WO2003071009A1 - Method and device for electrically contacting a flat product in electrolytic installations - Google Patents

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WO2003071009A1
WO2003071009A1 PCT/DE2003/000408 DE0300408W WO03071009A1 WO 2003071009 A1 WO2003071009 A1 WO 2003071009A1 DE 0300408 W DE0300408 W DE 0300408W WO 03071009 A1 WO03071009 A1 WO 03071009A1
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goods
contact
linear
transport
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PCT/DE2003/000408
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Egon Hübel
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Huebel Egon
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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/005Contacting devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06Wires; Strips; Foils
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D11/005Apparatus specially adapted for electrolytic conversion coating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for electrical contacting of flat goods in continuous electrolytic systems.
  • the invention further relates to a device for performing the method.
  • the invention is preferably used in the electrochemical treatment of printed circuit boards, conductive foils, wafers and tapes. It is suitable for continuous systems with electrodes that are soluble or insoluble in the electrolyte.
  • Continuous systems with horizontal or vertical transport of the goods are known for the electrochemical treatment of plates or foils or endless belts.
  • the goods are gripped, for example, by means of transport rollers or clamps and conveyed continuously through such systems lying or hanging.
  • the material must be electrically connected to a pole of a bath current source. This connection is made using a contact.
  • the other pole of the bath current source is connected to a counter electrode, an electrolytic cell being formed by the counter electrode, the bath and the bath current source.
  • the invention is fundamentally suitable for all electrochemical processes, namely for electroplating, etching, anodizing and for cathodic reduction. To abbreviate the description, the invention is described below only for electroplating.
  • the material is poled cathodically, that is cathode and the counter electrode is poled anodically, ie anode.
  • cathode and anode are also referred to neutrally as electrodes.
  • DE 196 33 797 A1 a horizontal continuous system is described.
  • Metallic contact rollers are arranged between the anodes in the transport direction of the goods, which are poled cathodically and at the same time ensure the continuous transport of the goods. Because a complete electrical shielding of the contact rollers against the anodes is not possible due to the rotation of the rollers, these rollers are galvanized or metallized just like the material.
  • a demetallization cathode is arranged in the vicinity of each roller. It is disadvantageous that the demetallization is not carried out completely. There is a risk of particle formation due to non-stick layers or metal flakes on the contact roller and on the demetallization cathode.
  • Non-prepublished publication DE 100 43 817 A1 describes a contact electrode which is used to transmit current to the good, in particular for a good with insulated structures to be treated electrolytically hey of the good pressed. A special drive is used for this.
  • the goods are transported step by step or according to the principle of the "flying saw".
  • the object of the present invention is to provide a method and a device which are suitable for electrical contacting of flat and of any weight in continuous systems and which do not have the disadvantages mentioned.
  • they should enable a technically very simple and inexpensive implementation.
  • they should not show any wear during the current transmission to the contact means.
  • Figure la shows in cross section a linear contact, with a rigid contact strip, which is mounted insulated in a rigid or elastic shaft.
  • Figure 1 b shows in cross section a linear contact with an elastic contact strip, which is mounted insulated in a rigid or elastic shaft.
  • Figure 2 shows the basic principle of the movements of the linear contact at different times during the transport of the goods.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention at different times during the transportation of the goods.
  • Figure 4 shows a detail of an embodiment of a lifting drive
  • FIGS. 1 a and 1 b each show a linear contact 20 in cross section, which is placed on the good 1 and makes electrical contact with the good for power transmission, the good having an electrically conductive surface.
  • the linear contacts extend parallel to the surface of the goods into the plane of the drawing. With a large length in the drawing plane, the linear contact is referred to as a strip contact, e.g. if it extends across the entire transport path of the goods. A shorter linear contact is called a cuboid contact. If the surface of the linear contact that faces the material is round, the linear contact is referred to as a cylinder contact.
  • the cuboid contact and the cylinder contact are preferably used for edge contacting of the goods.
  • the linear contact 20 consists of a contact strip 23, 24 and a shaft 22 which is fastened to a carrier 21. At least one holder 12 is attached to the opposite side of the carrier and is held by an electromotive or mechanically actuated lifting device 28. This raises and lowers the linear contact in the directions of arrow 8.
  • a lifting device can actuate several linear contacts, for example also linear contacts opposite one another on the top and bottom of the goods. Appropriate levers are used for this.
  • the lifting height is at least so large that the contacting surface 27 no longer electrically contacts the surface of the good 1; this is the case with a lifting height of 1 mm, for example. This means that the electrical and mechanical contact is interrupted until the next touchdown.
  • the most common application of the invention is the bilateral treatment of the goods.
  • the contact force of the linear contact 20 is absorbed by a support 31 on the opposite side.
  • the pad 31 can be provided with a ramp and be arranged in a fixed manner. It is also preferably attached to a lifting device with an elastic holder. As a result of the static friction, it is taken away by the goods when pressed. As with the linear contacts, the return transport takes place by mechanical relaxation.
  • the linear contact 20 can also be lifted off by a corresponding movement of the good itself.
  • a lifting device acts on the means of transport that convey the goods or on the holders of the goods. The lifting device 28 is then not required.
  • the one or more holders 12 are then attached to the fixed housing of the electrolytic system.
  • This type of contacting is advantageous when the material 1 is light and the linear contacts are comparatively heavy, for example in wafer processing, hybrid processing or in films for smart cards that can only be treated on one side.
  • the bath current source 30 is switched off shortly before the linear contact is lifted off the surface of the material and is only switched on again after the next placement. This avoids a possible tear-off spark of the bath current and unnecessary galvanizing of the contacting surface 27.
  • the contact strip 23, 24 can be metallized.
  • a demetallization electrode 29, which is poled cathodically when the linear contact is lifted, for example by means of a polarity reversal device, or the cathodic material are used to demetallize the contact strip.
  • the shaft 22 of the linear contact consists of a rigid or elastic, electrically insulating material.
  • a contact strip 23, 24 is embedded in the shaft 22.
  • the contact strip 23, 24 is connected to the bath current source 30 via insulated and flexible electrical conductors 10 within the linear contact and in the further course via insulated and flexible conductors 26.
  • the other pole of the bath current source is connected to the anode 5.
  • the present invention requires an elastic linear contact 20 and / or an elastic holder 12, which are slim as shown in the figures.
  • the shaft 22 of the linear contact consists of an elastic, chemically stable and electrically insulating material.
  • the holder 12 can be made of metal or plastic and can be made elastic at least in the transport direction of the goods. A sprung joint can also be used for this.
  • FIG. 1 a shows a linear contact which is equipped with a rigid contact strip 23.
  • the contact strip 23 is preferably made of an electrochemically resistant metal, for example titanium or niobium.
  • the metal can also be provided with an electrically conductive and resistant surface coating, for example made of a noble metal.
  • the rigid contact strip 23 can be resiliently mounted in the shaft 22 by means of at least one spring. If partial areas of the surface of the material 1 to be treated are covered with an insulating resist, the remaining free surface is not reliably contacted by a metallic rigid contact strip 23.
  • the linear contact shown in FIG. 1b is suitable for this.
  • the elastic or rigid and electrically insulating shaft 22 is fastened to the carrier 21.
  • An elastic contact strip 24 is located in this shaft. It consists of the elastic material described below and provided with electrically conductive fillers.
  • the contact strip 24 is of the shaft 22 and thus of an electrically insulating material surround. This insulating material protects the contact strip 24 against undesired metallization with cathodic polarity. Due to the elasticity of the contact strip 24, it is also possible to reliably contact good 1 which is partially provided with resist.
  • the contact strip consists, for example, of stamped and stacked metal plates which have a thickness of, for example, 0.1 mm. The metal plates stacked into a strip are inserted in place of the lower part of the contact strip 24 and fastened in the shaft 22, for example, by positive locking.
  • the metal plates are supported upwards against the remaining elastic and electrically conductive material of the contact strip 24, which thus establishes a common electrical connection of all metal plates to the flexible electrical conductor 10.
  • a movable, metallic contact acts towards the goods.
  • the contact strip can consist of resilient metallic brush strips to adapt to surface unevenness.
  • FIG. 2 shows the basic principle of the movements of a linear contact 20 at different times 3 during the transport of the goods 1 for the electrical contacting thereof in a continuous system.
  • the linear contact is held by an elastic and slim holder 12. This holder connects the linear contact 20 to the lifting device 28.
  • the lifting device which moves the linear contact in the direction of the arrows 8, is manufactured, controlled and driven by means of known techniques in mechanical engineering and automation technology.
  • the transport drive of the good 1, which acts on the good here via the symbolically represented transport rollers 25, is permanently switched on.
  • the transport rollers 25 can be used in any number. Instead of the transport rollers, wheel shafts can also be used to transport the goods. This is advantageous when treating sensitive foils.
  • other means of transport are suitable, such as clips, for example, which grip and transport the goods. Because, according to the invention, these means of transport do not transmit electrical current must, they can consist of non-conductive materials and can be manufactured inexpensively.
  • the goods 1 to be treated are electrically contacted by means of the linear contacts 20.
  • These linear contacts are generally arranged between the transport rollers 25 as strip contacts and extend across the entire transport path of the goods, i.e. perpendicular to the direction of transport.
  • the strip contacts can also be arranged at an angle to this and up to an angle of 90 ° to the transport direction 19. In this case, the material 1 is contacted electrically at the edge or on both edges.
  • An arrangement of linear contacts in the form of strip contacts, cuboid contacts or cylindrical contacts on three or four sides of the goods is also possible.
  • Elongated strip contacts can also be arranged transversely to the transport direction 19 and symmetrically to the center of the transport path of the continuous system and can be made shorter than the width of the transport path in its longitudinal extent.
  • the linear contacts 20 can also be arranged in the region of the end faces of the transport rollers 25 in close succession in the transport direction 19. With this arrangement, too, the goods are contacted at the edge or at the edges.
  • the linear contacts 20 in the design as a cuboid contact or cylinder contact are particularly suitable for this.
  • the linear contacts 20 with the contacting surface 27 are pressed by means of the lifting device 28 from an initial position onto the surface of the good 1 to be contacted electrically.
  • the continuously transported good 1 takes the linear contact 20 in the pressed state on the contacting surface 27 as a result of the static friction in the direction of movement 2.
  • the elastic holder 12 is thereby mechanically bent in the manner shown and mechanically tensioned.
  • the linear contact is lifted off the material again by means of the lifting device 28, as a result of which the holder 12 relaxes again.
  • the linear contact automatically and quickly moves back against the transport direction to the starting position. After that the linear contact is pressed against the surface of the goods again and the process is repeated cyclically.
  • the associated bath current source is switched on with the required polarity.
  • several linear contacts are supplied with treatment current from a bath current source.
  • the linear contacts are switched to the bath power source from time t2 to t5 by means of an electronic or electromechanical switch.
  • the associated bath current source is expediently switched off immediately before the linear contact is lifted off the goods. Wear of the contact strips 23, 24 is thus avoided.
  • An electronic control is used for the synchronization of the movements. Electronic switches and controls are state of the art. They are not shown in the figures. The electrolyte flow devices in such systems are also known and are therefore not shown. FIG.
