WO2007118875A2 - Vorrichtung und verfahren zur galvanischen beschichtung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur galvanischen beschichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2007118875A2
WO2007118875A2 PCT/EP2007/053707 EP2007053707W WO2007118875A2 WO 2007118875 A2 WO2007118875 A2 WO 2007118875A2 EP 2007053707 W EP2007053707 W EP 2007053707W WO 2007118875 A2 WO2007118875 A2 WO 2007118875A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
electrically conductive
conductive
band
waves
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/053707
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2007118875A3 (de
Inventor
Rene Lochtman
Jürgen Kaczun
Norbert Schneider
Jürgen PFISTER
Gert Pohl
Norbert Wagner
Original Assignee
Basf Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Se filed Critical Basf Se
Priority to EP07728172A priority Critical patent/EP2010699A2/de
Priority to CA002649786A priority patent/CA2649786A1/en
Priority to US12/297,864 priority patent/US20090101511A1/en
Priority to BRPI0710241-0A priority patent/BRPI0710241A2/pt
Priority to JP2009505867A priority patent/JP2009534527A/ja
Publication of WO2007118875A2 publication Critical patent/WO2007118875A2/de
Publication of WO2007118875A3 publication Critical patent/WO2007118875A3/de
Priority to IL194754A priority patent/IL194754A0/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/14—Electrodes, e.g. composition, counter electrode for pad-plating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/005—Contacting devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/12—Shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/04—Electroplating with moving electrodes
    • C25D5/06—Brush or pad plating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54—Electroplating of non-metallic surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54—Electroplating of non-metallic surfaces
    • C25D5/56—Electroplating of non-metallic surfaces of plastics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C25D7/0621—In horizontal cells
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/241—Reinforcing the conductive pattern characterised by the electroplating method; means therefor, e.g. baths or apparatus

