電解加工電絕緣結構的裝置和方法

2023-05-01 07:05:01

專利名稱：電解加工電絕緣結構的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及用於電解加工導電結構的裝置及方法，所述導電結構在運送帶化的電鍍作業線上的帶狀工件的表面上彼此電絕緣。
背景技術：
為製造晶片卡(智慧卡)與商品的價格標籤或識別標籤，運用箔狀塑料，在其上產生所需電氣功能所要求的導電結構。
傳統方法運用，例如塗布銅的材料，並使用蝕刻程序在該塗布銅的材料上產生所需金屬圖案。為了降低該方法的成本及允許製造比使用蝕刻程序可達成的結構更優良的結構，需要使用電解沉積方法產生金屬結構。美國專利No.4560445揭示一公知的用於製造天線線圈的方法。依據此方法，使用一方法序列在聚烯烴膜上產生金屬結構，該方法序列包括下列方法步驟使塑料膨脹、並蝕刻及修整該塑料，以便後面吸附催化活性金屬，沉積該催化活性金屬，以負影像的形式印刷一遮罩，催化所述催化活性化合物，進行無電(化學)與電解式金屬鍍。
用於金屬鍍帶狀物的程序包括電鍍方法等。多年來，對於運送帶化的電鍍作業線的用途，使用所稱的捲軸至捲軸式處理裝備，運送材料通過該作業線，並在運送期間使材料接觸處理液。電接觸所述帶，以便進行電解金屬沉積。接觸電極是用於此目的。對於電解加工，可將兩電極(指接觸電極與對電極)兩者或僅將對電極設置在加工線中的處理液中。
專利公開文獻DE10065643C2說明一裝置，該裝置用於電鍍或用於電解蝕刻導電帶狀工件，其中，將用於建立電接觸的接觸輥與對電極兩者都設置在浴(bath)中。所述配置的問題是，在浴中也使接觸輥鍍上金屬，因而存在沉積至接觸輥上的金屬損壞敏感箔的危險。
為避免或減少電解浴中的陰極上的金屬沉積，專利公開文獻WO 03/038158A說明一用於增強電鍍結構的電鍍裝備，已將所述電鍍結構配置為在捲軸至捲軸式裝備中的一基板上是導電的，該捲軸至捲軸式裝備是用於帶狀材料，且在該裝備中將一陽極與一旋轉接觸輥置於電解浴中。在接觸輥轉向該基板的側，將該接觸輥連接至直流電源的負極，在接觸輥轉離該基板的側，將該接觸輥連接至該電源的正極。此可藉由以一方式分割接觸輥實現，其中該方式類似於分割直流電機的集極的方式。因此，可藉由將電位改變為陽極而除去在正常運轉時接觸輥旋轉一周期間沉積至接觸輥上的金屬。該方法的一主要缺點是，由於持久地交替進行金屬鍍與除鍍操作，接觸輥易於嚴重損耗。此即為何使用非常複雜且昂貴的塗層的原因。
然而，一基本缺點是，可僅電鍍加工其全部區域中導電的表面，但未電鍍加工彼此絕緣且產生產品(例如天線線圈)所需的結構。
因此，專利公開文獻DE19951325C2揭示一裝置與一方法，該裝置與該方法是用於以非接觸式電解加工方法加工在電絕緣的箔材料的表面上彼此電絕緣的導電結構，其中在一運送路徑上運送該材料通過一處理裝備，並同時使該材料接觸處理液。運送期間，引導該材料通過至少一電極配置，每一電極配置包括一陰極極化電極與一陽極極化電極，該陰極極化電極與該陽極極化電極輪流接觸處理液。電源使電流流經所述電極與所述導電結構。藉此，以實質上不允許電流直接在相反極化的兩電極的間流動的方法使所述電極彼此屏蔽。上述方法的一缺點是，沉積的金屬層僅可以具有一減小的塗層厚度，此情況的原因是，由於該電極配置，一方面沉積金屬，但另一方面在引導工件通過陰極極化電極時至少部分金屬重新溶解。
與上述電極配置相反，美國專利No.6309517說明一電鍍裝置，該裝置是用於電鍍平坦工件(例如印刷電路板)的全部表面，在該電鍍裝置中，在電解液之外接觸陰極，材料接觸該陰極與該電解液時一直允許沉積金屬。為在電解單元之外建立電接觸，使用接觸輥、刷或滑塊。利用密封輥使所述輥朝該電解單元密封。然而，該裝置不適於處理帶狀工件與絕緣結構。
