TWM242933U - Circuit design for pulsating current supply of electroplating or etching device - Google Patents

Description

捌、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 、t作係種以脈衝式電流來供給—或多個並聯在一起 二：.广電:設計。該電路設計主要是應用在直立浸泡式鍍 槽:置、以及直立及水平輸送式裝置上，用來電鑛電路板。 脈衝電流之電麟麵❹來之 層之物理特性在-個大=變= 品質，都將會明顯提昇。該等在度、以及其產品之 在电鍍屋口口上《一些優點，相對於 產生脈衝㈣時在機械技術上之花#而言，則是―項缺點。μ 間很短之電流脈衝來進行電鍍時，做為其脈衝電流： 二叹備’很快就會觸及到其物理、技術、以及經濟上之極限。 =匕’所謂的短時間，係指範圍在G lxl(r3至igxig.3秒之間的脈 ^間’而在此_範_，_脈衝電流之賴也特別有效。 :我㈣用雙極性脈衝時，被處理物將會交替地被極化成陰極和 ❼亟。當被處理物電鍍時，其陰極上之電流__乘積（陰極上之 兒何，就必須要大於陽極上之電流_時間乘積（陽極上之電荷）。 脈衝式電鍍之該等優點，也可以應用在電路板之電解處理 ^電路板之製造’必紐關直立式以及水平式之電鍍裝置， 、=*員衣置，通常都具有大容積的尺寸。除此之外，這種情形下 ^電鍵電流很大。因此’電鍍裝置上就必須要安裝-相應之大功 率電鍍整流器。 梦敕ϋΐ現存有限的位置比例，往往使這種具有脈衝產生器之電 ΗΓ正广不允許被安裝在—個非常靠近電鍍槽之處。這一點與 衝式技術在運用時之要求相反：在習知之方法及裝置上，從電 M242933 鍍整流器賴槽之轉，也就是到電鍍室之轉，必須要很短， 以便使其能達到脈衝電流所要求之—個㈣斜坡之斜度。在一個 通常=艮大的脈衝電流Ip，以及在一個鍍槽電阻^較低之情形 下’其從電鍍整流關電鍍室之電流導線之電感Ll，就必須 持很小。，實際上’這-點只有用很短的導線才能做到。用來減低 導線電感之其他方法均是習知，比如說將來回的導線絞在一起。-該電流導線也可以使用小導線截面積之電續。相反的，一般用在 較大電鍍電流之電流導軌，是不可能被_的。在鍍槽電阻 之下的電流上昇時間常數Tan，係以如卞之式子來計算

Tau = LL/RBad 如果帶有脈衝產生器之電鍍整流器至電鍍槽之距離，舉例來 說，只有3公尺的話，則在一導線電感為比如說每公尺ΐχΐ〇_6亨 利(Henry)的來回導線上，其就會是6χι〇-6亨利。 假設鍍槽之電阻有-個RBad = 3xl(r3歐姆的值，則其時間常數 在合理忽略其導線的歐姆電阻時為

Tau = LL/RBad 二（6x 1 (T6 亨利)/(3X1 (Γ3 歐姆卜 2x 1 (T3 秒。 當脈衝產生器有一個理想之電壓爬昇時，其電流就會在鍍槽 電阻為RBad之下，於2xl0·3秒爬昇到最大電流值的63%。這種脈 衝之爬昇速度，以電路板之電鍍為例，並不足夠。在此種情況下， 其係以上述之脈衝長度來工作。脈衝爬昇時間也必須要適當縮短 才行。 有一種水平式之電路板電鍍裝置，舉例來說，係由25個裝置 在電路板下方之並聯陽極，以及25個裝置在電路板上方之並聯陽 極所構成。每一侧的脈衝電流可以達到15,〇〇〇安培。此類之電梦 6 M242933 裝置，其在輸送方向上的尺寸，舉例來說為6公尺。從一個具有 脈衝產生器之電鍍整流器，到陽極之電流導線長度，也是—樣長 【先前技術】 一般之裝置，係於圖一以示意圖來表示： 被處理之電路板1 ’將會在上陽極2以及下陽極3之間，由 個未圖不出之驅動元件，以前頭的方向來輸送通過該裝置。此處 之陽極，可以是指可溶性的、也可以指不可溶性的陽極。在一此 類之輸送裝置上，每一個陽極及其所屬之陰極（電路板）以及哈 解液，構成一局部電解室。