoge kromtestraal treden randeffecten op ten gevolge waarvan de gewenste bewerking niet kan worden gerealiseerd.
Het doel van de onderhavige uitvinding is derhalve om een 10 inrichting te verschaffen waarmee op relatief eenvoudige wijze een relatief hoge bewerkingsnauwkeurigheid kan worden verkregen.
Dit doel wordt bij de inrichting volgens de uitvinding bereikt doordat de inrichting verder is voorzien van ten minste een in bedrijf op een nagenoeg constante afstand van het voorwerp gelegen houder en ten minste een door de 15 houder ondersteunde staafvormige mee-elektrode die zich naar het voorwerp toe uitstrekt, welke staafvormige mee-elektrode in bedrijf een aan de tegenelektrode tegengestelde polariteit heeft.
Een dergelijke mee-elektrode wordt ook wel stroomdief of current robber genoemd.
20 Door de staafvormige mee-elektrode, die dezelfde polariteit heeft als het te bewerken voorwerp, wordt de stroomdichtheidsverdeling over het voorwerp beïnvloed en kan deze nauwkeuriger worden gecontroleerd.
Opgemerkt wordt dat uit US-A-2.739.935 een inrichting bekend is voor het elektrochemisch snijden van metalen. De daarin getoonde inrichting omvat 25 een plaatvormige sandwichachtige elektrode die is voorzien van een tegenelektrode, aan weerszijden van de tegenelektrode gelegen isolerende lagen en aan van de tegenelektrode afgekeerde zijde van de isolerende lagen gelegen mee-elektroden. Tijdens het snijden van het metalen voorwerp, wordt het voorwerp geroteerd terwijl de elektrode naar het voorwerp toe wordt verplaatst. Zodra 30 materiaal uit het voorwerp is verwijderd, wordt de elektrode verder in het voorwerp verplaatst. Bij het in het metaal vormen van een groef worden de bij het vormen van de groef gecreëerde zijwanden door de mee-elektroden afgeschermd tegen de werking van de tegenelektrode.
Bij de inrichting volgens de uitvinding behoudt het voorwerp een 3 nagenoeg constante afstand tot de tegenelektrode en de staafvormige mee-elektrode. Hierbij staat het voorwerp stil ten opzichte van de tegenelektrode en de staafvormige mee-elektrode. Het is echter ook mogelijk dat de tegenelektrode en/of de staafvormige mee-elektrode een dwars op het voorwerp gerichte, pulserende 5 verplaatsing ondergaan, waarbij de afstand tot het voorwerp afwisselend wordt verkleind en vergroot. Hierdoor wordt het verversen van het tussen de tegenelektrode en de staafvormige mee-elektrode enerzijds en het voorwerp anderzijds bevorderd. De gemiddelde afstand tussen het voorwerp en de elektrodes blijft ook hierbij echter constant.
10 Een uitvoeringsvorm van de inrichting van de inrichting wordt gekenmerkt doordat de tegenelektrode ten minste een staafvormige tegenelektrode omvat, waarbij de staafvormige mee-elektrode en de staafvormige tegenelektrode zich nagenoeg evenwijdig aan elkaar uitstrekken.
Door een combinatie van staafvormige tegenelektroden en 15 mee-elektroden is een nauwkeurige stroomdichtheidsverdeling over het oppervlak van het te bewerken voorwerp te realiseren. De staafvormige tegenelektrode wordt bij voorkeur door dezelfde houder ondersteund als de staafvormige mee-elektrode, waardoor een eenvoudige opbouw wordt verkregen.
Een nog andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de 20 uitvinding wordt gekenmerkt doordat de houder is voorzien van een aantal zich dwars door de houder heen uitstrekkende doorgangen, waarbij in de doorgangen de mee-elektrode en/of tegenelektrode losneembaar bevestigbaar zijn.
Doordat de mee-elektrode en/of tegenelektrode losneembaar in de verschillende doorgangen kunnen worden bevestigd, kan op eenvoudige wijze het 25 aantal en de posities van de tegenelektroden en mee-elektroden worden gewijzigd om een optimale stroomdichtheidsverdeling te kunnen realiseren.
De doorgangen in de houder waarin geen mee-elektrode of tegenelektrode zijn bevestigd, kunnen desgewenst met een losneembare afsluiter worden afgesloten.
30 Een nog andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de doorgangen in een regelmatig patroon in de houder zijn voorzien.
Op deze wijze kan tegenover nagenoeg elke positie op het voorwerp een mee-elektrode of tegenelektrode met de houder worden verbonden.
4
Een weer andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de staafvormige mee-elektrode en/of staafvormige tegenelektrode een met isolatiemateriaal beklede, elektrisch geleidende draad omvat, die zich van de houder in de richting van het te bewerken 5 voorwerp uitstrekt, waarbij een van de houder afgekeerd uiteinde van de elektrisch geleidende draad bloot ligt.
Een dergelijke draad die penvormig of stiftvormig kan zijn, is relatief eenvoudig te vervaardigen. De afstand waarover de elektrisch geleidende draad bloot ligt, de afstand van het van de houder afgekeerde uiteinde tot het te bewerken 10 oppervlak alsmede de diameter van de elektrisch geleidende draad zijn van invloed op de stroomdichtheidsverdeling over het oppervlak van het te bewerken voorwerp. Door het aanpassen van deze grootheden kan de stroomdichtheidsverdeling over het voorwerp worden beïnvloed.
Een nog andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de 15 uitvinding wordt gekenmerkt doordat de staafvormige mee-elektrode een elektrisch geïsoleerde holle buis omvat die zich uitstrekt van een nabij het te bewerken voorwerp gelegen positie naar een positie die aan een van het te bewerken voorwerp afgekeerde zijde van de houder is gelegen, welke staafvormige mee-elektrode samenwerkt met een elektrische geleider die aan een van het te 20 bewerken voorwerp afgekeerde zijde van de houder in de elektrolyt is gelegen.
Onder een elektrisch geïsoleerde holle buis wordt hier een holle buis verstaan die elektrisch niet geleidend is. Door op de elektrische geleider een zodanig potentiaal aan te brengen dat de polariteit van de elektrische geleider dezelfde is als die van het voorwerp en tegengesteld is aan die van de 25 tegenelektroden, zal een elektrische stroom door de in de kamer aanwezige elektrolyt en door de in de elektrisch geïsoleerde holle buis aanwezige elektrolyt vloeien, waarbij de buis tezamen met in de buis aanwezige elektrolyt een virtuele elektrode vormt. De afstand van het uiteinde van de buis tot aan het te bewerken voorwerp, de diameter van de in de buis gelegen doorgang en de potentiaal van de 30 elektrische geleider zijn mede van invloed op de stroomdichtheidsverdeling op het oppervlak van het voorwerp.
