基板的處理設備，尤指基板的電鍍設備的製作方法

2023-05-02 03:37:11 4

專利名稱：基板的處理設備，尤指基板的電鍍設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的基材或扁材的處理設 備，尤指基板的電鍍設備或太陽能模塊的鍍膜設備。
DE-A-10323660描述了 一種在要鍍膜的基板上的電接觸用的接觸 輥，且沿著其外圓周設置有單個接觸彈簧。這些接觸彈簧要麼活動地或 彈性地與一個特別是用軟塑料製成的輥體連接，要麼彈性地與轉動著的
軸連接。這樣就可把呈面積延伸的接觸彈簧儘可能大面積地平放在基板 上，以便儘可能良好的接觸。
此外，眾所周知，為了永久接觸，例如也可作為保護電極、其外側 貫通的金屬輪之類作為接觸裝置平放在要鍍膜或要處理的基板上。

發明內容
本發明的目的是提出一種開頭所述的設備或接觸裝置，用以避免現 有技術存在的問題，特別是在保證接觸的情況下，通過該靠置接觸裝置 施加到基板上的壓力可保持很小。
這個目的是通過一種具有權利要求1所述特徵的設備來實現的。本 發明的有利的以及優選的方案可從其他各項權利要求中得知並在下面 進行詳細說明。各項權利要求的條文是通過準確參照說明書的內容得出 的。
規定基板在一條傳送軌道上被運送通過一個含有一種處理介質例 如電解液的處理槽。設置運輸機構來進行傳送並支承基板並使其運輸通 過處理槽，此外，設置有接觸裝置，用該接觸裝置通過一個導體裝置來 實現基板的電接觸或供電。這種接觸裝置具有一個剛性的或封閉的連續 表面或外側，以便接觸裝置緊貼在基材上。這種接觸裝置還具有一個基 本上剛性的支承環作為內部件，其中上述表面或外側作為分開的件安裝 在支承環上或與它構成一體。根據本發明，該支承環具有一個貫通的內 孔，該內孔的淨寬大於保持或放有接觸裝置的軸的直徑。此外，還設置 有與該表面或外側的嚮導電裝置柔性的或連續的電接觸。由於內孔的較 大的淨寬，支承環在軸上有一定的活動性或可離開或避讓基板。這樣， 被接觸的基板就明顯地受到了保護或避免了通常通過靠置接觸輥之類產生的明顯的機械負荷。為了在同時保持接觸的情況下使基板的不平度 或較厚的區域能夠經過這些接觸裝置，接觸裝置在同時保持接觸的情況 下千脆整個地移開或偏移。由於表面或外側在前述導體裝置或電流引線 上的附加的柔性接觸，雖然接觸裝置在軸上有一定的活動性，但仍保證 了可靠的電接觸。在本發明的另一種方案中，供電可通過軸或至少通過 軸的一段來實現。這可例如用接觸裝置範圍內的一個抽頭來實現軸的一 個外端的饋電。
在本發明的範圍內，支承環不是直接支承在軸上，而是支承在一個 加厚部分或附加的封套上。對本發明來說，重要的是，該接觸裝置的支
承環在徑向內以 一定間隙即有利於在任意的徑向上處於或保持在軸上。 這樣，該支承環就不必與軸直接接觸。
接觸裝置或支承環的內孔的淨寬可至少比軸的橫截面大5%，最好 大10%左右。最好內孔和軸具有相似的橫截面，特別是分別呈圓形。
支承環可呈套筒狀、封套狀或管狀沿著該軸縱向延伸。這樣的縱向 延伸導致支承環除了較大的淨寬和一定的鬆動配合外，儘管它可偏移於 該軸，但側面不會產生太嚴重的傾斜。作為尺寸例如可規定支承環長於 該軸的直徑或其內孔的淨寬。從支承環的這個套筒狀或管狀部分中可在 徑向內凸出一個具有表面或外側的凸緣。該凸緣最好從該支承環的中心 凸起。該表面或外側特別有利地形成凸起的凸緣的加寬或平坦部，以便 在接觸到基板時增加要接觸的面積。如果該接觸裝置設計成鏡像對稱於 一個與該軸垂直並通過外側的中心的面，則在支承在基板上時不產生傾 覆力矩，而且接觸^艮均勻。
接觸裝置的一種簡單的結構是，支承環與表面或外側一起製成一 體，即用同一種材料、最好用金屬例如用銅製成。為此，接觸裝置要麼 用不同的部件組成，要麼只用唯一的金屬件構成。