Definitions

  • the invention relates to a device for electroplating at least one electrically conductive substrate or an electrically conductive structure on a non-conductive substrate, which comprises at least one bath, an anode and a cathode, wherein the bath contains an electrolyte solution containing at least one metal salt, from the metal ions be deposited on electrically conductive surfaces of the substrate to form a metal layer.
  • the invention further relates to a process for the galvanic coating of at least one substrate, which is carried out in a device designed according to the invention.
  • Galvanic coating methods are used, for example, to coat electrically conductive substrates or structured or full-area electrically conductive surfaces on non-conductive substrates. With these methods, it is possible, for example, to produce conductor tracks on printed circuit boards, RFID antennas, flat cables, thin metal foils, conductor tracks on solar cells, and to galvanically coat other products, such as two- or three-dimensional objects, for example plastic molded parts.
  • DE-B 103 42 512 discloses an apparatus and a method for the electrolytic treatment of electrically mutually insulated, electrically conductive structures on surfaces of band-shaped material to be treated.
  • the material to be treated is conveyed continuously on a transport path and in a transport direction, wherein the material to be treated is contacted with a contacting electrode arranged outside of an electrolysis region, whereby negative voltages are applied to the electrically conductive structures.
  • a contacting electrode arranged outside of an electrolysis region, whereby negative voltages are applied to the electrically conductive structures.
  • metal ions are deposited on the electrically conductive structures from the treatment liquid to form a metal layer.
  • An electroplating apparatus in which the contacting unit is arranged in the electrolyte bath is disclosed, for example, in DE-A 102 34 705.
  • the galvanization device described here is suitable for coating structures that are already conductive and that are arranged on a band-shaped carrier.
  • the contacting takes place in this case via rollers which are in contact with the conductive structures. Since the rollers are in the electrolyte bath, metal also separates out from the electrolyte bath.
  • the rollers are made up of individual segments which are switched cathodically, as long as they are in contact with the structures to be coated and are switched anodically, if there is no contact of roller and electrically conductive structure.
  • the object of the invention is to provide a device which ensures a sufficiently long contact time even for short structures, so that even short structures can be provided with a sufficiently thick metal layer.
  • a device for electroplating at least one electrically conductive substrate or a structured or full-surface electrically conductive surface on a non-conductive substrate which comprises at least one bath, an anode and a cathode, wherein the bath is at least one metal salt contains containing electrolyte solution. From the electrolytic solution, metal ions are deposited on electrically conductive surfaces of the substrate to form a metal layer.
  • the at least one cathode is brought into contact with the surface of the substrate to be coated, while the substrate is conveyed through the bath.
  • the at least one cathode comprises at least one band with at least one electrically conductive section, which is guided around at least two rotatable shafts.
  • the waves are carried out with a suitable, matched to the respective substrate cross-section.
  • the waves are cylindrically shaped and may for example be provided with grooves in which the at least one band runs.
  • the shaft is designed such that the current is transmitted from the surface of the shaft to the band.
  • the shafts are provided with grooves in which the at least one belt runs, the substrate can be contacted simultaneously via the shafts and the belt.
  • the grooves can be electrically conductive and the regions of the waves between the grooves can be made of an insulating material in order to avoid that the substrate is also electrically contacted via the waves.
  • the shaft is supplied with power via slip rings, for example, but it is also possible to use any other suitable device with which current can be transmitted to rotating shafts.
  • the cathode comprises at least one band with at least one electrically conductive portion, even substrates with short electrically conductive structures, especially in the transport direction of the substrate, can be provided with a sufficiently thick coating. This is possible since, according to the invention, by the design of the cathode as a band, even short electrically conductive structures are in contact with the cathode for a longer time than is the case with the methods known from the prior art.
  • At least two bands are arranged offset one behind the other.
  • the arrangement is preferably such that the second band arranged behind the first band contacts the electrically conductive structure in the region on which the metal was deposited during the contacting with the first band.
  • more than two bands are connected in series.
  • each successive, offset bands arranged over at least one common shaft.
  • the rear shaft of the first belt is at the same time the front shaft of the second belt.
  • waves can be saved and the bath can be kept shorter.
  • each successive, staggered bands are guided over at least one common shaft, it is also possible to guide the successively arranged bands via respective independent waves. In such an arrangement, it is advantageous if the waves are designed so that they can be lifted from the substrate nen.
  • metal is also deposited on the bands and the waves.
  • bands are each arranged independently on waves, individual bands together with their waves can each be lifted from the substrate and anodically switched, while at the same time bands arranged upstream or downstream of the raised bands guide the substrate and the electrically conductive structures located thereon.
  • the metal deposited on the bands and shafts can only be released while removing production interruptions.
  • the at least one band has a network structure.
  • the advantage of the network structure is that in each case only small areas of the electrically conductive structures to be coated on the substrate are covered by the band. The coating takes place in the holes of the net.
  • the bands are designed in the form of a network structure to arrange at least two bands one behind the other. It is also possible to connect two bands formed as nets directly one behind the other, the nets then each having different mesh sizes and / or different mesh shapes to coat also the areas in which the front net rests.
  • webs are to be understood as meaning tapes with individual holes formed therein.
  • a formed in the form of a network band is that the network can extend over the entire width of the waves. It is not necessary to arrange several narrow bands formed in the form of nets next to each other.
  • the width of the tapes depends on the production options. The narrower the bands can be formed, the smaller the conductive structures can be coated.
  • An advantage of narrow bands with small distances from one another is that the contact probability of the smallest structures is thereby greater than with a smaller number of broad bands. Since the contact surface of the bands by covering the structures just below the band inhibits the deposition, it is advantageous to minimize this coverage effect by narrow bands.
  • the electrolyte purging of the surfaces to be metallized becomes more uniform by a multiplicity of smaller surface accesses than in the case of a few surface accesses, such as are present in a small number of wide bands.
  • the number of juxtaposed bands depends on the width of the substrate. The wider the substrate to be coated, the more ribbons must be placed side by side. In this case, care must be taken that a free gap remains between the bands, in which the metal can be deposited on the electrically conductive substrate or the structured or full-surface electrically conductive surface of the substrate. If at least two bands are arranged offset one behind the other, the gap between two juxtaposed bands is preferably as wide as the band arranged behind it.
  • the at least one band comprises alternately conductive and non-conductive sections.
  • the portions of the tape which contact the substrate to be coated are switched cathodically and the portions of the tape which are not in contact with the substrate become anodic.
  • the advantage of this circuit is that metal which deposits on the tape during the cathodic circuit of the tape is removed during the anodic circuit.
  • the anodized region is preferably longer or at least as long as the cathodically connected region.
  • this can be achieved in that the anodically connected wave has a larger diameter than the cathodically connected waves, on the other hand, it is also possible to provide at least the same or smaller diameter of the anodically connected waves, at least as many as cathodically connected waves, wherein the Distance of the cathodically connected waves and the distance of the anodically connected waves is preferably the same size.
  • the length of the conductive sections is preferably greater than or equal to the distance between two adjacent cathodically connected waves.
  • a coating on the electrically conductive structure of the substrate then takes place from the first contact of the electrically conductive structure the cathodically connected portion of the tape to the time at which the contact of the cathodically connected portion of the tape is terminated with the electrically conductive structure on the substrate.
  • band bands with alternating conductive and non-conductive sections for example, link bands can be used, in which the individual members are fastened to each other, for example by means of clamps. According to the required length of the conductive portions, a corresponding number of electrically conductive members are mounted one behind the other. In order to produce a non-electrically conductive portion, at least one non-conductive member is inserted between two electrically conductive members. In addition to the structure as a link chain, it is also possible to provide at least one electrically non-conductive, flexible band as a carrier, which at predetermined intervals against each other electrically insulated mounted electrically conductive sections.
  • a conductive material are here, for example, wire or films, with which the carrier is wrapped or flexible or rigid films, which may for example be in the form of a network or holes may have, which are connected to the carrier.
  • the connection with the carrier can be done for example by gluing.
  • a plurality of carriers may be arranged side by side, which are interconnected by common conductive portions. Between the individual carriers, a gap is preferably formed in this case.
  • the carriers contain holes or have a reticulated structure.
  • the electrically conductive reticulated sections can be formed, for example, by means of a wire, which is guided through the individual meshes of the network structure, are connected to the meshes of a non-conductive section.
  • the band can also have any further structure by means of which conductive and non-conductive sections can be realized alternately.
  • the device for electroplating further comprises a device with which the substrate can be rotated.
  • the axis of rotation of the device, with which the substrate can be rotated is arranged perpendicular to the surface of the substrate to be coated, if by turning electrically conductive structures, which are initially seen in the transport direction of the substrate, wide and short, so to be aligned that after the Drew hen seen in the transport direction are narrow and long. By turning different coating times are compensated, which result from the fact that a coating takes place already with the first contact of the electrically conductive structure with the cathodically connected band.
  • the substrate When coated on multiple sides of the substrate, it can preferably be rotated in the device with which the substrate can be rotated so that, after rotation, the surface to be coated next points in the direction of the cathode.
  • At least two bands are arranged such that the substrate to be coated is passed between them and the bands contact the upper side and the lower side of the substrate, respectively.
  • the structure of the device for galvanic coating is preferably such that the transport plane of the substrate acts as a mirror plane.
  • films are to be coated whose length exceeds the length of the bath - so-called continuous films, which are initially unwound from a roll, passed through the device for electroplating and then wound up again - these can, for example, also zig-zag or in shape a meander around one or more galvanic coating devices according to the invention, which can then be arranged, for example, one above the other or next to one another, through the bath.
  • the devices can each be aligned at any angle in the bath.
  • the electroplating devices are arranged one above the other, it is also possible to simultaneously coat the films on the upper side and the lower side by passing them between two devices which contact the film at their top and bottom side and after passing through is deflected by one of the devices, to then be passed between this and another device disposed above or below the device.
  • the coating takes place in that the metal layers deposited on the upper side and the underside deposited on the lower side grow together in the hole.
  • a conductive hole wall is provided, which is coated by the method according to the invention. As a result, then also the entire wall of the hole can be coated. If not the entire perforated wall is electri- is conductive, the coating of the entire hole wall takes place here by growing together of the metal layers.
  • the shafts are both anodically and cathodically switchable in a preferred embodiment and can be lowered onto the substrate or lifted from the substrate become. While the waves are raised from the substrate and are not in contact with the substrate, they can be anodically switched. While the waves are connected anodically, the metal deposited thereon is removed again. At the same time, the at least one band circulating the waves is connected anodically, so that the metal deposited thereon is also removed therefrom. The waves, which are in contact with the substrate via the at least one strip, are connected cathodically.
  • the waves may also contain a plurality of electrically conductive regions, of which at least one is connected anodically and at least one further cathodically.
  • the circulating band in the cathodically connected region of the shaft, the circulating band is also switched cathodically, so that a coating of the electrically conductive substrate or the structured or full-surface electrically conductive surfaces of the substrate takes place while in the anodic region, the previously undesired deposited metal of the Wave and / or the at least one band is removed again.
  • the band it is necessary for the band to have electrically isolated sections which are arranged on the shafts so that an electrically conductive area of the band does not simultaneously touch an anodically connected area and a cathodically connected area on the shaft in order to avoid a short circuit ,
  • the electrically conductive sections of the at least one band as well as the wave surfaces or the wavebands which are in contact with the at least one band are preferably made of an electrically conductive material which does not change into the electrolytic solution during operation of the device.
  • Suitable materials for the fabrication of the conductive portions of the tape and the wave surfaces or regions which are in contact with the at least one tape are, for example, metals, graphite, conductive polymers such as polythiophenes or metal / plastic composites.
  • Preferred materials are stainless steel and / or titanium.
  • anodes can serve, with different polarity of the waves, the anodically connected waves, on the other hand, it is also possible to additionally provide anodes in the bath.
  • the anodes are preferably arranged as close as possible to the structure to be coated.
  • the anodes may each be arranged between two cathodically connected waves.
  • Suitable material for the anodes is on the one hand any material known to those skilled in the art for insoluble anodes. Preference is given here, for example, stainless steel, graphite, platinum, titanium or metal / plastic composites.
  • detachable anodes These then preferably contain the metal, which is deposited galvanically on the electrically conductive structures.
  • the anodes can take any known form to those skilled in the art.
  • flat rods can be used as anodes, which have a minimum distance to the substrate surface during operation of the device, and which can be pulled out of the device in a position change of the waves in the direction of the shaft axes. It is also possible to use flat sheets as anodes, which can be folded upwards or downwards by 90 ° between the roll lifting paths. Another possibility is to provide elastic wires, preferably spiral wires, as anodes, which can be pulled upwards or downwards from the device or introduced into it from winding / unwinding devices.
  • the galvanic coating device can be used for any conventional metal coating.
  • the composition of the electrolyte solution used for the coating depends on which metal the electrically conductive structures are to be coated on the substrate.
  • Typical metals which are deposited by electroplating on electrically conductive surfaces are, for example, gold, nickel, palladium, platinum, silver, tin, copper or chromium.
  • Suitable electrolyte solutions which can be used for the electroplating of electrically conductive structures are known to those skilled in the art, for example, from Werner Jillek, Gustl Keller, Handbuch der Porterplattentechnik, Eugen G. Leuze Verlag, 2003, Vol. 4, pages 332 to 352.
  • the substrate For galvanic coating of the electrically conductive structures on the substrate, this is first supplied to the bath with the electrolyte solution.
  • the substrate is then conveyed through the bath with the at least one ribbon of the cathode resting on the substrate to contact the electrically conductive structures, preferably with the belt moving at a rotational speed equal to the rate at which the substrate passes through the bath to be led.
  • the transport of the sub strates through the bath can be done, for example, with a transport device, as known to those skilled in the art.
  • it is also possible to arrange the device for coating so that the substrate rests on the at least one cathodically connected strip and is transported by the movement of the strip through the bath.
  • the transport of the substrate through the bath, in which the at least one band of the device for coating acts as a transport device, is particularly advantageous if the substrate is to be coated on the upper side and on the lower side.
  • the substrate rests on one device while it is pressed by the other device to the device on which it rests.
  • the movement of the belts then transports the substrate through the device.
  • At least one further transport roller which preferably consists of an electrically insulating material, can transport the substrate through the bath.
  • a combination of at least one band with at least one additional transport roller is also possible.
  • the number of required transport rollers depends on the size of the substrate to be coated. The distance of the transport rollers must be selected so that always at least one transport roller with the substrate in contact, unless the transport is done by the bands.
  • the transport can also be realized by the winding and unwinding unit, which is preferably arranged outside the bath.
  • the transport of the substrate takes place through the shafts and / or through the belt when they are driven.
  • one-sided coating is preferably at least one pressure roller or a pressing belt is provided, with which the substrate is pressed against the cathodically connected areas.
  • Good contact between the cathodically connected tape and the substrate to be coated can also be achieved by pressing the tape against the substrate via the weight of the corrugations that surround it. It is also possible to generate an additional contact pressure in that the band is pressed against the substrate via a resilient mounting of the shafts.
  • the drive of the waves is preferably outside the bath. In a preferred embodiment, all waves are driven. However, it is also possible to drive only individual waves. When a transport device independent of the cathodes is provided, the belts can be driven by the substrate in contact with them, with no shaft circulating around the belt being provided with its own drive. However, it is also possible to drive the band in addition by at least one wave that revolves around it.
  • the shafts are driven by a common drive unit.
  • the drive unit is preferably an electric motor.
  • the shafts are preferably connected to the drive via a chain or belt transmission. But it is also possible to provide each of the shafts with gears that mesh with each other and over which the waves are driven. In addition to the possibilities described here, any other suitable drive known to those skilled in the art for driving the shafts can also be used.
  • the at least one band is supplied with voltage via the waves that surround it.
  • the waves can be electrically conductive over the entire surface or partially at the surface.
  • contact means may, for example, be brushes which are in contact with the electrically conductive portions of the tape.
  • the power will be supplied via the waves.
  • the power supply of the waves takes place preferably outside of the bath. Suitable means for transmitting current to the shafts are, for example, slip rings arranged on the shafts.