尤其是所有上陽極2，其與被處理物2 上表面以及電解液，係共同構成上方之整個電解室，其係由電铲 整流器5來供給鍍槽電流。同樣的，下陽極3，係與被處理物之^ 表面以及電解液，共同構成下方之整個電解室。陽極2、3均分別 經由一開關接點4，與一個共同之上電鍍整流器5、以及一共同之 下電鍍整>見器6通電相連。因為實際上整流器的尺寸很大，所以 電鍍整流器5、6距電鍍裝置之距離，至少都有數公尺之長。電流 導線7至上陽極、以及電流導線8至下陽極之間也是一樣長。其 共同之回流導線9，係閉合構成電鍍整流器之電流迴路。被處理物 係藉由一帶電之接觸元件，譬如說做成夾子狀10、而且與一個滑 行軌道11以滑行及通電之方式來相連接的元件，來和導線9相連 接。開關接點4 ,通常是電子機械式之保護接點，其係用來在第一 片兒路板駛入輸送裝置時，作為陽極之個別連接裝置之用，以及 在最後一片電路板駛出輸送裝置時，或是在兩片電路板之間之隙 缝經過時，用來作為陽極之個別切斷裝置之用。該等開關接點4 之功能，在DE-A-39 39 681中有所描述，請參閱該文件。 在傳統的技術中，其所不可或缺的大電流爬昇速度，以及脈 衝產生為至鍍槽之電流導線上之大電流，將會結合產生一個很強 勺干k磁场。人們在這一類干擾場附近工作時，所允許的場強度， 之規範裡面都有規定。—些用來保護電鍍裝置操作人 貝t安全+則，例如在德國規範VDE 0848中所述，也必須要加以 遵+此技術上很繁複、而且成本同樣也很高的隔離措施就 不可或缺了。在很南之電鍍電流之下，這些措施也失效。 =用快速之脈衝來電鍍時，所提及之這些技術、以及經濟上 的問過’其基本原因是：高技術水準的脈衝技術之應用，至今都 還沒有實現。 、在W0防顧62 A1中，有提到一種應用脈衝方法之電化學程 序。在逆向脈衝方法中，至少有會—順向的（也就是用來電鐘的） 鍍槽電壓源，以及至少—個逆向的（也就是_性的、或是去金 屬，的）鍍槽電_，在電鍍槽裡敍替切換著。其鍍槽電流， 就是由可調節之電壓源來推動。電壓源上之電流幅度及時間特 性，和鍍槽電流迴路的歐姆及電感電阻有關。電壓之切換及同時 產生之順向及逆向之電流脈衝，可以利用固態的開關來實現，其 目4*之狀況，可以直到5000赫茲來切換所需之高脈衝頻率。電鍍 時，順向鍍槽電流之平均值，也就是電鍍物件接到陰極時，必須 比逆向鍍槽電流之平均值，也就是電鍍物件接極時，要明顯 地大很多。所建議之由兩個電壓源來產生雙極性電流脈衝之電 路，並不適用於實際電鍍裝置上所用的短時間脈衝。從電壓源； 龐大的設備上電流導線很長，其足以讓脈衝爬昇速度，因為一個 相當大的導線電感之故，而變得比所需的脈衝長度，尤其是逆向 的脈衝長度，還要長很多。這種結果，和固態開關是從電鍍電^ 迴路的哪一點加入到電鍍電流迴路裡的並沒有關係。也就 其係以串聯方式來切換。 " 大家也都知這，要把電流從一個電感性負載上切離時，會產 ^ 一具幅度之減電壓，其與_之速度、以及電感大小有關。 廷些電壓將會加卿些用來推動f流的電壓上面。這些電壓的總 和’將匯集在開啟《開關上面。其會損害那些沒有加昂眚保護措 施之開關’尤錢電鍍裝置上財見之高能量而言其= 換時，更甚。仃 眾所周知這種並聯在電感上的消除火花電路，並沒有辨法實 現在龎大之電鐘裝置上。除此之外，消除火花的電路還可能有如 下之缺點.在切離時其電流衰減速度，將會明顯慢很多。所建議 =開關之另:缺點，係其迫切f要安裝—料昂貴之保謾措施， 來對柷電流導線附近所產生之強烈磁場。 在鍍槽電流迴路上所無法避免的導線電感，其對脈衝之產 生’-直都是負面效用。較以實驗的方式，也無法利用這種技 術來讓脈衝的爬昇時間達到Tau小於2xl〇-3秒的程度。在這種倩 =’用來保護電子開關以及用來保護人員對抗強烈磁場的花^ 非常大。 "、 【新型内容】 4、因此’本創作之基本問題，就是要避免該習知之方法及電路 ^上錢點’並且特別提出—電路設計，來供應脈衝電流給電 二:猎此可在—大型的、具有—或多個電鍍室之電鍍或是_ 雨、 產生莫緣攸昇率很南之脈衝電流，同時也讓其所產生之 電磁場’被局限在一最低值内。 a ^ 問題係根據申請專利範圍第1項之電路設計加以解決。本 創作取佳之實施形式係列於附屬之申請範圍内。 本創翻來供給—❹麵聯電鍍室電源，而且具有陽極和 A 2、以及具有脈衝式電流之電路設計中，每一個電鍍室都 a· 至少有一個電鍍整流器，以及 M242933 b. 至少有一個切換開關，其可以將兩個以上之輸入端，驳 接到一個以上之輸出端、或是一啟/閉式開關上， C. 其中第一導線，係分別將整流器之一接頭以及電鍍室之 其中一接頭y直接通電相連在一起，而且 d. 第二導線，則是分別將整流器之另一輸出端和切換開 關、或是啟/閉開關之接頭之輸入端，直接通電相連在一 起， e. 此外，至少其中一切換開關、或是其他啟/閉開關之接頭 一或數個輸出端，係直接與電鍍室之其他接頭通電相連 在一起，而且 f. 在第一導線與每一條第二導線之間，至少接有一電容 器，以及 g. 不僅切換開關及啟/閉開關，連同電容器在内，也都放在 一個空間上靠近電鍍室附近的位置，以便使切換開關及 啟/閉開關至電鍍室間之連接導線的電感，能夠為最小。 在電鍍或是蝕刻時5尤其是在進行去金屬時，利用這種電路 設計，而以適當之切換開關控制器，周期性的來啟、閉整流器經 由第二導線來連接到電鍍室的通路時，係以下列之方法步驟來進 行： A. 在第一個時間間隔h内（例如在被處理物上產生陰極電 流脈衝：tk): a. 電鍍室係經由第一整流器與電鍍室間之連接來供電，其 途徑是一條第二導線、以及至少一切換開關，以及 b. 在同時，透過一條第二導線與第一整流器相連之電容 器，將會局部放電。 c. 透過另一條第二導線與其他整流器相連接之電容器，將 10 M242933 會充電。 Β·在第—個時間間隔内（例如在被處理物上產生陽 流脈衝：ta): 一 d·私鍍罜係經由第二整流器與電鍍室間之連接來供電，其 途徑是-條第二導線、以及至少—切換開關，以及 e·同時，透過一條第二導線與第二整流器相連的電容，將 會局部放電。 f.迻過其餘的第二導線來和其餘的整流器相連的電容器， 將會充電。 - οσ „為了避免_或其他元件受損，所以其不允許有很多個整流 益’同時經由開關來連接到電鍍室之上。因此，便採用了一種以 「先拆後建」而著稱的方法’根據此種方法，電鍍室與其中一個 整流器的連接方式，是先以—個_來將其關，然後再讓電鍍 室和另-健絲建立新的輪。這樣—來，電鍍整流器就不可 能會彼此產生短路。 在使用啟/閉_時，是按照以下列方法步驟來進行： Α·在第伽寺間間隔“内（例如在被處理物上產生陰極電 流脈衝：tk): a·電鍍㈣經由第-整流器與電鍍室間之連接來供電，其 途板疋一條第一導線、以及啟閉開關 b.而且電容器將會同時局部放電。 B•在第二個時間間隔^内（例如在被處理物上產生陽極電 流脈衝：ta) ·· C·電鍍t和整流||之_連接，係經由啟/閉開關來隔斷， 而且 d. 電容器將會充電。 11 經由該等方法步·驟心b-c_d_e f 可以在電鍍室產生-週期性之^，是a各e_d持續重覆執行，就 之電流，其特徵為-連串之正％L脈衝序列來。雙極性、脈衝式 合，其也可妓僅有陽極性、或^流脈衝。在—些特定應用場 流脈衝序列，例如_祕4有_性€祕_單極性電 電鍍室被視為是列各具有不同之電流學值。 塔社 π " >二 _置万式，其至少是由一個陰極、一個 電極之間的電解液所構成。在製造電路板 時，連同電解液也計算在内，其電路板之—面、以及位在其3 極，可以視為是—電鍍室，而另〆方面，其電路板之另-面、 以及位在錢面之陽極，職視4另—個賴室。 原則上，切換_及啟/_關，以及t絲，其在電鍛室裡 面配置的方式’是要讓那—條將電鍍室與關連接在_起的電流 導線之電感能夠朗最小H _與電容器便需要被安置在 一個靠近電鍍室的地方，而這條電流導線也必須儘量地短。