在表面或外側上的柔性接觸可做成彈性的。特別是，支承環或外側 相對於軸的運動就可^皮補償，尤其是徑向運動時。此外，這些運動可械_ 控制，這尚待下面詳細說明。
在本發明的一種有利結構中，軸上設置有支承環的彈性保持裝置， 支承環可在一個大致同心的基本位置上置於在軸上，特別是表面或外側 與軸同心時。當支承環或接觸裝置特別是在徑向上偏離這個基本位置並 離開基板時，彈性保持裝置建立一個導致返回到該基本位置的力。其中，基本位置是這樣設計的，即在這個位置內，接觸裝置一般可精確地按要 求的方式方法接觸經過的基板。根據接觸裝置的要求的使用場合或要求 的回覆力可確定保持裝置上的彈力值。例如彈性保持裝置也可與上述柔 性接觸一起構成或通過彈性保持裝置進行接觸，亦即把兩個功能統一在 一個構件中。
在彈性保持裝置的另一種結構中，它是這樣設計的，即支承環可在 軸的縱向上從基本位置移出 一段。最好在軸向運動後通過彈性保持裝置 尤其是通過象在徑向運動後回復時相同的彈簧或彈簧機構建立一個回 復的力。這樣就可使表面或外側並由此使整個接觸裝置可活動地支承在 軸上。它們通過彈性保持裝置從其偏離的位置分別重新回到基本位置。 引起返回基本位置的彈力最好選得很小，這樣，在有不平度的情況下， 作用到要接觸的基板上的壓力也很小，所以例如對於用薄玻璃做成的敏 感的太陽能模塊可避免損害。
這種彈性保持裝置例如呈螺旋彈簧狀在軸的縱區域上延伸。該彈性 保持裝置可在支承裝置的旁邊側面貼靠在軸上，或通過例如至少一個緊 貼的彈簧圏與該軸連接。在向支承環的側面延伸中，這些彈簧圈可以變 大並卡住支承環的上述封套狀或管狀的段以實現保持。這種彈性保持裝 置可設置在支承環的兩側並使之保持在基本位置內，如前所述，這種彈 性保持裝置也可構成通過一根軸向該支承環和該接觸裝置的電接觸。
就本發明設備而言，最好規定處理介質只到達或接觸基板的下側。 這樣，基板的上側就可露出，這一方面對接觸性能有利，另一方面又可 明顯減少汙染。就這點而言，接觸裝置也可放在基板的上側上，即放在 沒有處理介質的區域內。特別是接觸裝置只貼靠在上側上。如果接觸裝 置不與處理介質接觸，則可避免鍍膜材料以不希望的方式沉積在接觸裝 置上，因而也就無須付出清除它的代價。
在本發明的另一種結構中，處理槽中的光源可設置在基板下方。特 別當對太陽能模塊的鍍膜時具有這樣的優點，即通過光作用可對鍍膜過
程產生正面影響，這例如在現有技術EP-A-542148中提及，是業內共知 的。光源可設計成縱長形或管狀並在必要時垂直於傳送軌道延伸。
這些或其他的特徵除了可從各項權利要求中得知外，也可從說明書 和附圖中得知。其中，單個特徵分別可單獨地或以組合的形式多個地在 本發明的一種結構型式中和在別的領域實現，並代表有利的以及本身受到保護的結構，對所有這些結構都在這裡申請予以保護。在申請內容分 限制: 產 、 、. 、'、 、

本發明的實施例在附圖中示意示出並將在下面予以詳細說明。附圖
表示
圖1在傳送方向內一根軸上的本發明接觸裝置的俯視圖2圖1接觸裝置的放大圖3帶有這種接觸裝置的電鍍設備的側視圖。
具體實施例方式
圖1表示在傳送方向內看作為接觸裝置的接觸輥20的俯視圖，該 接觸裝置支承在一根軸30上並放置在一個象太陽能模塊或印製電路板 的基板16的上側。從圖1看出，在軸30上為一塊基板16並排布置兩 個接觸輥20，以使例如電接觸的眾所周知的較好的面分布。在由金屬制 成的或至少導電的軸30上的電接觸是通過導體裝置21來實現的。也可 在匹配基板規格的情況下運送基板16的多個條，這樣就可精確匹配地 加工不同規格的基板。所以對傳送軌道可並排配置多個輸送輥，其中基 板分別精確地平放在這些輸送輥之間。這樣就防止了基板的側向移動。 在這種情況下，在輸送輥上的基板定位是這樣的，即在這個範圍內輸送 輥呈錐形，這可從圖l看出。這樣就實現了基板在輸送輥上的定心和直 的定向。輸送輥的側向凸出邊緣防止了基板的大的移動。