專利公開文獻DE10065649A1說明一裝置，其用於具有一導電錶面的可撓式帶狀物的電化學捲軸至捲軸式處理，該裝置具有一陰極接觸輥，該陰極接觸輥位於電解液之外。將特殊陽極輥旋轉地設置於電解液中，圍繞所述特殊陽極輥纏繞帶狀物。因此，所述陽極輥具有一離子可滲透的電絕緣層，該層使所述帶狀物與該陽極間隔一預定的儘可能小的距離。但不可加工具有彼此電絕緣的結構的表面。
因此，所述已知方法不允許電解加工一些表面，所述表面具有小型結構，所述小型結構彼此電絕緣以及是在帶處理或運送帶化的作業線中沉積在箔帶狀的電絕緣工件上。

發明內容
因此，本發明的問題是避免已知電解處理裝置及方法的缺點。更明確言之，本發明的一目的是發現一裝置及一方法，該裝置及該方法允許連續電解加工小型導電結構，所述小型導電結構在電絕緣箔材料的表面上彼此電絕緣。本發明的另一目的是發現一方法及一裝置，可使用該方法及裝置製造箔材料，該箔材料裝備此類導電結構並可用作晶片卡的組件，其中所述晶片卡可用於，例如在分配站點標記、自動識別及分配貨物，或用作電子識別卡(例如用於進入控制)。將以極低成本並以超大規模製造此類電子組件。本發明的另一目的是發現一方法及一裝置，可運用該方法及裝置製造印刷電路技術中的印刷電路箔，與具有簡單電子電路的印刷電路箔(例如用於玩具、自動工程或通信電子元件)。
本發明提供如權利要求1的裝置與如權利要求24的方法。在從屬權利要求中陳述本發明的較佳實施例。
必須注意，如在本說明書中與權利要求書中所使用，除非內容明確指示，所述單數形式「一」、「一個」及「該」包括複數對象，反之亦然。因此，例如，對複數個工件的提及包括一單一工件，對「一接觸電極」的提及包括對兩個或更多該接觸電極的提及，而對「一電解區域」的提及包括對兩個或更多電解區域的提及。另外，提及的工件包括一箔帶、箔片段或薄板等。
更明確言之，本發明的方法及裝置用於電解加工小型導電結構，所述小型導電結構在電絕緣的帶狀工件(更明確言之是具有所述導電結構的塑料帶(塑料箔))的表面上彼此電絕緣。此類結構具有幾釐米(例如2至5cm)的尺寸。
可在兩側(表面)或僅在一側處理工件。在第一種情況下，在兩側進行用於執行電解加工的合適供應，而在後一種情況下，僅在一側進行該合適供應。
例如，也可將本發明的方法及裝置用於貫穿鍍或金屬鍍，例如工件中的孔。例如，工件一側的絕緣結構可接觸在另一側提供的絕緣結構或例如半導體組件(例如電容器或晶片)等。
本發明的裝置包括至少一個配置，該配置包括用於工件的至少一個接觸電極與至少一個電解區域。在該電解區域中，至少一個對電極(counter electrode)及工件接觸處理液。防止該接觸電極接觸處理液。使接觸電極與電解區域間隔開一小距離，以便可以電解加工小型導電結構，其中使所述小型導電結構彼此電絕緣，並在電絕緣箔帶狀工件的表面上處理所述小型導電結構。在加工線上，可一個接一個連續設置多個所述電極配置。可串連連接數個此類加工線。
考慮到絕緣結構的大小，接觸電極與電解區域之間的間隔(距離)是要儘可能小。決定電解區域與接觸電極之間的間隔時，電解區域的開始處與接觸電極上用於建立與工件的足夠接觸之處之間的間隔是必需的。使該間隔最小化。應選擇該間隔，以便可以良好效果電解加工即使是，例如5cm，的導電結構。
接觸電極與電解區域的配置允許可靠地金屬鍍即使是彼此絕緣的小型結構。接觸電極與電解區域之間的間隔越小，所述結構的末端區域(從運送方向看)與中心區域之間的塗層厚度的差別越小，此可能是由於以下事實，即僅在通過本發明的裝置的運送路徑上的預定距離內，所述結構接觸所述接觸電極，並同時位於電解區域內。如果該裝置中的所述接觸電極之間的間隔很小，以致於引導工件通過作業線時，總能藉由至少一接觸電極電接觸所述結構，則可達成在末端區域及中心區域之中具有相同厚度的層。該情況僅在所述結構相對較大或所述接觸電極之間的間隔很小時才是可能的。由於本發明的目的包括儘可能一致地金屬鍍具有僅幾釐米的尺寸的結構，所述接觸電極之間的間隔也不應超過幾釐米。