Een nog andere inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de staafvormige tegenelektrode een elektrisch geïsoleerde holle buis omvat die zich uitstrekt van een nabij het te bewerken voorwerp gelegen positie naar een 5 positie die aan een van het te bewerken voorwerp afgekeerde zijde van de houder is gelegen, welke staafvormige tegenelektrode samenwerkt met een elektrische geleider die aan een van het te bewerken voorwerp afgekeerde zijde van de houder in de elektrolyt is gelegen.
5 Door elektrische geleider op een zodanig potentiaal te zetten dat de polariteit van de elektrische geleider tegengesteld is aan die van het voorwerp zal een elektrische stroom kunnen vloeien door de in de elektrisch geïsoleerde buis aanwezige elektrolyt die tegengesteld is aan de richting waarin de elektrische stroom vloeit bij een elektrisch geïsoleerde holle buis omvattende staafvormige 10 mee-elektrode.
Een weer andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de houder is voorzien van ten minste een doorgang, die de elektrisch geïsoleerde buis vormt.
Op deze wijze is het mogelijk om elektrolyt dat in de in de houder 15 gelegen doorgangen aanwezig is, te benutten als virtuele staafvormige mee-elektroden, als virtuele staafvormige tegenelektroden en als bevestigings-openingen voor staafvormige mee-elektroden of staafvormige tegenelektroden. Verder is het mogelijk om de doorgang af te sluiten. Op deze wijze kan de houder met de daarin aanwezige doorgangen en de daarmee desgewenst bevestigde 20 staafvormige mee-elektroden en/of tegenelektroden op eenvoudige wijze geschikt worden gemaakt voor het bewerken van voorwerpen met uiteenlopende daarop aan te brengen patronen.
Een nog verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de buis is vervaardigd van een niet-elektrisch 25 geleidend materiaal.
Uit een dergelijk materiaal zoals bijvoorbeeld kunststof kan een buis goedkoop en eenvoudig worden vervaardigd.
Nog een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat het van de houder afgekeerde uiteinde van de 30 staafvormige mee-elektrode en/of tegenelektrode vlak is of afgerond is.
Door het uiteinde van de staafvormige mee-elektrode en/of tegenelektrode af te ronden, wordt de stroomdichtheidsverdeling over dit uiteinde meer uniform, waardoor de staaf minder aan slijtage onderhevig zal zijn indien het anodisch gepolariseerd is en minder onderhevig zal zijn aan dendritische en/of snel 6 aangroeiende metaalafzettingen indien het kathodisch gepolariseerd is.
Een nog verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat het te bewerken voorwerp plaatvormig is, waarbij de houder zich evenwijdig aan het voorwerp uitstrekt, terwijl de staafvormige 5 mee-elektrode zich nagenoeg dwars op de houder uitstrekt.
Een dergelijke plaatvormige houder kan eenvoudig van zich dwars daarop uitstrekkende staafvormige mee-elektroden worden voorzien.
Een verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de kamer ten minste twee door de houder van elkaar 10 gescheiden compartimenten omvat, waarbij het te bewerken voorwerp in een eerste compartiment is gelegen, terwijl een plaatvormige elektrische geleider in het tweede compartiment is gelegen, waarbij de houder ten minste is voorzien van een elektrisch geïsoleerde holle buis die zich uitstrekt van het eerste compartiment naar het tweede compartiment.
15 De plaatvormige elektrische geleider kan op eenvoudige wijze op een zodanig potentiaal worden gezet dat de polariteit van de elektrische geleider tegengesteld is aan die van het voorwerp ten gevolge waarvan een elektrische stroom zal vloeien door de in de elektrisch geïsoleerde buizen aanwezige elektrolyt. De plaatvormige elektrische geleider vormt dan de tegenelektrode, waarbij in de 20 elektrisch geïsoleerde buizen aanwezige elektrolyt als virtuele staafvormige tegenelektroden functioneert. Het is echter ook mogelijk dat de plaatvormige elektrische geleider een aan de tegenelektrode tegengestelde polariteit heeft, in welk geval in de elektrisch geïsoleerde buis aanwezige elektrolyt de virtuele staafvormige mee-elektroden vormt.
25 Een weer andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de inrichting is voorzien van een derde compartiment, waarbij het derde compartiment is voorzien van een elektrische geleider die een aan de in het tweede compartiment gelegen elektrische geleider tegengestelde polariteit heeft, waarbij het derde compartiment van het tweede 30 compartiment is gescheiden door een houder, welke houder ten minste een elektrisch geïsoleerde buis omvat die zich uitstrekt van het eerste compartiment, door het tweede compartiment naar het derde compartiment.
Bij deze uitvoeringsvorm worden zowel de staafvormige mee-elektrode als de staafvormige tegenelektrode gevormd door de buizen en in de 7 in elektrische geïsoleerde buizen aanwezig elektrolyt, waarbij elektrische stroom in de elektrolyt tussen het eerste compartiment en het tweede compartiment in een richting vloeit die tegengesteld is aan de elektrische stroom in de elektrolyt van het derde compartiment naar het eerste compartiment.
5 Nog een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de inrichting is voorzien van een optimaliseringseenheid voor het optimaliseren van de stroomdichtheidsverdeling over het te bewerken voorwerp, waarbij posities van de tegenelektrode en de staafvormige mee-elektrode ten opzichte van de houder instelbaar zijn.
10 Met behulp van de optimaliseringseenheid worden de posities van de tegenelektrode en de staafvormige mee-elektrode ten opzichte van de houder en derhalve ten opzichte van het voorwerp zodanig bepaald dat een optimale stroomdichtheidsverdeling over het bewerken voorwerp wordt verkregen waarbij dit met een hoge bewerkingsnauwkeurigheid kan worden gerealiseerd.
15 De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting.
De werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat afhankelijk van het op een voorwerp door elektrochemisch bewerken te vormen patroon, ten minste een tegenelektrode wordt voorzien, vervolgens een 20 stroom-dichtheidsverdeling over het te bewerken voorwerp wordt bepaald, waarna de bepaalde stroomdichtheidsverdeling wordt vergeleken met een voorafbepaalde gewenste stroomdichtheidsverdeling, waarna een staafvormige mee-elektrode wordt toegevoegd zodanig dat de daarna bepaalde stroomdichtheidsverdeling meer overeenkomt met de voorafbepaalde gewenste stroomdichtheidsverdeling.
25 Door op een dergelijke iteratieve wijze de posities van de tegenelektrode en de staafvormige mee-elektrode te bepalen, kan relatief snel de gewenste optimale stroomdichtheidsverdeling worden gerealiseerd.