接觸輥20的精確構造可從放大2看出。接觸輥20具有一個套 筒22作為前述的管狀部分。內孔23位於這個套筒22內，軸30通過該 內孔延伸。由於內孔23的淨寬明顯大於軸30的淨寬，所以形成間隙29。 內孔23和軸30都是圓的，所以在基板16上存在不平度的情況下，接 觸輥20的套筒22例如可向上或向下運動該間隙29的尺寸，這尚待下 面^"細i兌明。
凸緣24大致垂直地從套筒22的中心區凸起。該凸緣外部過渡到具 有一個加寬的和平坦的外側27的外環26中。如圖2所示，這裡的接觸 輥20例如用銅之類的金屬做成一體。通過套筒22的長度，防止了接觸 輥20在軸30上的太大的傾斜。由於套筒22本身的窄的或薄壁的結構， 凸緣24和外環26可在保證防止傾斜以及通過外側27保證有點寬的接觸面的情況下達到輕型的結構。這點之所以特別重要，是因為接觸輥20 的重力對一個接觸輥作用在基板16的上側的力起著重要作用的緣故。
套筒22的兩端被螺旋彈簧32卡住。螺旋彈簧32分別用距離窄的 端34直接緊貼在軸30上，最好以傳力連接和摩擦連接的方式牢固連接。 這種連接還可通過軸30中的一個槽獲得改善。螺旋彈簧32的簧圏向接 觸輥20或凸緣24的方向變大並卡住套筒22的外部區域。如圖所示， 該套筒在其外側被削平，以便實現螺旋彈簧32的簧圍寬度的連續增加。 螺旋彈簧32的簧圈用一個寬端36直接緊貼在套筒22上，亦即4艮靠近 地置於凸緣24。螺旋彈簧32的簧圈在寬端36同樣也可設計成以傳力連 接和摩擦連接的方式裝在套筒22上，同樣又是通過銑削一個槽而可改 善這種連接。
接觸輥20通過螺旋彈簧32彈性保持在軸30上導致了接觸輥在向 上偏移時不只是通過其重力重新向下移到緊貼到基板16上，而是也通 過彈力。這樣就可防止例如在基板16的一個稜邊進入時接觸輥20向上 彈而短時間中斷電接觸，從而總是保持壓緊。在這種情況下，這種壓緊 力是相當小的，以例保護敏感的基板。此外，通過這種彈性保持可防止 接觸輥20在縱向內移動，同時還有一定的活動性。但接觸輥20在偏移 後總是被螺旋彈簧32壓回到圖2所示的基本位置。此外，螺旋彈簧32 承擔接觸輥20在軸30上和也在導體裝置21和電源13上的電接觸。
在相似接觸裝置或電鍍設備情況下，如果要求接觸輥在軸30上有 4交大的活動性，則可加大內孔23或間隙29。此外，還可i殳想在內孔23 中布置 一個例如具有徑向彈性作用的彈簧機構來代替外部貼靠的螺旋 彈簧32,也可以是一種很大彈性的泡沫材料等。這種泡沫材料可作為寬 的套或呈軟管狀嵌在軸30和內孔23之間。在這種情況下，電接觸例如 又是通過圖示的螺旋彈簧或通過泡沫材料的導電性或通過在接觸輥20 和軸30或導體裝置21之間的架空連接導線來實現的。
接觸輥20相對於軸30的可移動性除了用來補償基板16上的不平 度外，還用於通過一個示出的移動裝置40來把接觸輥升起。這種移動 裝置用一個鉤狀段至少從一側、最好用兩個鉤對置地從兩則鉤到外環26 下方並可使接觸輥20從基板16強制升起。這可例如用於通過電源13 的極性的轉換來清除來自電解液14的在外環26上的不希望的鍍層。
與現有技術的柔性接觸輥相比，這種可活動支承的接觸輥20雖然是剛硬的、但相對於基板是彈性的或可移動的，所以這種接觸輥的優點
是結構相當簡單。很明顯，圖2的接觸輥20可相當簡便地用一塊堅固 的料製成或鑄成。特別是這種接觸輥本身沒有包括任何活動部分。螺旋 彈簧32的製造同樣不特別費事。這也適於這兩個部件在軸30上的安裝。 接觸輥作為磨損部件必須經常更換而與其構造無關，所以接觸輥的簡便 的和廉價的製造是意義重大的。