  • FIG. 2 shows the situation of a linear contact 20 during the electrolytic treatment of the goods 1 at times 3 from t1 to t7.
  • the linear contact 20 is lifted and the device is in a relaxed state.
  • the linear contact establishes the electrical contact with the material by means of the lifting device 28.
  • the linear contact rests on the good 1.
  • the electrolytic bath current is switched on.
  • the transported good 1 takes the contacting surface 27 of the linear contact 20 with it.
  • the holder 12 bends increasingly.
  • the bath power source is switched off at time t5.
  • the linear contact is lifted off the goods.
  • the time t6 corresponds to the time t1.
  • the process is repeated continuously.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention which is particularly suitable for the use of cuboid contacts and cylinder contacts.
  • the shaft 22 of the linear contact 20 is made of an elastic material.
  • FIG. 4 shows a preferred embodiment for lifting and placing the linear contact 20 onto the surface of the good 1 to be contacted.
  • the lifting movement is derived directly from the transport drive of the good and controlled by means of cams.
  • Transport rollers or transport wheels 25 convey the goods through the electrolytic treatment space 16 in the direction of the transport direction arrow 19.
  • Each linear contact 20 is fastened to a leg 11 or a bending beam. These are supported or held on one side at the pivot point 9 or the bending point. This point is fixed.
  • the bending beam is pressed in the direction of the arrow 6 by means of a force. This causes the pressing force of the linear contact 20 against the good 1.
  • the force can, for. B. applied by a spring or by gravity.
  • a weight must be arranged on the lower bending beam 11 on the opposite side of the pivot point 9.
  • a cam 7 is attached to the front of the transport rollers 25. This controls the stroke movements of the linear contact.
  • the cam 7 at top dead center 4 opens the electrical contact with the material once per roller revolution in order to relax the linear contact.
  • the cam is equipped with several top dead centers 4. It then resembles a gear wheel. This also applies analogously to the cams 7 on the underside of the goods.
  • the transport rollers 25 are set in motion via a gear drive. This always gives a fixed reference to the cam position. This allows linear contacts arranged one after the other in the transport direction to be lifted off at different times. As a result, the goods 1 are electrically contacted without interruption, even if individual linear contacts have just lifted off. In the illustration in FIG. 4, every fourth linear contact opens simultaneously. The other three linear contacts carry the electrolytic current.
  • the fixed reference of the cam position for the transport of the goods allows a safe synchronization of the electrical or electronic switches for switching the respective linear contacts on and off. This embodiment of the invention is particularly advantageous because no additional drives and control and synchronization elements are required to move the linear contacts.
  • the surface is also contacted on one side.
  • the linear contacts must be supported on the opposite side of the goods.
  • Flat bodies serve as a support 31 for this purpose. They can also consist of elastic materials.
  • Vibrators or vibrators can be used to support the electrochemical process. These act on the linear contacts 20 and vibrate the material 1. This improves the exchange of materials on the surfaces to be treated and in the holes. This allows a higher current density to be used.
  • the bath current is conducted directly at the system via insulated, flexible current strips 26 or high-current strands the linear contacts. Such conductors are almost wear-free.
  • the bath current can be direct current or unipolar or act bipolar pulse current. In the figures, predominantly acting polarity for the electroplating of the good 1 is shown. The polarities in brackets are effective if the linear contact is to be demetallized.
  • a metallic rigid contact strip 23 is very well suited for the full-surface contacting of goods. However, if there is an electrically insulating resist for structure formation on the surface of the good, contacting the conductive surface areas is not possible.
  • the linear contact with a contact strip 24 is used, which consists of an elastic and electrically conductive material.
  • Such materials are e.g. Elastomers, silicones or rubber that have been provided with electrically conductive fillers during their manufacture.
  • the fillers consist e.g. from metal powder, metal flakes and similar particles. Particles of chemically resistant noble metal are preferred. The dimensions of such particles are approximately 1 ⁇ m to 10 ⁇ m in diameter.
  • the possible duration of the electrolytic treatment per cycle depends, among other things, on the transport speed, the dimensions of the electrodes, the current density used, the intensity of the flow of electrolyte against the material and the required exposure time.
  • the duration per cycle or treatment step ranges from 10 milliseconds to one minute.
  • the length of a treatment step in large systems is 1 mm to 250 mm.
  • the length of the treatment steps is matched to the distances between the linear contacts so that all surface areas of the goods are treated electrochemically at the same time in a continuous system.
  • the linear contact 20 can also be arranged obliquely up to an angle of 90 ° to the transport direction of the goods. Such an obliquely arranged linear contact contacts two successive sections of material in the continuous system. The gripping of the linear contact into a gap of goods that follow one another at a distance is thus avoided.
  • the anodes can also be cut accordingly at an angle.
  • the principle of electrical contacting of goods according to the invention can also be applied when using contact electrodes, which are described in the publication DE 100 43 817 A1.
  • the contact electrode is carried by at least one elastic holder.
  • the electrical contacting of goods in continuous systems has the following further features: No electrical sliding contact is required because the current is supplied to the linear contact without wear by means of electrical conductors 26 in the form of flexible current strips or high-current strands.
  • the wear of the sliding contacts according to the prior art is eliminated.
  • the contact strip 23, 24 can be electrically insulated very simply and reliably, in contrast to contact rollers as used in the prior art. Unwanted metallization of the contacts is reliably avoided during electroplating.
  • the invention is also suitable for the electrical contacting of material in electroless chemical plating baths.
  • a contact is used to apply a cathodic potential to the material.
  • the anode is at least one auxiliary electrode that faces the material in the bathroom.
  • the cathodic polarization of the material supports the metallization process.
  • the necessary devices for promoting the circulation of the electrolyte in the electrolytic bath and devices for electrolyte regeneration are state of the art and are therefore not shown in the figures.
  • the figures basically also apply to continuous systems with vertical transport of the goods.
  • the schematic representations represent the top views.

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Abstract

The invention relates to a method for electrically contacting a plane product in continuous electrolytic installations. The invention especially relates to the electrochemical treatment of printed circuit boards and conductive foils. Said product (1) is electrically contacted by elastic linear contacts (20). The surfaces (27) making contact are pressed onto the surface of the product (1) in order to transmit the current. During the electrochemical treatment, a short piece of the linear contacts (20) is entrained by the continuously transported product (1) and is mechanically stressed, as a result of the static friction. After a treatment step, the linear contacts (20) are lifted off the surface of the product (1), thereby slackening counter to the direction of transport. A continuous electrochemical treatment is achieved by means of a plurality of linear contacts making contact at different times. The linear contacts are connected to a bath current source by means of flexible electrical conductors (26). Sliding contacts are not required.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von flachem Gut in elektrolytischen Anlagen. Method and device for electrical contacting of flat goods in electrolytic systems.
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von flachem Gut in elektrolytischen Durchlaufanlagen. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung findet vorzugsweise Anwendung bei der elektrochemischen Behandlung von Leiterplatten, Leiterfolien, Wafern und Bändern. Sie eignet sich für Durchlaufanlagen mit im Elektrolyten löslichen oder unlöslichen Elektroden. Zur elektrochemischen Behandlung von Platten oder Folien oder endlosen Bändern sind Durchlaufanlagen mit horizontalem oder vertikalem Transport des Gutes bekannt. Das Gut wird z.B. mittels Transportwalzen oder von Klammern gegriffen und kontinuierlich durch derartige Anlagen liegend oder hängend befördert. Zur Behandlung muß das Gut mit einem Pol einer Badstromquelle elektrisch leitend verbunden sein. Diese Verbindung erfolgt mittels einer Kontaktierung. Der andere Pol der Badstromquelle wird mit einer Gegenelektrode verbunden, wobei eine elektrolytische Zelle durch die Gegenelektrode, das Bad und die Badstromquelle gebildet ist. Die Erfindung eignet sich grundsätzlich für alle elektrochemischen Prozesse, nämlich für das Galvanisie- ren, Ätzen, anodisches Oxidieren und für das kathodische Reduzieren. Zur Abkürzung der Beschreibung wird die Erfindung nachfolgend nur noch für das Galvanisieren beschrieben. Bei diesem Prozeß ist das Gut kathodisch gepolt, also Kathode und die Gegenelektrode ist anodisch gepolt, also Anode. Kathode und Anode werden nachfolgend neutral auch als Elektrode bezeichnet. In der Druckschrift DE 196 33 797 A1 wird eine horizontale Durchlaufanlage beschrieben. Zwischen den Anoden sind in Transportrichtung des Gutes metallische Kontaktwalzen angeordnet, die kathodisch gepolt sind und zugleich für den kontinuierlichen Transport des Gutes sorgen. Weil eine vollkommene elektrische Abschirmung der Kontaktwalzen gegen die Anoden infolge der Rotation der Walzen nicht möglich ist, werden diese Walzen ebenso wie das Gut galvanisiert bzw. metallisiert. Zur fortwährenden Entmetallisierung der unerwünscht metallisierten Walzen ist eine Entmetallisierungskathode in der Nähe jeder Walze angeordnet. Nachteilig ist, dass die Entmetallisierung nicht vollständig erfolgt. Es besteht die Gefahr einer Partikelbildung durch nicht haftende Schichten oder Metallflitter an der Kontaktwalze und an der Entmetallisierungskathode. Regelmäßige Produktionsunterbrechungen sind zur Wartung der Kontaktwalzen und zum Austausch der Entmetallisierungskathode erforderlich. Des weiteren besteht der Nachteil, dass der Galvanisierstrom auf die rotierenden Walzen übertragen werden muss. In naßchemischen Anlagen unterliegen die dafür erforderlichen Schleifkontakte einem erhöhten Verschleiß durch chemische Korrosion.The invention relates to a method for electrical contacting of flat goods in continuous electrolytic systems. The invention further relates to a device for performing the method. The invention is preferably used in the electrochemical treatment of printed circuit boards, conductive foils, wafers and tapes. It is suitable for continuous systems with electrodes that are soluble or insoluble in the electrolyte. Continuous systems with horizontal or vertical transport of the goods are known for the electrochemical treatment of plates or foils or endless belts. The goods are gripped, for example, by means of transport rollers or clamps and conveyed continuously through such systems lying or hanging. For the treatment, the material must be electrically connected to a pole of a bath current source. This connection is made using a contact. The other pole of the bath current source is connected to a counter electrode, an electrolytic cell being formed by the counter electrode, the bath and the bath current source. The invention is fundamentally suitable for all electrochemical processes, namely for electroplating, etching, anodizing and for cathodic reduction. To abbreviate the description, the invention is described below only for electroplating. In this process, the material is poled cathodically, that is cathode and the counter electrode is poled anodically, ie anode. In the following, cathode and anode are also referred to neutrally as electrodes. In the publication DE 196 33 797 A1 a horizontal continuous system is described. Metallic contact rollers are arranged between the anodes in the transport direction of the goods, which are poled cathodically and at the same time ensure the continuous transport of the goods. Because a complete electrical shielding of the contact rollers against the anodes is not possible due to the rotation of the rollers, these rollers are galvanized or metallized just like the material. For the continuous demetallization of the undesirably metallized rollers, a demetallization cathode is arranged in the vicinity of each roller. It is disadvantageous that the demetallization is not carried out completely. There is a risk of particle formation due to non-stick layers or metal flakes on the contact roller and on the demetallization cathode. Regular production interruptions are required to maintain the contact rollers and to replace the demetallization cathode. There is also the disadvantage that the electroplating current has to be transferred to the rotating rollers. In wet chemical plants, the sliding contacts required for this are subject to increased wear due to chemical corrosion.