De stroomdichtheidsverdeling kan worden verbeterd door het vergroten van het aantal staafvormige mee-elektroden en het toevoegen van ten 30 minste een staafvormige tegenelektrode, en verder door het variëren van de diameter, afstand tot het voorwerp, lengte van het ontblote uiteinde van de individuele staafvormige mee-elektroden en tegenelektroden.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen waarin 8 fig. 1 een perspectivisch aanzicht toont van een inrichting volgens de stand van de techniek, fig. 2 een detail toont van een met behulp van de in fig. 1 weergeven inrichting te bewerken voorwerp, 5 fig. 3 een perspectivisch aanzicht toont van een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, fig. 4 een vooraanzicht toont van een met behulp van de in fig. 3 weergegeven inrichting te bewerken voorwerp, fig. 5 een perspectivisch aanzicht toont van een deel van de in fig. 3 10 weergegeven inrichting, fig. 6a-c een uitgeslagen perspectivisch aanzicht, een perspectivisch aanzicht en een doorsnede tonen van het in fig. 5 weergegeven deel van de inrichting volgens de uitvinding, fig. 7 en fig. 8 een perspectivisch aanzicht toont van staafvormige 15 elementen van de in fig. 3 weergegeven inrichting, fig. 9 een perspectivisch aanzicht toont van een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, fig. 10 een perspectivisch aanzicht toont van een deel van de in fig. 9 weergegeven inrichting, 20 fig. 11 een dwarsdoorsnede toont van de in fig. 9 weergegeven inrichting, fig. 12 een perspectivisch aanzicht toont van een derde uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, fig. 13 een detail toont van een met behulp van een inrichting 25 volgens de uitvinding bewerkt voorwerp.
In de figuren zijn overeenkomende onderdelen voorzien van dezelfde verwijzingscijfers.
Fig. 1 toont een inrichting 1 volgens de stand van de techniek die is voorzien van een met een elektrolyt gevulde kamer 2, een in de kamer 2 gelegen, te 30 bewerken plaatvormig voorwerp 3 en een plaatvormige tegenelektrode 4. Het voorwerp 3 is bijvoorbeeld een tot een printplaat te bewerken plaat. Een dergelijke plaat omvat op gebruikelijke wijze een niet-elektrisch geleidende dragerplaat, een daarop aangebrachte koperlaag en een met behulp van een fotosensitieve laag daarop aangebracht patroon 5. Het moge duidelijk zijn dat dit patroon 5 enkel als 9 voorbeeld dient en niet een werkelijk op een printplaat te realiseren sporenpatroon voorstelt. Het patroon 5 kan identiek of complementair zijn aan het in/op de koperlaag aan te brengen patroon.
Voor het bewerken van het voorwerp 3 wordt een elektrisch 5 potentiaalveschil aangebracht tussen het voorwerp 3 en de tegenelektrode 4. Hierdoor zal een stroom gaan lopen door de tussen het voorwerp 3 en de tegenelektrode 4 aanwezige elektrolyt. Hierbij wordt de in de fotosensitieve laag toegankelijke koperen laag het patroon 5 weggeëtst en aldus een met het patroon 5 overeenkomstig patroon in de koperen laag aangebracht. De nauwkeurigheid 10 waarmee het patroon 5 in de koperen laag wordt gerealiseerd, hangt in grote mate af van de stroomdichtheidsverdeling over het voorwerp 3. Gebleken is dat deze stroomdichtheidsverdeling niet alleen afhangt van het de positie van voorwerp 3 en de tegenelektrode 4 in de kamer 2, en van het elektrisch potentiaalverschil tussen de tegenelektrode 4 en het voorwerp 3 en de in de kamer 2 aanwezige elektrolyt, 15 maar tevens van het gewenste patroon 5. De dichtheid, de vorm en gedetailleerdheid van het patroon 5 bepaalt in belangrijke mate de stroomdichtheidsverdeling over het voorwerp 3 en derhalve de nauwkeurigheid waarmee het patroon 5 kan worden geëtst of opgedikt.
Fig. 2 toont op uitvergrote schaal het in de koperen laag 20 aangebrachte patroon 5 waarbij met verschillende arceringen de verschillende dieptes zijn aangegeven van het patroon 5. Zoals duidelijk zichtbaar zijn de gedeeltes 6 die aan de rand van het patroon 5 zijn gelegen dieper ingeëtst dan de gedeeltes 7, terwijl de gedeeltes 8 zeer ondiep zijn geëtst. Met een dergelijke op zich bekende wijze van etsen wordt slechts een relatief onnauwkeurig patroon 5 op 25 een voorwerp aangebracht, met name bij relatief grote verschillen tussen de grootte van delen van het patroon. Bij de gedeeltes 6 doet zich namelijk onderetsing voor, waarbij ook koper wordt weggeëtst dat onder de fotosensitieve laag door zijdelingse etsing, terwijl bij de gedeeltes 8 de koperlaag nog niet volledig is weggeëtst op de toegankelijke plaatsen op het einde van de procestijd. Het op deze wijze etsen van 30 voorwerpen, zoals bijvoorbeeld printplaten, is op zich bekend en zal derhalve niet verder worden toegelicht. Het is ook mogelijk om in plaats van het voorwerp te etsen, waarbij mogelijkerwijze materiaal uit het voorwerp 3 wordt verwijderd, op een vergelijkbare wijze het voorwerp 3 van materiaal te voorzien. Hierbij worden gebruikelijk de polariteiten van het voorwerp 3 en de tegenelektrode 4 omgekeerd.
10
Een dergelijke werkwijze, ook wel plateren of galvaniseren genaamd, is op zich bekend en zal derhalve niet nader worden toegelicht. De problematiek bij plateren of galvaniseren volgens de stand van de techniek is echter, net als bij het etsen, dat de nauwkeurigheid waarbij het patroon 5 op het voorwerp 3 kan worden aangebracht of 5 opgedikt relatief gering is omdat hierbij de hierboven vermelde randeffecten optreden.
Fig. 3 toont een inrichting 11 volgens de uitvinding die is voorzien van een kamer 12 waarin een elektrolyt is aangebracht. Kamer 12 is op gebruikelijke wijze voorzien van middelen voor het aan de onderzijde in en aan de bovenzijde uit 10 de kamer laten stromen van de elektrolyt.
Nabij een wand 13 van de kamer 12 is een plaatvormige metalen mee-elektrode 14 voorzien. Nabij het midden van de kamer 12 is een houder 15 voorzien die evenwijdig aan de wand 13 is gelegen en zich uitstrekt tussen dwars op de wand 13 staande zijwanden 16, 17. Aan een van de plaatvormige 15 mee-elektrode 14 afgekeerde zijde van de houder 15 is in de kamer 12 een te bewerken plaatvormig voorwerp 18 opgesteld. Zoals duidelijker zichtbaar in fig. 4 is het plaatvormige voorwerp 18 voorzien van een plaat 19 bedekt met een koperlaag en een daarop met behulp van een fotosensitieve laag aangebracht patroon 20, waarbij op de blootliggende zones de koperlaag zal worden weggeëtst. De plaat kan 20 ook volledig uit staal of een ander hoogwaardig metaal of legering bestaan met daarop een in een fotosensitieve laag aangebracht patroon 20, waarbij ter plaatse van blootliggende zones volledig door de stalen plaat heen wordt geëtst.