為了示出結構型式，圖3還示出了整個電鍍設備11。該電鍍設備具 有一個帶電源13的處理槽12,該電源一方面連接在處理槽12的電解液 14中的電極15上，另一方面又連接在導體裝置21上。下輸送輥18按 熟知的方式方法布置在處理槽12中，基板16置於這些輸送輥上並由它 們進行輸送。接觸輥20則貼靠在基板16的上側上。這樣，如圖l和圖 3所示，軸30就可通過傳動輪38貼靠在輸送輥18上並通過傳動輪輥隨 著轉動或被驅動。由於基板16精確地在輸送輥18的軸和接觸輪20的 軸30之間延伸，所以輸送輥18和接觸輪20以相同的速度旋轉。這樣 就可例如只須驅動輸送輥18的軸。
此外，在基板16下方分別在電極15之間布置有光管42。另一方案 是，也可在基板16上方布置光源。這些光管以用點劃給出的輻射區輻 射基板16的下側，在這種情況下，基板最好是PV模塊或太陽能模塊。 這樣就可通過電鍍電流的自產生來改善電鍍效果，這例如可從 EP-A-542148中得知。光源的光強是可控的，以便由此影響太陽能模塊 上的沉積率。波長可在400納米和1100納米之間的範圍。光源也可是 單個輻射器例如點狀的或矩形的來代替光管。也可配置反射器來增強作 用。此外可配置浸入的光管。
從圖1還可看出，基板16完全在電解液14的液位下方即全部浸入 其中。所以接觸輥20的外環26也伸入電解液14中。在本發明的另一 方案中，電解液的液位可以低一些，例如位於虛線示出的高度14，，所 以正好可浸溼基板16的下側，這樣基反16的上側就可保持千燥，因此 接觸輥20或其外環26沒有電解液。
接觸輥20除了有利地用於與基板16電鍍電源13的電連接外，這 些接觸輥還可用來把一個保護電位加到基板上，例如加到作為基板16 通過設備的太陽能模塊上。保護陽極可作為消耗陽極構成。由此同樣可 防止腐蝕。所以這裡不連接電源。太陽能模塊在背面有一層鋁層。如果通過接觸輥20接觸該鋁層並通過導體裝置21加一個保護電位，則可防 止鋁的溶解。在這種情況中，例如通過光管42來產生電鍍電流是特有 利的。
此外，保護陽極可離陰極或電極15有一定距離並與之平行布置。 其可設計成可溶解的或非可溶解的。保護電位可藉助保護陽極、也可借 助接觸輥20來施加。這可在剝離運行中進行，即在這種情況下，通過 極性轉換來去除不希望的鍍層。不希望的鍍層首先從接觸輥20去除掉， 在這裡基板可用作對應電極。在接觸輥的升起位置內，接觸輥可作為保 陽極用。此外，為了連續的、不間斷的電鍍作業， 一個接觸輥應始終貼 靠在基板上。所以這些接觸輥例如可交替地升起以去除鍍層和降下以接 觸基板。
保護電位的施加可總體地、也可局部地進行調節或控制，這可例如 通過一個或多個整流器來實現。這對成組的接觸輥或甚至單個的接觸輥 也是適用的，所以也可有目的地進行鍍層的去除，特別是在單個接觸輥 處。這樣，其他的接觸輥可繼續地完成接觸任務。
權利要求
1.基板(16)或扁材的處理設備，特別是用於基板的電鍍設備(11)，在傳送軌道上通過具有處理介質例如電解液(14)的處理槽(12)處理，該設備包括運送基板通過處理槽(12)的運送裝置(18)和用於使導體裝置(21)電接觸到基板上或給基板供電用的接觸裝置(20)，其中該接觸裝置具有剛性的和封閉的連續表面或外側(27)，以便抵靠在基板(16)上，以及具有基本上剛性的支承環(22)，該表面或外側(27)安置在支承環(22)上或由該支承環構成，其特徵為，所述支承環(22)具有貫通的內孔(23)，其淨寬超過軸(30)的直徑，在該軸上保持著所述至少一個接觸裝置，其中設置有所述表面或外側(27)嚮導體裝置(21)的柔性的或者說連續的永久電接觸(32)。