  • the cathodically switched waves are raised from the substrate for demetallation, while at the same time the anodically connected waves are lowered onto the substrate. Simultaneously with the wave change, the previously cathodically switched waves are switched anodically so that the metal deposited thereon is removed, and the previously anodically connected waves are switched cathodically so that the electrically conductive structures on the substrate can be further coated.
  • Such a wave change is preferably carried out while the cathodically connected strip section just does not contact a structure to be coated.
  • at least one preferably insulated shaft as tensioning roller, so that all waves are switched cathodically to change the shaft, then the previously anodically switched waves are lowered onto the substrate, the previously cathodically switched waves are lifted from the substrate and, after these were raised to be anodically switched.
  • the device is disposed below the substrate, the previously cathodically switched waves are lowered and then anodized, while the previously anodically switched waves are raised against the substrate and then switched to cathodic.
  • insulated transport shafts or tension shafts are provided, the lowering and raising of the shafts as well as the polarity reversal can take place simultaneously.
  • shields on the cathodically connected waves which reduce metal deposition on the waves.
  • Such shields are, for example, nonconductive sheaths of the shafts which cover the shafts in the areas in which they are in contact with the electrolyte solution, the sheaths being at a very small distance from the shaft surface and releasing the shafts only at the points where the shroud is located Substrate and / or the bands are contacted.
  • the substrate to be coated is rotated after passing through the device for galvanic coating by a predetermined angle. After rotation, the substrate either passes through the device a second time or a second corresponding device.
  • the angle through which the substrate is rotated is preferably in the range of 10 ° to 170 °, more preferably in the range of 50 ° to 140 °, in particular in the range of 80 ° to 100 °, and most preferably the angle is the substrate is rotated, substantially 90 °.
  • 90 ° means that the angle through which the substrate is rotated does not deviate more than 5 ° from 90 °.
  • the device for rotating the substrate can be arranged inside or outside the bath.
  • the axis of rotation is perpendicular to the surface to be coated.
  • the rotation axis is arranged so that after rotation, the substrate is positioned so that the surface to be coated next faces the cathode.
  • the layer thickness of the metal layer deposited on the electrically conductive structure by the method according to the invention depends on the contact time, which results from the passage speed of the substrate through the device and the number of bands positioned behind one another, and the current intensity with which the device is operated.
  • a higher contact time can be achieved, for example, by connecting several devices according to the invention in series in at least one bath.
  • a plurality of devices according to the invention are connected in series in each case in individual baths. This makes it possible to hold in each bath a different electrolyte solution to sequentially deposit different metals on the electrically conductive structures. This is advantageous, for example, in decorative applications or in the production of gold contacts.
  • the respective layer thicknesses are adjustable by the choice of the flow rate and the number of devices with the same electrolyte solution.
  • all electrically conductive surfaces can be coated, regardless of whether electrically insulated structures insulated from one another are to be coated on a nonconductive substrate or a full surface area.
  • the device is preferably used for coating electrically conductive structures on a non-electrically conductive support, for example reinforced or unreinforced polymers, such as are conventionally used for printed circuit boards, ceramic materials, silicon, glass, textiles, etc.
  • the thus produced, galvanic Coated electrically conductive structures are, for example, conductor tracks.
  • the electrically conductive structures to be coated can be printed on the printed circuit board, for example, from an electrically conductive material.
  • the electrically conductive structure preferably contains either particles of any geometry made of an electrically conductive material in a non-conductive matrix or consists essentially of the electrically conductive material.
  • Suitable electrically conductive materials are, for example, carbon or graphite, metals, preferably aluminum, iron, gold, copper, nickel, silver and / or alloys or metal mixtures containing at least one of these metals, electrically conductive metal complexes, conductive organic compounds or conductive polymers.
  • a pretreatment is first required to make the structures electrically conductive. This may be, for example, a chemical or a mechanical pretreatment such as a suitable cleaning. As a result, for example, the oxide layer of metals which is troublesome for the electroplating is removed.
  • the electrically conductive structures to be coated can also be applied to the printed circuit boards by any other methods known to those skilled in the art.
  • Such printed circuit boards are installed, for example, in products such as computers, telephones, televisions, electrical automotive components, keyboards, radios, video, CD, CD-ROM and DVD players, game consoles, measuring and control devices, sensors, electrical kitchen appliances, electric Toys etc.
  • electrically conductive structures can be coated on flexible circuit carriers.
  • flexible circuit carriers are, for example, polymer films, such as polyimide films, PET films or polyolefin films, on which electrically conductive structures are printed.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are suitable for the production of RFID antennas, transponder antennas or other antenna structures, chip card modules, flat cables, seat heaters, foil conductors, printed conductors in solar cells or in LCD or plasma picture screens, thin metal foils or for the production of electroplated products in any desired form, such as, for example, single-sided or double-sided metal-clad polymer supports with defined layer thickness, 3D-molded interconnect devices or also for the production of decorative or functional surfaces on products, for example for shielding from electromagnetic radiation, for heat conduction or as packaging become.
  • the production of contact points or contact pads or wiring on an integrated electronic component is possible.
  • the substrate After leaving the device for galvanic coating, the substrate can be further processed according to all steps known to those skilled in the art. For example, existing electrolyte residues can be removed from the substrate by rinsing and / or the substrate can be dried.
  • the device according to the invention for the electroplating of electrically conductive substrates or of electrically conductive structures on electrically non-conductive substrates can be equipped with any additional device known to the person skilled in the art as required.
  • ancillary devices include, for example, pumps, filters, chemical feeders, roll-up and roll-down devices, etc.
  • the advantage of the device according to the invention and of the method according to the invention is that the at least one strip provides a larger contact surface and thus a longer contact time than is the case with the exclusive use of rollers known from the prior art , As a result, the desired layer thicknesses of electrically conductive structures within a shorter distance can be achieved, whereby the plants can be built shorter or can be operated at a higher throughput, whereby lower operating costs are achieved.
  • Another significant advantage is that now even very short structures, as they are desired for example in the production of printed circuit boards, faster, more targeted and above all reproducible and can be realized with homogeneous layer thicknesses than with the roll systems known from the prior art is possible.
  • FIG. 1 shows a plan view of an inventively designed device with a plurality of successively staggered bands
  • FIG. 2 shows a side view of the device according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a side view of a device according to the invention with bands resting on the shaft
  • FIG. 4 shows a top view of the device according to FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a side view of a device according to the invention with bands which lie in grooves of the shaft
  • FIG. 6 shows a plan view of a device according to FIG. 5
  • FIG. 7 shows a side view of a device designed according to the invention with cathodically and anodically connected shafts
  • FIG. 8 shows a detail of a band, as used for example in FIG. 7,
  • FIG. 9 shows a detail of an inventively designed device in which the anodically and the cathodically switched waves can be raised or lowered
  • FIG. 10 shows a device according to the invention in which the top and bottom sides of a substrate are coated
  • FIG. 11 shows a device with which top and bottom sides of a substrate can be coated, in which bands arranged one behind the other are arranged,
  • FIG. 12 is an enlarged view of a section of a band in a first embodiment
  • FIG. 14 shows a plan view of a detail of a band in a third embodiment
  • FIG. 15 shows a side view of the band according to FIG. 14,
  • Figure 16 is a side view of a device according to the invention with segmented
  • FIG. 17 shows a side view of anodes during the galvanic coating
  • Figure 18 is a side view of the anodes according to Figure 17 when changing the waves.
  • Figure 1 shows a plan view of a cathode formed according to the invention, in which a plurality of bands are arranged offset one behind the other.
  • a cathode 1 comprises a plurality of bands 2, which are each guided over two shafts 3.
  • Adjacent bands 2 are arranged so that a gap 4 is formed between them.
  • the width of the gap 4 is preferably greater than or equal to the width of a belt 2.
  • one shaft 3 simultaneously serves as the rear shaft of the bands 2 of a first row and as the front shaft 3 for the bands 2 of a second row.
  • the coating in the embodiment shown in FIG. 1 takes place in each case in the gaps 4 between the bands 2, as long as the electrically conductive structures which are to be coated are touched by a band 2.
  • FIG. 2 shows a side view of the arrangement from FIG. 1.
  • the bands 2 are each guided by two shafts 3.
  • the waves are arranged in series one behind the other.
  • the substrate to be coated may be in contact with the cathode 1 either at the top 5 or at the bottom 6. In this case, it is only necessary to ensure that the electrically conductive structures to be coated are assigned to the strip 2.
  • the cathode 1 can simultaneously serve as a transport device.
  • a device is additionally provided with which the substrate is placed against the bands 2 in order to produce an electrical contact of the underside 6 of the cathode 1 with the substrate to be coated.
  • This device is preferably a transport device.
  • Such devices are, for example, conveyor belts or transport shafts.
  • each shaft 3 which is circulated by a band 2 is connected cathodically. Furthermore, it is also possible to switch each shaft 3 cathodically.
  • anodes 31 In order to enable a galvanic coating, anodes 31 must be provided in the bath in addition to the cathode 1.
  • the anodes 31 can either be arranged as shown in Figure 2 between the waves 3 or above or below the belt 2.
  • FIG. 5 shows a side view and in FIG. 6 a plan view of an embodiment in which the bands 2 are received in grooves 30 in the shafts 3.
  • the width of a groove 30 preferably corresponds to the width of a band 2 and the depth of a groove 30 preferably the thickness of a band 2.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of a device according to the invention for galvanic coating in a sectional representation.
  • the device comprises a band 2, which is guided around a plurality of shafts 3.
  • the shafts 3 are arranged in an upper row 9 and a lower row 10.
  • the waves of the lower row 10 are connected cathodically, while the waves of the upper row 9 are connected anodically.
  • Via the band 2 the voltage of the cathodically connected waves of the lower row 10 is transmitted to the electrically conductive structure 7.
  • the electrically conductive structure 7 is also charged negatively, so that metal ions from the electrolyte solution in which the substrate
  • anodes 31 may be arranged between the cathodes, as shown here.
  • the anodes 31 are formed, for example, as flat bars.
  • the band 2 in the embodiment shown in FIG. 7 is constructed as shown in FIG.
  • the band 2 comprises electrically conductive sections 12 and electrically non-conductive sections, ie insulating sections 13.
  • the length L of an electrically conductive section 12 is preferably greater than or equal to the distance h of two cathodically connected channels 3.
  • the length L of an electrically conductive may be smaller than the distance d of a cathodically connected wave to an adjacent anodically connected wave.
  • the transport direction of the substrate 8 is shown.
  • 8 pressing rollers 21 are arranged below the substrate.
  • the substrate 8 is passed between the pressure rollers 21 and the belt 2.
  • the required contact pressure can be achieved on the one hand, that the pressure rollers 21 are fixedly mounted and the shafts 3, which surrounds the belt 2, are resiliently mounted and pressed against the substrate 8 or the shafts 3 are fixedly mounted and the pressure rollers 21 are movable stored and are moved against the substrate 8 with the required contact force.
  • the pressure rollers 21 are fixedly mounted and the required contact pressure by the movable shafts 3 of the lower row 10 on the submersible strat 8 is applied.
  • a further apparatus for galvanic coating may also be arranged below the substrate 8. In this case, the substrate 8 can then be simultaneously coated on its top and bottom.
  • FIG. 9 shows a side view of a device designed according to the invention in a further embodiment.
  • the waves of the anodized upper row 9 are offset from the waves of the cathodically connected lower row 10 is arranged.
  • the distance h between two anodically connected waves or between two cathodically connected waves is chosen so that in each case an anodically connected wave can be passed between two adjacent cathodically switched waves and a cathodically connected wave between adjacent anodically connected waves.
  • the arrows 15 is shown in Figure 9 that the waves of the lower row 10 can be raised and the waves of the upper row 9 can be lowered. This makes it possible to remove the metal deposited on the cathodically connected waves even during ongoing production operation.
  • the cathodically connected waves of the lower row 10, as shown by the arrows 15, raised while the waves of the upper row 9, as shown by the arrows 16, are lowered.
  • the polarity of the waves is reversed, so that after lowering the upper row 9, these waves are switched cathodically and after raising the lower row 10, these waves are connected anodically.
  • metal now deposits on the previously anodically connected waves of the upper row 9, which now form the lower row 10 and are connected cathodically, while the metal previously deposited on the cathodically connected waves of the lower row 10 is removed long these form the upper row 9 and are connected anodically.
  • each row 9 at least one transport shaft, which is not electrically conductive.
  • the transport shafts are preferably in each case the first and / or the last wave of a row 9, 10.
  • the number of anodically connected waves is greater than that of the cathodically connected waves.
  • the first shaft of the upper row 9 can always remain anodically connected and remain in place.
  • FIG. 10 shows a device for galvanic coating in a further embodiment.
  • the substrate 8 is simultaneously coated on the top and bottom.
  • the substrate 8 is passed between an upper device 17 and a lower device 18.
  • the distance between the upper device 17 and the lower device 18 is selected such that it corresponds exactly to the thickness of the substrate 8.
  • the shafts 19 facing the substrate are in each case connected cathodically, while the shafts 20 facing away from the substrate are connected anodically.
  • the polarity of the waves is reversed, so that the waves 20, as soon as they contact the substrate 8, are switched cathodically and the waves 19, as soon as they are lifted from the substrate 8, are connected anodically.
  • several bands 2 are arranged one behind the other at the top side and at the bottom side of the substrate 8 arranged.
  • the bands 2 are each guided by separate waves.
  • the belts 2 arranged one behind the other are arranged offset relative to one another.
  • FIG. 11 corresponds largely to the embodiment shown in FIG.
  • a cathodically connected shaft 19 and an anodically connected shaft 20 form the rear shaft of a belt 2 and at the same time the front shaft of another belt 22, which is shown here by dashed lines.
  • the arrangement of the bands 2 and the further bands 22 shown in dashed lines corresponds to the arrangement shown in FIG.
  • each of the bands 22 are arranged offset behind the bands 2.
  • FIG. 12 shows an enlarged view of a first embodiment of a band according to the invention with electrically conductive and electrically non-conductive sections.
  • the band 2 shown schematically here is composed of individual conductive segments 23 and non-conductive segments 24.
  • the individual segments 23, 24 are each secured with brackets 25 to each other.
  • the length of the conductive portions is determined by the number of conductive segments 23 attached to each other. Between two conductive sections, an electrically non-conductive portion is arranged in each case. In general, it is already sufficient to use a single electrically non-conductive segment 24 for the electrically non-conductive portion. However, it is also possible to arrange a plurality of non-conductive segments 24 one behind the other.
  • FIG. 13 shows a further embodiment of a band 2.
  • the band 2 is made of a flexible carrier 26 which is wrapped by an electrically conductive wire 27 to produce an electrically conductive portion 12.
  • a flexible carrier 26 is suitable, for example, a non-conductive plastic tape, which is optionally made of an elastomer.
  • the flexible carrier 26 may, for example, also be wound with an electrically conductive foil in order to produce the electrically conductive sections 12.
  • a further embodiment of a band 2 is shown schematically in plan view in FIG. 14 and side view in FIG.
  • the band 2 shown here comprises two flexible non-conductive supports 26, on which conductive portions 32 are fixed at regular intervals.
  • the attachment of the conductive portions 32 on the non-conductive supports 26 can be done for example by gluing.
  • the conductive portions 32 may be either rigid or flexible. In the case of rigid conductive sections 32, their width is preferably selected such that they can rotate around the corrugations 3. For this purpose, it is necessary that the width of the conductive portions 32 is smaller as the radius of the shaft 3. If the conductive portions 32 are to be made wider, they are preferably made of a flexible material. A suitable material is for example a still flexible metal foil.
  • the non-conductive support 26 and / or the conductive portions 32 of the tape 2 may also be provided with holes or be made net-shaped.
  • any other known in the art structure is possible from which a band can be produced, which alternately electrically conductive and electrically has non-conductive portions.
  • a network structure as band 2, wherein an electrically conductive network is connected to an electrically non-conductive network, wire or polymer carrier in order to form the electrically conductive sections 12 and electrically non-conductive sections 13.
  • the electrically conductive net-shaped sections can then be connected, for example with the aid of a wire, which is guided through the individual meshes of the network structure, to the meshes of a non-conductive section.
  • FIG. 16 shows an embodiment of a device designed according to the invention, in which the shafts 3 are constructed from individual conductive segments 35 and non-conductive segments 36.
  • the conductive segments 35 and the non-conductive segments 36 are alternately arranged. This makes it possible to anodically connect a conductive segment 35 cathodically and an adjacent conductive segment 35, which is separated by a non-conductive segment 36 from the cathodically connected segment 35.
  • the band 2 revolving around the shafts 3 be embodied in individual conductive 12 and electrically non-conductive sections 13.
  • the non-conductive portions 13 of the band 2 must be arranged so that they each rest against a non-conductive segment 36 of the shaft.
  • Removal of the metal deposited on the cathodically connected segment 35 of the shaft and the cathodically connected section 12 of the strip 2 is achieved by switching them anodically in the further circulation.
  • 3 sliding contacts 37, 38 are preferably provided on the shafts.
  • the first sliding contact 37 serves as the anode
  • the second sliding contact 38 as the cathode.
  • FIG. 17 shows a side view of anodes during the galvanic coating.
  • Figure 18 shows the anodes in a position when the shafts 3, which are not shown here, change position.
  • shafts 3 or electrically conductive segments of the shafts 3 anodes 31 can be constructed, for example, as shown in Figures 17 and 18.
  • the anodes 31 are in their extended position. In this case, they are arranged above and below the substrate 8 in the case of a substrate 8 which is simultaneously coated on the upper side and on the lower side.
  • the anode 31 is preferably disposed on the side of the substrate 8 which is coated. Care must be taken here that the anode 31 does not touch the substrate. Otherwise, it could lead to a short circuit on the one hand, if the cathode touches the same electrically conductive structure as the anode, on the other hand would be removed during contact with the anode 31, the metal previously deposited on the structure again.