除此 之外，一般用來將導線之配線加以最佳化，以便減少其導線電感 之方法也是可以採用。 “ 在一個最佳的實施形式中，其設有兩個整流器，許多並聯在 九的笔鍵立，則可以共同由其來供給電流，而許多個電流迴路 都設有一共同之電容器，來供給電鍍室使用。基本上，這些電流 迴路都分別設有一整流器。意即，有一組電鍍室是透過切換開關 來和僅有的一個電容器相連接，然後該電容器再連接到一整流器 上。另一組電鍍室則是透過切換開關、或是啟/閉開關來和另一個 電容器相連接，然後其再連接到另一個整流器上。 對於一組配備有一電容器之電鍍室而言，其可以是一組位在 輸送軌遒上面運行的電路板其中一面所設置的電鍍室，其係由面 向這一面之電路板表面、設置在這一面的陽極、以及位在這兩個 12 M242933 電極之間的電解液所構成。另一組配備有另一個電容器的電鍍 室，則是由位在輸送軌道另一面的電鍍室組所構成。 為了要達成一種很少需要維修的電路設計，以及達到一個很 高的脈衝頻率，，比如說達到1〇〇〇赫茲時，可以設置一電子式開關 未產生脈衝序列。原則上，機械式開關也是可行。在這種情況下， 可以採用旋轉式開關、以及交替式開關來做為其開關，甚至是一 個由許多獨立開關所組成的開關，其並聯在一起，而且是交替運 行0 為了要精確的來調整電鍍室的電流大小時，可以在其切換開 關、或是啟/閉開關上，安裝一個電流感應器。這些感應器可以偵 測得到的測量訊號，也可以被送到消除過電流那裡接受評估，以 便來保護這一個開關。 除此之外，根據本創作之電路設計，也可以被整合在一電鍍、 或是餘刻裝置上，好讓每一個電流感應器的測量訊號，都能夠被 傳送到一個裝置裡面所包含的、所安裝的控制器上。該控制器是 為了電鍍及蝕刻裝置之監督及調節而設。 切換開關、以及啟/閉開關，主要是利用電子式控制訊號來加 以控制。 流經過電鍍室之脈衝電流幅度，其在所給的tl (例如tk :在第 一時間間隔内的陰極電流脈衝）至12 (例如第二時間間隔内的ta) 這種比例之下’主要是經由陰極整流器電流之陰極幅度調整、 以及經由陽極整流器電流1&之陽極幅度調整，來加以調整。 此外，把我們所測得、流經電鍍室之脈衡鍍槽電流之電流幅 度值，與其設定值相比較之後，我們就可以藉由整流器電流之調 即，而讓電鍍室裡面的電流幅度也能夠被調成一常數值。 我們還可以在方法步驟a-b-c-d-e-f、或是a-b~c-d之外，再加 13 M242933 入其他的時間間隔，比如說當被處理物駛入及駛出電解液時，我 們可以加入一段比如說沒有任何電流流經電鍍室的時間片段。 這個時候，其切換開關之控制方式，是在時間間隔、及匕:間， 要讓整流器至電鍍室之間之所有連接點，被中斷成—2足=， 時間間隔。 川_>〇的 當切換開關及啟/閉開關是以一特殊方式來控制時，其艾可乂 it狀方法步驟。此外，分別為所欲之電流方向而設=鏑 ^供呢义切換開關之位置，可以利用直流電來保持—個駁接的狀 怨，但是在開關的其他位置，則不會有供應電流出現。其中，至 少ί某Γ部分的電鍍室裡面，時間間隔tlilt2都被調到二個值t 好讓其鍍槽電流如同直流電般作用。啟/閉_之利用亦相對的適 用 如果在一個電鍍或是蝕刻裝置裡面，包含了許多電鍍室時， :麼其就可以利用週期性的電流脈衝序列，有節奏地“其充 电。在另-種貫施形式中’這種裝置内也可以包含有許多组電鐘 群組内，其都是互相並聯在4。其最好能夠為電 广=二中組，產生一個第一週期性電流脈衝序列，以及在另一 組電㈣中’產生—個與第—週期性脈衝序列有相位差的第二週 期性電流脈衝。舉例來說，本裝置内位在電路板其中—面的電鐘 室^用來進行其電路板的金屬化’而在電路板另外—面之電鐘室: 2由其他不同組之錢室所構成。在這種情況下，其電鍵的脈 ^流’ ^是以不同的相位，來注入到各個電路板上。舉例來說， =板的=半段’可以在任何時間被極化成陰極，而電路板的後 “段，則疋同時被極化成陽極。