一特別有益的實施例包括提供至少兩個接觸電極，將它們中的一個接觸電極設置於通過一電解區域的運送區段的一側，並將另一電極設置於該運送區段的另一側。為達成上述非常一致的電解加工的益處，在此情況下，可選擇通過該電解區域的該運送區段，較佳使該運送區段非常短，以致所述導電結構總能接觸所述接觸電極中的一個接觸電極。
原則上，可構想用於實施本文上述原理的多個實施例。一特佳第一實施例包括提供至少一個處理模組，該處理模組包含處理液與至少一個對電極，引導工件以水平運送方向(不改變方向)通過該模組。在此情況下，可以水平或垂直朝向引導工件，也可以傾斜朝向引導工件。所述處理模組中的每一個處理模組都包括在其進入側的至少一通道與在離開側的一通道，所述通道用於工件進入與離開該模組。在該實施例中，將所述接觸電極設置於所述通道上。所述電解區域位於所述處理模組中。該實施例允許達成電極與電解區域的非常小型的配置，該配置允許處理即使非常小的結構。可串連設置多個此類處理模組。
在另一、第二實施例中，提供至少一個包含處理液及所述至少一個對電極的槽。運送路徑(在其上引導工件)通過液體的表面進入該槽，並在液體中到達所述對電極，然後從此處，所述對電極離開該槽(再次通過處理液的表面)。在此情況下，將該接觸電極設置於(非常接近)處理液的表面上方但不接觸處理液。在此情況下，將所述接觸電極與所述對電極設置得越接近處理液的表面(所述接觸電極在處理液之外，而所述對電極在處理液之內)，越可更好地電解處理非常小的結構。由於該配置，在運送路徑橫越處理液的表面處，可更明確地將接觸電極設置為非常接近處理液的表面。因此，適用本文以上所作考慮。在實質上向上導向的運送路徑(在處理液表面水平面之上，接近變為水平方向的方向)中設置擠壓輥或氣刀的情況下，可藉由所述輥或氣刀剝離帶出的處理液，並使剝離的處理液返回至槽中。
然而，必須使所述接觸電極與液體表面間隔開一最小距離，以防止使所述電極接觸液體。
為達成儘可能強的電解加工，本實施例中的運送路徑可通過處理液的表面進入該槽，橫越液體，然後再次通過處理液的表面離開該槽，同時數次通過偏離構件，例如偏離輥或圓筒。
藉由在該接觸電極與該對電極的間達成的最小間隔更明確地決定要處理的絕緣結構的最小尺寸。該最小間隔尤其取決於所述接觸電極的空間尺寸及所述接觸電極與該電解區域之間的距離。因此，將所述接觸電極配置為輥或多個捲軸是有益的，其中在一軸線上以緊密間隔關係配置所述輥或捲軸，所述輥或捲軸具有非常小的直徑，以便可將所述輥或所述捲軸的縱向軸線與該電解區域之間的間隔選擇得非常小。由於可如此達成的該小型配置，可達成電解加工具有2cm等級或更小尺寸的結構的目的。
藉由使用，例如儘可能小的圓形接觸電極，減小所述電極之間的最小間隔的嘗試經常失敗，此是由於所述接觸電極(更明確言之是使用彈性接觸材料時)的最終的機械不穩定性。許多情況下，可藉由使用機械穩定的擠壓輥或擠壓捲軸解決該問題，設置所述擠壓輥或擠壓捲軸，使其靠著所述接觸電極，從而穩定所述接觸電極，如有必要甚至可輕微將所述擠壓輥或擠壓捲軸與所述接觸電極壓在一起。
代替輥及捲軸，可使用刷或導電的海綿狀裝置作為接觸電極，所述刷或導電的海綿狀裝置擦拭工件的表面。
藉由重力和/或施加彈性力，將接觸電極壓在工件的表面上。
在第二實施例中調整接觸電極與處理液的表面之間的間隔時，不允許使接觸電極接觸處理溶液。例如，如果在電解金屬沉積程序中接觸電極用作陰極，則必須防止對接觸電極的不希望的金屬化。然而，也發現實際上無法保持接觸電極與處理液的表面之間的間隔恆定。因此，調整該間隔時可能出現困難。該間距的變化是由於處理槽中的處理液的表面水平面的改變，例如吹進該槽的空氣可以導致改變。另外，處理液的表面水平面可降低，此是由於蒸發，或由於通過處理液運送的工件將處理液帶出該槽。另一方面，帶出的處理液回到該槽或向槽中補充處理液時，處理液的表面水平面也可升高。