Van de strips 21 is de fotosensitieve laag verwijderd zodat elektrisch geleidende delen 22 vrij liggen. De delen 22 strekken zich uit boven de 25 kamer 12 en zijn verbonden met een stroombron of spanningsbron (niet weergegeven). De plaat kan ook gedeeltelijk boven de elektrolyt uitsteken, waarbij een fotosensitieve vrije zone aanwezig is voor het elektrisch contacteren. De inrichting 11 is voorzien van middelen (niet weergegeven) waarmee het voorwerp 18 in de kamer 12 wordt ondersteund. Deze middelen kunnen klemmen omvatten die 30 aangrijpen op de delen 22.
Fig. 5 en 6a-c tonen respectievelijk een perspectivisch aanzicht en een gedetailleerde herschaalde uitvoering van de houder 15 van de in fig. 3 weergegeven inrichting 11.
De houder 15 omvat een elektrisch isolerende, kunststoffen 11 plaat 24, aan weerszijden van de kunststoffen plaat 24 gelegen elektrisch geleidende metalen platen 25, 26 en aan van de kunststoffen plaat 24 afgekeerde zijde van de platen 25, 26 gelegen, elektrisch isolerende platen 24', 24". De elektrische geleidende platen 25, 26 zijn elk voorzien van een uit de kamer 12 5 uitstrekkende contacteringsstrook 27, 28. Door de plaat 24', de elektrisch geleidende platen 25, 26 en de kunststoffen plaat 24 strekken zich doorgangen 29, 30 uit, waarbij de diameter van de doorgang 29 groter is dan de diameter van de doorgangen 30.
In de doorgangen 30 kunnen verschillende staafvormige elementen 10 met behulp van bijvoorbeeld schroefdraad of een klemverbinding worden bevestigd.
Het staafvormige element 31 omvat een van isolatiemateriaal 32 voorziene metalen draad 33. Het isolatiemateriaal 32 is aan beide uiteinden 34, 35 verwijderd waardoor de elektrisch geleidende draad 33 daar bloot ligt. Het uiteinde 34 strekt zich uit door de plaat 24' de elektrisch geleidende plaat 25, de 15 plaat 24 en de elektrisch geleidende plaat 26 tot tegen de kunststoffen plaat 24". De diameter van het uiteinde 34 komt nagenoeg overeen met de diameter van de doorgang 30. In de doorgang 29 in de elektrisch geleidende plaat 25 is een elektrisch geleidende ring 38 gelegen, terwijl in de doorgang 29 in de elektrisch geleidende plaat 26 een ring 39 van elektrisch isolerend materiaal is gelegen. Via de 20 ring 38 staat het staafvormige element 31 in elektrisch geleidend contact met de elektrisch geleidende plaat 25.
Het in fig. 6a-c weergegeven staafvormige element 36 is fysisch identiek aan het staafvormige element 31. Het uiteinde 37 van het staafvormige element 36 strekt zich op eenzelfde wijze uit tot tegen de kunststoffen plaat 24". In 25 de doorgang 29 van de elektrisch geleidende plaat 25 is nu een elektrisch niet-geleidende ring 39 gelegen terwijl in de doorgang 29 in de elektrisch geleidende plaat 26 een elektrisch geleidende ring 38 is gelegen. Via de elektrisch geleidende ring 38 staat de elektrisch geleidende draad 33 van het element 36 in een elektrisch geleidende verbinding met de elektrisch geleidende plaat 26.
30 Zoals duidelijk zichtbaar in fig. 5 zijn een aantal doorgangen 29, 30 voorzien van staafvormige elementen 31 of staafvormige elementen 36. Een ander gedeelte van de overblijvende doorgangen 29, 30 is afgedicht met behulp van afdichtelementen 40 die losneembaar met de kunststoffen laag 24 zijn verbonden.
In de overblijvende doorgangen 29, 30 zijn kunststoffen, elektrisch 12 niet-geleidende buizen 41 voorzien die met een uiteinde met de kunststoffen plaat 24 zijn verbonden. De kunststoffen buizen 41 strekken zich uit tot nabij het voorwerp 18.
Zoals duidelijk zichtbaar in fig. 3 wordt door de houder 15 de 5 kamer 12 verdeeld in twee compartimenten 42, 43. In het eerste compartiment 42 is het te bewerken voorwerp 18 opgesteld, terwijl in het tweede compartiment 43 de plaatvormige elektrische geleider 14 is opgesteld. In beide compartimenten 42, 43 bevindt zich elektrolyt, waarbij door de elektrolyt in de buizen 41 van het ene compartiment naar het andere compartiment elektrische stroom kan vloeien.
10 De werking van de inrichting is als volgt.
Op een hieronder nader toegelichte wijze is de houder 15 voorzien van een patroon van staafvormige elementen 31, 36, buizen 41 en afdicht-middelen 40. Voor het bewerken van het voorwerp 18 wordt op het contact-element 27 dat in verbinding staat met de elektrisch geleidende plaat 25 een 15 zodanig potentiaal gezet dat de elektrisch met elkaar verbonden staafvormige elementen 31 gelijk gepolariseerd zijn aan het voorwerp en dus fungeren als staafvormige mee-elektroden 31, terwijl het contactelement 28 dat in verbinding staat met de elektrisch geleidende plaat 26 op een zodanig potentiaal wordt gezet dat de elektrisch met elkaar verbonden staafvormige elementen 36 tegengesteld 20 gepolariseerd worden als het voorwerp, dus staafvormige tegen-elektroden vormen. Op de elektrische geleider 14 kan een potentiaal worden aangebracht zodanig dat de elektrolyt in de holle buizen 41 fungeert als tegenelektroden of als mee-elektroden. Bij de inrichting 11 is de elektrische geleider 14 gelijk gepolariseerd als het voorwerp, waarbij de elektrolyt in elke buis 41 fungeert als 25 virtuele staafvormige mee-elektrode. De buizen 41 zijn aanvullend op de staafvormige mee-elektroden 31.
De aanwezigheid van ten minste een tegenelektrode is vereist om een etsbewerking op het voorwerp 18 te realiseren.
Doordat tussen de tegenelektrodes 36 en de mee-elektrode 14 een 30 potentiaalveschil aanwezig is, zal stroom door de elektrolyt in de buizen 41 vloeien, waarbij de elektrolyt in elke buis 41 eveneens als staafvormige mee-elektroden functioneert.