In der Druckschrift DE 32 36 545 C2 werden zur elektrischen Kontaktierung von Leiterplatten obere und untere Kontakträder vorgesehen. Diese rollen am Rand der Leiterplatten ab. Wischblätter sollen die Kontakträder vom elektrischen Feld der elektrolytischen Zelle abschirmen. Dies erfordert einen entsprechend breiten Galvanorand. Nachteilig ist auch hier, dass der Galvanisierstrom über Schleifkontakte an die Kontakträder heran geführt werden muss. In der Druckschrift US 6,294,060 B1 werden zur elektrischen Kontaktierung Greifer vorgeschlagen. Sie sind an einer endlosen Kette befestigt und bewegen sich synchron mit den zu behandelnden Leiterplatten durch die Anlage. Über Kontaktrollen wird die elektrische Verbindung zu den Greifern hergestellt. Auch diese Stromübertragung ist einem fortwährenden Verschleiß unterworfen.In DE 32 36 545 C2, upper and lower contact wheels are provided for the electrical contacting of printed circuit boards. These roll off the edge of the circuit boards. Wiper blades are intended to shield the contact wheels from the electrical field of the electrolytic cell. This requires a correspondingly wide galvano edge. It is also disadvantageous here that the electroplating current has to be brought to the contact wheels via sliding contacts. In US 6,294,060 B1 grippers are proposed for electrical contacting. They are attached to an endless chain and move through the system synchronously with the circuit boards to be treated. The electrical connection to the grippers is established via contact rollers. This power transmission is also subject to constant wear.
In der nicht vorveröffentlichten Druckschrift DE 100 43 815 A1 wird ein weiteres Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von ebenem Gut in Durchlaufanlagen beschrieben. Zur elektrochemischen Behandlung wird das Gut mittels Streifenkontakten kontaktiert. Dies geschieht durch ein Aufsetzen und Andrücken der Streifenkontakte auf die Oberfläche des Gutes. Spätestens ab dem Zeitpunkt des Aufsetzens der Streifenkontakte findet keine Relativbewegung zwischen dem Gut und den Streifenkontakten statt. Zur Vermeidung einer Relativbewegung werden zwei Möglichkeiten vorgeschlagen, nämlich zum einen das Anhalten des Transportes während der Zeit des Aufsitzens des Streifenkontaktes auf dem Gut oder zum anderen synchrones Transportieren von Gut und Streifenkontakt nach dem Prinzip der „Fliegenden Säge" mit Rücktransport des abgehobenen Streifenkontaktes. Im ersten Falle ist der schrittweise Transport nur bei leichtem Gut technisch einfach zu realisieren. Im zweiten Falle kann schweres Gut behandelt werden. Nachteilig ist jedoch der große technische Aufwand für die synchrone Bewegung des Streifenkontaktes mit dem Gut in Transportrichtung und für die jeweilige Rückwärtsbewegung. In der nicht vorveröffentlichten Druckschrift DE 100 43 817 A1 ist eine Kontaktelektrode beschrieben, die zur Stromübertragung auf das Gut dient, insbesondere für ein Gut mit isolierten elektrolytisch zu behandelnden Strukturen. Die Kontaktelektrode wird mittels eines Bewegungsorganes an die Oberfläche des Gutes angedrückt. Hierzu dient ein spezieller Antrieb. Der Transport des Gutes erfolgt schrittweise oder nach dem Prinzip der „Fliegenden Säge".In the unpublished publication DE 100 43 815 A1 a further method for the electrical contacting of flat material in continuous systems is described. For electrochemical treatment, the material is contacted by means of strip contacts. This is done by touching down and pressing the strip contacts onto the surface of the goods. At the latest from the time the strip contacts are put on, there is no relative movement between the material and the strip contacts. In order to avoid a relative movement, two possibilities are proposed, namely on the one hand stopping the transport while the strip contact is sitting on the good or on the other hand synchronous transport of the good and strip contact according to the principle of the "flying saw" with return transport of the lifted strip contact In the first case, the gradual transport is only technically easy to implement with light goods. In the second case, heavy goods can be handled. The disadvantage, however, is the great technical effort for the synchronous movement of the strip contact with the goods in the transport direction and for the respective backward movement Non-prepublished publication DE 100 43 817 A1 describes a contact electrode which is used to transmit current to the good, in particular for a good with insulated structures to be treated electrolytically hey of the good pressed. A special drive is used for this. The goods are transported step by step or according to the principle of the "flying saw".
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die zur elektrischen Kontaktierung von ebenem und beliebig schwerem Gut in Durchlaufanlagen geeignet sind und die die genannten Nachteile nicht aufweisen. Insbesondere sollen sie eine technisch sehr einfache und kostengünstige Realisierung ermöglichen. Ferner sollen sie keinen Verschleiß bei der Stromübertragung auf die Kontaktmittel aufweisen.The object of the present invention is to provide a method and a device which are suitable for electrical contacting of flat and of any weight in continuous systems and which do not have the disadvantages mentioned. In particular, they should enable a technically very simple and inexpensive implementation. Furthermore, they should not show any wear during the current transmission to the contact means.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das in Patentanspruch 1 genannte Verfahren und durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 16.This object is achieved by the method mentioned in claim 1 and by the device according to claim 16.
Nachfolgend wird die Erfindung detailliert beschrieben. Hierzu dienen auch die schematisch dargestellten Figuren: Figur la zeigt im Querschnitt einen Linearkontakt, mit einer starren Kontaktleiste, die isoliert in einem starren oder elastischen Schaft gelagert ist.The invention is described in detail below. The schematically represented figures also serve this purpose: Figure la shows in cross section a linear contact, with a rigid contact strip, which is mounted insulated in a rigid or elastic shaft.
Figur 1 b zeigt im Querschnitt einen Linearkontakt, mit einer elastischen Kontaktleiste, die isoliert in einem starren oder elastischen Schaft gelagert ist.Figure 1 b shows in cross section a linear contact with an elastic contact strip, which is mounted insulated in a rigid or elastic shaft.
Figur 2 zeigt das Grundprinzip der Bewegungen des Linearkontaktes zu verschiedenen Zeitpunkten während des Transportes des Gutes.Figure 2 shows the basic principle of the movements of the linear contact at different times during the transport of the goods.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung zu verschiedenen Zeitpunkten während des Transportes des Gutes.FIG. 3 shows a further embodiment of the invention at different times during the transportation of the goods.
Figur 4 zeigt im Ausschnitt eine Ausführungsform eines Hubantriebes derFigure 4 shows a detail of an embodiment of a lifting drive
Linearkontakte am Beispiel einer Durchlaufanlage mit horizontalem Transport des Gutes.Linear contacts using the example of a continuous system with horizontal transport of the goods.
Die Figuren 1a und 1b zeigen jeweils einen Linearkontakt 20 im Querschnitt, der auf dem Gut 1 aufgesetzt ist und das Gut zur Stromübertragung elektrisch kontaktiert, wobei das Gut eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweist. Die Linearkontakte erstrecken sich parallel zur Oberfläche des Gutes in die Zeichnungsebene hinein. Bei einer großen Länge in die Zeichnungsebene, wird der Linearkontakt als Streifen kontakt bezeichnet, z.B. wenn er sich quer über die gesamte Transportbahn des Gutes erstreckt. Ein kürzerer Linearkontakt wird als Quaderkontakt bezeichnet. Ist die Fläche des Linearkontaktes, die zum Gut weist rund, so wird der Linearkontakt als Zylinderkontakt bezeichnet. Der Quaderkontakt und der Zylinderkontakt werden bevorzugt zur Randkontaktie- rung des Gutes verwendet.FIGS. 1 a and 1 b each show a linear contact 20 in cross section, which is placed on the good 1 and makes electrical contact with the good for power transmission, the good having an electrically conductive surface. The linear contacts extend parallel to the surface of the goods into the plane of the drawing. With a large length in the drawing plane, the linear contact is referred to as a strip contact, e.g. if it extends across the entire transport path of the goods. A shorter linear contact is called a cuboid contact. If the surface of the linear contact that faces the material is round, the linear contact is referred to as a cylinder contact. The cuboid contact and the cylinder contact are preferably used for edge contacting of the goods.
Der Linearkontakt 20 besteht aus einer Kontaktleiste 23, 24 und einem Schaft 22, der an einem Träger 21 befestigt ist. An der gegenüberliegenden Seite des Trägers ist mindestens ein Halter 12 befestigt, der von einer elektromotorisch oder mechanisch betätigten Hubeinrichtung 28 gehalten wird. Diese hebt und senkt den Linearkontakt in die Richtungen des Pfeiles 8. Eine Hubeinrichtung kann mehrere Linearkontakte betätigen, z.B. auch an der Oberseite und Unterseite des Gutes gegenüberliegende Linearkontakte. Hierzu werden entsprechende Hebel verwendet. Die Hubhöhe ist mindestens so groß, dass die Kontakt gebende Fläche 27 die Oberfläche des Gutes 1 nicht mehr elektrisch kontaktiert; dies ist bei einer Hubhöhe von z.B. 1 mm der Fall. Damit ist der elektrische und mechanische Kontakt bis zum nächsten Aufsetzen unterbrochen. Der häufigste Anwendungsfall der Erfindung ist die beidseitige Behandlung des Gutes. In diesem Falle befinden sich an beiden Seiten jeweils gegenüber liegend Linearkontakte. Bei einseitiger Behandlung des Gutes wird die Andruckkraft des Linearkontaktes 20 an der gegenüberliegenden Seite von einer Auflage 31 aufgenommen. Die Auflage 31 kann mit einer Auffahrrampe versehen und feststehend angeordnet sein. Bevorzugt ist sie auch mit einem elastischen Halter an einer Hubeinrichtung befestigt. In Folge der Haftreibung wird sie im angedrückten Zustand vom Gut mitgenommen. Der Rücktransport erfolgt wie bei den Linearkontakten durch mechanische Entspannung. Bei der einseitigen Behandlung des Gutes 1 kann das Abheben des Linearkon- taktes 20 auch durch eine entsprechende Bewegung des Gutes selbst erfolgen. In diesem Falle wirkt eine Hubeinrichtung auf die Transportmittel, die das Gut fördern, oder auf die Halter des Gutes. Die Hubeinrichtung 28 ist dann nicht erforderlich. Der oder die Halter 12 sind dann am feststehenden Gehäuse der elektrolytischen Anlage befestigt. Vorteilhaft ist diese Art der Kontaktierung dann, wenn das Gut 1 leicht und die Linearkontakte vergleichsweise schwer sind, z.B. bei der Waferbearbeitung, Hybridbearbeitung oder bei Folien für SmartCards, die nur einseitig zu behandeln sind.The linear contact 20 consists of a contact strip 23, 24 and a shaft 22 which is fastened to a carrier 21. At least one holder 12 is attached to the opposite side of the carrier and is held by an electromotive or mechanically actuated lifting device 28. This raises and lowers the linear contact in the directions of arrow 8. A lifting device can actuate several linear contacts, for example also linear contacts opposite one another on the top and bottom of the goods. Appropriate levers are used for this. The lifting height is at least so large that the contacting surface 27 no longer electrically contacts the surface of the good 1; this is the case with a lifting height of 1 mm, for example. This means that the electrical and mechanical contact is interrupted until the next touchdown. The most common application of the invention is the bilateral treatment of the goods. In this case there are linear contacts lying opposite each other on both sides. When the material is treated on one side, the contact force of the linear contact 20 is absorbed by a support 31 on the opposite side. The pad 31 can be provided with a ramp and be arranged in a fixed manner. It is also preferably attached to a lifting device with an elastic holder. As a result of the static friction, it is taken away by the goods when pressed. As with the linear contacts, the return transport takes place by mechanical relaxation. In the case of the one-sided treatment of the good 1, the linear contact 20 can also be lifted off by a corresponding movement of the good itself. In this case, a lifting device acts on the means of transport that convey the goods or on the holders of the goods. The lifting device 28 is then not required. The one or more holders 12 are then attached to the fixed housing of the electrolytic system. This type of contacting is advantageous when the material 1 is light and the linear contacts are comparatively heavy, for example in wafer processing, hybrid processing or in films for smart cards that can only be treated on one side.