為解決該問題，發現在接觸電極與處理液之間的液體表面區域插入一隔離部件是有益的，該隔離部件允許工件通過，但防止處理液弄溼接觸電極。為了允許引導工件進入處理液或從處理液中出來，該隔離部件必須包括通道開口，例如一狹縫，可引導工件通過該狹縫。例如，該隔離部件可以是一合適形狀的處理液蓋板，在該蓋板上形成該狹縫。或者，可提供兩個蓋板，使所述兩蓋板彼此間隔很近，以便形成該狹縫。
本發明的電極配置可進一步包括密封部件(例如密封壁)，所述密封部件具有密封唇和/或刮削器，以便保留處理槽中的液體。另外，可設置擠壓輥，所述擠壓輥保留處理液(例如從處理液中移除箔時)，並同時可靠地引導工件。在本發明的第一實施例中的處理棋組中提供的通道與第二實施例的隔離部件中提供的通道處，都可提供此類密封部件。所述密封構件用於儘可能完全保留電解區域中的液體，以便儘可能不允許殘留的液體接觸所述接觸電極。也可堆疊(一個在另一個的上)多個擠壓輥(密封輥)，以便在旋轉期間所述擠壓輥(密封輥)互相密封。
如果不能可靠地防止處理液接觸所述接觸電極，可藉由提供連續或斷續的清洗或噴灑移除離開電解區域併到達接觸輥的處理液。為了高效地衝洗掉接觸電極上的處理液，可在一傾斜平面上運送工件，例如該傾斜平面與水平面成至少5°角，最大為大約70°角，優選為大約15°角。弄到接觸電極上的衝洗液快速排走，以便可高效實現移除處理液。或者，也可藉由噴氣(例如使用氣刀)移除已離開電解區域的處理液。
如果將接觸電極配置為輥，則僅加工工件一側時，可藉由接觸輥與相對的無電流的輥(支撐輥)來電接觸工件。如果要在兩側產生導電圖案，則在工件的兩側提供接觸輥。
將接觸電極與對電極配置為是細長的，並以它們在工件的全部有用寬度上延伸的方式布置接觸電極與對電極，此是有益處的。為此，可更明確地將接觸電極與對電極設置為實質上平行於運送路徑。
在第二實施例的情況下，也可利用偏離輥，以建立電接觸。
可較佳使用彈性導電材料製造輥形接觸電極。此使可實現下列目的，即一方面向工件的表面傳送非常大的電流，而另一方面減小接觸電極與電解區域之間的間隔，此是由於決定所述間隔的電極與工件表面之間的接觸面不是窄的細長區域(使用剛性輥的情況下是細長區域)，而是寬的區域。可能的彈性接觸材料是金屬/塑料合成材料，更明確言之是具有極多導電填充物的彈性顰膠材料形成的合成材料。其包括作為粘結劑的電化學穩定的彈性體(例卻天然橡膠、矽樹脂或其他彈性塑料)及一導電填充物。所述粘結劑也包括導電粘合劑，將所述導電粘合劑用於電子元件製造區段時，所述導電粘合劑尚未完全固化。製造期間，將導電填充物混合進此類材料中。於是，即獲得金屬塑料合成物。
所述填充物(也稱為內含物成分)較佳是由粉末、纖維、針狀、圓柱狀、球形、薄片及氈狀形式或其他形式的金屬所組成。相對於全部接觸材料重量，填充物的重量可達90％。隨著填充物的重量增加，該金屬塑料合成物的彈性下降而導電性增強。對於涉及的應用情況，調整所述兩數值。所有既具有電化學穩定性也具有導電性的材料都適於用作填充物。目前的填充物是，例如鈦、鈮、鉑、金、銀、特種鋼及電煤(electrocoal)。例如，可使用鍍鉑、鍍銀或鍍金的鈦、銅、鋁或玻璃製成的顆粒(例如球形)。
由於將對電極與工件的運送路徑之間的距離調整得儘可能小，以便達成一致的電解加工(例如厚度一致的金屬層)，即使在高陰極電流密度下，如果使工件與對電極發生不希望的接觸，也存在在工件與對電極之間建立電氣短路的危險。為了可靠地避免該危險，可使對電極具有離子可滲透的不導電塗層(絕緣層)，該塗層較佳是軟的並可滲透液體。因此，可最小化對電極與工件之間的間隔，此是由於使具有絕緣塗層的對電極很接近工件的表面，以致於塗層觸及工件的表面。