再經過一段時間之後，二 交換極性。 一βV曰 在另外-種操作方式中，比如說利用個職立之電流迴路， 14 M242933 來供應電路板之前半段及後半段電源時，我們至少可以讓其中— W刀的兒鍍至’以永久中斷這個電鍍室和整流器之連接的方 供電’、但是其他電鍍制是以電流迴路來注人脈衝電流。 料二⑽在敝較卿害，亦可以在鼓關上並 二/ 性，則是要讓獨立開關在開啟時所形成的能量， 能夠由電容器來吸收，使其不會有損_立關的危險。 【圖式簡單說明】 、·、中本創作將根據圖一至圖五進一步加以說明。圖式内容 為： , 圖-根據既有之技術，在一個水平式輸送裝置上的局部電 示意圖； 圖一根據本創作之電路設計； 圖三根據本創作電路設計之電子等效電路圖； 圖四、tl配備有電流調節電鍍整流^之雙極性脈衝電流源，其電 流及電壓之時間變化； /、 圖五 :個配傷有麵調節電輕流器之雙極性脈衝電流源 k及電壓之時間變化； ，其電 【實施方式】 作在貫摘巾所示，是—偏來錢電雜之 ，裝^«本創作之電路設計方式及方法，也能夠以一種相同 、万>、二“JC、用在私路板的蝕刻、以及其他被處物的電鍍處理上。 歹’〜父"裝置、或是在—種被處理物在輸送裝置中，是以垂直 的方向來被處理的裝置。 J 一I斤王現的疋根據本創作之裝置。兩個上陽極2、以及被處 理物卜係以截關來表示。在陽極2的電子接點上，插入了一個 15 M242933 ^極，脈衝驅動器的切換開關12。這個切換開關 =广至電鍵室這一段的局部電感13，能夠很小。相反： =正、器5、32至切換開關12之輸人端l5、16 、泉的局部電感14、17,則可以是任意大小。 —導 性的::Γ鍍相位之陳述’均與被處理物1有關。因此娜 鍍相位下，被處理物Μ極性的，而陽極則是正極性的: =接性的_或去金屬相位，係由電雜流器32、經由 々 =綠的局部電感Π來供電的。其所屬之切換開關輸入端之編^ 電流導線之局部電感14及17，包括了從電鍍整流器5、^至 :換開關I2之輸入端這一段電流迴路（也就是第—導線幻及 —導線34、35)的所有有效電感在内。電流導線之局部電感13， 包括了從切換關12之輸出端18至電鍍室這—段電流避ς，以 及其從電流導線接頭I9 ’回流到切換關上之迴路之所有有效電 ，在内。電流導線之局邵電感13，是利用切換開關以在空間上非 常靠近電鍍室之配置方式’而得以保持為最小。其他用來減少導 線電感之習知措施亦可採用。這樣—來，就可以根據下述之子 (L:電感，R:電阻） ，

Tau = L/R 得到一個很小的脈衝電流爬昇之時間常數Tau。 在一個大尺寸的電鍍裝置上，其切換開關至電鍍室在空間上 之罪近，也可以利用分散其局部電鍍室之方式來實現。把切換開 關12擺到靠近局部電鍍室之方式，將致使空間上龐大之電鍍整流 16 M242933 斋32，能夠以一個距切換開關12較大之距離、以及集中之方 ^來放置。但疋k種結果，卻不會對脈衝之料速度造成任何〒 曰^對於用來供應被處理物下半部脈衝线用之電鍍整流器二 情形亦同。 a …電鍍整流器5、32是利用電容器20、21來負載成電容性 -種脈衝極性而言，其均g&備有—具有大電容量之電容器。 電容器20是用來做為陰極脈衝電流之能量儲存器之用。電容器°以 是儲存著陽極脈衝電流之能量。實際上，電容器2G、21與多個 ，容量較小、而且並聯在一起的電容器有關。這些電容性的^載， 疋由電鍍整流器5、32出來，經由電流導線、以及經由其電流導 線的局邵電感14 ' π，而以直流電來充電。 對於直流電而言，如果我們無視於開啟、以及關閉這兩種無 ，緊要的效應時，前述之電感大彳、是沒有意義。*於電鍍整流器 是緩慢開啟及關閉，所以導線電感14、π也不會對此處之電鍍、 或姓刻、或是去金屬程序產生任何影響。緩慢之開關係指電鍍整 流器在一個電流斜坡上之爬昇或是下降。 電流導線33、34、3S上之直流電，具有一些優點，即實際上 這個區域只會出現靜磁場而已，且其並不會對於操作人員產生危 險。