De staafvormige elementen 31 en de elektrolyt in de buizen 41 vormen alle staafvormige mee-elektroden waarmee de stroomdichtheid op het 13 voorwerp nabij de uiteinden van de staafvormige mee-elektroden wordt verkleind, waardoor de etsbewerking wordt verminderd. De staafvormige mee-elektroden worden derhalve op die plaatsen met de houder 15 verbonden waarbij zonder het gebruik van dergelijke staafvormige mee-elektroden het etsproces sterker dan 5 gewenst zou verlopen.
Het is als alternatief ook mogelijk om de elektrische geleider 14 tegengesteld te polariseren aan het voorwerp, waarbij de buizen 41 fungeren als staafvormige tegenelektroden. De stroomdichtheid wordt hierbij enkel verkleind door de als mee-elektroden werkende staafvormige elementen 31.
10 Fig. 7 en 8 tonen twee staafvormige elementen 31, 36, waarbij het in fig. 7 weergeven staafvormige element 31, 36 is voorzien van een vlak uiteinde 43, terwijl het in fig. 8 weergegeven staafvormige element 31, 36 is voorzien van een afgerond uiteinde 44. Bij een afgerond uiteinde 43 wordt de stroomdichtheidsverdeling over dit uiteinde meer uniform, waardoor de staaf minder 15 aan slijtage onderhevig zal zijn indien het anodisch gepolariseerd is en minder onderhevig zal zijn aan dendritische en/of snel aangroeiende metaalafzettingen indien het kathodisch gepolariseerd is.
De stroomdichtheidsverdeling over het te bewerken voorwerp nabij een uiteinde 35 van een staafvormige element 31, 36 kan verder worden beïnvloed 20 door de keuze van de diameter van de elektrisch geleidende draad de materiaalsamenstelling daarvan, de lengte L van het bloot liggend uiteinde 35 van de elektrisch geleidende draad en de afstand tot het te bewerken voorwerp.
Fig. 9-11 tonen een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting 51 volgens de uitvinding die is voorzien van een kamer 52 die door twee zich tussen 25 zijwanden 53, 54 uitstrekkende houders 55, 56 in drie compartimenten 57, 58, 59 is verdeeld. Elke houder 55, 56 omvat een kunststoffen, niet-elektrisch geleidende plaat die is voorzien van een in raster aangebrachte doorgangen 60. De in de houders 55, 56 aangebracht doorgangen 60 zijn ten opzichte van elkaar uitgelijnd. In een aantal doorgangen 60 van de houder 56 zijn buizen 61 aangebracht die zich 30 uitstrekken van het derde compartiment 59 door het tweede compartiment 58 en de houder 55 heen tot in het eerste compartiment 57. Deze buizen zijn in fig. 9, 10 en 11 met zwart aangegeven. Alle niet van buizen 61 voorziene doorgangen 60 van de houder 56 zijn afgesloten met losneembaar met de houder 56 verbonden afdichtdoppen 62. Op deze wijze is verzekerd dat er geen direct elektrisch contact 14 mogelijk is tussen de elektrolyt in het derde compartiment 59 en de elektrolyt in het tweede compartiment 58. In een aantal doorgangen 60 van de houder 55 zijn buizen 63 losneembaar bevestigd, welke buizen 63 zich uitstrekken van het tweede compartiment 58 tot in het eerste compartiment 57. De buizen 63 en 61 strekken 5 zich bij voorkeur over eenzelfde lengte vanaf de houder 55 uit. De doorgangen 60 in de houder 55 waarin geen buizen 61 of 63 zijn gelegen, zijn met behulp van losneembaar met de houder 55 verbonden afdichtdoppen 62 afgesloten. De buizen 61, 63 zijn vervaardigd van niet-elektrische geleidend materiaal, zoals bijvoorbeeld niet geleidende kunststof.
10 In het tweede compartiment is als een elektrisch geleidende metalen plaat 64 uitgevoerde elektrische geleider gelegen die is voorzien van een raster van doorgangen dat overeenkomt met het raster in de houders 55, 56. In het derde compartiment 59 is als een elektrisch geleidende plaat 65 uitgevoerde elektrische geleider gelegen.
15 Voor het bewerken van een voorwerp 3 met behulp van de inrichting 51, wordt op een wijze die vergelijkbaar is als bij de inrichting 11 het plaatvormige voorwerp 3 in het eerste compartiment 57, tegenover uiteinden van de buizen 61,63 gepositioneerd.
De plaat 64 wordt zodanig aangestuurd met stroom of 20 spanningsbronnen dat de plaat 64 positief gepolariseerd is terwijl de plaat 65 zodanig gecontacteerd is dat ze negatief gepolariseerd is. Indien het voorwerp wordt geëtst (positief gepolariseerd), zal de plaat 64, tezamen met de elektrolyt in de buizen 63 als mee-elektrode functioneren. Stroom zal door de elektrolyt in de buizen 63 tussen het tweede compartiment 58 en het eerste compartiment 57 25 vloeien. De buizen 63 en de daarin aanwezige elektrolyt functioneren hierbij als staafvormige mee-elektroden. De buizen 61 waarin stroom door de elektrolyt tussen het eerste compartiment 57 en het derde compartiment 59 vloeit, functioneren hierbij als staafvormige tegenelektroden. Het voordeel van het gebruik van kunststoffen buizen 61, 63 is dat op dergelijke buizen geen metaal kan neerslaan 30 noch dat de buizen worden aangetast, hetgeen bij metalen mee-elektroden wel het geval is.
Fig. 12 toont een perspectivisch aanzicht van een derde uitvoeringsvorm van een inrichting 71 volgens de uitvinding die in grote lijnen overeenkomt met de in fig. 1 weergegeven inrichting. De inrichting 71 onderscheidt 15 zich van de in fig. 1 weergegeven inrichting doordat de inrichting 71 is voorzien van een in de kamer 2 tegenover het te bewerken voorwerp 3 gelegen kunststoffen plaat 72 die is voorzien van een raster van doorgangen 73. In een aantal doorgangen 73 zijn elementen 31, 36 gelegen. De overige doorgangen 73 zijn ofwel 5 open ofwel met behulp van afdichtdoppen (niet zichtbaar) afgesloten. De elementen 31 zijn via flexibele geïsoleerde draden 74 verbonden met een elektrisch geleidende klem 75 terwijl elementen 36 via flexibele geïsoleerde draden 74 zijn verbonden met een elektrisch geleidende klem 76. Op de klemmen 75, 76 kan een tegengesteld potentiaal worden aangebracht. De overige doorgangen 73 zijn ofwel 10 open ofwel met behulp van afdichtingsdoppen (niet zichtbaar) afgesloten. De elementen 36 worden via de elektrisch geleidende klem 76 als mee-elektroden gepolariseerd, terwijl de elementen 31 via de elektrisch geleidende klem 75 als tegenelektroden functioneren. Tijdens de werking van de inrichting 71 zal stroom vloeien in de elektrolyt tussen de uiteinden van elementen 36 en het voorwerp 3, en 15 tussen de uiteinden van de elementen 31 en 36. Bovendien zal een stroom vloeien door elektrolyt tussen het voorwerp 3 en de tegenelektrode 4 om de plaat 72 heen, en door de eventueel open doorgangen 73.