  • the anodes 31, as shown in FIG. 18 by the double arrow 41, are movable parallel to the surface of the substrate 8 to be coated. The movement is transverse to the direction in which the substrate is transported through the bath. This makes it possible to remove the anodes while the shafts 3 change position. Damage to anodes 31 and 3 waves is thereby avoided.
  • the anodes 31 are made of a flexible material. As a result, it is possible to wind up or unwind the anodes in respectively assigned anode winding / unwinding devices 40.
  • the anode winder / unwind devices 40 are preferably located above and below the bath as shown here.
  • Such anable and unwindable anodes are made for example in the form of flexible metal bands or elastic spirals. If the anodes are made of elastic spirals, preferably several of the spirals are fastened next to one another. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung mindestens eines elektrisch leitfähigen Substrates (8) oder einer elektrisch leitfähigen Struktur auf einem nicht leitfähigen Substrat (8), welche mindestens ein Bad, eine Anode und eine Kathode (2) umfasst, wobei das Bad eine mindestens ein Metallsalz enthaltende Elekrolytlösung enthält, aus der Metallionen an elektrisch leitenden Oberflächen des Substrates abgeschieden werden, während die Kathode mit der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates in Kontakt gebracht wird und das Substrat durch das Bad gefördert wird. Die Kathode umfasst mindestens ein Band (2) mit mindestens einem elektrisch leitenden Abschnitt (12), welches um mindestens zwei rotierbare Wellen (3) geführt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur galvanischen Beschichtung mindestens eines Substrates, welches in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt wird, wobei zur Beschichtung das Band auf dem Substrat aufliegt und mit einer Umlaufgeschwindigkeit umläuft, die der Geschwindigkeit entspricht, mit der das Substrat durch das Bad geführt wird. Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung von elektrisch leitenden Strukturen auf einem nicht elektrisch leitenden Träger.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur galvanischen Beschichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung mindestens eines elektrisch leitfähigen Substrates oder einer elektrisch leitfähigen Struktur auf einem nicht leitfähigen Substrat, welche mindestens ein Bad, eine Anode und eine Kathode umfasst, wobei das Bad eine mindestens ein Metallsalz enthaltende Elektrolytlösung enthält, aus der Metallionen an elektrisch leitenden Oberflächen des Substrates unter Bildung einer Metallschicht abgeschieden werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur galvanischen Beschichtung mindestens eines Substrates, welches in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung durchgeführt wird.
Galvanische Beschichtungsverfahren werden zum Beispiel eingesetzt, um elektrisch leitfähige Substrate oder strukturierte oder vollflächige elektrisch leitfähige Oberflächen auf nicht leitenden Substraten zu beschichten. Mit diesen Verfahren können zum Beispiel Leiterbahnen auf Leiterplatten, RFID-Antennen, Flachkabel, dünne Metallfolien, Leiterbahnen auf Solarzellen hergestellt werden sowie andere Produkte wie zwei- oder dreidimensionale Gegenstände, zum Beispiel Kunststoffformteile galvanisch beschichtet werden.
Aus DE-B 103 42 512 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum elektrolytischen Behandeln von elektrisch gegeneinander isolierten, elektrisch leitfähigen Strukturen auf Oberflächen von bandförmigem Behandlungsgut bekannt. Hierbei wird das Behandlungsgut auf einer Transportbahn und in einer Transportrichtung kontinuierlich befördert, wobei das Behandlungsgut mit einer außerhalb eines Elektrolysebereichs angeordneten Kontaktierelektrode kontaktiert wird, wodurch die elektrisch leitfähigen Struk- turen mit negativer Spannung beaufschlagt werden. Im Elektrolysebereich scheiden sich auf den elektrisch leitfähigen Strukturen Metallionen aus der Behandlungsflüssigkeit unter Bildung einer Metallschicht ab. Da auf den elektrisch leitfähigen Strukturen nur Metall abgeschieden wird, so lange diese von der Kontaktelektrode kontaktiert werden, lassen sich nur solche Strukturen beschichten, die so groß dimensioniert sind, dass sich die zu beschichtende elektrisch leitfähige Struktur im Elektrolysebereich befindet, während diese gleichzeitig außerhalb des Elektrolysebereichs kontaktiert wird.
Eine Galvanisiereinrichtung, bei welcher die Kontaktiereinheit im Elektrolytbad angeordnet ist, ist zum Beispiel in DE-A 102 34 705 offenbart. Die hier beschriebene Galva- nisiereinrichtung eignet sich zum Beschichten von bereits leitfähig ausgebildeten Strukturen, die auf einem bandförmigen Träger angeordnet sind. Die Kontaktierung erfolgt dabei über Walzen, die mit den leitfähig ausgebildeten Strukturen in Kontakt stehen. Da sich die Walzen im Elektrolytbad befinden, scheidet sich auf diesen ebenfalls Metall aus dem Elektrolytbad ab. Um das Metall wieder entfernen zu können, sind die Walzen aus einzelnen Segmenten aufgebaut, die kathodisch geschaltet werden, so lange diese mit den zu beschichtenden Strukturen in Kontakt stehen und anodisch geschaltet werden, wenn kein Kontakt von Walze und elektrisch leitfähiger Struktur vorhanden ist. Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass an kurzen Strukturen, gesehen in Transportrichtung, nur eine kurze Zeit eine Spannung anliegt, während an langen Strukturen, ebenfalls in Transportrichtung gesehen, über einen wesentlich längeren Zeitraum eine Spannung anliegt. Hierdurch ist die Schicht, die auf langen Strukturen abgeschieden wird, wesentlich größer als die Schicht, die auf kurzen Strukturen abgeschieden wird.
Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist, dass mit diesen keine sehr kurzen Strukturen - vor allem gesehen in Transportrichtung des Substrates - beschichtet werden können. Ein weiterer Nachteil ist, dass zur Realisierung ausreichend langer Kontaktzeiten viele hintereinander geschaltete Walzen erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche auch für kurze Strukturen eine ausreichend lange Kontaktzeit gewährleistet, damit auch kurze Struktu- ren mit einer ausreichend dicken Metallschicht versehen werden.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung mindestens eines elektrisch leitfähigen Substrates oder einer strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitfähigen Oberfläche auf einem nicht leitfähigen Substrat, welche min- destens ein Bad, eine Anode und eine Kathode umfasst, wobei das Bad eine mindestens ein Metallsalz enthaltende Elektrolytlösung enthält. Aus der Elektrolytlösung werden Metallionen an elektrisch leitenden Oberflächen des Substrates unter Bildung einer Metallschicht abgeschieden. Die mindestens eine Kathode wird hierzu mit der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates in Kontakt gebracht, während das Substrat durch das Bad gefördert wird. Erfindungsgemäß umfasst die mindestens eine Kathode mindestens ein Band mit mindestens einem elektrisch leitenden Abschnitt, welches um mindestens zwei rotierbare Wellen geführt ist. Die Wellen sind mit einem geeigneten, auf das jeweilige Substrat abgestimmten Querschnitt ausgeführt. Bevorzugt sind die Wellen zylinderförmig ausgebildet und können zum Beispiel mit Nuten versehen sein, in denen das mindestens eine Band läuft. Zur elektrischen Kontaktierung des Bandes ist bevorzugt mindestens eine der Wellen kathodisch geschaltet, wobei die Welle so ausgeführt ist, dass der Strom von der Oberfläche der Welle an das Band übertragen wird. Wenn die Wellen mit Nuten versehen sind, in denen das mindestens eine Band läuft, kann das Substrat gleichzeitig über die Wellen und das Band kontaktiert werden. Es können aber auch nur die Nuten elektrisch leitfähig sein und die Bereiche der Wellen zwischen den Nuten aus einem isolierenden Material gefertigt sein, um zu vermeiden, dass das Substrat auch über die Wellen elektrisch kontaktiert wird. Die Stromversorgung der Wellen erfolgt zum Beispiel über Schleifringe, es ist aber auch jede geeig- nete andere Vorrichtung einsetzbar, mit der Strom auf rotierende Wellen übertragen werden kann.
Dadurch, dass die Kathode mindestens ein Band mit mindestens einem elektrisch leitenden Abschnitt umfasst, können auch Substrate mit kurzen elektrisch leitfähigen Strukturen, vor allem gesehen in Transportrichtung des Substrates, mit einer ausreichend dicken Beschichtung versehen werden. Dies ist möglich, da erfindungsgemäß durch die Gestaltung der Kathode als Band auch kurze elektrisch leitfähige Strukturen eine längere Zeit mit der Kathode in Kontakt stehen, als dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Fall ist.
Um auch die Bereiche der elektrisch leitfähigen Struktur zu beschichten, auf denen die als Band gestaltete Kathode zur Kontaktierung aufliegt, sind in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens zwei Bänder versetzt hintereinander angeordnet. Die Anordnung ist dabei vorzugsweise so, dass das hinter dem ersten Band versetzt angeordne- te zweite Band die elektrisch leitfähige Struktur in dem Bereich kontaktiert, auf dem während der Kontaktierung mit dem ersten Band das Metall abgeschieden wurde. Um eine größere Dicke der Beschichtung zu erzielen, werden vorzugsweise mehr als zwei Bänder hintereinander geschaltet.
In einer Ausführungsform werden jeweils aufeinander folgende, versetzt angeordnete Bänder über mindestens eine gemeinsame Welle geführt. Wenn die Bänder jeweils über zwei Wellen geführt werden, ist in diesem Fall, gesehen in Transportrichtung des Substrates, die hintere Welle des ersten Bandes gleichzeitig die vordere Welle des zweiten Bandes. Vorteil dieser Anordnung ist, dass Wellen eingespart werden können und das Bad kürzer gehalten werden kann. Neben der Anordnung, bei der jeweils aufeinander folgende, versetzt angeordnete Bänder über mindestens eine gemeinsame Welle geführt sind, ist es auch möglich, die hintereinander angeordneten Bänder über jeweils unabhängige Wellen zu führen. Bei einer solchen Anordnung ist es vorteilhaft, wenn die Wellen so gestaltet sind, dass diese vom Substrat angehoben werden kön- nen. Während des Beschichtungsvorganges, d.h. so lange die Wellen und die Bänder kathodisch geschaltet sind, scheidet sich auch auf den Bändern und den Wellen Metall ab. Um dieses Metall wieder zu entfernen, ist es notwendig, die Wellen und die Bänder anodisch zu schalten. Wenn die Bänder jeweils unabhängig auf Wellen angeordnet sind, lassen sich jeweils einzelne Bänder samt ihrer Wellen vom Substrat anheben und anodisch schalten, während gleichzeitig den angehobenen Bändern vor- oder nachge- ordnete Bänder das Substrat und die darauf befindlichen elektrisch leitfähigen Struktu- - A -
ren kontaktieren, so dass das Entfernen des abgeschiedenen Metalls von den Bändern und Wellen während des laufenden Betriebes erfolgen kann. Wenn sich die Wellen nicht anheben lassen oder wenn nur eine Gruppe von versetzt hintereinander geschalteten Bändern vorgesehen ist, bei der jeweils aufeinander folgende, versetzt angeord- nete Bänder über mindestens eine gemeinsame Welle geführt sind, lässt sich das auf den Bändern und Wellen abgeschiedene Metall nur während Produktionsunterbrechungen entfernen.
In einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Band eine Netzstruktur auf. Vorteil der Netzstruktur ist, dass jeweils nur kleine Bereiche der zu beschichtenden elektrisch leitfähigen Strukturen auf dem Substrat von dem Band abgedeckt werden. Die Beschichtung erfolgt in den Löchern des Netzes. Um die elektrisch leitfähigen Strukturen auch in den Bereichen zu beschichten, in denen das Netz aufliegt, ist es auch für den Fall, dass die Bänder in Form einer Netzstruktur ausgebildet sind, vorteil- haft, jeweils mindestens zwei Bänder versetzt hintereinander anzuordnen. Auch ist es möglich, zwei als Netze ausgebildete Bänder direkt hintereinander zu schalten, wobei die Netze dann jeweils unterschiedliche Maschenweiten und/oder unterschiedliche Maschenformen aufweisen, um auch die Bereiche zu beschichten, in denen das vordere Netz aufliegt. Weiterhin ist es auch möglich, ein als Netz ausgeführtes Band vorzu- sehen, wobei das Band Bereiche mit unterschiedlicher Maschenweite und/oder unterschiedlicher Maschenform aufweist. Als Netz im Sinne der vorliegenden Erfindung sind auch Bänder mit einzelnen darin ausgebildeten Löchern zu verstehen.
Vorteil eines in Form eines Netzes ausgebildeten Bandes ist, dass sich das Netz über die gesamte Breite der Wellen erstrecken kann. Es ist nicht notwendig, mehrere schmale in Form von Netzen ausgebildete Bänder nebeneinander anzuordnen.
Um auch möglichst kleine elektrisch leitfähige Strukturen, das heißt auch Strukturen kleiner als 500μm, wie sie in der Leiterplattenfertigung benötigt werden, auf dem Sub- strat beschichten zu können, wird die Breite der einzelnen Bänder, wenn diese nicht in Form eines Netzes ausgebildet sind, möglichst schmal gewählt. Die Breite der Bänder ist dabei von den Fertigungsmöglichkeiten abhängig. Je schmaler die Bänder ausgebildet sein können, umso kleinere leitfähige Strukturen lassen sich beschichten. Ein Vorteil schmaler Bänder mit geringen Abständen zueinander ist, dass hierdurch die Kontaktierwahrscheinlichkeit kleinster Strukturen größer ist als bei einer geringeren Anzahl breiter Bänder. Da die Kontaktfläche der Bänder durch das Abdecken der Strukturen direkt unter dem Band die Abscheidung hemmt, ist es vorteilhaft, diesen Abdeckungseffekt durch schmale Bänder zu minimieren. Gleichzeitig wird die Elektrolytdurchspülung der zu metallisierenden Oberflächen durch eine Vielzahl kleinerer O- berflächenzugänge gleichmäßiger als bei wenigen Oberflächenzugängen, wie sie bei einer geringen Anzahl an breiten Bändern vorhanden sind. Die Anzahl der nebeneinander angeordneten Bänder ist abhängig von der Breite des Substrates. Je breiter das zu beschichtende Substrat ist, umso mehr Bänder müssen nebeneinander angeordnet werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass zwischen den Bändern jeweils ein freier Spalt verbleibt, in dem das Metall auf das elektrisch leitende Substrat bzw. die strukturierte oder vollflächige elektrisch leitende Oberfläche des Substrates abgeschieden werden kann. Wenn jeweils mindestens zwei Bänder versetzt hintereinander angeordnet sind, ist der Spalt zwischen zwei nebeneinander angeordneten Bändern vorzugsweise so breit wie das dahinter versetzt angeordnete Band. Da bei einem netzförmig konfigurierten Band die Beschichtung an den durch die einzelnen Löcher des Netzes freiliegenden Stellen des Substrates erfolgt, ist es hier nicht unbedingt erforderlich, mehrere schmale netzförmige Bänder nebeneinander anzuordnen. In diesem Fall ist es auch ausreichend, ein Band, welches sich über die gesamte Breite des Substrates erstreckt, einzusetzen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine Band abwechselnd leitende und nicht leitende Abschnitte. In diesem Fall ist es möglich, das Band zusätzlich um mindestens eine anodisch geschaltete Welle zu führen, wobei darauf zu achten ist, dass die Länge der leitenden Abschnitte kleiner ist als der Abstand zwischen einer kathodisch und einer benachbarten anodisch geschalteten Welle. Auf diese Weise werden die Bereiche des Bandes, die mit dem zu beschichtenden Substrat in Kontakt stehen, kathodisch geschaltet und die Bereiche des Bandes, die nicht mit dem Substrat in Kontakt stehen, anodisch. Vorteil dieser Schaltung ist, dass Metall, welches sich während der kathodischen Schaltung des Bandes auf dem Band abscheidet, während der anodischen Schaltung wieder entfernt wird. Um das gesamte Metall, welches auf das Band abgeschieden wurde, während dieses kathodisch geschaltet war, zu entfernen, ist der anodisch geschaltete Bereich vorzugsweise länger oder zumindest gleich lang wie der kathodisch geschaltete Bereich. Dies kann einerseits dadurch erreicht werden, dass die anodisch geschaltete Welle einen größeren Durchmesser aufweist als die kathodisch geschalteten Wellen, andererseits ist es auch möglich, bei gleichem oder kleinerem Durchmesser der anodisch geschalteten Wellen, hiervon mindestens genauso viele vorzusehen wie kathodisch geschaltete Wellen, wobei der Abstand der kathodisch geschalteten Wellen und der Abstand der anodisch geschalteten Wellen vorzugsweise gleich groß ist.
Um eine ununterbrochene kathodische Schaltung des Bandes zu erzielen, während dieses die elektrisch leitfähigen Oberflächen des Substrates mit den darauf befindlichen elektrisch leitfähigen Strukturen kontaktiert, ist die Länge der leitenden Abschnitte vorzugsweise größer oder gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten katho- disch geschalteten Wellen. Eine Beschichtung auf der elektrisch leitfähigen Struktur des Substrates erfolgt dann vom ersten Kontakt der elektrisch leitfähigen Struktur mit dem kathodisch geschalteten Abschnitt des Bandes bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kontakt des kathodisch geschalteten Abschnittes des Bandes mit der elektrisch leitfähigen Struktur auf dem Substrat beendet wird.
Als Bänder mit abwechselnd leitenden und nicht leitenden Abschnitten können zum Beispiel Gliederbänder eingesetzt werden, bei denen die einzelnen Glieder zum Beispiel durch Klammern aneinander befestigt sind. Entsprechend der erforderlichen Länge der leitenden Abschnitte wird eine entsprechende Anzahl elektrisch leitfähiger Glieder hintereinander montiert. Um einen nicht elektrisch leitenden Abschnitt zu erzeugen, wird zwischen zwei elektrisch leitende Glieder mindestens ein nicht leitendes Glied eingefügt. Neben dem Aufbau als Gliederkette ist es auch möglich, mindestens ein elektrisch nicht leitendes, flexibles Band als Träger vorzusehen, welches in vorgegebenen Abständen gegeneinander elektrisch isoliert angebrachte elektrisch leitende Abschnitte umfasst. Als leitendes Material eignen sich hier zum Beispiel Draht oder Folien, mit denen der Träger umwickelt ist oder auch flexible oder starre Folien, die zum Beispiel auch in Form eines Netzes vorliegen oder Löcher aufweisen können, die mit dem Träger verbunden sind. Die Verbindung mit dem Träger kann zum Beispiel durch Kleben erfolgen. Neben der Ausführungsform mit einem einzelnen Träger je Band, können zum Beispiel auch mehrere Träger nebeneinander angeordnet sein, die durch gemeinsame leitende Abschnitte miteinander verbunden sind. Zwischen den einzelnen Trägern ist in diesem Fall vorzugsweise ein Spalt ausgebildet. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Träger Löcher enthalten oder eine netzförmige Struktur aufweisen.
Wenn das Band eine Netzstruktur aufweist, bei der zum Beispiel ein elektrisch leitfähiges Netz mit einem elektrisch nicht leitfähigen Netz verbunden ist, um die elektrisch leitenden Abschnitte und elektrisch nicht leitenden Abschnitte zu bilden, können die elektrisch leitenden netzförmigen Abschnitte zum Beispiel mit Hilfe eines Drahtes, welcher durch die einzelnen Maschen der Netzstruktur geführt wird, mit den Maschen ei- nes nicht leitenden Abschnittes verbunden werden.
Neben den hier beschriebenen Ausführungsformen kann das Band jedoch auch jede weitere Struktur aufweisen, durch welche sich leitende und nicht leitende Abschnitte im Wechsel realisieren lassen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur galvanischen Beschich- tung weiterhin eine Vorrichtung, mit der das Substrat gedreht werden kann. Die Drehachse der Vorrichtung, mit der das Substrat gedreht werden kann, ist senkrecht zu der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates angeordnet, wenn durch das Drehen elektrisch leitfähige Strukturen, die zunächst, in Transportrichtung des Substrates gesehen, breit und kurz sind, so ausgerichtet werden sollen, dass diese nach dem Dre- hen in Transportrichtung gesehen schmal und lang sind. Durch das Drehen werden unterschiedliche Beschichtungszeiten ausgeglichen, die sich dadurch ergeben, dass eine Beschichtung bereits mit dem ersten Kontakt der elektrisch leitfähigen Struktur mit dem kathodisch geschalteten Band erfolgt.
Bei Beschichtung auf mehreren Seiten des Substrates kann dieses vorzugsweise in der Vorrichtung, mit der das Substrat gedreht werden kann, so gedreht werden, dass nach dem Drehen die als nächstes zu beschichtende Oberfläche in Richtung der Kathode weist.
Um gleichzeitig sowohl die Oberseite als auch die Unterseite des Substrates zu beschichten, sind in einer weiteren Ausführungsform jeweils mindestens zwei Bänder so angeordnet, dass das zu beschichtende Substrat zwischen diesen hindurchgeführt wird und die Bänder jeweils die Oberseite und die Unterseite des Substrates kontaktieren.
Zur Beschichtung starrer Strukturen ist der Aufbau der Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung vorzugsweise derart, dass die Transportebene des Substrates als Spiegelebene wirkt. Wenn Folien beschichtet werden sollen, deren Länge die Länge des Bades übersteigt - sogenannte Endlosfolien, die zunächst von einer Rolle abgewickelt, durch die Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung geführt und danach wieder aufgewickelt werden - können diese zum Beispiel auch zick-zack-förmig oder in Form einer Mäander um eine oder mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen zur galvanischen Beschichtung, die dann zum Beispiel auch übereinander oder nebeneinander angeordnet sein können, durch das Bad geleitet werden. Die Vorrichtungen können jeweils in jedem beliebigen Winkel im Bad ausgerichtet sein. Wenn die Vorrichtungen zur galvanischen Beschichtung übereinander angeordnet sind, ist es auch möglich, die Folien auf der Oberseite und der Unterseite gleichzeitig zu beschichten, indem diese jeweils zwischen zwei Vorrichtungen hindurchgeführt wird, die die Folie an ihrer Ober- und Unterseite kontaktieren und nach dem Durchlaufen um eine der Vorrichtungen umgelenkt wird, um dann zwischen dieser und einer weiteren ober- oder unterhalb der Vorrichtung angeordneten Vorrichtung hindurchgeführt zu werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin möglich, auch im Substrat enthaltene durchgängige Löcher, wie Bohrungen oder Schlitze, oder auch Vertiefungen, wie Sacklöcher, zu beschichten. Bei durchgehenden Löchern geringer Tiefe erfolgt die Beschichtung dadurch, dass die auf der O- berseite und die auf der Unterseite abgeschiedenen Metallschichten im Loch zusammenwachsen. Bei Löchern, die für ein zusammenwachsen der Metallschichten zu tief sind, wird zumindest teilweise eine leitende Lochwand vorgesehen, die durch das er- findungsgemäße Verfahren beschichtet wird. Hierdurch lässt sich dann auch die gesamte Wandung des Loches beschichten. Wenn nicht die gesamte Lochwand elekt- risch leitend ist, erfolgt auch hier die Beschichtung der gesamten Lochwand durch Zusammenwachsen der Metallschichten.