如果將對電極與運送路徑之間的間隔調整得非常小，以致於引導工件通過對電極時，對電極上的塗層在工件上擦拭，則較佳可將所述塗層楔入該工件的表面與所述對電極的相應對電極的表面之間。為達成此目的，更明確地，可使塗層凸出，使其超出藉由對電極與工件的表面形成的間隙，塗層在單元壁的轉離電解區域的側上較厚，並因此凸出超過該間隙寬度，並緊緊地固定在單元壁的外側。
為了防止在該後者實施例中處理液離開電解區域，可在處理模組中進一步提供鎖室，將該鎖室設置為正好在電解區域之前或之後(從運送方向看)。因此，進一步在處理模組中提供隔離壁，所述壁使電解區域與鎖室分隔。因此，藉由隔離壁與單元壁定義鎖室。在該實施例中，可藉由具有本文上述密封唇的密封壁密封鎖室，使鎖室與外部隔離。
尤其為了防止薄工件彎曲，例如，能以旋轉方式承載對電極，使其表面以與接觸輥相同的速度旋轉。例如，對電極與接觸電極可以是電機驅動的，同時使工件卷在陽極上，因此對電極與接觸電極也用作運送部件。可以以不同方式配置對電極。可將其形成為板或金屬網。可以組合各種類型的對電極。為了防止工件的表面的活性化學物質的損耗，可自對電極的內部持續供給新鮮電解液。因此，較佳使用金屬網製造對電極。此可使其能夠在高陰極電流密度下工作，而不會在電解沉積期間燒蝕。
如果電解金屬沉積，則將陰極極化該接觸電極，並陽極極化該對電極(陽極)。可溶解與不可溶解陽極均可用作為對電極。例如，可使用以不可溶解金屬所製成的圓形泛溢陽極(flood anodes)或陽極輥，在本發明的第二實施例中，該工件被纏圍於所述圓形泛溢陽極或陽極輥周圍並藉而被轉向。泛溢陽極包括一中空空間，可將處理液抽吸進該空間內，然後可迫使處理液在壓力下透過陽極屏蔽上的開口從該空間內出來。因此，可向工件的欲加工表面高效地持續供應新鮮處理液。陽極的尺寸較佳與工件的尺寸相同。
如果將依據本發明的裝置用於第一實施例中的電解金屬沉積，則可將處理液中的陽極(例如泛溢陽極)配置為細長的，並將其定向為實質上垂直於工件。在一尤其有利的實施例中，可引導工件通過一被提供於該陽極上的塗層而不致產生電氣短路，其中該塗層是不導電的，較佳是軟的，且是液體與離子可滲透的。在本文的上述處理模組中提供此一配置，除了陽極，該模組可裝備電解液供給及釋放線路。為了密封該模組以防止液體洩漏，該模組在所有側面具有壁，例如，所述壁上具有供予工件的通道開口，較佳地是為狹縫。將具有狹縫的所述壁設置於模組的進入側與離開側，而所述壁另包括上述密封部件。所述密封部件防止較大量電解液從單元漏出，並因此防止金屬沉積在陰極接觸元件上。例如，所述密封部件可為具有密封唇的密封壁，所述密封唇可在工件上擦拭，但不會損壞工件。因此，可防止液體離開模組。如果要處理特別敏感的箔，可使彈性密封唇與密封輥組合。必須保持所有輥的直徑儘可能小，以便允許處理小型電絕緣結構，所述結構具有30至45mm範圍內及更小的長度。該直徑的下限藉由將輥壓抵工件所需的機械穩定度而指定。
為了可靠地提供特別小型的結構(其具有介於對電極與接觸電極之間的最小間隔)，該接觸電極與對電極可被提供作為位於通用載體框架上的小型單元。
依據本發明的裝置較佳是帶加工線的組成零件，同時所述裝置分別包括用於儲存工件的至少一個第一儲存設備與至少一個第二儲存設備(例如儲存桶)。此類作業線通常進一步包括運送部件，所述運送部件用於經由該加工線將工件從該至少一第一儲存設備運送至該至少一第二儲存設備。另外，可提供用於引導敏感工件使其保持精確直線路線的構件(例如橫向引導輥)與用於調整運送捲軸位置的構件。為達成此目的，可沿運送路徑提供傳感器，所述傳感器連續記錄工件的外邊緣位置，並在檢測到不允許的偏離時調整用於運送和/或引導箔的構件。
該裝置更特別適於在帶狀的薄工件(例如箔)上沉積金屬。例如，此類箔可包括聚酯或聚烯烴及其衍生物，更明確言之包括聚乙烯與聚氯乙烯(PVC)。例如，所述箔可具有15至200μm的範圍內的不同厚度，例如，依據應用情況，PVC箔可具有直至200μm的厚度。