Fig. 13 toont het patroon 5 zoals verkregen met behulp van een inrichting 11, 51, 71 volgens de uitvinding. Zoals duidelijk blijkt uit de verschillende 20 arceringen is hierbij de verkregen etsdiepte aanzienlijk uniformer dan bij het in fig. 2 weergegeven patroon 5.
Het moge duidelijk zijn dat de juiste positionering van de staafvormige mee-elektroden en staafvormige tegenelektroden van groot belang is voor het bereiken van de gewenste etsnauwkeurigheid of platingnauwkeurigheid. 25 Om een juiste positionering van de staafvormige mee-elektroden en staafvormige tegenelektroden te bepalen, wordt bij voorkeur eerst een matrixstructuur gedefinieerd over het te bewerken voorwerp, waarbij het voorwerp wordt verdeeld in verschillende vakjes. De dimensie van de vakjes wordt bepaald door de fijnheid en variatie van het patroon op het te behandelen voorwerp, of de fijnheid en 30 kromtestraal van uitstekende te behandelen delen op het voorwerp. Een bijkomende factor voor de keuze van deze dimensie is de specificatie van de te behalen uniformiteit van de afzettings- of etssnelheid. Vervolgens wordt binnen elk vlakje het oppervlak berekend dat moet worden bewerkt. Indien de fractie van dit zogenaamde actieve oppervlak ten opzichte van het totale oppervlak van een vlakje 16 boven een bepaalde minimum waarde ligt, wordt in het centrum van een vlakje een tegenelektrode gepositioneerd. Vervolgens wordt de verwachte stroomdichtheids-verdeling over het bewerken voorwerp berekend aan de hand van een computermodel en op basis daarvan via de wet van Faraday tevens de verwachte 5 etsdiepte of plateerhoogte. Bij nauwkeurig gedetailleerde patronen met hoge specificaties voor etssnelheid of plateersnelheid zal het nodig zijn om op diverse plaatsen ook staafvormige mee-elektroden in de inrichting te voorzien, om een optimale stroomdichtheidsverdeling over het te bewerken voorwerp te kunnen realiseren. Na het toevoegen van een of meer staafvormige mee-elektroden en het 10 eventueel verwijderen van een aantal reeds gedefinieerde staafvormige tegen-elektroden, wordt opnieuw de stroomdichtheidsverdeling berekend. Dit iteratieve proces wordt herhaald totdat een stroomdichtheidsverdeling en etssnelheid- of plateersnelheidsverdeling zijn verkregen die binnen de minimum en maximum specificaties liggen of deze zo dicht mogelijk benadert. In deze fase hebben alle 15 staafvormige mee-elektroden en tegenelektroden eenzelfde vorm en afstand tot het voorwerp. De berekeningen geschieden met behulp van een computermodel dat onder meer rekening houdt met geometrische configuraties van het patroon, de staafvormige mee-elektroden, de staafvormige tegenelektroden, ohmse spannings-val in de elektrolyt, polarisatie overspanningsgedrag van alle aanwezige 20 elektrodetypes, efficiëntie van het ets- of plateerproces als functie van de lokale stroomdichtheid, de stroom van bijvoorbeeld gelijkrichters die respectievelijk de staafvormige tegenelektroden en de staafvormige mee-elektroden aansturen, etc.. Nadat op basis van het computermodel een configuratie is berekend, wordt vervolgens de inrichting 11, 51 of 71 vervaardigd waarbij de staafvormige 25 mee-elektroden en staafvormige tegenelektroden op een berekende positie in de houders worden aangebracht. Daarna wordt een voorwerp of worden een aantal voorwerpen bewerkt en wordt de op de voorwerpen verkregen weggeëtste of aangebrachte laagdikte verdeling opgemeten en vergeleken met de gewenste verdeling. Het lokale verschil tussen de gerealiseerde waarde en de gewenste 30 waarde in elk vlakje van de matrix wordt vervolgens gebruikt om lokaal de stroomdichtheid te verbeteren door individuele aanpassing van een of meer van de volgende eigenschappen van de mee-elektroden of tegenelektroden die zich tegenover een vlakje bevindt: - afstand tot het voorwerp 17 - blootliggend gedeelte van de staafvormige mee-elektrode of tegenelekrode - diameter etc.
Vervolgens wordt met het genoemde computermodel wederom een 5 berekening uitgevoerd, wordt wederom een inrichting vervaardigd en worden wederom voorwerpen bewerkt en de verkregen resultaten vergeleken met de gewenste resultaten.
Bij voorkeur wordt in deze fase niets meer veranderd aan de positie en het aantal staafvormige mee-elektroden en tegenelektroden in de matrix. 10 Desgewenst worden verdere aanpassingen gedaan aan de mee-elektroden en tegenelektroden.
Het is ook mogelijk om na het vaststellen van de gewenste configuratie een speciale houder te vervaardigen die is voorzien van het gewenste, aantal staafvormige tegenelektroden etc. die vast met de houder zijn verbonden.
15 Het met etsen, plateren, galvaniseren of polijsten te behandelen voorwerp kan behalve een vlakke plaat vormen in principe elke driedimensionale vorm bezitten, al dan niet met volledig actieve oppervlakken, dan wel enkel een actief patroon. Voor objecten met volledig actieve oppervlakken kan gedacht kan worden aan schoepen voor turbines en compressoren in de vliegtuigindustrie, in 20 elektriciteitscentrales en de automobielindustrie. Voor driedimensionale objecten met een patroon kan bijvoorbeeld gedacht worden aan gedrukte schakelingen op de binnenzijde van plastic behuizingen.
1 03 2 1 74 ;

Claims (21)

1. Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp, welke inrichting ten minste is voorzien van een elektrolyt omvattende 5 kamer, een in de kamer gelegen tegenelektrode, middelen voor het aanbrengen van een elektrisch potentiaalverschil tussen het te bewerken voorwerp en de tegenelektrode alsmede middelen voor het ondersteunen van het in de kamer te bewerken voorwerp op een nagenoeg constante afstand van de tegenelektrode, met het kenmerk, dat de inrichting verder is voorzien van ten minste een in bedrijf op 10 een nagenoeg constante afstand van het voorwerp gelegen houder en ten minste een door de houder ondersteunde staafvormige mee-elektrode die zich naar het voorwerp toe uitstrekt, welke staafvormige mee-elektrode in bedrijf een aan de tegenelektrode tegengestelde polariteit heeft.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 15 tegenelektrode ten minste een staafvormige tegenelektrode omvat, waarbij de staafvormige mee-elektrode en de staafvormige tegenelektrode zich nagenoeg evenwijdig aan elkaar uitstrekken.