Um auch während des Betriebes der Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung das auf den kathodisch geschalteten Wellen und/oder Bändern abgeschiedene Metall wieder entfernen zu können, sind die Wellen in einer bevorzugten Ausführungsform sowohl anodisch als auch kathodisch schaltbar und können auf das Substrat abgesenkt oder vom Substrat angehoben werden. Während die Wellen vom Substrat angehoben sind und nicht mit dem Substrat in Kontakt stehen, können diese anodisch geschaltet werden. Während die Wellen anodisch geschaltet sind, wird von diesen das darauf abgeschiedene Metall wieder entfernt. Gleichzeitig wird auch das mindestens eine, die Wellen umlaufende Band anodisch geschaltet, so dass auch von diesem das darauf abgeschiedene Metall entfernt wird. Die Wellen, die über das mindestens eine Band mit dem Substrat in Kontakt stehen, sind kathodisch geschaltet.
In einer weiteren Ausführungsform können die Wellen auch mehrere elektrisch leitende Bereiche enthalten, von denen mindestens einer anodisch und ein mindestens weiterer kathodisch geschaltet ist. In diesem Fall wird im kathodisch geschalteten Bereich der Welle das umlaufende Band ebenfalls kathodisch geschaltet, so dass eine Beschich- tung des elektrisch leitfähigen Substrates bzw. der strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitenden Oberflächen des Substrates erfolgt während im anodischen Bereich das zuvor unerwünscht abgeschiedene Metall von der Welle und/oder dem mindestens einen Band wieder entfernt wird. Hierbei ist es erforderlich, dass das Band elektrisch voneinander isolierte Abschnitte aufweist, die so auf den Wellen angeordnet sind, dass ein elektrisch leitender Bereich des Bandes nicht gleichzeitig einen anodisch geschalteten Bereich und einen kathodisch geschalteten Bereich auf der Welle berührt, um einen Kurzschluss zu vermeiden.
Neben der Abreinigung durch Umpolen der Wellen sind auch andere Reinigungsvari- anten, zum Beispiel eine chemische oder mechanische Abreinigung, möglich.
Die elektrisch leitenden Abschnitte des mindestens einen Bandes sowie die Wellenoberflächen beziehungsweise die Wellenbereiche, die mit dem mindestens einen Band in Kontakt stehen, sind vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gefer- tigt, welches beim Betrieb der Vorrichtung nicht in die Elektrolytlösung übergeht. Geeignete Materialien für die Fertigung der leitenden Abschnitte des Bandes und die Wellenoberflächen beziehungsweise die Wellenbereiche, die mit dem mindestens einen Band in Kontakt stehen, sind zum Beispiel Metalle, Graphit, leitfähige Polymere wie Polythiophene oder Metall/Kunststoff-Verbundwerkstoffe. Bevorzugte Materialien sind Edelstahl und/oder Titan. AIs Anoden können einerseits bei unterschiedlicher Polung der Wellen die anodisch geschalteten Wellen dienen, andererseits ist es auch möglich, zusätzlich Anoden im Bad vorzusehen. Wenn nur kathodisch geschaltete Wellen vorgesehen sind, ist es notwendig, zusätzlich Anoden im Bad anzuordnen. Die Anoden sind dabei vorzugswei- se möglichst dicht an der zu beschichtenden Struktur angeordnet. So können die Anoden zum Beispiel jeweils zwischen zwei kathodisch geschalteten Wellen angeordnet sein. Als Material für die Anoden eignet sich zum einen jedes dem Fachmann bekannte Material für nicht lösliche Anoden. Bevorzugt ist hier zum Beispiel Edelstahl, Graphit, Platin, Titan oder Metall/Kunststoff-Verbundwerkstoffe. Zum anderen können auch lös- liehe Anoden vorgesehen sein. Diese enthalten dann vorzugsweise das Metall, welches galvanisch auf den elektrisch leitfähigen Strukturen abgeschieden wird. Die Anoden können dabei jede beliebige dem Fachmann bekannte Form annehmen. So können zum Beispiel flache Stäbe als Anoden eingesetzt werden, die während des Betriebes der Vorrichtung einen minimalen Abstand zur Substratoberfläche aufweisen, und die bei einem Positionswechsel der Wellen in Richtung der Wellenachsen aus der Vorrichtung gezogen werden können. Auch ist es möglich, flache Bleche als Anoden einzusetzen, die zwischen den Walzenhubwegen um 90° senkrecht nach oben oder nach unten geklappt werden können. Eine weitere Möglichkeit ist es, als Anoden elastische Drähte, vorzugsweise Spiraldrähte, vorzusehen, die aus Auf-/Abwickelvorrichtungen nach oben oder nach unten aus der Vorrichtung gezogen beziehungsweise in diese eingeführt werden können.
Die Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung lässt sich für jede übliche Metallbe- schichtung einsetzen. Dabei ist die Zusammensetzung der Elektrolytlösung, die zur Beschichtung verwendet wird, davon abhängig, mit welchem Metall die elektrisch leitfähigen Strukturen auf dem Substrat beschichtet werden sollen. Übliche Metalle, die durch galvanische Beschichtung auf elektrisch leitenden Oberflächen abgeschieden werden, sind zum Beispiel Gold, Nickel, Palladium, Platin, Silber, Zinn, Kupfer oder Chrom.
Geeignete Elektrolytlösungen, die zur galvanischen Beschichtung von elektrisch leitfähigen Strukturen eingesetzt werden können, sind dem Fachmann zum Beispiel aus Werner Jillek, Gustl Keller, Handbuch der Leiterplattentechnik, Eugen G. Leuze Verlag, 2003, Band 4, Seiten 332 bis 352 bekannt.
Zur galvanischen Beschichtung der elektrisch leitfähigen Strukturen auf dem Substrat wird dieses zunächst dem Bad mit der Elektrolytlösung zugeführt. Das Substrat wird dann durch das Bad gefördert, wobei das mindestens eine Band der Kathode auf dem Substrat aufliegt und so die elektrisch leitfähigen Strukturen kontaktiert, wobei sich das Band vorzugsweise mit einer Umlaufgeschwindigkeit bewegt, die der Geschwindigkeit entspricht, mit der das Substrat durch das Bad geführt wird. Der Transport des Sub- strates durch das Bad kann zum Beispiel mit einer Transportvorrichtung erfolgen, wie sie dem Fachmann bekannt ist. Es ist jedoch auch möglich, die Vorrichtung zum Beschichten so anzuordnen, dass das Substrat auf dem mindestens einen kathodisch geschalteten Band aufliegt und durch die Bewegung des Bandes durch das Bad trans- portiert wird. Der Transport des Substrates durch das Bad, bei dem das mindestens eine Band der Vorrichtung zum Beschichten als Transportvorrichtung fungiert, ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Substrat an der Oberseite und an der Unterseite beschichtet werden soll. In diesem Fall liegt das Substrat auf einer Vorrichtung auf, während es durch die andere Vorrichtung an die Vorrichtung, auf der es aufliegt, ange- presst wird. Durch die Bewegung der Bänder wird das Substrat dann durch die Vorrichtung transportiert.
Neben den Bändern kann jedoch auch zum Beispiel mindestens eine weitere Transportrolle, die vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, das Substrat durch das Bad transportieren. Eine Kombination mindestens eines Bandes mit mindestens einer zusätzlichen Transportrolle ist ebenfalls möglich. Die Anzahl der erforderlichen Transportrollen ist abhängig von der Größe des zu beschichtenden Substrates. Der Abstand der Transportrollen muss so gewählt sein, dass immer mindestens eine Transportrolle mit dem Substrat in Kontakt ist, sofern der Transport nicht durch die Bänder erfolgt. Bei der galvanischen Beschichtung von Endlossubstraten kann der Transport auch durch die Auf- und Abwickeleinheit, die vorzugsweise außerhalb des Bades angeordnet ist, realisiert werden.
Wenn die Wellen mit Nuten versehen sind, in denen das mindestens eine Band läuft, erfolgt der Transport des Substrates durch die Wellen und/oder durch das Band, wenn diese angetrieben sind.
Damit einerseits das Substrat nicht von der Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung abhebt und/oder andererseits von unten gegen die Vorrichtung gepresst wird und da- mit gleichzeitig ein guter Kontakt des Substrates mit den kathodisch geschalteten Bereichen gewährleistet wird, ist bei einseitiger Beschichtung vorzugsweise mindestens eine Anpresswalze oder ein Anpressband vorgesehen, mit der das Substrat gegen die kathodisch geschalteten Bereiche gepresst wird.
Ein guter Kontakt zwischen dem kathodisch geschalteten Band und dem zu beschichtenden Substrat kann auch dadurch erreicht werden, dass das Band über das Gewicht der Wellen, die dieses umläuft, auf das Substrat gepresst wird. Auch ist es möglich, einen zusätzlichen Anpressdruck dadurch zu erzeugen, dass das Band über eine federnde Lagerung der Wellen gegen das Substrat gepresst wird. Der Antrieb der Wellen erfolgt vorzugsweise außerhalb des Bades. In einer bevorzugten Ausführungsform werden alle Wellen angetrieben. Es ist jedoch auch möglich, nur einzelne Wellen anzutreiben. Wenn eine von den Kathoden unabhängige Transportvorrichtung vorgesehen ist, können die Bänder durch das mit diesen in Kontakt stehende Substrat angetrieben werden, wobei keine Welle, die das Band umläuft, mit einem eigenen Antrieb versehen ist. Es ist jedoch auch möglich, das Band zusätzlich durch mindestens eine Welle, die es umläuft, anzutreiben. Damit eine gleichmäßige Geschwindigkeit aller Bänder erzielt wird, ist es bevorzugt, dass die Wellen über eine gemeinsame Antriebseinheit angetrieben werden. Die Antriebseinheit ist vorzugsweise ein Elektromotor. Die Wellen sind mit dem Antrieb vorzugsweise über ein Ketten- oder Riemengetriebe verbunden. Es ist aber auch möglich, die Wellen jeweils mit Zahnrädern zu versehen, die ineinander greifen und über die die Wellen angetrieben werden. Neben den hier beschriebenen Möglichkeiten kann auch jeder weitere geeignete, dem Fachmann bekannte Antrieb zum Antrieb der Wellen eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das mindestens eine Band über die Wellen, welche es umläuft, mit Spannung versorgt. Dabei können die Wellen vollflächig oder teilweise an der Oberfläche elektrisch leitfähig sein. Es ist jedoch auch möglich, die Wellen aus einem isolierenden Material zu fertigen und Kontaktmittel vorzusehen, die zum Beispiel zwischen einzelnen Wellen angeordnet sind. Derartige Kontaktmittel können zum Beispiel Bürsten sein, welche mit den elektrisch leitfähigen Abschnitten des Bandes in Kontakt stehen. Bevorzugt wird die Stromzufuhr jedoch über die Wellen erfolgen. Die Spannungsversorgung der Wellen erfolgt dabei vorzugsweise außerhalb des Bades. Geeignete Mittel zur Stromübertragung auf die Wellen sind zum Beispiel Schleifringe, die auf den Wellen angeordnet sind. Bei Bändern, deren elektrisch leitfähiger Abschnitt mindestens so lang ist, wie die Kontaktfläche auf dem Substrat, ist es auch möglich, nur eine einzelne Welle elektrisch leitend und die restlichen Wellen isoliert auszuführen. In diesem Fall ist es auch möglich, eine Welle anodisch und eine Welle kathodisch anzuschließen, während die übrigen Wellen isoliert sind. In dieser Ausführungsform muss dann darauf geachtet werden, dass der Abstand zwischen der kathodisch geschalteten Welle und der anodisch geschalteten Welle größer ist als die Länge des elektrisch leitenden Bereiches des Bandes.
Um die kathodisch geschalteten Wellen und gegebenenfalls Bänder zu entmetallisie- ren, d.h. das darauf abgeschiedene Metall zu entfernen, werden diese entweder während Produktionsunterbrechungen anodisch geschaltet oder vom Substrat abgehoben und dann anodisch geschaltet. Es ist erforderlich, dass kein Kontakt der Wellen mit den zu beschichtenden Strukturen herrscht, wenn diese entmetallisiert werden. Sonst würden die zu beschichtenden Strukturen ebenfalls anodisch geschaltet werden und das darauf bereits abgeschiedene Material wieder entfernt werden. Wenn das mindestens eine Band, welches die Kathode bildet, segmentweise aus leitenden und nicht leiten- den Abschnitten aufgebaut ist, welches um anodisch und kathodisch geschaltete Wellen umläuft, werden in einer bevorzugten Verfahrensvariante die kathodisch geschalteten Wellen zum Entmetallisieren vom Substrat angehoben, während gleichzeitig die anodisch geschalteten Wellen auf das Substrat abgesenkt werden. Gleichzeitig mit dem Wellenwechsel werden die zuvor kathodisch geschalteten Wellen anodisch geschaltet, damit von diesen das darauf abgeschiedene Metall entfernt wird und die zuvor anodisch geschalteten Wellen werden kathodisch geschaltet, damit die elektrisch leitfähigen Strukturen auf dem Substrat weiter beschichtet werden können. Ein solcher Wellenwechsel wird vorzugsweise durchgeführt, während der kathodisch geschaltete Bandabschnitt gerade keine zu beschichtende Struktur kontaktiert. Es ist jedoch auch möglich, mindestens eine vorzugsweise isolierte Welle als Spannrolle vorzusehen, so dass zum Wellenwechsel zunächst alle Wellen kathodisch geschaltet werden, dann die zuvor anodisch geschalteten Wellen auf das Substrat abgesenkt werden, die zuvor kathodisch geschalteten Wellen vom Substrat angehoben werden und, nachdem diese angehoben wurden, anodisch geschaltet werden. Wenn die Vorrichtung unterhalb des Substrates angeordnet ist, werden die zuvor kathodisch geschalteten Wellen abgesenkt und anschließend anodisch geschaltet, während die zuvor anodisch geschalteten Wellen gegen das Substrat angehoben und anschließend kathodisch geschaltet werden. Wenn zusätzlich isolierte Transportwellen oder Spannwellen vorgesehen sind, kann das Absenken und Anheben der Wellen sowie das Umpolen gleichzeitig erfolgen.
Neben der Umpolung der Wellen zur Entfernung des darauf abgeschiedenen Metalls, ist es auch möglich, an den kathodisch geschalteten Wellen Abschirmungen vorzusehen, die die Metallabscheidung auf den Wellen verringern. Solche Abschirmungen sind zum Beispiel nichtleitende Umhüllungen der Wellen, die die Wellen in den Bereichen abdecken, in denen diese mit der Elektrolytlösung in Kontakt stehen, wobei die Umhüllungen einen sehr geringen Abstand zur Wellenoberfläche aufweisen und die Wellen nur an den Stellen freigeben, an denen das Substrat und/oder die Bänder kontaktiert werden.
In einer weiteren Verfahrensvariante wird das zu beschichtende Substrat nach dem Durchlaufen der Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung um einen vorgegebenen Winkel gedreht. Nach dem Drehen durchläuft das Substrat entweder die Vorrichtung ein zweites Mal oder eine zweite entsprechende Vorrichtung. Der Winkel, um den das Substrat gedreht wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 10° bis 170°, mehr bevorzugt im Bereich von 50° bis 140°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100° und ganz besonders bevorzugt beträgt der Winkel, um den das Substrat gedreht wird, im Wesentlichen 90°. Im Wesentlichen 90° bedeutet dabei, dass der Winkel, um den das Substrat gedreht wird, nicht mehr als 5° von 90° abweicht. Die Vorrichtung zum Drehen des Substrates kann innerhalb oder außerhalb des Bades angeordnet sein. Um die gleiche Seite des Substrates weiter zu beschichten, um zum Beispiel eine größere Schichtdi- cke der Metallschicht zu erzielen, ist die Drehachse senkrecht zur zu beschichtenden Oberfläche. Wenn eine andere Oberfläche des Substrates beschichtet werden soll, ist die Drehachse so angeordnet, dass nach der Drehung das Substrat so positioniert ist, dass die Oberfläche, die als nächstes beschichtet werden soll in Richtung der Kathode weist.
Die Schichtdicke der auf der elektrisch leitfähigen Struktur durch das erfindungsgemäße Verfahren abgeschiedenen Metallschicht ist abhängig von der Kontaktzeit, die sich aus Durchlaufgeschwindigkeit des Substrates durch die Vorrichtung und die Anzahl der hintereinander positionierten Bänder ergibt, sowie der Stromstärke, mit der die Vorrichtung betrieben wird. Eine höhere Kontaktzeit kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen in mindestens einem Bad hintereinander geschaltet werden.
In einer Ausführungsform werden mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen in jeweils einzelnen Bädern hintereinander geschaltet. Hierdurch ist es möglich, in jedem Bad eine andere Elektrolytlösung zu halten, um damit verschiedene Metalle nacheinander auf den elektrisch leitfähigen Strukturen abzuscheiden. Dies ist zum Beispiel bei dekorativen Anwendungen oder bei der Herstellung von Goldkontakten vorteilhaft. Auch hierbei sind die jeweiligen Schichtdicken durch die Wahl der Durchlaufgeschwindigkeit und der Anzahl der Vorrichtungen mit der gleichen Elektrolytlösung einstellbar.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich alle elektrisch leitfähigen Oberflächen beschichten, unabhängig davon, ob voneinander isolierte elektrisch leitfähige Strukturen auf einem nicht leitfähigen Substrat oder eine vollflächige Oberfläche beschichtet werden soll. Bevorzugt wird die Vorrichtung eingesetzt zur Beschichtung von elektrisch leitfähigen Strukturen auf einem nicht elektrisch leitenden Träger, zum Beispiel verstärkte oder unverstärkte Polymere, wie sie üblicherweise für Leiterplatten eingesetzt werden, keramische Materialien, Silizium, Glas, Textilien usw. Die so herge- stellten, galvanisch beschichteten elektrisch leitfähigen Strukturen sind zum Beispiel Leiterbahnen. Die zu beschichtenden elektrisch leitfähigen Strukturen können zum Beispiel aus einem elektrisch leitfähigen Material auf die Leiterplatte aufgedruckt werden. Die elektrisch leitfähige Struktur enthält vorzugsweise entweder Partikel mit beliebiger Geometrie aus einem elektrisch leitfähigen Material in einer nicht leitenden Matrix oder besteht im Wesentlichen aus dem elektrisch leitenden Material. Geeignete elektrisch leitende Materialien sind zum Beispiel Kohlenstoff oder Graphit, Metalle, vorzugsweise Aluminium, Eisen, Gold, Kupfer, Nickel, Silber und/oder Legierungen oder Metallgemische, die mindestens eines dieser Metalle enthalten, elektrisch leitfähige Metallkomplexe, leitfähige organische Verbindungen oder leitfähige Polymere. Gegebenenfalls ist zunächst eine Vorbehandlung erforderlich, um die Strukturen elektrisch leitfähig zu machen. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine chemische oder eine mechanische Vorbehandlung wie eine geeignete Reinigung handeln. Hierdurch wird zum Beispiel die für die galvanische Beschichtung störende Oxidschicht von Me- tallen entfernt. Die zu beschichtenden elektrisch leitfähigen Strukturen lassen sich aber auch durch jedes beliebige andere, dem Fachmann bekannte Verfahren auf den Leiterplatten aufbringen. Derartige Leiterplatten werden z.B. eingebaut in Produkte wie Rechner, Telefone, Fernseher, elektrische Automobilbauteile, Tastaturen, Radios, Video-, CD-, CD-ROM und DVD-Player, Spielkonsolen, Mess- und Regelgeräte, Sen- soren, elektrische Küchengeräte, elektrische Spielzeuge usw.
Auch können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung elektrisch leitfähige Strukturen auf flexiblen Schaltungsträgern beschichtet werden. Solche flexiblen Schaltungsträger sind zum Beispiel Polymerfolien wie Polyimidfolien, PET-Folien oder Polyolefinfolien, auf denen elektrisch leitfähige Strukturen aufgedruckt sind. Weiterhin eignen sich die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von RFID-Antennen, Transponderantennen oder anderen Antennenstrukturen, Chipkartenmodulen, Flachkabeln, Sitzheizungen, Folienleitern, Leiterbahnen in Solarzellen oder in LCD- bzw. Plasmabildschirmen, dünnen Metallfolien oder zur Herstellung von galvanisch beschichteten Produkten in beliebiger Form wie zum Beispiel ein- oder zweiseitig metallkaschierte Polymerträger mit definierter Schichtdicke, 3D-molded in- terconnect devices oder auch zur Herstellung von dekorativen oder funktionalen Oberflächen auf Produkten, die zum Beispiel zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, zur Wärmeleitung oder als Verpackung verwendet werden. Weiterhin ist die Herstellung von Kontaktstellen bzw. Kontakt-pads oder Verdrahtungen auf einem integrierten elektronischen Bauelement möglich.
Nach dem Verlassen der Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung kann das Substrat gemäß allen dem Fachmann bekannten Schritten weiterverarbeitet werden. So können zum Beispiel vorhandene Elektrolytreste durch Spülen vom Substrat entfernt werden und/oder das Substrat kann getrocknet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung von elektrisch leitfähigen Substraten oder von elektrisch leitfähigen Strukturen auf elektrisch nicht leiten- den Substraten kann je nach Bedarf mit jeder dem Fachmann bekannten Zusatzvorrichtung ausgerüstet werden. Solche Zusatzvorrichtungen sind zum Beispiel Pumpen, Filter, Zufuhreinrichtungen für Chemikalien, Auf- und Abrolleinrichtungen usw.
Zur Verkürzung der Wartungsintervalle können alle dem Fachmann bekannten PfIe- gemethoden der Elektrolytlösung eingesetzt werden. Solche Pflegemethoden sind zum Beispiel auch Systeme, bei denen sich die Elektrolytlösung selbst regeneriert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Beispiel auch in dem aus Werner Jillek, Gustl Keller, Handbuch der Leiterplattentechnik, Eugen G. Leuze Verlag, 2003, Band 4, Seiten 192, 260, 349, 351 , 352, 359 bekannten Pulsverfahren betrieben werden.
Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass durch das mindestens eine Band eine größere Kontaktfläche und damit eine längere Kontaktzeit zur Verfügung gestellt wird als dies bei der ausschließlichen Verwendung von Walzen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, der Fall ist. Hierdurch lassen sich die gewünschten Schichtdicken elektrisch leitfähiger Strukturen innerhalb einer kürzeren Strecke erreichen, wodurch die Anlagen kürzer gebaut werden können oder mit einem höheren Durchsatz betrieben werden können, wodurch geringere Betriebskosten erzielt werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass jetzt auch sehr kurze Strukturen, wie sie zum Beispiel bei der Herstellung von Leiterplatten gewünscht sind, schneller, gezielter und vor allem reproduzierbarer und mit homogenen Schichtdicken realisiert werden können als dies mit den aus dem Stand der Technik bekannten Walzensystemen möglich ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Die Fi- guren zeigen exemplarisch immer nur eine mögliche Ausführungsform. Außer in den aufgeführten Ausführungsformen kann die Erfindung natürlich auch noch in weiteren Ausführungen oder in Kombination dieser Ausführungsformen umgesetzt werden.
Es zeigt:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung mit mehreren hintereinander versetzt angeordneten Bändern,
Figur 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1 ,
Figur 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung mit Bändern, die auf der Welle aufliegen,
Figur 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 3,