Bei dieser Anwendung, wie auch bei allen anderen Anwendungen der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn die Badstromquelle 30 kurz vor dem Abheben des Linearkontaktes von der Oberfläche des Gutes ausgeschaltet wird und erst nach dem nächsten Aufsetzen wieder eingeschaltet wird. Dies vermeidet einen möglichen Abreißfunken des Badstromes und ein unnötiges Galvanisieren der Kontakt gebenden Fläche 27. Bei Beschädigungen des Schaftes 22 kann die Kontaktleiste 23, 24 metallisiert werden. Ein Entmetalli- sierungselektrode 29, die bei abgehobenem Linearkontakt, z.B. mittels einer Umpoleinrichtung kathodisch gepolt ist, oder das kathodische Gut, dienen zur Entmetallisierung der Kontaktleiste. Der Schaft 22 des Linearkontaktes besteht aus einem starren oder elastischen, elektrisch isolierenden Werkstoff. In dem Schaft 22 ist eine Kontaktleiste 23, 24 eingebettet. Nur die Kontakt gebende Fläche 27 ist freigelegt. Über isolierte und flexible elektrische Leiter 10 innerhalb des Linearkontaktes und im weiteren Verlauf über isolierte und flexible Leiter 26 ist die Kontaktleiste 23, 24 mit der Badstromquelle 30 verbunden. Der andere Pol der Badstromquelle ist mit der Anode 5 verbunden.In this application, as in all other applications of the invention, it is expedient if the bath current source 30 is switched off shortly before the linear contact is lifted off the surface of the material and is only switched on again after the next placement. This avoids a possible tear-off spark of the bath current and unnecessary galvanizing of the contacting surface 27. If the shaft 22 is damaged, the contact strip 23, 24 can be metallized. A demetallization electrode 29, which is poled cathodically when the linear contact is lifted, for example by means of a polarity reversal device, or the cathodic material are used to demetallize the contact strip. The shaft 22 of the linear contact consists of a rigid or elastic, electrically insulating material. A contact strip 23, 24 is embedded in the shaft 22. Only the contact surface 27 is exposed. The contact strip 23, 24 is connected to the bath current source 30 via insulated and flexible electrical conductors 10 within the linear contact and in the further course via insulated and flexible conductors 26. The other pole of the bath current source is connected to the anode 5.
Der elektrisch isolierende Werkstoff des Schaftes 22 dichtet während des Behandlungsschrittes die Kontaktleiste 23, 24 in Richtung zur elektrolytischen Zelle völlig ab. Ein unerwünschtes Metallisieren, der beim Galvanisieren kathodisch gepolten Kontaktleiste 23, 24 wird damit sicher vermieden. Wie unten noch gezeigt wird, erfordert die vorliegende Erfindung einen elastischen Linearkontakt 20 und/oder einen elastischen Halter 12, die wie in den Figuren dargestellt schlank ausgeführt sind. Der Schaft 22 des Linearkon- taktes besteht in diesem Falle aus einem elastischen, chemisch beständigen und elektrisch isolierenden Werkstoff. Der Halter 12 kann aus Metall oder Kunststoff bestehen und mindestens in Transportrichtung des Gutes elastisch ausgeführt sein. Hierzu kann auch ein gefedertes Gelenk verwendet werden. Die Figur 1a zeigt einen Linearkontakt, der mit einer starren Kontaktleiste 23 ausgestattet ist. Die Kontaktleiste 23 besteht vorzugsweise aus einem elektrochemisch resistenten Metall, z.B. aus Titan oder Niob. Das Metall kann auch mit einer elektrisch leitfähigen und resistenten Oberflächenbeschichtung versehen sein, z.B. aus einem Edelmetall. Die starre Kontaktleiste 23 kann mittels mindestens einer Feder im Schaft 22 federnd gelagert sein. Sind Teilbereiche der zu behandelnden Oberfläche des Gutes 1 mit einem isolierenden Resist abgedeckt, wird die verbleibende freie Oberfläche von einer metallisch starren Kontaktleiste 23 nicht sicher kontaktiert. Dafür eignet sich der Linearkontakt, den Figur 1 b zeigt. Am Träger 21 ist der elastische oder starre und elektrisch isolierende Schaft 22 befestigt. In diesem Schaft befindet sich eine elastische Kontaktleiste 24. Sie besteht aus dem weiter unten beschriebenen elastischen und mit elektrisch leitfähigen Füllstoffen versehenen Werkstoff. Mit Ausnahme der Kontakt gebenden Fläche 27 ist die Kontaktleiste 24 vom Schaft 22 und damit von einem elektrisch isolierenden Werkstoff umgeben. Dieser Isolierwerkstoff schützt die Kontaktleiste 24 vor unerwünschter Metallisierung bei kathodischer Polarität. Durch die Elastizität der Kontaktleiste 24 ist es möglich, auch partiell mit Resist versehenes Gut 1 sicher zu kontaktieren. In einer anderen Ausführung besteht die Kontaktleiste z.B. aus gestanzten und gestapelten Metallplättchen, die eine Dicke von z.B. 0,1 mm haben. Die zu einer Leiste gestapelten Metallplättchen werden an Stelle des unteren Teiles der Kontaktleiste 24 eingelegt und z.B. durch Formschluß im Schaft 22 befestigt. Die Metallplättchen stützen sich nach oben gegen den verbleibenden elastischen und elektrisch leitfähigen Werkstoff der Kontaktleiste 24 ab, der damit eine gemeinsame elektrische Verbindung aller Metallplättchen zum flexiblen elektrischen Leiter 10 herstellt. Zum Gut hin wirkt ein beweglicher, metallischer Kontakt. Zur Anpassung an Oberflächenunebenheiten kann die Kontaktleiste in einer weiteren Ausführung aus federnden metallischen Bürstenleisten bestehen.The electrically insulating material of the shaft 22 completely seals the contact strip 23, 24 in the direction of the electrolytic cell during the treatment step. Unwanted metallization, which is the cathodically polarized contact strip 23, 24 during galvanization, is thus reliably avoided. As will be shown below, the present invention requires an elastic linear contact 20 and / or an elastic holder 12, which are slim as shown in the figures. In this case, the shaft 22 of the linear contact consists of an elastic, chemically stable and electrically insulating material. The holder 12 can be made of metal or plastic and can be made elastic at least in the transport direction of the goods. A sprung joint can also be used for this. FIG. 1 a shows a linear contact which is equipped with a rigid contact strip 23. The contact strip 23 is preferably made of an electrochemically resistant metal, for example titanium or niobium. The metal can also be provided with an electrically conductive and resistant surface coating, for example made of a noble metal. The rigid contact strip 23 can be resiliently mounted in the shaft 22 by means of at least one spring. If partial areas of the surface of the material 1 to be treated are covered with an insulating resist, the remaining free surface is not reliably contacted by a metallic rigid contact strip 23. The linear contact shown in FIG. 1b is suitable for this. The elastic or rigid and electrically insulating shaft 22 is fastened to the carrier 21. An elastic contact strip 24 is located in this shaft. It consists of the elastic material described below and provided with electrically conductive fillers. With the exception of the contact-making surface 27, the contact strip 24 is of the shaft 22 and thus of an electrically insulating material surround. This insulating material protects the contact strip 24 against undesired metallization with cathodic polarity. Due to the elasticity of the contact strip 24, it is also possible to reliably contact good 1 which is partially provided with resist. In another embodiment, the contact strip consists, for example, of stamped and stacked metal plates which have a thickness of, for example, 0.1 mm. The metal plates stacked into a strip are inserted in place of the lower part of the contact strip 24 and fastened in the shaft 22, for example, by positive locking. The metal plates are supported upwards against the remaining elastic and electrically conductive material of the contact strip 24, which thus establishes a common electrical connection of all metal plates to the flexible electrical conductor 10. A movable, metallic contact acts towards the goods. In a further embodiment, the contact strip can consist of resilient metallic brush strips to adapt to surface unevenness.
Die Figur 2 zeigt das Grundprinzip der Bewegungen eines Linearkontaktes 20 zu verschiedenen Zeitpunkten 3 während des Transports des Gutes 1 zur elektrischen Kontaktierung desselben in einer Durchlaufanlage. Der Linearkon- takt wird von einem elastischen und schlank ausgeführten Halter 12 gehalten. Dieser Halter verbindet den Linearkontakt 20 mit der Hubeinrichtung 28. Die Hubeinrichtung, die den Linearkontakt in die Pfeilrichtungen 8 bewegt, wird mittels bekannter Techniken des Maschinenbaues und der Automatisierungstechnik hergestellt, gesteuert und angetrieben. Der Transportantrieb des Gutes 1 , der hier über die symbolisch dargestellten Transportwalzen 25 auf das Gut wirkt, ist permanent eingeschaltet. Die Transportwalzen 25 können in beliebiger Anzahl verwendet werden. An Stelle der Transportwalzen können zum Transport des Gutes auch Rädchenwellen verwendet werden. Vorteilhaft ist dies bei der Behandlung von empfindlichen Folien. Für die Anwendung der Erfindung eignen sich weitere Transportmittel wie z.B. Klammern, die das Gut ergreifen und transportieren. Weil diese Transportmittel erfindungsgemäß keinen elektrischen Strom übertragen müssen, können sie aus nichtleitenden Werkstoffen bestehen und kostengünstig hergestellt werden.FIG. 2 shows the basic principle of the movements of a linear contact 20 at different times 3 during the transport of the goods 1 for the electrical contacting thereof in a continuous system. The linear contact is held by an elastic and slim holder 12. This holder connects the linear contact 20 to the lifting device 28. The lifting device, which moves the linear contact in the direction of the arrows 8, is manufactured, controlled and driven by means of known techniques in mechanical engineering and automation technology. The transport drive of the good 1, which acts on the good here via the symbolically represented transport rollers 25, is permanently switched on. The transport rollers 25 can be used in any number. Instead of the transport rollers, wheel shafts can also be used to transport the goods. This is advantageous when treating sensitive foils. For the application of the invention, other means of transport are suitable, such as clips, for example, which grip and transport the goods. Because, according to the invention, these means of transport do not transmit electrical current must, they can consist of non-conductive materials and can be manufactured inexpensively.