3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de staafvormige tegenelektrode door de houder wordt ondersteund.
4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de houder is voorzien van een aantal zich dwars door de houder heen uitstrekkende doorgangen, waarbij in de doorgangen de mee-elektrode en/of tegenelektrode losneembaar bevestigbaar zijn.
5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de doorgangen 25 in een regelmatig patroon in de houder zijn voorzien.
6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de staafvormige mee-elektrode en/of staafvormige tegenelektrode een met isolatiemateriaal beklede, elektrisch geleidende draad omvat, die zich van de houder in de richting van het te bewerken voorwerp uitstrekt, waarbij een van de 30 houder afgekeerd uiteinde van de elektrisch geleidende draad bloot ligt.
7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de staafvormige mee-elektrode een elektrisch geïsoleerde holle buis omvat die zich uitstrekt van een nabij het te bewerken voorwerp gelegen positie naar een positie die aan een van het te bewerken voorwerp afgekeerde zijde van de 1 03 2 1 74 houder is gelegen, welke staafvormige mee-elektrode samenwerkt met een elektrische geleider die aan een van het te bewerken voorwerp afgekeerde zijde van de houder in de elektrolyt is gelegen.
8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het 5 kenmerk, dat de staafvormige tegenelektrode een elektrisch geïsoleerde buis omvat die zich uitstrekt van een nabij het te bewerken voorwerp gelegen positie naar een positie die aan een van het te bewerken voorwerp afgekeerde zijde van de houder in de elektrolyt is gelegen, welke staafvormige tegenelektrode samenwerkt met een elektrische geleider die aan een van het te bewerken voorwerp afgekeerde zijde van 10 de houder is gelegen.
9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies 7 of 8, met het kenmerk, dat de houder is voorzien van ten minste een doorgang, die de elektrisch geïsoleerde buis vormt.
10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies 7-9, met het 15 kenmerk, dat de buis is vervaardigd van een niet elektrisch geleidend materiaal.
11. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het van de houder afgekeerde uiteinde van de staafvormige mee-elektrode en/of tegenelektrode vlak is of afgerond is.
12. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het 20 kenmerk, dat het te bewerken voorwerp plaatvormig is, waarbij de houder zich evenwijdig aan het voorwerp uitstrekt, terwijl de staafvormige mee-elektrode zich nagenoeg dwars op de houder uitstrekt.
13. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de kamer ten minste twee door de houder van elkaar gescheiden 25 compartimenten omvat, waarbij het te bewerken voorwerp in een eerste compartiment is gelegen, terwijl een plaatvormige elektrische geleider in het tweede compartiment is gelegen, waarbij de houder ten minste is voorzien van een elektrisch geïsoleerde buis die zich uitstrekt van het eerste compartiment naar het tweede compartiment.
14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een derde compartiment, waarbij het derde compartiment is voorzien van een elektrische geleider die een aan de in het tweede compartiment gelegen elektrische geleider tegengestelde polariteit heeft, waarbij het derde compartiment van het tweede compartiment is gescheiden door een houder, welke houder ten minste een elektrisch geïsoleerde buis omvat die zich uitstrekt van het eerste compartiment, door het tweede compartiment naar het derde compartiment.
15. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een optimaliseringseenheid voor het 5 optimaliseren van de stroomdichtheidsverdeling over het te bewerken voorwerp, waarbij posities van de tegenelektrode en de staafvormige mee-elektrode ten opzichte van de houder instelbaar zijn.
16. Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat afhankelijk van het op een voorwerp 10 door elektrochemisch bewerken te vormen patroon, ten minste een tegenelektrode wordt voorzien, vervolgens een stroomdichtheidsverdeling over het te bewerken voorwerp wordt bepaald, waarna de bepaalde stroomdichtheidsverdeling wordt vergeleken met een voorafbepaalde gewenste stroomdichtheidsverdeling, waarna een staafvormige mee-elektrode wordt toegevoegd zodanig dat de daarna bepaalde 15 stroomdichtheidsverdeling meer overeenkomt met de voorafbepaalde gewenste stroomdichtheidsverdeling.
17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat eerst met behulp van een computermodel een stroomdichtheidsverdeling over het te bewerken voorwerp wordt berekend, vervolgens het aantal tegenelektroden en 20 mee-elektroden alsmede de posities daarvan worden aangepast totdat de berekende stroom-dichtheidsverdeling overeenkomt met een voorafbepaalde gewenste stroom-dichtheidsverdeling, waarna een inrichting die mee-elektroden en tegenelektroden omvat wordt vervaardigd, waarmee ten minste een voorwerp wordt bewerkt, waarna vervolgens eigenschappen van de tegenelektroden en/of 25 mee-elektroden eerst in het computermodel en vervolgens bij de inrichting worden aangepast, waarbij de posities van de mee-elektroden en/of tegenelektroden ongewijzigd blijven.
18. Werkwijze volgens conclusie 16 of 17, met het kenmerk, dat de stroomdichtheidsverdeling wordt verbeterd door het vergroten van het aantal 30 staafvormige mee-elektroden.
19. Werkwijze volgens conclusie 16, 17 of 18, met het kenmerk, dat de stroomdichtheidsverdeling wordt verbeterd door het toevoegen van ten minste een staafvormige tegenelektrode.
20. Werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een inrichting volgens een der voorgaande conclusies 1-15, met het kenmerk, dat tegenover het voorwerp staafvormige tegenelektroden en staafvormige mee-elektroden worden geplaatst, waarbij de staafvormige tegenelektroden tegengesteld gepolariseerd worden aan het voorwerp, terwijl de mee-elektroden 5 gelijk gepolariseerd worden aan het voorwerp.
21. Voorwerp vervaardigd met een werkwijze volgens conclusie 20. 1 03 2 1 74 1
NL1032174A 2006-07-14 2006-07-14 Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting, werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een dergelijke inrichting alsmede voorwerp vervaardigd met een dergelijke werkwijze. NL1032174C2 (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1032174A NL1032174C2 (nl) 2006-07-14 2006-07-14 Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting, werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een dergelijke inrichting alsmede voorwerp vervaardigd met een dergelijke werkwijze.
EP07825215.2A EP2044242B1 (en) 2006-07-14 2007-07-04 A device suitable for electrochemically processing an object as well as a method for manufacturing such a device, a method for electrochemically processing an object, using such a device, as well as an object formed by using such a method
US12/307,812 US8221611B2 (en) 2006-07-14 2007-07-04 Device suitable for electrochemically processing an object as well as a method for manufacturing such a device, a method for electrochemically processing an object, using such a device, as well as an object formed by using such a method
PCT/IB2007/002844 WO2008010090A2 (en) 2006-07-14 2007-07-04 A device suitable for electrochemically processing an object as well as a method for manufacturing such a device, a method for electrochemically processing an object, using such a device, as well as an object formed by using such a method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1032174A NL1032174C2 (nl) 2006-07-14 2006-07-14 Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting, werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een dergelijke inrichting alsmede voorwerp vervaardigd met een dergelijke werkwijze.