Figur 5 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung mit Bändern, die in Nuten der Welle liegen,
Figur 6 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß Figur 5, Figur 7 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung mit kathodisch und anodisch geschalteten Wellen,
Figur 8 einen Ausschnitt aus einem Band, wie es zum Beispiel in Figur 7 eingesetzt wird,
Figur 9 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, bei der sich die anodisch und die kathodisch geschalteten Wellen anheben beziehungsweise absenken lassen,
Figur 10 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Ober- und Unterseite eines Substrats beschichtet werden,
Figur 1 1 eine Vorrichtung, mit der sich Ober- und Unterseite eines Substrates be- schichten lassen, bei der hintereinander versetzt Bänder angeordnet sind,
Figur 12 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus einem Band in einer ersten Ausführungsform,
Figur 13 eine vergrößerte Darstellung eines Bandes in einer zweiten Ausführungsform,
Figur 14 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Bandes in einer dritten Ausführungsform,
Figur 15 eine Seitenansicht des Bandes gemäß Figur 14,
Figur 16 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit segmentierten
Wellen,
Figur 17 eine Seitenansicht von Anoden während der galvanischen Beschichtung,
Figur 18 eine Seitenansicht der Anoden gemäß Figur 17 beim Wechsel der Wellen.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Kathode, bei welcher mehrere Bänder versetzt hintereinander angeordnet sind.
Eine Kathode 1 umfasst mehrere Bänder 2, die jeweils über zwei Wellen 3 geführt sind.
Nebeneinander liegende Bänder 2 sind dabei so angeordnet, dass zwischen diesen ein Spalt 4 ausgebildet ist. Die Breite des Spaltes 4 ist dabei vorzugsweise größer oder gleich der Breite eines Bandes 2. Auf diese Weise können die versetzt hinter den Bän- dern 2 einer Reihe angeordneten Bänder 2 durch den Spalt geführt werden. Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform dient hierbei jeweils eine Welle 3 gleichzeitig als hintere Welle der Bänder 2 einer ersten Reihe und als vordere Welle 3 für die Bänder 2 einer zweiten Reihe. Auf diese Weise lassen sich gegenüber einer Anordnung, bei der die versetzt hinter einer Reihe der angeordneten Bänder um zwei getrennte Wellen geführt sind, Wellen und auch Platz einsparen. Die Beschichtung bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform erfolgt jeweils in den Spalten 4 zwischen den Bändern 2, so lange die elektrisch leitfähigen Strukturen, die beschichtet werden sollen, von einem Band 2 berührt werden.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung aus Figur 1.
In der in Figur 2 dargestellten Seitenansicht ist zu erkennen, dass die Bänder 2 jeweils um zwei Wellen 3 geführt sind. Die Wellen sind dabei in Reihe hintereinander ange- ordnet. Das zu beschichtende Substrat kann entweder an der Oberseite 5 oder an der Unterseite 6 mit der Kathode 1 in Kontakt stehen. Hierbei ist jeweils lediglich darauf zu achten, dass die zu beschichtenden elektrisch leitfähigen Strukturen dem Band 2 zugewiesen sind. Wenn das zu beschichtende Substrat an der Oberseite 5 der Kathode 1 entlang geführt wird, kann die Kathode 1 , wie sie in Figur 2 dargestellt ist, gleichzeitig als Transportvorrichtung dienen. Wenn das zu beschichtende Substrat an der Unterseite 6 entlang geführt wird, ist zusätzlich eine Vorrichtung vorzusehen, mit welcher das Substrat gegen die Bänder 2 gestellt wird, damit ein elektrischer Kontakt der Unterseite 6 der Kathode 1 mit dem zu beschichtenden Substrat hergestellt wird. Diese Vorrichtung ist vorzugsweise eine Transportvorrichtung. Solche Vorrichtungen sind zum Bei- spiel Transportbänder oder Transportwellen.
Zur elektrischen Kontaktierung der Bänder 2 ist in der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform jeweils mindestens eine Welle 3, die von einem Band 2 umlaufen wird kathodisch geschaltet. Weiterhin ist es auch möglich, jede Welle 3 katho- disch zu schalten.
Um eine galvanische Beschichtung zu ermöglichen, müssen im Bad zusätzlich zur Kathode 1 auch Anoden 31 vorgesehen sein. Die Anoden 31 können dabei entweder wie in Figur 2 dargestellt zwischen den Wellen 3 oder auch oberhalb oder unterhalb des Bandes 2 angeordnet sein.
Eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung mit Bändern 2, die auf der Welle 3 aufliegen ist in Figur 3 in Seitenansicht und in Figur 4 in Draufsicht dargestellt. Die Bänder 2 sind dabei jeweils um zwei Wellen 3 geführt. Dadurch, dass die Wellen 3 als zylindrische Walzen ausgebildet sind, liegen die Bänder 2 auf den Walzen auf. Ein Kontakt mit dem Substrat erfolgt hier nur durch das Band. Im Unterschied dazu ist in Figur 5 in Seitenansicht und in Figur 6 in Draufsicht eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Bänder 2 in Nuten 30 in den Wellen 3 aufgenommen sind. Die Breite einer Nut 30 entspricht dabei vorzugsweise der Breite eines Bandes 2 und die Tiefe einer Nut 30 vorzugsweise der Dicke eines Bandes 2. Durch die Aufnahme der Bänder 2 in den Nuten 30 kann ein axiales Verschieben der Bänder 2 auf den Wellen 3 vermieden werden. Bei einer Ausführungsform, bei der die Tiefe der Nut 30 der Dicke eines Bandes 2 entspricht, so wie sie hier dargestellt ist, liegt auch die Welle 3 auf dem Substrat auf. Hierdurch kann eine zusätzliche Kontaktierung durch die Welle 3 erfolgen.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung in einer Schnittdarstellung.
Bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform wird eine elektrisch leitfähige Struktur
7 auf einem Substrat 8 mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung be- schichtet. Die Vorrichtung umfasst ein Band 2, welches um mehrere Wellen 3 geführt ist. Die Wellen 3 sind dabei in einer oberen Reihe 9 und einer unteren Reihe 10 angeordnet. Die Wellen der unteren Reihe 10 sind kathodisch geschaltet, während die Wellen der oberen Reihe 9 anodisch geschaltet sind. Über das Band 2 wird die Spannung der kathodisch geschalteten Wellen der unteren Reihe 10 auf die elektrisch leitfähige Struktur 7 übertragen. Hierdurch wird die elektrisch leitfähige Struktur 7 ebenfalls negativ geladen, so dass sich Metallionen aus der Elektrolytlösung, in welcher das Substrat
8 und die Vorrichtung aufgenommen sind, unter Bildung einer Metallschicht abscheiden. Da auch die Wellen 3 der unteren Reihe 10 und das Band 2 im Bereich der unteren Reihe 10 negativ geladen sind, scheiden sich hierauf ebenfalls Metallionen ab. Um das auf dem Band 2 abgeschiedene Metall wieder zu entfernen, ist die obere Reihe 9 anodisch geschaltet. Hierdurch wird das Band 2 im Bereich der oberen Reihe 9 positiv geladen und die Metallionen gehen wieder in die Elektrolytlösung über. Der Flüssigkeitsspiegel des Bades mit der Elektrolytlösung ist mit Bezugszeichen 11 bezeichnet und durch eine durchgezogene Linie dargestellt.
Zusätzlich zu den anodisch geschalteten Wellen der oberen Reihe 9 können zwischen den Kathoden, wie hier dargestellt Anoden 31 angeordnet sein. Die Anoden 31 sind zum Beispiel als Flachstäbe ausgebildet.
Damit es keinen Kurzschluss im Band 2 gibt, ist das Band 2 bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform wie in Figur 8 dargestellt aufgebaut. Hierbei umfasst das Band 2 elektrisch leitende Abschnitte 12 und elektrisch nicht leitende Abschnitte, d.h. isolierende Abschnitte, 13. Die Länge L eines elektrisch leitenden Abschnittes 12 ist vorzugsweise größer oder gleich dem Abstand h zweier kathodisch geschalteter WeI- len 3. Um einen Kurzschluss zu vermeiden, muss die Länge L eines elektrisch leiten- den Abschnittes 12 jedoch kleiner sein als der Abstand d einer kathodisch geschalteten Welle zu einer benachbarten anodisch geschalteten Welle.
Durch den Pfeil 14 ist die Transportrichtung des Substrates 8 dargestellt. Um das Sub- strat gegen das Band 2 zu drücken, sind unterhalb des Substrates 8 Anpressrollen 21 angeordnet. Das Substrat 8 wird zwischen den Anpressrollen 21 und dem Band 2 hindurchgeführt. Die erforderliche Anpresskraft kann einerseits dadurch erzielt werden, dass die Anpressrollen 21 fest gelagert sind und die Wellen 3, die das Band 2 umläuft, federnd gelagert sind und gegen das Substrat 8 gepresst werden oder die Wellen 3 sind fest gelagert und die Anpressrollen 21 sind beweglich gelagert und werden gegen das Substrat 8 mit der erforderlichen Anpresskraft bewegt. Wenn vorgesehen ist, dass die Wellen 3 der oberen Reihe 9 und der unteren Reihe 10 ihre Positionen tauschen können, ist es bevorzugt, dass die Anpressrollen 21 fest gelagert sind und der erforderliche Anpressdruck durch die beweglichen Wellen 3 der unteren Reihe 10 auf das Sub- strat 8 aufgebracht wird.
Anstelle der einzelnen Anpressrollen 21 , wie sie in Figur 7 dargestellt sind, ist es auch möglich ein Band zu verwenden, welches Wellen umläuft und das zum Beispiel so aufgebaut ist, wie die in Figur 2 dargestellte Kathode, ohne jedoch elektrisch leitend zu sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann anstelle der Anpressrollen 21 auch eine weitere Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung unterhalb des Substrats 8 angeordnet sein. In diesem Fall kann das Substrat 8 dann gleichzeitig auf seiner Oberseite und seiner Unterseite beschichtet werden.
Figur 9 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform.
Bei der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform sind die Wellen der anodisch geschalteten oberen Reihe 9 versetzt zu den Wellen der kathodisch geschalteten unteren Reihe 10 angeordnet. Der Abstand h zwischen zwei anodisch geschalteten Wellen beziehungsweise zwischen zwei kathodisch geschalteten Wellen ist dabei so gewählt, dass jeweils eine anodisch geschaltete Welle zwischen zwei benachbarten kathodisch ge- schalteten Wellen hindurchgeführt werden kann und eine kathodisch geschaltete Welle zwischen benachbarten anodisch geschalteten Wellen. Mit den Pfeilen 15 ist in Figur 9 dargestellt, dass die Wellen der unteren Reihe 10 angehoben und die Wellen der oberen Reihe 9 abgesenkt werden können. Hierdurch wird ermöglicht, auch im laufenden Produktionsbetrieb das auf den kathodisch geschalteten Wellen abgeschiedene Metall zu entfernen. Hierzu werden die kathodisch geschalteten Wellen der unteren Reihe 10, wie mit den Pfeilen 15 dargestellt, angehoben, während die Wellen der oberen Reihe 9, wie mit den Pfeilen 16 dargestellt, abgesenkt werden. Gleichzeitig wird die Polung der Wellen vertauscht, so dass nach dem Absenken der oberen Reihe 9 diese Wellen kathodisch geschaltet werden und nach dem Anheben der unteren Reihe 10 diese Wellen anodisch geschaltet werden. Durch den Polungswechsel scheidet sich nun auf den zuvor anodisch geschalteten Wellen der oberen Reihe 9, die jetzt die untere Reihe 10 bilden und kathodisch geschaltet sind, Metall ab, während das zuvor auf den kathodisch geschalteten Wellen der unteren Reihe 10 abgeschiedene Metall entfernt wird, so lange diese die obere Reihe 9 bilden und anodisch geschaltet sind.
Neben den Ausführungsformen, wie sie in den Figuren 3 und 5 dargestellt sind, bei der alle Wellen der oberen Reihe 9 anodisch geschaltet sind und alle Wellen der unteren Reihe 10 kathodisch geschaltet sind, ist es auch möglich, in jeder Reihe mindestens eine Transportwelle vorzusehen, die elektrisch nicht leitend ist. Die Transportwellen sind dabei vorzugsweise jeweils die erste und/oder die letzte Welle einer Reihe 9, 10.
Um das gesamte Metall wieder von den Wellen 3 und den Bändern 2 entfernen zu können, sind mindestens genauso viele Wellen 3 anodisch geschaltet wie kathodisch. Bevorzugt ist die Anzahl der anodisch geschalteten Wellen größer als die der kathodisch geschalteten Wellen. Um dies zu erreichen, kann zum Beispiel bei der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform die erste Welle der oberen Reihe 9 immer anodisch geschaltet bleiben und an ihrem Platz verbleiben.
Figur 10 zeigt eine Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung in einer weiteren Ausführungsform.
Bei der in Figur 10 dargestellten Vorrichtung wird das Substrat 8 gleichzeitig auf der Ober- und der Unterseite beschichtet. Hierzu wird das Substrat 8 zwischen einer oberen Vorrichtung 17 und einer unteren Vorrichtung 18 hindurchgeführt. Der Abstand zwischen der oberen Vorrichtung 17 und der unteren Vorrichtung 18 ist dabei so ge- wählt, dass dieser genau der Dicke des Substrates 8 entspricht.
In der hier dargestellten Ausführungsform sind jeweils die dem Substrat zugewandten Wellen 19 kathodisch geschaltet, während die vom Substrat abgewandten Wellen 20 anodisch geschaltet sind. Auch in der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform kön- nen vorzugsweise die Wellen 19 vom Substrat 8 angehoben werden und die Wellen 20 auf das Substrat 8 abgesenkt werden. Gleichzeitig wird hierbei die Polarität der Wellen umgekehrt, so dass die Wellen 20, sobald diese das Substrat 8 kontaktieren, kathodisch geschaltet werden und die Wellen 19, sobald sie vom Substrat 8 abgehoben sind, anodisch geschaltet werden. In der hier dargestellten Ausführungsform sind meh- rere Bänder 2 an der Oberseite und an der Unterseite des Substrates 8 hintereinander angeordnet. Die Bänder 2 sind dabei jeweils um getrennte Wellen geführt. Vorzugsweise sind die hintereinander angeordneten Bänder 2 versetzt zueinander angeordnet.
Die in Figur 1 1 dargestellte Ausführungsform entspricht weitgehend der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform. Jedoch bilden jeweils eine kathodisch geschaltete Welle 19 und eine anodisch geschaltete Welle 20 die hintere Welle eines Bandes 2 und gleichzeitig die vordere Welle eines weiteren Bandes 22, welches hier gestrichelt dargestellt ist. In der Draufsicht entspricht die Anordnung der Bänder 2 und der gestrichelt dargestellten weiteren Bänder 22 der in Figur 1 dargestellten Anordnung. Hierbei sind jeweils die Bänder 22 versetzt hinter den Bändern 2 angeordnet.
In Figur 12 ist eine vergrößerte Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bandes mit elektrisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Abschnitten dargestellt.
Das hier schematisch dargestellte Band 2 ist aus einzelnen leitenden Segmenten 23 und nicht leitenden Segmenten 24 aufgebaut. Die einzelnen Segmente 23, 24 sind jeweils mit Klammern 25 aneinander befestigt. Die Länge der leitenden Abschnitte wird durch die Anzahl der leitenden Segmente 23, die aneinander befestigt sind, festgelegt. Zwischen zwei leitenden Abschnitten ist jeweils ein elektrisch nicht leitender Abschnitt angeordnet. Im Allgemeinen ist es bereits ausreichend, für den elektrisch nicht leitenden Abschnitt ein einzelnes elektrisch nicht leitendes Segment 24 zu verwenden. Es ist jedoch auch möglich, mehrere nicht leitende Segmente 24 hintereinander anzuordnen.
In Figur 13 ist eine weitere Ausführungsform eines Bandes 2 dargestellt. Das Band 2 ist aus einem flexiblen Träger 26 gefertigt, welcher von einem elektrisch leitenden Draht 27 umwickelt ist, um einen elektrisch leitenden Abschnitt 12 zu erzeugen. Als flexibler Träger 26 eignet sich zum Beispiel ein nicht leitendes Kunststoffband, welches gegebenenfalls aus einem Elastomer gefertigt ist. Anstelle des in Figur 13 dargestellten elektrisch leitenden Drahtes 27 kann der flexible Träger 26 zum Beispiel auch mit einer elektrisch leitenden Folie umwickelt sein, um die elektrisch leitenden Abschnitte 12 zu erzeugen.
Eine weitere Ausführungsform eines Bandes 2 ist in Draufsicht in Figur 14 und Seiten- ansieht in Figur 15 schematisch dargestellt. Das hier dargestellt Band 2 umfasst zwei flexible nicht leitende Träger 26, auf denen in regelmäßigem Abstand leitende Abschnitte 32 befestigt sind. Die Befestigung der leitenden Abschnitte 32 auf den nicht leitenden Trägern 26 kann zum Beispiel durch verkleben erfolgen. Die leitenden Abschnitte 32 können entweder starr oder flexibel sein. Bei starren leitenden Abschnitten 32 wird deren Breite vorzugsweise so gewählt, dass diese um die Wellen 3 umlaufen können. Hierzu ist es notwendig, dass die Breite der leitenden Abschnitte 32 kleiner ist als der Radius der Welle 3. Wenn die leitenden Abschnitte 32 breiter ausgeführt sein sollen, werden diese vorzugsweise aus einem flexiblen Material gefertigt. Ein geeignetes Material ist zum Beispiel eine noch flexible Metallfolie. Der nicht leitende Träger 26 und/oder die leitenden Abschnitte 32 des Bandes 2 können auch mit Löchern versehen oder netzförmig ausgeführt sein.
Neben den in den Figuren 12 bis 15 dargestellten Ausführungsformen der Bänder 2 mit elektrisch leitenden Abschnitten 12 und elektrisch nicht leitenden Abschnitten 13 ist auch jeder beliebige andere, dem Fachmann bekannte Aufbau möglich, aus dem sich ein Band herstellen lässt, welches abwechselnd elektrisch leitende und elektrisch nicht leitende Abschnitte aufweist. So ist es zum Beispiel möglich, als Band 2 eine Netzstruktur vorzusehen, wobei ein elektrisch leitfähiges Netz mit einem elektrisch nicht leitfähigen Netz, Draht oder Polymerträger verbunden ist, um die elektrisch leitenden Abschnitte 12 und elektrisch nicht leitenden Abschnitte 13 zu bilden. Die elektrisch lei- tenden netzförmigen Abschnitte können dann zum Beispiel mit Hilfe eines Drahtes, welcher durch die einzelnen Maschen der Netzstruktur geführt wird, mit den Maschen eines nicht leitenden Abschnittes verbunden werden.
Figur 16 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrich- tung, bei der die Wellen 3 aus einzelnen leitenden Segmenten 35 und nicht leitenden Segmenten 36 aufgebaut sind. Die leitenden Segmente 35 und die nicht leitenden Segmente 36 sind dabei abwechselnd angeordnet. Hierdurch ist es möglich, ein leitendes Segment 35 kathodisch und ein benachbartes leitendes Segment 35, welches durch ein nicht leitendes Segment 36 vom kathodisch geschalteten Segment 35 ge- trennt ist, anodisch zu schalten. Um einen Kurzschluss zu verhindern, ist es erforderlich, dass das die Wellen 3 umlaufende Band 2 in einzelnen leitenden 12 und elektrisch nicht leitenden Abschnitten 13 ausgeführt ist. Die nicht leitenden Abschnitte 13 des Bandes 2 müssen so angeordnet sein, dass diese jeweils an einem nicht leitenden Segment 36 der Welle anliegen. Eine Entfernung des auf dem kathodisch geschalteten Segment 35 der Welle und dem kathodisch geschalteten Abschnitt 12 des Bandes 2 abgeschiedenen Metalls wird dadurch erreicht, dass diese im weiteren Umlauf anodisch geschaltet werden. Hierzu sind vorzugsweise an den Wellen 3 Schleifkontakte 37, 38 vorgesehen. Der erste Schleifkontakt 37 dient als Anode, der zweite Schleifkontakt 38 als Kathode. Solange ein leitendes Segment 35 mit dem ersten Schleifkontakt 37 in Kontakt steht, wird dieses Segment 35 anodisch geschaltet, sobald es mit dem zweiten Schleifkontakt 38 in Kontakt tritt, wird es kathodisch geschaltet. Neben den hier beschriebenen Schleifkontakten 37, 38 kann auch jeder andere Kontakt eingesetzt werden, der eine Rotation der Wellen 3 nicht behindert, und mit dem die leitenden Segmente 35 wahlweise kathodisch und anodisch geschaltet werden können. Der Ab- stand zwischen der Anode 37 und der Kathode 38 muss so groß sein, dass ein gleich- zeitiger Kontakt von Anode 37 und Kathode 38 mit einem leitenden Segment 35 vermieden wird.
Aufgrund der anodisch geschalteten elektrisch leitenden Segmente 35 ist es bei der in Figur 16 dargestellten Ausführungsform nicht erforderlich, zusätzlich weitere Anoden vorzusehen. Es ist jedoch möglich, weitere Anoden, zum Beispiel in Form von Flachstäben, zwischen den Wellen 3 anzuordnen.
Figur 17 zeigt eine Seitenansicht von Anoden während der galvanischen Beschichtung.
Figur 18 zeigt die Anoden in einer Position, wenn die Wellen 3, die hier nicht dargestellt sind, ihre Position wechseln.
Wenn zusätzlich zu den anodisch geschalteten Wellen 3 oder elektrisch leitenden Segmenten der Wellen 3 Anoden 31 vorgesehen sind, können diese zum Beispiel wie in den Figuren 17 und 18 dargestellt aufgebaut sein.
Während des Beschichtungsvorganges sind die Anoden 31 in ihrer ausgefahrenen Position. Hierbei sind sie bei einem Substrat 8, welches gleichzeitig an der Oberseite und an der Unterseite beschichtet wird, oberhalb und unterhalb des Substrates 8 angeordnet. Wenn nur eine Seite des Substrates 8 beschichtet wird, ist die Anode 31 vorzugsweise auf der Seite des Substrates 8 angeordnet, die beschichtet wird. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Anode 31 das Substrat nicht berührt. Ansonsten könnte es einerseits zu einem Kurzschluss kommen, wenn die Kathode die gleiche elektrisch leitenden Struktur berührt wie die Anode, anderseits würde während des Kontaktes mit der Anode 31 das zuvor auf der Struktur abgeschiedene Metall wieder entfernt werden.
Um einen Wechsel der Wellen zu ermöglichen, sind die Anoden 31 , wie in Figur 18 durch den Doppelpfeil 41 dargestellt, parallel zu der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates 8 bewegbar. Die Bewegung erfolgt dabei quer zu der Richtung, in der das Substrat durch das Bad transportiert wird. Damit ist es möglich, die Anoden zu entfernen, während die Wellen 3 ihre Position tauschen. Eine Beschädigung von Anoden 31 und Wellen 3wird dadurch vermieden. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind die Anoden 31 aus einem flexiblen Material gefertigt. Hierdurch wird es ermöglicht, die Anoden in jeweils zugeordnete Anodenauf-/-abwickelvorrichtungen 40 aufzuwickeln beziehungsweise aus diesen abzuwickeln. Die Anodenauf-/-abwickelvorrichtungen 40 sind vorzugsweise, wie hier dargestellt oberhalb und unterhalb des Bades angeordnet. Derart auf- und abwickelbare Anoden sind zum Beispiel in Form von flexiblen Metallbändern oder elastischen Spiralen gefertigt. Wenn die Anoden aus elastischen Spira- len gefertigt sind, sind vorzugsweise mehrere der Spiralen nebeneinander aneinander befestigt. Bezugszeichenliste
1 Kathode
2 Band
3 Welle 4 Spalt
5 Oberseite
6 Unterseite
7 elektrisch leitfähige Struktur
8 Substrat 9 obere Reihe
10 untere Reihe
1 1 Flüssigkeitsspiegel
12 elektrisch leitender Abschnitt
13 elektrisch nicht leitender Abschnitt 14 Transportrichtung
15 Bewegungsrichtung der Wellen
16 Bewegungsrichtung der Wellen
17 obere Vorrichtung
18 untere Vorrichtung 19 kathodisch geschaltete Wellen
20 anodisch geschaltete Wellen
21 Anpressrolle
22 weiteres Band
23 leitendes Segment 24 nicht leitendes Segment
25 Klammer
26 flexibler Träger
27 Draht 30 Nut 31 Anode
32 leitender Abschnitt
35 leitendes Segment
36 nicht leitendes Segment
37 Anode 38 Kathode
40 Anodenauf-/-abwickelvorrichtung
41 Bewegungsrichtung der Anode
d Abstand zwischen einer kathodisch und einer anodisch geschalteten Welle h Abstand zweier kathodisch geschalteter Wellen
L Länge