Die elektrische Kontaktierung des zu behandelnden Gutes 1 erfolgt mittels der Linearkontakte 20. Diese Linearkontakte sind in der Regel zwischen den Transportwalzen 25 als Streifenkontakte angeordnet und erstrecken sich quer über die gesamte Transportbahn des Gutes, d.h. senkrecht zur Transportrichtung. Die Streifenkontakte können auch schräg hierzu und bis zu einem Winkel von 90° zur Transportrichtung 19 angeordnet sein. In diesem Falle wird das Gut 1 am Rand oder an beiden Rändern elektrisch kontaktiert. Auch eine Anordnung von Linearkontakten in Form von Streifenkontakten, Quaderkontakten oder Zylinderkontakten an drei oder vier Seiten des Gutes ist möglich. Langgestreckte Streifenkontakte können des weiteren quer zur Transportrichtung 19 und symmetrisch zur Mitte der Transportbahn der Durchlaufanlage angeordnet und in ihrer Längsausdehnung kürzer als die Breite der Transportbahn ausgeführt sein.The goods 1 to be treated are electrically contacted by means of the linear contacts 20. These linear contacts are generally arranged between the transport rollers 25 as strip contacts and extend across the entire transport path of the goods, i.e. perpendicular to the direction of transport. The strip contacts can also be arranged at an angle to this and up to an angle of 90 ° to the transport direction 19. In this case, the material 1 is contacted electrically at the edge or on both edges. An arrangement of linear contacts in the form of strip contacts, cuboid contacts or cylindrical contacts on three or four sides of the goods is also possible. Elongated strip contacts can also be arranged transversely to the transport direction 19 and symmetrically to the center of the transport path of the continuous system and can be made shorter than the width of the transport path in its longitudinal extent.
Die Linearkontakte 20 können auch im Bereich der Stirnseiten der Transportwalzen 25 in dichter Folge in Transportrichtung 19 angeordnet sein. Auch bei dieser Anordnung wird das Gut am Rand oder an den Rändern kontaktiert. Hierzu eignen sich besonders die Linearkontakte 20 in der Ausführung als Quaderkontakt oder Zylinderkontakt.The linear contacts 20 can also be arranged in the region of the end faces of the transport rollers 25 in close succession in the transport direction 19. With this arrangement, too, the goods are contacted at the edge or at the edges. The linear contacts 20 in the design as a cuboid contact or cylinder contact are particularly suitable for this.
In allen Fällen werden die Linearkontakte 20 mit der Kontakt gebenden Fläche 27 mittels der Hubeinrichtung 28 aus einer Ausgangslage heraus an die elektrisch zu kontaktierende Oberfläche des Gutes 1 angedrückt. Das kontinuierlich transportierte Gut 1 nimmt dabei den Linearkontakt 20 im angedrückten Zustand an der Kontakt gebenden Fläche 27 in Folge der Haftreibung in die Bewegungsrichtung 2 mit. Der elastische Halter 12 wird dadurch mechanisch in der dargestellten Weise gebogen und mechanisch angespannt. Nach einer Kontaktierungsstrecke wird der Linearkontakt mittels der Hubeinrichtung 28 wieder vom Gut abgehoben, wodurch sich der Halter 12 wieder entspannt. Dadurch bewegt sich der Linearkontakt selbsttätig und schnell entgegen der Transportrichtung zur Ausgangslage zurück. Danach wird der Linearkontakt erneut an die Oberfläche des Gutes angedrückt und der Ablauf wiederholt sich zyklisch. In den Zeitintervallen, in denen der Linearkontakt an der Oberfläche des Gutes angedrückt ist, ist die zugehörige Badstromquelle mit der erforderlichen Polarität eingeschaltet. In der Praxis werden mehrere Linearkontakte von einer Badstromquelle mit Behandlungsstrom versorgt. In diesem Falle werden die Linearkontakte mittels eines elektronischen oder elektromechanischen Schalters vom Zeitpunkt t2 bis t5 an die Badstromquelle geschaltet. Unmittelbar vor dem Abheben des Linearkontaktes vom Gut wird die zugehörige Badstromquelle zweckmäßigerweise abgeschal- tet. Damit wird ein Verschleiß der Kontaktleisten 23, 24 vermieden. Für die Synchronisation der Bewegungsabläufe wird eine elektronische Steuerung verwendet. Elektronische Schalter und Steuerungen sind Stand der Technik. Sie sind in den Figuren nicht dargestellt. Die Elektrolytströmungseinrichtungen in derartigen Anlagen sind ebenfalls bekannt und von daher nicht dargestellt. Die Figur 2 zeigt die Situation eines Linearkontaktes 20 während der elektrolytischen Behandlung des Gutes 1 zu den Zeitpunkten 3 von t1 bis t7. Im Zeitpunkt t1 ist der Linearkontakt 20 abgehoben und die Vorrichtung ist in einem entspannten Zustand. Mittels der Hubeinrichtung 28 stellt im Zeitpunkt t2 der Linearkontakt den elektrischen Kontakt zum Gut her. Dabei ruht der Linearkontakt auf dem Gut 1. Der elektrolytische Badstrom wird eingeschaltet. Das transportierte Gut 1 nimmt die Kontakt gebende Fläche 27 des Linearkontaktes 20 mit. Der Halter 12 verbiegt sich zunehmend. Im Zeitpunkt t5 wird die Badstromquelle ausgeschaltet. Gleichzeitig wird der Linearkontakt vom Gut abgehoben. Der Zeitpunkt t6 entspricht dem Zeitpunkt t1. Der Vorgang wiederholt sich fortwährend. In einer Durchlaufanlage befinden sich mehrere Linearkontakte. Diese können von den Hubeinrichtungen jeweils zeitlich versetzt bewegt werden. Wenn ein erster Linearkontakt gerade in Kontakt mit dem Gut ist, kann ein zum ersten Linearkontakt benachbarter Linearkontakt abgehoben haben und sich entspannen. Damit wird erreicht, dass das zu behandelnde Gut unterbrechungsfrei an der oder den Badstromquelle(n) angeschlossen ist.In all cases, the linear contacts 20 with the contacting surface 27 are pressed by means of the lifting device 28 from an initial position onto the surface of the good 1 to be contacted electrically. The continuously transported good 1 takes the linear contact 20 in the pressed state on the contacting surface 27 as a result of the static friction in the direction of movement 2. The elastic holder 12 is thereby mechanically bent in the manner shown and mechanically tensioned. After a contact path, the linear contact is lifted off the material again by means of the lifting device 28, as a result of which the holder 12 relaxes again. As a result, the linear contact automatically and quickly moves back against the transport direction to the starting position. After that the linear contact is pressed against the surface of the goods again and the process is repeated cyclically. In the time intervals in which the linear contact is pressed on the surface of the goods, the associated bath current source is switched on with the required polarity. In practice, several linear contacts are supplied with treatment current from a bath current source. In this case, the linear contacts are switched to the bath power source from time t2 to t5 by means of an electronic or electromechanical switch. The associated bath current source is expediently switched off immediately before the linear contact is lifted off the goods. Wear of the contact strips 23, 24 is thus avoided. An electronic control is used for the synchronization of the movements. Electronic switches and controls are state of the art. They are not shown in the figures. The electrolyte flow devices in such systems are also known and are therefore not shown. FIG. 2 shows the situation of a linear contact 20 during the electrolytic treatment of the goods 1 at times 3 from t1 to t7. At time t1, the linear contact 20 is lifted and the device is in a relaxed state. At time t2, the linear contact establishes the electrical contact with the material by means of the lifting device 28. The linear contact rests on the good 1. The electrolytic bath current is switched on. The transported good 1 takes the contacting surface 27 of the linear contact 20 with it. The holder 12 bends increasingly. The bath power source is switched off at time t5. At the same time, the linear contact is lifted off the goods. The time t6 corresponds to the time t1. The process is repeated continuously. There are several linear contacts in a continuous system. These can be moved at different times by the lifting devices. If a first linear contact is currently in contact with the material, a linear contact adjacent to the first linear contact may have lifted off and relax. This ensures that the material to be treated is connected to the bath power source (s) without interruption.