變動之磁場只會在切換開關或是啟/閉開關出現，而且只會出 現在通到電鍍室那條很短的電流導線上。高電流變化率及小電鍍 或蝕刻電壓，基本上都會造成干擾磁場。由於電鍍電流分散在每 一個陽極上，而成為分支電流的緣故，所以脈衝電流在每一個局 邵電鍍室上的絕對值，也會比總電流要低很多。其干擾磁場，同 樣的也會低很多。 圖三之等效電路圖，包含了分別以點線虛線括起來之切換開 關12、以及放置於其上之控制器22。控制器22是用來讓開關23、 17 M242933 24此夠在時間上準確的做切換，以及透過整流器輸出電流一個預 先設足（預設值之影響，來調節其脈衝幅度。用來做為開關元件 之電子機械式接點，是以符號來表示。但是在實際上，其主要都 疋採用笔子式的開關’例如金氧半場效應電晶體 (Metal Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor : MOSFET 電 晶體），或是隔離閘雙極電晶體（Is〇latedGateBip〇larTransist〇r : IGBTs)。 在弟脈衝所持績之時間内，開關23會把充電電容器上 的電壓三切至卜個在這裡以等效電阻來表示的局部電鐘室 上在弟脈衝所持~之時間内，開關24會把充電電容器21上 之電壓，切至電鍍室上。這些電壓會驅動的電流 電流導線之局部電感⑴來流到等效電阻‘上去。由於電感13 在所奴措紅下很小’所以其就可以達到—個電路板技術所要 求之向電魏昇時間。例如L2=2x10.6h，以及有—個r^2祕3 歐姆的電鍍室電阻時，則電_昇到最大值之6 為Tau = (Uxl(r3秒。 了 T間吊數 =個置於上方之控制器22，係用來將其時間變化加以同步 二、=關23、24交互在切換之時間’會被當做設定值儲存 二是Γ同之陰極脈衝幅度、以及陽極之脈衝時間， 讀存起來。以這種方式，就可以知道每-種極性在進行 時所需《能量。其也正好是相應之電鍍整流 術中，整流器之電流，係被設二 均值’而且保持為常數。其電流可以此種 直個電流調節讀整絲來料常數 之二係利用電流感應器27、28，例如 二二2 流調郎電鍍整流器上，其時間上之電流及電壓變化，_於圖t 18 M242933 在電流調節技術中，jL雷卢> 器的輸出電壓之調節來保持、^平均值，也可以利用電鍍整流 電錄整流器之終端電恩，^下上之5匕?如圖五所示。 -個近乎是常數之電容電壓u U万式來彻、歧被調節： 其脈衝電流。這樣—來，以—個必需之幅度’來驅動 式能量，兩者之間就可=致0他21提供給錄槽電阻1^之脈衝 大丨一 、 又致一個平衡狀態。這兩個電流平均值 σ 疋由σ個琶鍍整流器之额定電壓來確定。 這些週期性的脈;週1極槽電流源之電流及電壓。 ,,. 、 個週期Τ。其陰極時間區間L和隙技 的時間區間ta ’是交互在切換著。 和L間tk和知極 其關係為··

T =兩個時間區間w ta之間之比例，稱之為觸鍵比十招 ::電流平，ImitteI，k ’可以經由觸鍵比、以及電流峰值L㈤ 2机脈衝的：辟值）、和i “陽極電流脈衝的電流峰值）7 由下式來表示 Γ

WeU^flkX tk)/(tk + ta) 來 同樣的，陽極脈衝的電流平均值Imitteu，則可以從下式中算出 19 M242933

Imittel，a —（la X ta)/(ta + “） 電流平均值’即是電鍍整流器之輪出端之直流電流。在時間 t〇時’電流Ik和Ia將會以一個過渡狀態，從兩個電鍍整流器5、％ 中流出來（圖二、三）。電流Ik將經由瞬時為連接狀態的開關23， 旋到負載RBad上去。此外還有那個充滿電之電容器2〇，也會提供 電流來給負載RBad。這時候，電容電壓口“將會略微的降低。電 鍊整流器32之電流將會流到電容器21上去。相反的，電容電壓