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung mindestens eines elektrisch leitfähigen Substrates (8) oder einer strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitfähi- gen Oberfläche auf einem nicht leitfähigen Substrat (8), welche mindestens ein
Bad, eine Anode und eine Kathode (1 ) umfasst, wobei das Bad eine mindestens ein Metallsalz enthaltende Elektrolytlösung enthält, aus der Metallionen an elektrisch leitenden Oberflächen des Substrates (8) unter Bildung einer Metallschicht abgeschieden werden, während die Kathode (1 ) mit der zu beschichtenden O- berfläche des Substrates (8) in Kontakt gebracht ist und das Substrat durch das
Bad gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (1 ) mindestens ein Band (2) mit mindestens einem elektrisch leitenden Abschnitt umfasst, welches um mindestens zwei rotierbare Wellen (3, 19) geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Wellen (3, 19, 20) elektrisch leitfähig ist, wobei die Spannungsversorgung des Bandes über die Welle (3, 19, 20) erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bänder (2) versetzt hintereinander angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils aufeinander folgende versetzt angeordnete Bänder (2) über mindestens eine gemeinsame Welle (3) geführt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Band (2) in Form eines Netzes ausgebildet ist oder Löcher aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in Form eines Netzes ausgebildete Band Abschnitte mit unterschiedlicher Maschenweite und/oder Maschenform und/oder versetzten Maschen umfasst.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Löchern versehene Band Abschnitte mit unterschiedlich großen Löchern und/oder unterschiedlich geformten Löchern und/oder versetzten Löchern umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Band (2) abwechselnd leitende Abschnitte (12) und nicht leitende Abschnitte (13) umfasst.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (2) zusätzlich um mindestens eine anodisch geschaltete Welle (3, 20) geführt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) der leitenden Abschnitte (12) größer oder gleich dem Abstand (h) zwischen den mindestens zwei kathodisch geschalteten Wellen und kleiner als der Abstand (d) zwischen einer kathodisch und einer benachbarten anodisch geschalteten Welle ist.
1 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin eine Vorrichtung umfasst, mit der das Substrat (8) gedreht werden kann, wobei die Vorrichtung innerhalb oder außerhalb des Bades angeordnet sein kann.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bänder (2) so angeordnet sind, dass das zu beschichtende Substrat (8) zwischen diesen hindurchgeführt wird und die Bänder (2) jeweils die Oberseite und die Unterseite des Substrates (8) kontaktieren.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (3) sowohl anodisch als auch kathodisch schaltbar sind und auf das Substrat (8) abgesenkt oder vom Substrat (8) angehoben werden können
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Abschnitte (12) des mindestens einen Bandes (2) und die Wellenoberflächen aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt sind, welches beim Betrieb der Vorrichtung nicht in die Elektrolytlösung übergeht.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschichtung von flexiblen Trägern, die von einer ersten Rolle abgewickelt und auf eine zweite Rolle aufgewickelt werden, mehrere um mindestens zwei Wellen (3) geführte Bänder (2) übereinander oder nebeneinander angeordnet sind, wobei der flexible Träger die Bänder (2) mäanderförmig durchläuft.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (3) aus mehreren elektrisch leitfähigen Segmenten (35) aufgebaut sind, die jeweils durch nicht leitende Segmente (36) voneinander getrennt sind, wobei die elektrisch leitfähigen Segmente (35) sowohl anodisch als auch kathodisch geschaltet werden können und das mindestens eine Band (2) aus leitenden Abschnitten (12) und nicht leitenden Abschnitten (13) aufgebaut ist und so auf den Wellen (3) positioniert ist, dass jeweils ein nicht leitender Abschnitt (13) des Bandes (2) an einem nicht leitenden Segment (36) der Welle (3) anliegt.
17. Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung eines elektrisch leitfähigen Substra- tes oder einer elektrisch leitfähigen Struktur auf einem nicht leitfähigen Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Vorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 umfasst, die hintereinander geschaltet sind.
18. Verfahren zur galvanischen Beschichtung mindestens eines Substrates, welches in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 durchgeführt wird, wobei zur Beschichtung das Band auf dem Substrat aufliegt und mit einer Umlaufgeschwindigkeit umläuft, die der Geschwindigkeit entspricht, mit der das Substrat durch das Bad geführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Band über mindestens eine Welle mit Spannung versorgt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entmetallisieren der kathodisch geschalteten Wellen diese angehoben und anodisch geschaltet werden.
21. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen zum Entmetallisieren während einer Produktionsunterbrechung anodisch geschaltet werden.
22. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Band mindestens eine weitere Welle umläuft, die als Anode geschaltet ist, wobei das Band abwechselnd leitende und nicht leitende Abschnitte aufweist, die Länge der leitenden Abschnitte kleiner ist als der Abstand zwischen einer als Anode und ei- ner als Kathode geschalteten Welle und das Band mit dem Bereich zwischen zwei Wellen das Substrat kontaktiert, mit dem es kathodisch geschaltet ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entmetallisieren der kathodisch geschalteten Wellen diese angehoben und anodisch geschal- tet werden, während die anodisch geschalteten Wellen abgesenkt und kathodisch geschaltet werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat nach dem Durchlaufen der Vorrichtung um einen vorgegebenen Winkel gedreht wird und die Vorrichtung anschließend ein zweites Mal oder eine zweite Vorrichtung zum galvanischen Beschichten durchläuft.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Schichtdicke der Metallschicht, mit der das elektrisch leitfähigen Substrat oder die elektrisch leitfähigen Struktur auf einem nicht leitfähigen Substrat beschichtet wird, die Kontaktzeit durch Erhöhen oder Verringern der
Durchlaufgeschwindigkeit und/oder durch die Anzahl der hintereinander geschalteten Vorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 eingestellt wird.
26. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur galvani- sehen Beschichtung von elektrisch leitfähigen Substraten oder von strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitfähigen Oberflächen auf nicht leitfähigen Substraten.
27. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Herstellung von Leiterbahnen auf Leiterplatten, RFID-Antennen, Transponderantennen oder anderen Antennenstrukturen, Chipkartenmodulen, Flachkabeln, Sitzheizungen, Folienleitern, Leiterbahnen in Solarzellen oder in LCD- bzw. Plasmabildschirmen oder zur Herstellung von galvanisch beschichteten Produkten in beliebiger Form.
28. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Herstellung von dekorativen oder funktionalen Oberflächen auf Produkten, die zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, zur Wärmeleitung oder als Verpackung verwendet werden.
29. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Herstellung von dünnen Metallfolien oder ein- oder zweiseitig metallkaschierten Polymerträgern.
PCT/EP2007/053707 2006-04-18 2007-04-17 Vorrichtung und verfahren zur galvanischen beschichtung WO2007118875A2 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07728172A EP2010699A2 (de) 2006-04-18 2007-04-17 Vorrichtung und verfahren zur galvanischen beschichtung
CA002649786A CA2649786A1 (en) 2006-04-18 2007-04-17 Electroplating device and method
US12/297,864 US20090101511A1 (en) 2006-04-18 2007-04-17 Electroplating device and method
BRPI0710241-0A BRPI0710241A2 (pt) 2006-04-18 2007-04-17 dispositivo e método para o revestimento eletrolìtico de pelo menos um substrato,e, uso do dispositivo
JP2009505867A JP2009534527A (ja) 2006-04-18 2007-04-17 電解コーティング装置及び電解コーティング方法
IL194754A IL194754A0 (en) 2006-04-18 2008-10-22 Electroplating device and method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06112723.9 2006-04-18
EP06112723 2006-04-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2007118875A2 true WO2007118875A2 (de) 2007-10-25
WO2007118875A3 WO2007118875A3 (de) 2008-08-07