Verlaufen die Linearkontakte quer über die Transportbahn, so werden vorteilhaft an beiden Seiten der Bahn Halter 12 angeordnet. Bei einer Kontaktierung am Rand des Gutes 1 sind nur einseitige Hubeinrichtungen erforderlich. Die Pfeile 2 und 8 zwischen den Linearkontakten in Figur 2 zeigen die Bewegungsrichtungen des Linearkontaktes zwischen den jeweiligen Zeitpunkten 3. Der erforderliche minimale Hub beträgt etwa 1 mm. Er soll ein Hindernis freies Entspannen des Linearkontaktes ermöglichen. Die mögliche Länge der Kontaktierungsstrecke pro Zyklus ist abhängig von der Länge des Halters 12. Sie beträgt 1 mm bis 250 mm. Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, die sich besonders zur Verwendung von Quaderkontakten und Zylinderkontakten eignet. In diesem Falle besteht der Schaft 22 des Linearkontaktes 20 aus einem elastischen Werkstoff. Damit eine ausreichende Länge der Kontaktierungsstrecke pro Zyklus erreicht wird, muß der Linearkontakt entsprechend schlank ausgeführt werden. Bei dieser Ausführung muß der elektrische Leiter 10 flexibel sein. Der elastische Werkstoff des Schaftes 22 dichtet vorteilhaft die Kontaktleiste 23, 24 gegen das elektrische Feld der elektrolytischen Zelle ab. Die Figur 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform zum Abheben und Aufsetzen des Linearkontaktes 20 auf die zu kontaktierende Oberfläche des Gutes 1. Die Hubbewegung wird direkt vom Transportantrieb des Gutes abgeleitet und mittels Nocken gesteuert. Transportwalzen oder Transporträder 25 befördern das Gut durch den elektrolytischen Behandlungsraum 16 in Richtung des Transportrichtungspfeiles 19. Jeder Linearkontakt 20 ist an einem Schenkel 11 oder Biegebalken befestigt. Diese sind einseitig am Drehpunkt 9 oder Biegepunkt gelagert oder gehalten. Dieser Punkt ist ortsfest. Der Biegebalken wird mittels einer Kraft in Richtung des Richtungspfeiles 6 gedrückt. Dies bewirkt die Andruckkraft des Linearkontaktes 20 an das Gut 1. Die Kraft kann z. B. durch eine Feder oder durch Schwerkraft aufgebracht werden. Ein Gewicht muss hierfür bei den unteren Biegebalken 11 an der gegenüberliegenden Seite des Drehpunktes 9 angeordnet sein. An den Transportwalzen 25 ist stirnseitig eine Nocke 7 befestigt. Diese steuert die Hubbewegungen des Linearkontaktes. In der Figur 4 öffnet die Nocke 7 im oberen Totpunkt 4 pro Walzenumdrehung einmal die elektrische Kontaktierung mit dem Gut, um den Linearkontakt zu entspannen. Zur Erzielung kürzerer Behandlungsschritte wird die Nocke mit mehreren oberen Totpunkten 4 ausgestattet. Sie ähnelt dann einem Zahnrad. Sinngemäß gilt dies auch für die Nocken 7 an der Unterseite des Gutes. Die Transportwalzen 25 werden über einen Zahnradantrieb in Bewegung gesetzt. Damit ist stets ein fester Bezug zu der Nockenstellung gegeben. Dies erlaubt, in Transportrichtung nacheinander angeordnete Linearkontakte zu unterschiedlichen Zeitpunkten abheben zu lassen. Dadurch wird das Gut 1 unterbrechungsfrei elektrisch kontaktiert, auch wenn einzelne Linearkontakte gerade abgehoben haben. In der Darstellung der Figur 4 öffnet sich jeder vierte Linearkontakt gleichzeitig. Die anderen drei Linearkontakte führen den elektrolytischen Strom. Der feste Bezug der Nockenstellung zum Transport des Gutes erlaubt eine sichere Synchronisation der elektrischen oder elektronischen Schalter für das Ein- und Ausschalten der jeweiligen Linearkontakte. Diese Ausführung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, weil zur Bewegung der Linearkontakte keine zusätzlichen Antriebe sowie Steuerungs- und Synchronisierungselemente erforderlich sind.If the linear contacts run across the transport path, holders 12 are advantageously arranged on both sides of the path. At a Contacting at the edge of the goods 1 only one-sided lifting devices are required. The arrows 2 and 8 between the linear contacts in FIG. 2 show the directions of movement of the linear contact between the respective times 3. The minimum stroke required is approximately 1 mm. It should allow the linear contact to relax freely. The possible length of the contact path per cycle depends on the length of the holder 12. It is 1 mm to 250 mm. FIG. 3 shows a further embodiment of the invention which is particularly suitable for the use of cuboid contacts and cylinder contacts. In this case, the shaft 22 of the linear contact 20 is made of an elastic material. In order to achieve a sufficient length of the contacting distance per cycle, the linear contact must be made correspondingly slim. In this embodiment, the electrical conductor 10 must be flexible. The elastic material of the shaft 22 advantageously seals the contact strip 23, 24 against the electrical field of the electrolytic cell. FIG. 4 shows a preferred embodiment for lifting and placing the linear contact 20 onto the surface of the good 1 to be contacted. The lifting movement is derived directly from the transport drive of the good and controlled by means of cams. Transport rollers or transport wheels 25 convey the goods through the electrolytic treatment space 16 in the direction of the transport direction arrow 19. Each linear contact 20 is fastened to a leg 11 or a bending beam. These are supported or held on one side at the pivot point 9 or the bending point. This point is fixed. The bending beam is pressed in the direction of the arrow 6 by means of a force. This causes the pressing force of the linear contact 20 against the good 1. The force can, for. B. applied by a spring or by gravity. For this purpose, a weight must be arranged on the lower bending beam 11 on the opposite side of the pivot point 9. A cam 7 is attached to the front of the transport rollers 25. This controls the stroke movements of the linear contact. In FIG. 4, the cam 7 at top dead center 4 opens the electrical contact with the material once per roller revolution in order to relax the linear contact. To achieve shorter Treatment steps, the cam is equipped with several top dead centers 4. It then resembles a gear wheel. This also applies analogously to the cams 7 on the underside of the goods. The transport rollers 25 are set in motion via a gear drive. This always gives a fixed reference to the cam position. This allows linear contacts arranged one after the other in the transport direction to be lifted off at different times. As a result, the goods 1 are electrically contacted without interruption, even if individual linear contacts have just lifted off. In the illustration in FIG. 4, every fourth linear contact opens simultaneously. The other three linear contacts carry the electrolytic current. The fixed reference of the cam position for the transport of the goods allows a safe synchronization of the electrical or electronic switches for switching the respective linear contacts on and off. This embodiment of the invention is particularly advantageous because no additional drives and control and synchronization elements are required to move the linear contacts.
Bei einseitiger Behandlung des Gutes erfolgt auch eine einseitige Kontaktierung der Oberfläche. In diesem Falle müssen die Linearkontakte auf der gegenüber liegenden Seite des Gutes gestützt werden. Hierzu dienen plane Körper als Auflage 31. Sie können auch aus elastischen Werkstoffen bestehen. Bei beidseitiger Behandlung des Gutes befinden sich an beiden Seiten Linearkontakte 20 und Hubeinrichtungen. Zur Unterstützung des elektrochemischen Prozesses können Rütteleinrichtungen oder Vibratoren verwendet werden. Diese wirken auf die Linearkontakte 20 und setzen das Gut 1 in Vibrationen. Dadurch wird der Stoffaustausch an den zu behandelnden Oberflächen und in den Löchern verbessert. Dies erlaubt die Anwendung einer höheren Stromdichte.If the goods are treated on one side, the surface is also contacted on one side. In this case the linear contacts must be supported on the opposite side of the goods. Flat bodies serve as a support 31 for this purpose. They can also consist of elastic materials. When the goods are treated on both sides, there are linear contacts 20 and lifting devices on both sides. Vibrators or vibrators can be used to support the electrochemical process. These act on the linear contacts 20 and vibrate the material 1. This improves the exchange of materials on the surfaces to be treated and in the holes. This allows a higher current density to be used.
Außerhalb des Arbeitsbehälters angeordnete elektrische Leiter 26 leiten den Badstrom von der oder von den Badstromquelle(n) 30 über Schalter in die Nähe der Elektroden 5 bzw. der Linearkontakte 20. Direkt an der Anlage wird der Badstrom über isolierte, flexible Strombänder 26 oder Hochstromlitzen auf die Linearkontakte geleitet. Derartige Stromleiter sind nahezu verschleißfrei. Bei dem Badstrom kann es sich um Gleichstrom oder unipolaren oder bipolaren Pulsstrom handeln. In den Figuren ist überwiegend wirkende Polarität für das Galvanisieren des Gutes 1 eingezeichnet. Die in Klammern gesetzten Polaritäten sind wirksam, wenn der Linearkontakt entmetallisiert werden soll.Electrical conductors 26 arranged outside the working container conduct the bath current from or from the bath current source (s) 30 via switches in the vicinity of the electrodes 5 or the linear contacts 20. The bath current is conducted directly at the system via insulated, flexible current strips 26 or high-current strands the linear contacts. Such conductors are almost wear-free. The bath current can be direct current or unipolar or act bipolar pulse current. In the figures, predominantly acting polarity for the electroplating of the good 1 is shown. The polarities in brackets are effective if the linear contact is to be demetallized.
Eine metallisch starr ausgeführte Kontaktleiste 23 ist zur vollflächigen Kontaktierung von Gut sehr gut geeignet. Befindet sich jedoch ein elektrisch isolierender Resist zur Strukturbildung auf der Oberfläche des Gutes, so ist die Kontaktierung der leitenden Oberflächenbereiche nicht möglich. In diesem Fall wird der Linearkontakt mit einer Kontaktleiste 24 verwendet, die aus einem elastischen und elektrisch leitfähigen Werkstoff besteht. Derartige Werkstoffe sind z.B. Elastomere, Silikone oder Gummi, die bei ihrer Herstellung mit elektrisch leitfähigen Füllstoffen versehen worden sind. Die Füllstoffe bestehen z.B. aus Metallpulver, Metallflocken und ähnlichen Teilchen. Zu bevorzugen sind Teilchen aus chemisch beständigem Edelmetall. Die Abmessungen derartiger Teilchen betragen im Durchmesser etwa 1μm bis 10μm. Damit lassen sich Verbundwerkstoffe mit einer elektrischen Leitfähigkeit herstellen, die nahe an die Leitfähigkeit der üblichen elektrochemisch resistenten Metalle wie z.B. Titan oder Tantal herankommen. Mit diesen elastischen Kontaktleisten 24 läßt sich der etwa 40 μm hohe Resist überbrücken und das Gut kontaktie- ren, zumindest im Bereich der stets vorhandenen größeren Oberflächenbereiche, die nicht mit Resist abgedeckt sind, wie z.B. die Ränder.A metallic rigid contact strip 23 is very well suited for the full-surface contacting of goods. However, if there is an electrically insulating resist for structure formation on the surface of the good, contacting the conductive surface areas is not possible. In this case, the linear contact with a contact strip 24 is used, which consists of an elastic and electrically conductive material. Such materials are e.g. Elastomers, silicones or rubber that have been provided with electrically conductive fillers during their manufacture. The fillers consist e.g. from metal powder, metal flakes and similar particles. Particles of chemically resistant noble metal are preferred. The dimensions of such particles are approximately 1 μm to 10 μm in diameter. It can be used to produce composite materials with an electrical conductivity that is close to the conductivity of the usual electrochemically resistant metals such as Titan or tantalum approach. With these elastic contact strips 24, the approximately 40 μm high resist can be bridged and the material can be contacted, at least in the area of the larger surface areas that are not always covered with resist, such as e.g. the edges.
Die mögliche Dauer der elektrolytischen Behandlung pro Zyklus ist u.a. abhängig von der Transportgeschwindigkeit, von den Abmessungen der Elektroden, von der angewandten Stromdichte, von der Intensität der Anströmung des Elektrolyten an das Gut und von der erforderlichen Expositionszeit. Die Dauer pro Zyklus oder Behandlungsschritt reicht von 10 Millisekunden bis zu einer Minute. Die Länge eines Behandlungsschrittes bei Großanlagen beträgt 1 mm bis 250 mm. Nach jedem Behandlungsschritt öffnet die Hubeinrichtung die Linearkontakte 20 geradlinig in Pfeilrichtung 8. Dabei sollte die Badstromquelle 30 zur Vermeidung eines Abreißfunkens an der Kontaktleiste in der Stärke des Stromes reduziert oder völlig ausgeschaltet sein. Unterhalb eines Linearkontaktes findet keine elektrochemische Behandlung statt, wenn sich die Linearkontakte quer über das Gut erstrecken. Die Behandlungsschritte werden in ihrer Länge so auf die Abstände der Linearkon- takte zueinander abgestimmt, dass alle Oberflächenbereiche des Gutes zeitlich gleichlang in einer Durchlaufanlage elektrochemisch behandelt werden. Der Linearkontakt 20 kann auch schräg bis zu einem Winkel von 90° zur Transportrichtung des Gutes angeordnet sein. Ein derartig schräg angeordneter Linearkontakt kontaktiert in der Durchlaufanlage zwei aufeinander folgende Abschnitte von Gut. Das Greifen des Linearkontaktes in eine Lücke von mit Abstand aufeinanderfolgenden Gütern wird damit vermieden. Die Anoden können hierfür auch entsprechend schräg geschnitten ausgeführt werden. Das erfindungsgemäße Prinzip der elektrischen Kontaktierung von Gut kann auch bei Verwendung von Kontaktelektroden, die in der Druckschrift DE 100 43 817 A1 beschrieben sind, angewendet werden. Hierzu wird die Kontaktelektrode von mindestens einem elastischen Halter getragen.The possible duration of the electrolytic treatment per cycle depends, among other things, on the transport speed, the dimensions of the electrodes, the current density used, the intensity of the flow of electrolyte against the material and the required exposure time. The duration per cycle or treatment step ranges from 10 milliseconds to one minute. The length of a treatment step in large systems is 1 mm to 250 mm. After each treatment step, the lifting device opens the linear contacts 20 in a straight line in the direction of the arrow 8. The bath current source 30 should be reduced or completely switched off in order to avoid a sparking off at the contact strip. No electrochemical treatment takes place below a linear contact if the linear contacts extend across the material. The length of the treatment steps is matched to the distances between the linear contacts so that all surface areas of the goods are treated electrochemically at the same time in a continuous system. The linear contact 20 can also be arranged obliquely up to an angle of 90 ° to the transport direction of the goods. Such an obliquely arranged linear contact contacts two successive sections of material in the continuous system. The gripping of the linear contact into a gap of goods that follow one another at a distance is thus avoided. The anodes can also be cut accordingly at an angle. The principle of electrical contacting of goods according to the invention can also be applied when using contact electrodes, which are described in the publication DE 100 43 817 A1. For this purpose, the contact electrode is carried by at least one elastic holder.