更明確言之，可將上述裝置用於在塑料箔材料上製造線圈狀結構。所述類型的線圈狀結構用作天線，所述天線用於數據載體(智慧卡)上的無接觸數據傳送。包括此類天線的載體可承載，例如集成電路，該集成電路與該天線電氣連線，以便將該天線中產生的電脈衝傳送至該集成電路，例如將所述電脈衝儲存在該集成電路中，或將藉由該天線所接收到的數據作為電信號處理。
信號處理允許轉換所供應的數據(例如考慮其他已儲存的數據)，可儲存如此獲得的數據和/或將其傳遞至該天線。然後藉由該天線傳送所述數據，然後可以在接收天線中接收所述數據，例如，以便可比較所發出的數據與藉由該數據載體上的該天線所接收的數據。例如，可將此類數據載體用於貨物物流與零售貿易，例如將所述數據載體作為商品上的無接觸可讀價格標籤或識別標籤，進一步還可作為個人相關數據載體，例如用於進入控制的滑雪通行證與識別卡，或用作用於機動車輛的識別構件。
具有電絕緣金屬結構的箔的其他應用領域是，例如製造簡單電子電路，例如所述電子電路可用於玩具或手錶，或用於自動工程或通信電子元件。可進一步將所述材料用於設備的主動或被動電磁屏蔽，或用作建築物的屏蔽格柵材料，及用於衣服的織物。
可使用箔(例如聚酯箔、聚烯烴箔或聚氯乙烯箔)製造所述數據載體，其中使用本發明的該裝置在所述箔上以電解方式產生所述電絕緣結構。為達成此目的，將具有金屬化結構並使用該裝置製造的箔分割為離散的箔區段，該分割是依據多個印刷的面板中的在所述箔上產生的結構圖案，所述箔區段與各自的數據載體的大小一致。然後可將所述集成電路圖案沉積在所述箔區段上，並可將所述金屬結構電連接至該沉積的集成電路。更明確言之，可為此目的運用一粘結處理。可以晶片的形式沉積集成電路，所述晶片還不具有載體，但也可將所述集成電路沉積至載體(例如TAB載體)並置於該箔上。電接觸集成電路時，可將箔區段處理為完成的數據載體，進一步使用另一箔層壓該區段，以便形成一卡，該卡具有釺焊於其中的天線。
更明確言之，可以以下方式製造數據載體上的電絕緣結構在一儲存桶上提供箔材料，該箔材料較佳是帶狀，並具有，例如，20至50μm範圍內的厚度與20cm、40cm或60cm的寬度，該箔纏繞在該桶上。
首先，使該帶具有以下面的方法產生的結構，該方法是，例如，在箔的表面印刷活化劑漆(activator varnish)或活化劑膏(activator paste)。為達成此目的，該清漆或糊狀物可包含，例如，貴金屬化合物，更明確言之是鈀化合物，較佳是有機鈀合成物。該清漆或糊狀物另外包括粘結劑，及更具流動性的成分，例如溶劑、染料及觸變劑。較佳藉由輥將該清漆或糊狀物印刷至箔(引導該箔通過該輥)上，更明確言之，是使用平版印刷、凹版印刷或微影蝕刻印刷程序。為達成此目的，將該清漆或糊狀物從貯液器運送至分配輥，再從該分配輥傳送至印刷輥，然後從該印刷輥印刷至該箔。使用合適的刮削器移除分配輥與印刷輥上的過量清漆或過量糊狀物。例如，可使用硬鉻塗布印刷輥。藉由以軟的相對輥(「軟輥」)將該箔壓在所述印刷輥上，以便高效地上墨。在該活化劑印刷階段的下一階段，乾燥印刷在該箔上的墨。為達成此目的，運送該帶狀箔材料通過一乾燥路徑，例如該路徑是由紅外線輻射器或熱空氣鐵芯感應爐形成，如果要在紫外線輻射的作用下以反應方式乾燥該活化劑漆或活化劑膏中的粘結劑(較佳沒有溶劑)，該路徑也可包括紫外線輻射器。較佳將所述乾燥設備設置於一乾燥隧道內，運送該帶狀材料通過該隧道。通過該乾燥階段後，該帶狀材料到達另一帶儲存設備，更明確言之，該設備可由桶形成。在將該材料從該第一儲存桶(從其上展開該材料)運送至該第二桶(將該材料重新收集在其上)期間，引導該材料通過捲軸並在捲軸上拉緊該材料(捲軸至捲軸程序)。
首先以無電方式金屬鍍印刷有活化劑漆或活化劑膏的該帶狀箔，然後電解金屬鍍該帶狀箔，以形成所述金屬結構。