Ue，a將會隨著一個相應的極性而上昇。在時間&時，開關23將會 打開，緊接著開關24將會關閉起來。電鍍整流器5之電流“將^ 繼續以最大值來流動，並且流入到電容器2〇裡面。其電壓耵“將 會，之上昇。在時間tl時，電鐘整流器32的電流1將會繼續^一 ^最大值來流動，而且會經由開關24來流人到負載U去。額 2需的瞬間能量是由充電電容器21所提供。其電容電壓I將 逐漸增加的放電而下降。在時間匕時，開關24將會打;， 二接著開關23將會關閉起來。緊接著其就開始重覆時間為t。時之 變化了（如上文所述）。 ° 铲〜在^到b的時間間隔内，電容器21所扮演的基本上是一個電 、、又^之能量源。若要讓脈衝頂端的傾斜度保持很小時，我們就要 =¾的選擇一個大電容量。因此在過渡狀態下，該等電容器如、 應該總是部分的被充電、或是放電而已。 四料，是纽定的直流電流τ，基本上其電鍍整流器的 ^疋隨著脈衝的負载來反應。圖五所示，是在—個近乎為常數 鍍^器輸itj電壓下，基本上其電流是隨著脈衝的負載來反 〜在這裡可以看見的電流波動，並沒有很陡哨之電流斜坡。其 20 M242933 只會在電鍵整流器之輸出端，以及在切換開關 Ϊ。其電鍍室裡面之脈衝電流，在這兩種情形下相同。=電ί 奋20、21祕量暫存效果，就相讓讀魏器供給 ^使其不會受到__效應。這樣—來，由造糾 干擾，就可以被去除掉。 n风日口 相對於前面之敘述而言，習知之裝置（圖一）在 =設=，：會具有其他優點。事實上，利用-個具有特 ^度’也就是—個具有特定電流♦值 以屋生多重之脈料值。這_數與觸㈣有關。實^所= ί m料有5G安培之直流電的局部電鐘 =將會產生-個500安培之逆向脈解值。在—個3公尺長之 用電路板電鍰輸送裝置中’舉例來說，係以如下的時間和幅 ta= lxur3 秒； tk 二 15 X1CT3 秒； 電流峰值為ia = 4.ik; · 每一個局部電鍍室的電流峰值為ia = 800A，及ik = 2〇〇A ; 電容器20、21的電容值分別為〇·5法拉。 在切換開關12上面，插入-雙極性工作之電流感應器31在 切換開關的輸出端18上。該感應器是用來做為過電流監督之用， 也就是說用來保護切換開關免於受損。利用此電流感應器，就可 以來測量脈衝電流支峰值。而電鍍整流器5、&之電流，也可以 利用其直接來加以調節。這—個峰值，將會在附加上去之控制器 裡面，用來和峰值的設定值相比較。其設定值的大小，是以如下 21 M242933 的方式來碉節其電鍍整流器5、32之大小，也就是讓脈衝電流之 峰值，能自動的固定保持在其設定值上。 當我們把一個格呈電感性之負載（由電流導線電感13所致） 切上去的時候，其於切離之瞬間會產生過電壓。該過電壓會損害 電子式之開關。具有如圖示之極性保護二極體，可以在每一個開 =上，防止一個過鬲之電壓爬昇產生出來。感應電壓會驅動一個 包流，使其流經開關的二極體，這個開關在切離的瞬間是開啟的。 召包说將會流進電容器2〇裡面，或是流進電容器21裡面。其能 夠有效的馬上把該過電壓破壞掉。該等立極體25、26，可以是半 導體元件裡之積體二極體。 除此之外，在切換開關12裡面有一制動器，其係用來讓開關 從一個獨立開關之開啟，到另一個開關之 許可時，該等電容器20、21 4 切換開關、以及電鍍室使用。 21，同樣也適合這種情形。g 鍍室之間的空間距離要很小。 閉口 ’時間間距也可以彻如下的方式來擴大，也就是在這段時 間内’不要讓電鍍技術上有效的電流流動即可。當空間上之環境 21也可以分派給許多並聯在一起作用的 用。包含開關23、24在内之電容器20、 。決定性的因素，是電容器與開關距電 ，脈衝之幅度及時間之保持是非常重