2. 按權利要求1的設備，其特徵為，所述電接觸(32)接觸到軸(30)上。
3. 按權利要求1或2的設備，其特徵為，所述淨寬比軸(30)的直 徑至少大5%，最好大10%左右，其中內孔(23)和軸(30)優選具有 同類的或相同的橫截面。
4. 按前述權利要求中任一項的設備，其特徵為，所述支承環(22) 呈套筒狀或管狀並沿著軸(30)縱向延伸，其長度最好大於該軸的直徑。
5. 按權利要求4的設備，其特徵為，所述接觸裝置(20)的表面或 外側(27)按照凸緣(24)的形式沿徑向尤其在中心從支承環(22)凸 出，其中最好在該表面或外側上設置加寬部(26)和/或平坦部。
6. 按前述權利要求中任一項的設備，其特徵為，所述支承環(22) 與表面或外側(27) —起用同一種材料尤其用金屬製成一體。
7. 按前述權利要求任一項的設備，其特徵為，所述柔性接觸(32) 做成彈性的，特別用於補償支承環(22)相對於軸(30)的運動，優選 用於補償沿徑向的運動。
8. 按前述權利要求中任一項的設備，其特徵為，所述支承環(22) 的在軸(30)上的彈性或彈動保持裝置(32),其中該支承環在該軸上 最好具有基本位置，在這個位置上，它大致同心地位於軸上，在支承環(22) 從這個基本位置偏移時，保持裝置(32)建立回復力或彈力。
9. 按權利要求8的設備，其特徵為，所述保持裝置(32 )可使支承 環(22)沿軸(30)的縱向在該軸的確定的縱向部位上從該基本位置運動出來，且保持裝置(32)在離開基本位置時最好建立反作用的力或彈 力，以便返回到基本位置。
10. 按權利要求8或9的設備，其特徵為，所述保持裝置(32 )呈 螺旋彈簧狀在軸(30)的縱向範圍內延伸，其中，側面在支承環(22) 旁，該保持裝置貼在軸(30)上或以至少一個環繞的圍(34)與該軸連 接並在側面延伸中具有不斷增大的圈(36),這些圏保持地卡住支承環(30)的套筒狀或管狀的區段。
11. 按權利要求10的設備，其特徵為，兩個這樣的螺旋彈簧(32) 從支承環(22)的管狀或封套狀的部分的兩端分別相互離開地伸到軸(30)並與該軸連接或固定在其上。
12. 按權利要求7和8以及9至11中任一項的設備，其特徵為，所 述柔性接觸(32)構成保持裝置。
13. 按前述權利要求中任一項的設備，其特徵為，為了接觸裝置從 基板(16)的表面移去，在接觸裝置(20)上尤指在外側(27)上作用 著最好處於永久嚙合中的移動裝置(40)。
14. 按前述權利要求中任一項的設備，其特徵為，在基板(16)在 傳送軌道上傳送的過程中，只是其下側與處理介質(14)接觸。
15. 按前述權利要求中任一項的、尤其是按權利要求14的設備，其 特徵為，所迷接觸裝置(20)放在基板(16)的上側，最好只平放在上 側。
16. 按前述權利要求中任一項的設備，其特徵為，在基板(16)下 方布置光源(42),最好布置在處理介質(14)以內，而且光源(42) 尤其設計成細長的或管子並在必要時橫向於傳送軌道延伸。
全文摘要
電鍍設備(11)的接觸裝置具有帶一個連續的剛性外側(26，27)的接觸輥(20)，該剛性外側與一套筒段(22)連接。套筒段(22)具有一個比旋轉軸(30)大的內孔(23)，接觸輥支承在該軸上。所以接觸輥(20)在徑向內一定的活動性，並通過彈簧(32)實現電接觸和基本位置的鎖定。通過這種活動性，保證了用相當小的壓緊力即可達到在基板上的良好接觸，即使基板存在不平度。
文檔編號C25D7/06GK101310046SQ200680028223
公開日2008年11月19日 申請日期2006年8月3日 優先權日2005年8月3日
發明者H·卡普勒 申請人:吉布爾·施密德有限責任公司