為達成此目的，將印刷有活化劑漆或糊狀物的箔從儲存桶上展開，並引導其通過加工線的各種連續處理階段，並導引該帶狀材料通過(偏離)捲軸並拉緊該帶狀材料(捲軸至捲軸方法)。原則上，可將帶狀材料直接從印刷程序運送至溼式化學加工，而沒有任何進一步的材料的中間儲存。
在第一加工步驟中，將經印刷的材料傳送至還原劑中，該還原劑通常是水溶液中的強的還原試劑，例如鈉硼氫化物、胺基硼烷(如二甲基胺基硼烷)或次磷酸鹽。在還原劑中，將包含在清漆或糊狀物中的氧化的貴金屬還原為金屬態貴金屬，例如還原為金屬鈀。還原後，將帶供給至衝洗站，在此處用水清洗掉多餘的還原劑。較佳為該目的運用噴灑水槽。接下來，將一層很薄的銅(0.2至0.5μm厚)以無電方式沉積在活化劑結構上。藉由還原劑中形成的貴金屬原子核引起銅沉積至所述結構上，並且不使銅沉積在非印刷區域。可運用包含甲醛以及酒石酸鹽、乙二胺四乙酸鹽(ethylene diamine tetraacetate)或四-(2-羥丙基)-乙二胺(tetrakis-(propane-2-ol-yl)-ethylene diamine)的電流浴作為銅浴。銅鍍後，將帶狀材料運送至清洗站，在此處藉由使用水的噴灑清洗來除去多餘的銅浴。
接下來，將該帶狀材料供給至本發明的裝置，在此處使用更多的銅選擇性地塗布所述導電結構。所有已知電解銅鍍浴都可用於電解銅沉積，例如包含焦磷酸鹽、硫酸、甲磺酸、胺基硫酸或四氟硼酸的浴。一尤其適合的浴是硫酸浴，其中可包含硫酸銅、硫酸、少量氯化物及添加劑(例如有機硫化合物、聚乙二醇醚化合物及聚乙烯醇)。較佳在接近室溫的溫度並以儘可能高的陰極電流密度操作硫酸浴。如果運送箔帶通過本發明的該裝置的速度是1m/min，則例如可以將陰極電流密度調整為10A/dm2(活性結構表面)，以便以大約2μm/min的速度沉積銅。使用大約長2.5至7.5m的作業線，以此方法可沉積從5至15μm厚的銅層。
可以直流電流或脈衝電流的形式向箔帶與依據本發明的裝置中的陽極供應電流。脈衝電流對於產生儘可能高的電流密度是有益的，此是由於在所述條件下仍然可沉積顯示良好性質(高的表面品質，例如光澤、粗糙程度小、一致的塗層厚度、良好的韌性及導電性)的銅層。為達成此目的，較佳運用反向脈衝電流，反向脈衝電流即包括陰極與陽極電流脈衝的脈衝電流。原則上，單極性脈衝電流當然也是有益的。使用反向脈衝電流時，最佳化陰極與陽極電流脈衝的脈衝高度、各脈衝的寬度及視情況還最佳化脈衝間歇，以便最佳化沉積條件。
由於使用本發明的該裝置中的不可溶解的陽極執行電解銅鍍，隨後不能藉由電解溶解銅陽極溶解銅離子。為了保持沉積溶液中的銅離子的濃度，較佳向浴中添加氧化還原系統的化合物，更明確言之是Fe2+及Fe2+化合物，例如FeSO4與Fe2(SO4)3。在不能溶解的陽極處氧化浴中包含的Fe2+離子，以形成Fe3+離子。將Fe3+離子傳送至包含金屬銅片的另一槽(再生塔)中。在該再生塔，在Fe3+離子的作用下氧化銅片，以形成Cu2+與Fe2+離子。由於同時進行的兩反應(形成Fe3+離子的Fe2+離子的陽極氧化與形成Cu2+的銅片的氧化)，可以使沉積溶液中的銅離子的濃度在很大程度上保持恆定。
運送箔帶通過本發明的金屬鍍裝置後，再次引導材料至一噴灑槽中，在此處清洗掉多餘的沉積溶液。然後，將帶材料傳送至一裝置，在此處使該帶材料接觸一鈍化構件，該鈍化構件是用於防止銅生鏽。將帶狀箔材料繞至另一儲存桶之前，在乾燥階段中乾燥該材料。為達成此目的，所運用的設備可與用於乾燥活化劑漆或活化劑膏的設備相似。
用於執行上述方法步驟的所述工作站裝備有合適的引導及運送捲軸或輥、用於處理所述處理液的設備(例如過濾泵與化學藥品的配料站)及加熱與冷卻系統。


將參照