Family

ID=38236519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/053707 WO2007118875A2 (de) 2006-04-18 2007-04-17 Vorrichtung und verfahren zur galvanischen beschichtung

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20090101511A1 (de)
EP (1) EP2010699A2 (de)
JP (1) JP2009534527A (de)
KR (1) KR20090009876A (de)
CN (1) CN101473072A (de)
BR (1) BRPI0710241A2 (de)
CA (1) CA2649786A1 (de)
IL (1) IL194754A0 (de)
RU (1) RU2420616C2 (de)
TW (1) TW200811316A (de)
WO (1) WO2007118875A2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008065069A1 (de) * 2006-11-28 2008-06-05 Basf Se Vorrichtung und verfahren zur galvanischen beschichtung
US20110259751A1 (en) * 2008-04-07 2011-10-27 Meco Equipment Engineers B.V. Method and device for controlling uplink power
DE102015121349A1 (de) 2015-12-08 2017-06-08 Staku Anlagenbau Gmbh Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Endlosmaterials sowie deren Verwendung

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1919703B1 (de) 2005-08-12 2013-04-24 Modumetal, LLC Verbundwerkstoffe mit modulierter zusammensetzung und verfahren zu deren herstellung
CN101970720B (zh) * 2008-03-13 2014-10-15 巴斯夫欧洲公司 施加金属层至基质的方法和分散体及可金属化热塑性模塑组合物
EA029168B1 (ru) 2009-06-08 2018-02-28 Модьюметал, Инк. Электроосажденное наноламинатное покрытие и оболочка для защиты от коррозии
TW201121680A (en) * 2009-12-18 2011-07-01 Metal Ind Res & Dev Ct Electrochemical machining device and machining method and electrode unit thereof.
KR101103450B1 (ko) * 2010-07-27 2012-01-09 주식회사 케이씨텍 기판 도금 장치
US20120231574A1 (en) * 2011-03-12 2012-09-13 Jiaxiong Wang Continuous Electroplating Apparatus with Assembled Modular Sections for Fabrications of Thin Film Solar Cells
US10472727B2 (en) 2013-03-15 2019-11-12 Modumetal, Inc. Method and apparatus for continuously applying nanolaminate metal coatings
CA2905575C (en) 2013-03-15 2022-07-12 Modumetal, Inc. A method and apparatus for continuously applying nanolaminate metal coatings
CA2905513C (en) 2013-03-15 2022-05-03 Modumetal, Inc. Nickel chromium nanolaminate coating having high hardness
WO2014146114A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Modumetal, Inc. Nanolaminate coatings
BR112015022192A8 (pt) 2013-03-15 2019-11-26 Modumetal Inc artigo e seu método de preparação
RU2534794C2 (ru) * 2013-03-21 2014-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" Способ связывания волокнистого пан материала при проведении стадий получения из него углеродного волокна
EP2799939A1 (de) * 2013-04-30 2014-11-05 Universo S.A. Träger für die Behandlung von mikromechanischen Bauteilen
KR101419276B1 (ko) * 2013-08-27 2014-07-15 (주)엠에스티테크놀로지 플라즈마 전해 산화에 의한 코팅 형성 방법
CN106795645B (zh) * 2014-09-18 2020-03-27 莫杜美拓有限公司 用于连续施加纳米层压金属涂层的方法和装置
BR112017005534A2 (pt) 2014-09-18 2017-12-05 Modumetal Inc métodos de preparação de artigos por processos de eletrodeposição e fabricação aditiva
KR101681083B1 (ko) * 2016-06-26 2016-12-01 주식회사 지에스아이 곡면부를 포함하는 상대전극을 갖는 도금장치
WO2018049062A1 (en) 2016-09-08 2018-03-15 Modumetal, Inc. Processes for providing laminated coatings on workpieces, and articles made therefrom
KR102412452B1 (ko) 2016-09-14 2022-06-23 모두메탈, 인크. 신뢰가능한 고처리량 복합 전기장 발생을 위한 시스템, 및 그로부터 코팅을 제조하는 방법
WO2018085591A1 (en) 2016-11-02 2018-05-11 Modumetal, Inc. Topology optimized high interface packing structures
US11293272B2 (en) 2017-03-24 2022-04-05 Modumetal, Inc. Lift plungers with electrodeposited coatings, and systems and methods for producing the same
CN110770372B (zh) 2017-04-21 2022-10-11 莫杜美拓有限公司 具有电沉积涂层的管状制品及其生产系统和方法
WO2019210264A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 Modumetal, Inc. Apparatuses, systems, and methods for producing a plurality of articles with nanolaminated coatings using rotation
CN110952121B (zh) * 2018-12-17 2023-12-05 嘉兴瑞通智能装备有限公司 焊带制造装置和电镀机构及其电镀方法
CN113512749A (zh) * 2020-12-08 2021-10-19 郑州大学 一种电镀金刚石刀具实验装置
CN117136257A (zh) 2021-04-21 2023-11-28 三菱电机株式会社 电镀电极和使用该电镀电极的电镀方法
CN113400698B (zh) * 2021-05-11 2022-12-20 重庆金美新材料科技有限公司 一种导电传动带及其制备方法、薄膜水电镀设备
CN115896907A (zh) * 2022-10-19 2023-04-04 重庆金美新材料科技有限公司 一种阴极导电机构和电镀系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1756267A1 (de) * 1968-04-27 1971-10-07 Carl Klingspor Galvanisiervorrichtung fuer Gewebe
LU80496A1 (fr) * 1978-11-09 1980-06-05 Cockerill Procede et diopositif pour le depot electrolytique en continu et a haute densite de courant d'un metal de recouvrement sur une tole
DE4413149A1 (de) * 1994-04-15 1995-10-19 Schmid Gmbh & Co Geb Einrichtung zur Behandlung von Gegenständen, insbesondere Galvanisiereinrichtung für Leiterplatten
WO2003038158A2 (de) * 2001-10-25 2003-05-08 Infineon Technologies Ag Galvanisiereinrichtung und galvanisiersystem zum beschichten von bereits leitfähig ausgebildeten strukturen
DE10234705B4 (de) * 2001-10-25 2008-01-17 Infineon Technologies Ag Galvanisiereinrichtung und Galvanisiersystem zum Beschichten von bereits leitfähig ausgebildeten Strukturen
DE10342512B3 (de) * 2003-09-12 2004-10-28 Atotech Deutschland Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum elektrolytischen Behandeln von elektrisch gegeneinander isolierten, elektrisch leitfähigen Strukturen auf Oberflächen von bandförmigem Behandlungsgut

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008065069A1 (de) * 2006-11-28 2008-06-05 Basf Se Vorrichtung und verfahren zur galvanischen beschichtung
US20110259751A1 (en) * 2008-04-07 2011-10-27 Meco Equipment Engineers B.V. Method and device for controlling uplink power
US8871076B2 (en) * 2008-04-07 2014-10-28 Meco Equipment Engineers B.V. Method and device for producing solar cells
DE102015121349A1 (de) 2015-12-08 2017-06-08 Staku Anlagenbau Gmbh Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Endlosmaterials sowie deren Verwendung
EP3190212A1 (de) 2015-12-08 2017-07-12 STAKU Anlagenbau GmbH Vorrichtung zur oberflächenbehandlung eines endlosmaterials sowie deren verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090009876A (ko) 2009-01-23
EP2010699A2 (de) 2009-01-07
TW200811316A (en) 2008-03-01
CN101473072A (zh) 2009-07-01
CA2649786A1 (en) 2007-10-25
US20090101511A1 (en) 2009-04-23
IL194754A0 (en) 2009-08-03
RU2420616C2 (ru) 2011-06-10
BRPI0710241A2 (pt) 2011-08-09
JP2009534527A (ja) 2009-09-24
RU2008145108A (ru) 2010-05-27
WO2007118875A3 (de) 2008-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007118875A2 (de) Vorrichtung und verfahren zur galvanischen beschichtung
EP2010700B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur galvanischen beschichtung
DE10342512B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum elektrolytischen Behandeln von elektrisch gegeneinander isolierten, elektrisch leitfähigen Strukturen auf Oberflächen von bandförmigem Behandlungsgut
DE10153171B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von Teilen in Durchlaufanlagen
EP0760873B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen gleichmässigen elektrolytischen metallisieren oder ätzen
WO2003038158A2 (de) Galvanisiereinrichtung und galvanisiersystem zum beschichten von bereits leitfähig ausgebildeten strukturen
EP0677599B1 (de) Einrichtung zur Behandlung von Gegenständen, insbesondere Galvanisiereinrichtun g für Leiterplatten
DE10234705B4 (de) Galvanisiereinrichtung und Galvanisiersystem zum Beschichten von bereits leitfähig ausgebildeten Strukturen
EP2212452B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum elektrischen kontaktieren von gut in elektrolytischen durchlaufanlagen
DE102008028104A1 (de) Metallisierungsverfahren für Solarzellen
EP1409772B2 (de) Verfahren zur selektiven galvanisierung eines bandartigen, metallischen trägermaterials
EP2507414A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum elektrischen kontaktieren von behandlungsgut in galvanisieranlagen
DE102004029894B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum elektrolytischen Behandeln von elektrisch gegeneinander isolierten, elektrisch leitfähigen Strukturen auf Oberflächen von flachem Behandlungsgut
DE10043817C2 (de) Anordnung und Verfahren für elektrochemisch zu behandelndes Gut
DE2160284A1 (de) Elektroplattierverfahren
DE102006044673B3 (de) Kontaktiereinheit für die galvanische Abscheidung, Galvanisiervorrichtung und Galvanisiersystem
EP1865094B1 (de) Vorrichtung zur galvanischen Abscheidung von Oberflächen und Galvanisierungssystem
WO2007009448A1 (de) System zur galvanischen abscheidung einer leitfähigen schicht auf einem nicht-leitfähigen trägermaterial
WO2002053807A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum elektrochemischen behandeln von bandförmigem gut
WO2003072855A1 (de) Verfahren und vorrichtungen zur elektrolytischen metallisierung von lochwänden und strukturen
DE69722582T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur sequentiellen Metallisierung von Polymerfilmen
DE102007030821A1 (de) Walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit, Galvanisierungsvorrichtung und Galvanisiersystem

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780022645.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07728172

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 5567/CHENP/2008

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12008502325

Country of ref document: PH

Ref document number: 2009505867

Country of ref document: JP

Ref document number: 2649786

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12297864

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 194754

Country of ref document: IL

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007728172

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008145108

Country of ref document: RU

Ref document number: 1020087028157

Country of ref document: KR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0710241

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20081016