NL1032174 2006-07-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1032174C2 true NL1032174C2 (nl) 2008-01-15

Family

ID=37726632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1032174A NL1032174C2 (nl) 2006-07-14 2006-07-14 Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting, werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een dergelijke inrichting alsmede voorwerp vervaardigd met een dergelijke werkwijze.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8221611B2 (nl)
EP (1) EP2044242B1 (nl)
NL (1) NL1032174C2 (nl)
WO (1) WO2008010090A2 (nl)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1035961C (nl) * 2008-09-19 2010-03-22 Elsyca N V Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede een dergelijke werkwijze.
EP2754735B1 (en) 2013-01-11 2020-07-22 Elsyca N.V. A device suitable for the electrochemical processing of an object, and a method for the electrochemical processing of an object
CN112575365A (zh) * 2019-09-29 2021-03-30 张宇明 一种电镀阳极及使用该电镀阳极的电镀方法
US11859302B2 (en) * 2021-10-14 2024-01-02 Unimicron Technology Corp. Electroplating apparatus and electroplating method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2739935A (en) * 1952-09-30 1956-03-27 George L Kehl Electrolytic cutting of metals
US3437578A (en) * 1965-05-13 1969-04-08 Buckbee Mears Co Robber control for electroplating
JPH03285097A (ja) * 1990-03-30 1991-12-16 Mitsubishi Materials Corp 電気めっき用陽極及び電気めっき方法
WO2006027311A1 (de) * 2004-09-09 2006-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Elektrodenanordnung mit veränderlicher geometrie für elektrochemische behandlungen

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405411A (en) * 1982-01-12 1983-09-20 Inoue-Japax Research Incorporated Recess electrodepositing method, electrode assembly and apparatus
US5829128A (en) * 1993-11-16 1998-11-03 Formfactor, Inc. Method of mounting resilient contact structures to semiconductor devices
US4855020A (en) * 1985-12-06 1989-08-08 Microsurface Technology Corp. Apparatus and method for the electrolytic plating of layers onto computer memory hard discs
US4828654A (en) * 1988-03-23 1989-05-09 Protocad, Inc. Variable size segmented anode array for electroplating
US5516412A (en) * 1995-05-16 1996-05-14 International Business Machines Corporation Vertical paddle plating cell
JP3809237B2 (ja) * 1996-12-06 2006-08-16 キヤノン株式会社 電解パターンエッチング方法
US6491808B2 (en) * 1997-09-11 2002-12-10 Canon Kabushiki Kaisha Electrolytic etching method, method for producing photovoltaic element, and method for treating defect of photovoltaic element
JP3255145B2 (ja) * 1999-04-06 2002-02-12 日本電気株式会社 めっき装置
US6355147B1 (en) * 1999-12-10 2002-03-12 Sandia Corporation Porous electrode apparatus for electrodeposition of detailed metal structures or microelectronic interconnections
US6669833B2 (en) * 2000-10-30 2003-12-30 International Business Machines Corporation Process and apparatus for electroplating microscopic features uniformly across a large substrate
US6890413B2 (en) * 2002-12-11 2005-05-10 International Business Machines Corporation Method and apparatus for controlling local current to achieve uniform plating thickness
DE10340888B3 (de) * 2003-09-04 2005-04-21 Atotech Deutschland Gmbh Stromversorgungseinrichtung in einer Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung
US7435324B2 (en) * 2004-09-02 2008-10-14 Micron Technology, Inc. Noncontact localized electrochemical deposition of metal thin films
TWI414639B (zh) * 2005-05-25 2013-11-11 Applied Materials Inc 具有一陽極陣列的電鍍裝置
NL1035961C (nl) * 2008-09-19 2010-03-22 Elsyca N V Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede een dergelijke werkwijze.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2739935A (en) * 1952-09-30 1956-03-27 George L Kehl Electrolytic cutting of metals
US3437578A (en) * 1965-05-13 1969-04-08 Buckbee Mears Co Robber control for electroplating
JPH03285097A (ja) * 1990-03-30 1991-12-16 Mitsubishi Materials Corp 電気めっき用陽極及び電気めっき方法
WO2006027311A1 (de) * 2004-09-09 2006-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Elektrodenanordnung mit veränderlicher geometrie für elektrochemische behandlungen

Also Published As

Publication number Publication date
US8221611B2 (en) 2012-07-17
US20090288954A1 (en) 2009-11-26
WO2008010090A2 (en) 2008-01-24
EP2044242B1 (en) 2017-01-18
WO2008010090A3 (en) 2008-05-02
EP2044242A2 (en) 2009-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102459717B (zh) 用于电镀的方法及设备
NL1032174C2 (nl) Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting, werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een dergelijke inrichting alsmede voorwerp vervaardigd met een dergelijke werkwijze.
US8623194B2 (en) Multi-anode system for uniform plating of alloys
NL1009157C2 (nl) Werkwijze voor het aanbrengen van een materiaallaag op een substraat en een plateringssysteem.
JPH07252700A (ja) 電解研磨装置及びその方法
EP0699782A1 (en) High speed electrochemical metal removal technique for planarization of DLM structure using neutral salt electrolytes
JP6118893B2 (ja) 被加工材上に析出金属を電解析出させる方法及び装置
US3644181A (en) Localized electroplating method
US2785280A (en) Printed electric circuits and electric circuit components
JP3450333B2 (ja) 連続的にむらなく電解金属化乃至エッチングするための方法及び装置
US3437578A (en) Robber control for electroplating
KR20010051653A (ko) 금속층용 전도 바이어싱 부재
US4238310A (en) Apparatus for electrolytic etching
RU2286234C2 (ru) Способ электрохимической размерной обработки с оптимальной длительностью обрабатывающего импульса
US5149404A (en) Fine line scribing of conductive material
JP2004521761A (ja) 両極性パルスを用い陰極析出物を除去する方法
US9551084B2 (en) Sn alloy plating apparatus and Sn alloy plating method
US5164033A (en) Electro-chemical etch device
US9677191B2 (en) Device suitable for the electrochemical processing of an object, a holder suitable for such a device, and a method for the electrochemical processing of an object
CA2407660A1 (en) Method and device for the electrolytic coating of a metal strip
KR0149285B1 (ko) 정밀로울러 경면가공용 전해자기점탄성 연마장치
US10392719B2 (en) Electrolytic treatment apparatus and electrolytic treatment method
RU2127175C1 (ru) Катод-инструмент для размерной электрохимической обработки
AU2001256857A1 (en) Method and device for the electrolytic coating of a metal strip
JP3901641B2 (ja) 表面積測定方法および表面積測定装置、並びにメッキ方法

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20150201