Die elektrische Kontaktierung von Gut in Durchlaufanlagen gemäß der vorliegenden Erfindung hat folgende weitere Merkmale: Es wird kein elektrischer Schleifkontakt benötigt, weil die Stromzuführung auf den Linearkontakt verschleißfrei mittels elektrischer Leiter 26 in Form von flexiblen Strombändern oder Hochstromlitzen erfolgt. Der Verschleiß der Schleifkontakte nach dem Stand der Technik entfällt. Des weiteren läßt sich die Kontaktleiste 23, 24 im Gegensatz zu Kontaktwal- zen, wie sie nach dem Stand der Technik verwendet werden, elektrisch sehr einfach und zuverlässig isolieren. Ein unerwünschtes Metallisieren der Kontakte wird beim Galvanisieren sicher vermieden.The electrical contacting of goods in continuous systems according to the present invention has the following further features: No electrical sliding contact is required because the current is supplied to the linear contact without wear by means of electrical conductors 26 in the form of flexible current strips or high-current strands. The wear of the sliding contacts according to the prior art is eliminated. Furthermore, the contact strip 23, 24 can be electrically insulated very simply and reliably, in contrast to contact rollers as used in the prior art. Unwanted metallization of the contacts is reliably avoided during electroplating.
Bei gleichem Abstand von einer Kontaktstelle zur nächsten in Transportrichtung wird im Vergleich zu Kontaktwalzen nach dem Stand der Technik die Länge der Anoden größer. Bei gleicher Anlagenleistung wird damit die Anlage deutlich kürzer. Die Erfindung eignet sich auch zur elektrischen Kontaktierung von Gut in stromlos arbeitenden chemischen Metallisierungsbädern. Mittels der Kontaktierung wird ein kathodisches Potential an das Gut angelegt. Mindestens eine Hilfselektrode, die dem Gut im Bad gegenüber steht, ist die Anode. Die kathodische Polarisierung des Gutes unterstützt den Metallisierungsprozeß.With the same distance from one contact point to the next in the direction of transport, the length of the anodes becomes longer compared to contact rollers according to the prior art. With the same system output, the system is significantly shorter. The invention is also suitable for the electrical contacting of material in electroless chemical plating baths. A contact is used to apply a cathodic potential to the material. The anode is at least one auxiliary electrode that faces the material in the bathroom. The cathodic polarization of the material supports the metallization process.
Die erforderlichen Einrichtungen zur Kreislaufförderung des Elektrolyten im elektrolytischen Bad und Einrichtungen zur Elektrolytregenerierung sind Stand der Technik und von daher in den Figuren nicht dargestellt. Die Figuren gelten grundsätzlich auch für Durchlaufanlagen mit vertikalem Transport des Gutes. In diesem Falle stellen die schematischen Darstellungen die Draufsichten dar. The necessary devices for promoting the circulation of the electrolyte in the electrolytic bath and devices for electrolyte regeneration are state of the art and are therefore not shown in the figures. The figures basically also apply to continuous systems with vertical transport of the goods. In this case, the schematic representations represent the top views.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
I Gut 2 Bewegungsrichtung des Linearkontaktes in TransportrichtungI Good 2 Direction of movement of the linear contact in the direction of transport
3 Zeitpunkte der Bewegungsabläufe3 points in time of the movements
4 oberer Totpunkt4 top dead center
5 Anode, Elektrode5 anode, electrode
6 Kraftrichtung 7 Nocke6 Direction of force 7 Cam
8 Bewegungsrichtung des Linearkontaktes in Hubrichtung8 Direction of movement of the linear contact in the stroke direction
9 Drehpunkt, Biegepunkt9 pivot point, bending point
10 flexibler elektrischer Leiter10 flexible electrical conductors
I I Schenkel, Biegebalken 12 HalterI I leg, bending beam 12 holder
16 elektrolytischer Behandlungsraum16 electrolytic treatment room
19 Transportrichtungspfeil19 Transport direction arrow
20 Linearkontakt20 linear contact
21 Träger 22 Schaft21 carrier 22 shaft
23 starre Kontaktleiste23 rigid contact strip
24 elastische Kontaktleiste24 elastic contact strip
25 Transportwalze, Transporträder25 transport roller, transport wheels
26 flexibler Stromleiter 27 Kontakt gebende Fläche26 flexible conductor 27 contacting surface
28 Hubeinrichtung, Hub- und Senkeinrichtung28 Lifting device, lifting and lowering device
29 Entmetallisierungselektrode29 demetallization electrode
30 Badstromquelle30 bath power source
31 Auflage 31st edition

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von ebenem Gut, wie z.B. Leiterplatten und Leiterfolien, zum elektrochemischen Metallisieren, Ätzen,Process for the electrical contacting of flat goods, e.g. Printed circuit boards and foils, for electrochemical metallization, etching,
Oxidieren und Reduzieren in elektrolytischen Durchlaufanlagen mit mindestens einem Arbeitsbehälter, Elektrolyt, Elektrolytkreislauf, Transporteinrichtung, Elektroden und Badstromquellen, bestehend aus den Verfahrensschritten:Oxidation and reduction in continuous electrolytic systems with at least one working container, electrolyte, electrolyte circuit, transport device, electrodes and bath power sources, consisting of the process steps:
a) Kontinuierliches Transportieren des Gutes in das elektrolytische Bad mit mindestens einer, von Elektroden und dem Gut gebildeten elektrolytischen Zelle und aus diesem wieder heraus, b) In- Kontakt- Bringen des an den Oberflächen elektrisch leitfähigen Gutes mit dem Elektrolyten, c) elektrisches Kontaktieren und leitendes Verbinden des Gutes und der Elektroden mit mindestens einer Badstromquelle, durch Aufsetzen von an mindestens einer Hubvorrichtung zum Anheben und Absenken befestigten Linearkontakten auf die Oberfläche des Gutes und Einschalten des elektrolytischen Behandlungsstromes für die Zeit eines Behandlungsschrittes, d) Ausschalten des Behandlungsstromes nach dem Behandlungsschritt und Abheben der Linearkontakte von der Oberfläche des Gutes, e) und zyklisches Wiederholen der Verfahrensschritte a) bis d). dadurch gekennzeichnet, f) dass bei aufgesetztem Linearkontakt (20) auf dem Gut (1 ) eine Kontakt gebende Fläche (27) des Linearkontaktes (20), infolge der Haftreibung zwischen der Kontakt gebenden Fläche und der Oberfläche des Gutes, vom Gut in Transportrichtung mitgenommen und transportiert wird, und dass dadurch der elastische Halter (12) und/oder der Schaft (22) des Linearkontaktes in mechanische Spannung versetzt wird, g) und dass sich nach dem Abheben des Linearkontaktes (20) von der Oberfläche des Gutes die mechanische Spannung wieder aufhebt, wobei sich der Bereich der Kontakt gebenden Fläche (27) des Linearkontaktes gegen die Transportrichtung des Gutes selbsttätig zurück bewegt.a) Continuous transport of the good into the electrolytic bath with at least one electrolytic cell formed by electrodes and the good and out of this again, b) bringing the good, which is electrically conductive on the surfaces, into contact with the electrolyte, c) electrical contact and conductive connection of the goods and the electrodes to at least one bath current source, by placing linear contacts attached to at least one lifting device for lifting and lowering onto the surface of the goods and switching on the electrolytic treatment current for the time of a treatment step, d) switching off the treatment current after the treatment step and lifting the linear contacts from the surface of the goods, e) and cyclically repeating the process steps a) to d). characterized in that f) that when the linear contact (20) is placed on the material (1), a contacting surface (27) of the linear contact (20), due to the static friction between the contacting surface and the surface of the material, is carried and transported by the goods in the direction of transport, and in that way the elastic holder (12) and / or the shaft (22) of the linear contact is placed in mechanical tension, g) and that after the linear contact (20) is lifted off the surface of the good removes the mechanical tension, the area of the contact-making surface (27) of the linear contact automatically moving back against the transport direction of the good.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Kontaktieren des Gutes beidseitig, d.h. an der Oberseite und an der Unterseite des Gutes erfolgt, oder nur einseitig, wobei bei beidseitiger Kontaktierung die Gegenkraft durch einen gegenüberliegenden Linearkontakt aufgebracht wird und bei einseitiger Kontaktierung an der gegenüberliegenden Seite eine Auflage (31 ) zur Aufnahme der Gegenkraft vorgesehen ist.A method according to claim 1, characterized in that the electrical contacting of the goods on both sides, i.e. on the top and on the underside of the goods, or only on one side, the counterforce being applied by an opposite linear contact in the case of contacting on both sides, and a support (31) being provided on the opposite side in the case of one-sided contacting.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in stromlos arbeitenden chemischen Metallisierungsbädern das Gut mittels Linearkontakten elektrisch kontaktiert und an ein kathodisches Potential gelegt wird und dass mindestens eine Hilfselektrode im Bad anodisch gepolt ist.Method according to claims 1 and 2, characterized in that in electroless chemical plating baths the material is electrically contacted by means of linear contacts and connected to a cathodic potential and that at least one auxiliary electrode in the bath is anodically polarized.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Linearkontakte gemeinsam vom Gut abgehoben und wieder aufgesetzt werden.Method according to claims 1 to 3, characterized in that all the linear contacts are lifted off the goods and put back together.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearkontakte einer Seite des Gutes abwechselnd vom Gut abgehoben und wieder aufgesetzt werden, wobei einander gegenüberliegende Linearkontakte jeweils gemeinsam bewegt werden.Method according to claims 1 to 3, characterized in that the linear contacts on one side of the goods are alternately lifted from the goods and replaced, whereby opposite linear contacts are each moved together.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hubeinrichtung (28) zyklisch den Linearkontakt von der Oberfläche des Gutes abhebt und auf diese wieder aufsetzt, wobei der Linearkontakt im Bereich der Kontakt gebenden Fläche (27) bei jedem Zyklus 1 mm bis 250 mm transportiert wird.Method according to claims 1 to 5, characterized in that a lifting device (28) cyclically lifts the linear contact from the surface of the material and rests on it, the linear contact 1 mm to 250 mm is transported in the area of the contacting surface (27) for each cycle.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Badstromquelie(n) immer dann ausgeschaltet ist oder sind, wenn dieMethod according to claims 1 to 6, characterized in that the Badstromquelie (n) is or are always switched off when the
Linearkontakte nicht auf der Oberfläche des Gutes aufsitzen.Do not put the linear contacts on the surface of the goods.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Badstromquelle(n) gegenüber dem Gut oder einer Entmetallisierungs- elektrode (29) umgepolt betrieben wird oder werden, wenn die Linearkontakte nicht auf der Oberfläche des Gutes aufsitzen.Method according to claims 1 to 6, characterized in that the bath current source (s) is or are operated with polarity reversal with respect to the item or a demetallization electrode (29) if the linear contacts are not seated on the surface of the item.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearkontakte und damit das Gut durch Rütteleinrichtungen in Vibrati- onen mindestens dann versetzt werden, wenn die elektrolytische Behandlung stattfindet.Method according to claims 1 to 8, characterized in that the linear contacts and thus the material are set in vibration by vibrating devices at least when the electrolytic treatment takes place.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsetzen der Linearkontakte auf die Oberfläche des Gutes und Abhe- ben von der Oberfläche des Gutes durch mechanische Antriebselemente erfolgt, die vom Steuerungssystem der elektrochemischen Anlage gesteuert und mit dem Transportantrieb des Gutes synchronisiert werden.Method according to claims 1 to 9, characterized in that the placement of the linear contacts on the surface of the goods and lifting from the surface of the goods is carried out by mechanical drive elements which are controlled by the control system of the electrochemical system and synchronized with the transport drive of the goods ,
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsetzen und Abheben der Linearkontakte von der Oberfläche desMethod according to claims 1 to 9, characterized in that the placement and lifting of the linear contacts from the surface of the
Gutes durch Ableitung dieser Bewegungen aus dem Transportantrieb des Gutes der elektrochemischen Anlage erfolgt.Good by deriving these movements from the transport drive of the good of the electrochemical system.
Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steue- rung und Synchronisation der Bewegungen der Linearkontakte durchA method according to claim 11, characterized in that the control and synchronization of the movements of the linear contacts by
Nocken (7) erfolgt, die vom Transportantrieb bewegt werden. Cams (7) take place, which are moved by the transport drive.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearkontakte das Gut über die gesamte Breite und rechtwinklig oder in einem Winkel zur Transportrichtung elektrisch kontaktieren.13. The method according to claims 1 to 12, characterized in that the linear contacts electrically contact the goods over the entire width and at right angles or at an angle to the transport direction.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearkontakte das Gut nur an einem oder an beiden Rändern in Transportrichtung elektrisch kontaktieren.14. The method according to claims 1 to 12, characterized in that the linear contacts electrically contact the goods only on one or both edges in the transport direction.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportbewegung des Gutes durch elektrisch nichtleitende Klammern, Räder oder Walzen auf das Gut übertragen wird.15. The method according to claims 1 to 14, characterized in that the transport movement of the good is transmitted to the good by electrically non-conductive clamps, wheels or rollers.
16. Vorrichtung zum elektrochemischen Metallisieren, Ätzen, Oxidieren und Reduzieren von ebenem Gut, wie zum Beispiel Leiterplatten und Leiterfolien in Durchlaufanlagen mit mindestens einem Elektrolytbehälter, einem Elektrolyten, Elektroden, mindestens einer Badstromquelle und einer Transporteinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Patentansprüchen 1 bis 15 bestehend aus:16.Device for electrochemical metallization, etching, oxidizing and reducing flat material, such as printed circuit boards and conductive foils in continuous systems with at least one electrolyte container, one electrolyte, electrodes, at least one bath power source and a transport device, in particular for carrying out the method according to patent claims 1 up to 15 consisting of:
a) Transporteinrichtungen (25) zur kontinuierlichen Förderung des Gutes (1 ) durch die elektrolytische Anlage, b) einer Einrichtung zur Kreislaufförderung des Elektrolyten im elektrolytischen Bad und durch Einrichtungen zur Elektrolytregenerierung, c) elektrischen Kontaktelementen zur Stromübertragung von mindestens einer Badstromquelle (30) auf das Gut (1 ) in Form von Linearkontakten (20), die senkrecht zur Transportrichtung oder in einem von 90° abweichenden Winkel, oder an den Rändern des Gutes angeordnet sind, d) mindestens einer Hubeinrichtung (28) zur fortwährend sich wiederho- lenden Bewegung der Linearkontakte (20), nämlich annähernd senkrechte Annäherung an das Gut, Aufsetzen mit elektrischer Kontaktierung, ruhen in einer Ruhestellung mit elektrochemischer Behandlung des Gutes und Entfernung der Linearkontakte von der Oberfläche des Gutes, e) und einer Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Hubeinrich- tung(en) (28) für die Linearkontakte (20), gekennzeichnet durch: f) Linearkontakte (20), mit einem elastischen Schaft (22) und/oder mit einem elastischen Halter (12), die zum Aufbau einer mechanischen Spannung in Transportrichtung des Gutes und zur selbsttätigen Entspannung gegen die Transportrichtung geeignet sind, g) eine Kontakt gebende Fläche (27) des Linearkontaktes (20), die eine derart große Haftreibung zur Oberfläche des Gutes aufweist, dass die Kontakt gebende Fläche (27) vom kontinuierlich geförderten Gut und aufgesetztem Linearkontakt (20) in einem Bereich von 1 mm bis 250 mm vom Gut mitgenommen wird. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten des Badstromes, wobei die Schalteinrichtung mit der Hubeinrichtung (28) synchronisiert ist.a) transport devices (25) for the continuous conveyance of the goods (1) through the electrolytic system, b) a device for circulating the electrolyte in the electrolytic bath and through devices for electrolyte regeneration, c) electrical contact elements for current transmission from at least one bath current source (30) the goods (1) in the form of linear contacts (20), which are arranged perpendicular to the transport direction or at an angle deviating from 90 °, or on the edges of the goods, d) at least one lifting device (28) for continuously repeating movement the linear contacts (20), namely approximately vertical approach to the material, placing with electrical contact, rest in a rest position with electrochemical treatment the goods and removal of the linear contacts from the surface of the goods, e) and a switching device for switching the lifting device (s) (28) for the linear contacts (20) on and off, characterized by: f) linear contacts (20), with an elastic shaft (22) and / or with an elastic holder (12), which are suitable for building up a mechanical tension in the transport direction of the goods and for automatic relaxation against the transport direction, g) a contacting surface (27) of the linear contact (20 ), which has such a large static friction to the surface of the good that the contacting surface (27) of the continuously conveyed good and the attached linear contact (20) is taken away from the good in a range of 1 mm to 250 mm. 17. The apparatus according to claim 16, characterized by a switching device for switching the bath current on and off, the switching device being synchronized with the lifting device (28).
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 17, gekennzeichnet durch eine Umpoleinrichtung zum synchronisierten Umpolen des Stromes der Bad- stromquelle(n).18. Device according to claims 16 and 17, characterized by a polarity reversal device for synchronized polarity reversal of the current of the bath current source (s).
19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 18, gekennzeichnet durch Transportmittel in Form von Klammern, Rädern oder Walzen (25). 0. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 19, gekennzeichnet durch mindestens eine Rütteleinrichtung, die die Linearkontakte (20) und damit auch das Gut während der Zeit der elektrolytischen Behandlung in Vibration versetzt. 1. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 20, gekennzeichnet durch Linearkontakte (20) mit Kontaktleisten (23, 24), die mit Ausnahme der Kontakt gebenden Fläche (27) in einem elektrisch isolierenden und chemisch beständigen Werkstoff eingebettet sind.19. Device according to claims 16 to 18, characterized by means of transport in the form of clamps, wheels or rollers (25). 0. Device according to claims 16 to 19, characterized by at least one vibrating device which vibrates the linear contacts (20) and thus also the material during the time of the electrolytic treatment. 1. Device according to claims 16 to 20, characterized by linear contacts (20) with contact strips (23, 24), with the exception of Contacting surface (27) are embedded in an electrically insulating and chemically resistant material.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 21 , gekennzeichnet durch eine Kontaktleiste (23), die aus einem starren Metallkörper, oder aus metallischen Kontaktstücken, oder aus federnden metallischen Bürstenleisten, oder aus dünnen, gestapelten Metallplättchen besteht.Device according to claims 16 to 21, characterized by a contact strip (23) consisting of a rigid metal body, or of metallic contact pieces, or of resilient metallic brush strips, or of thin, stacked metal plates.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 21 , gekennzeichnet durch eine Kontaktleiste (24), die aus einem in sich elastischen und elektrisch leitfähigen Werkstoff besteht.Device according to claims 16 to 21, characterized by a contact strip (24) which consists of an inherently elastic and electrically conductive material.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 23, gekennzeichnet durch Linearkontakte, die einen runden, oder rechteckigen, oder quadratischen Querschnitt aufweisen.Device according to claims 16 to 23, characterized by linear contacts which have a round, or rectangular, or square cross-section.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 24, gekennzeichnet durch Nocken (7) zur Hubbewegung (8) der Linearkontakte (20) und durch eine Synchronisiereinrichtung zur Synchronisation von Nockenbewegung und Transportbewegung des Gutes.Device according to claims 16 to 24, characterized by cams (7) for the stroke movement (8) of the linear contacts (20) and by a synchronizing device for the synchronization of cam movement and transport movement of the goods.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 25, gekennzeichnet durch Transportwalzen (25) oder Transporträder, die zusammen mit den Nocken (7) eine Baueinheit bilden.Device according to claims 16 to 25, characterized by transport rollers (25) or transport wheels, which together with the cams (7) form a structural unit.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 25, gekennzeichnet durch einen unabhängigen Antrieb der Nocken (7).Device according to claims 16 to 25, characterized by an independent drive of the cams (7).
Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 27, gekennzeichnet durch eine Steuerung, welche mit Nocken an unterschiedlichen Transportwalzen arbeitet, wobei die Nocken so angeordnet sind, dass jede von ihnen unterschiedliche Positionen in Transportrichtung des Gutes gesehen aufweist. Device according to claims 16 to 27, characterized by a controller which works with cams on different transport rollers, the cams being arranged such that each of them has different positions when viewed in the transport direction of the goods.
29. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 28, gekennzeichnet durch einen Schaft (22) und/oder Halter (12), die durch einen Werkstoff aus Gummi, oder aus elastischem Kunststoff oder durch eine Feder in sich elastisch ausgeführt sind.29. The device according to claims 16 to 28, characterized by a shaft (22) and / or holder (12) which are made elastic in themselves by a material made of rubber, or of elastic plastic or by a spring.
30. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 29, gekennzeichnet durch eine Auflage (31 ) an der gegenüberliegenden Seite des Gutes, die aus einem planen Körper besteht.30. Device according to claims 16 to 29, characterized by a support (31) on the opposite side of the good, which consists of a flat body.
31. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 30, gekennzeichnet durch eine Befestigung der Linearkontakte (20) an Schenkeln (11 ) oder Biegebalken. 31. The device according to claims 16 to 30, characterized by an attachment of the linear contacts (20) to legs (11) or bending beams.
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