在脈衝式電流之電鍍上， 要。只有如此，才能讓被要』 22 I Imittel(tpuls + tpause)/tpius “舉例來說，便是-個陰極電流換開關的情形而言， 間内，並沒有產生陰極電流脈衝。邊_時間_，而在這個區 率的裝f里面，其上陽極2、以及下陽極3，係、以一個同頻 載。這兩個脈衝序列可以同步的來進行。然而， 換開關，也=、個相位*。在必要的時候，此種雙極性之切 在電鍍或是_之直流驅動方式上。在陰極 能。在直:、也就是指在電錄的時候，開關23是永遠在閉合狀 _，也==上’開關24是永遠在閉合狀態。其極性相反的 開關’也分別都是永遠在·狀態之下。 和4白知者，均屬本創作之物件。 23 M242933 元件符號說明 1 被處理物電路板 2 上陽極 3 下陽極 。 4 開關接點 5 上電鍍整流器，陰極性的 6 下電鍍整流器，陰極性的 7 連到上陽極之電流導線 8 連到下陽極之電流導線 — 9 由陰極回來之共同回流導線 10 夾子 11 滑行軌道 12 切換開關 13 由切換開關至電鍍室間電流導線之局部電感 14 由電鍍整流器至切換開關間之局部電流導線電感，陰極性的 15 切換開關的輸入端，陰極性的 16 切換開關的輸入端，陽極性的 17 由電鍍整流器至切換開關間之電流導線的局部電感，陽極性的 18 切換開關之輸出端 19 電流導線之接頭 20 電容器，陰極性的 21 電容器^陽極性的 22 附加上去之控制器 23 開關，陰極性的 24 開關，陽極性的 25 保護二極體Dk 24 M242933 26 27 28 31 32 33 34 35 保護二極體Da 電流感應器，陰極性的 電流感應器，陽極性的 電流感應器，雙極性的 上電鍍整流器，陽極性的 第一導線 第二導線，陽極性的 第二導線，陰極性的

25

Claims (1)

1. M242933 玖 1· 、申請專利範圍： 種私路^十，其係利用脈衝式電流 起，具有陽極和陰極而且是 义夕個為”在一 置，該用來供給電流之每—疋式之電鍵或㈣裝 至少一電鍍整流器及射以將兩個以上的輸入端，駁接到 钿出續，或是—啟/閉式開關上， 第二導線’係分w整絲之—接初及電鍍 頭直接通電相連在一起，_ 接 r:?，則是分別將整流器之另-輪出端和切換開' i =啟/閉開關之接頭之輸入端，直 起，此外 仏 e. ifi中—切換開關，或是其他啟/閉開關之接頭之-或 數個‘㈣’係4接與電鍍室之其他接頭通電相連在一 起， 其特徵為’在第-導線（33)與每一條第二導線⑼、 連tn、谷裔(2〇、21) ’且不僅切換開關及啟/閉開 =室=Γ20、21)在内’也都放在-個空間上 非近⑨鍍至附近的位置，以便使切酬關及啟 間之連接導線的電感（13)能夠為最小。 顶土甩艘至 2·根據中請專概_丨項所述之電路設計， 兩個整流器（5、切，而許多並聯在—起之二為Ά有 、⑼）或疋（21)，用來供給電鍍室之用。 ，據_請柄制第】韻第2麟逑之電路科 見子式m (23、24)將取細_、或糊㈣，'來產生 a. b. c· d. 26 3 M242933 脈衝序列。 4. 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之電路設計，其特徵為， 切換開關或啟/閉開關（23、24)上，分別裝設一電流感應器（31 )， 而其測量訊號可以傳送給消除過電流，用來保護這個切換開關。 5. 根據申請專利範圍第4項所述之電路設計，其特徵為，其設有 一附加上去之控制器（22)，用來監督及調節電鍍及蚀刻裝置 之用，而每一個電流感應器（31)之測量訊號，都可以傳送給 控制器。 6. 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之電路設計，其特徵為，春 切換開關及啟/閉開關（23、24)之構造，是利用電子式之控制 訊號來加以控制。 7. 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之電路設計，其特徵為， 在切換開關及啟/閉開關（23、24)上，並聯有一些二極體（25、 26)，其極性是要讓各個開關在開啟時所形成之能量，能夠由 電容器（20、21)來吸收，使其不會有損害各個開關之危險。

   27