本發明。所述附圖顯示圖1是第一實施例中的依據本發明的水平加工線的側向剖視圖，該水平加工線有兩種改型；圖2是第一實施例中的水平加工線的單一處理模組的側向剖視圖；圖3是從運送方向看、依據圖1的水平加工線的單一處理模組的一半的剖視圖；圖4是第一實施例中的依據本發明的另一改型的水平加工線的單一模組的側向剖視圖；圖5是第二實施例中的依據本發明的水平加工線的側向剖視圖；圖6是通過依據圖5的水平加工線的詳細剖視圖；圖7是圖6的水平加工線的詳情；圖8是第二實施例中的依據本發明的水平加工線的另一改型的側向剖視圖；圖9是圖8的水平加工線的經修改的實施方案的側向剖視圖。
具體實施例方式
為更具體地說明所述附圖，假設在依據本發明的所述裝置中使金屬沉積至帶狀箔上，並假設為該目的提供陰極極化接觸裝置與用作對電極的陽極。或者，當然也可以運用該裝置實現其他陰極加工程序。另外，當然可運用依據本發明的裝置實現陽極程序，例如陽極蝕刻、鉻酸鹽鈍化處理或陽極化處理(例如陽極電解氧化)。在此情況下，陽極極化該帶狀箔。將陰極用作對電極。
在後面將說明的附圖中，相同的附圖標記具有相同意義。
圖1說明依據本發明的裝置的第一實施例。圖中所示的裝置大小可更明確地大約符合該裝置的實際大小。此意味著如果要加工分別具有幾釐米等級的尺寸的電絕緣結構，則該裝置中的離散模組M具有幾釐米的長度(從運送方向觀看)。從運送方向觀看，單一模組M的長度可為例如4.5cm。各種模組的長度(在本文中該長度是圖2中的尺寸L)取決於箔帶1上的結構的大小。所述離散模組M的寬度取決於要處理的箔1的寬度。例如，如果在該裝置中處理具有60cm寬度的箔帶1，則所述離散模組M也具有此等級的寬度。因此，所述模組M較佳是細長加工裝置，其實質上垂直於運送方向(藉由圖1中的箭頭指示的運送方向)並在箔1的整個寬度上伸展。
較佳地是以一從一未示於圖的捲軸上所展開的帶的形式提供該箔帶1，而在運送該帶通過本發明的該裝置後，該帶將被卷在另一也未示於圖的捲軸上(捲軸至捲軸)。
沿箔1引導穿過所述裝置的運送路徑而設置處理模組M，以便允許運送箔1依次通過模組M。模組M的數目取決於離散模組M所需的處理時間如果要沉積非常厚的銅層，例如5μm厚的一層，同時希望以高速(例如2m/min的速度)運送箔帶1通過依據本發明的裝置，如果以10A/dm2(2μm Cu/min)的陰極電流密度沉積銅，則需要依次設置大約110個模組M(具有4.5cm的工作長度)。術語模組M的「工作長度」意為模組M內的一區域的長度，在該區域內將金屬沉積至被運送通過該區域的箔1上。
圖1所示依據本發明的裝置包括收集槽12，在該收集槽12中設置三個處理模組M。收集槽12包括一槽底部及兩垂直側壁，所述兩側壁以平行於運送該箔帶1的運送路徑而延伸，所述壁分別在附圖所示平面的前部與後部延伸，並平行於運送方向。還在兩垂直端側處提供壁，在所述壁上沿水平方向開有狹縫，以允許箔帶1進入及離開收集槽12。此顯示於圖1中，分別在收集槽12的左手側與右手側。
箔帶1經由設置在收集槽12左側壁上的該進入壁中的水平狹縫而進入收集槽12，然後運送箔帶1以水平方向及水平朝向通過收集槽12。可以垂直於運送方向引導箔帶1，以使箔帶1相對於水平稍傾斜，以協助液體從箔帶1的表面經箔帶1的側向邊緣流走，箔帶1的側向邊緣定向為平行於運送方向。運送箔通過三個模組M，按運送方向以彼此相接方式地設置所述模組M。運送箔帶1通過最後的模組M後，箔帶1通過設置於離開壁上的水平離開狹縫而離開收集槽12。
藉由輸送裝置使箔帶1在收集槽中前進，並也藉此引導箔帶1。例如，如果以電機驅動接觸輥6及密封輥7，則所述輸送裝置可為所述接觸輥6及所述密封輥7，將在後面詳細說明接觸輥6及密封輥7。除了所述輥，可提供此處未顯示的其他輸送裝置，例如運送輪或運送輥，其中將所述運送輪固定在電機驅動的軸上，所述軸在運送路徑上延伸，並大致垂直於運送方向，並以相同方式設置所述運送輥。例如，可在箔帶1的整個寬度上分配所述軸上的運送輪，或僅在箔帶1的邊緣區域設置所述運送輪。為了引導帶1，使其精確地平行於運送方向，也可使輸送裝置稍稍偏離運送路徑或垂直於運送方向的優選軸線方向，以便保證在一直線上水平引導帶1。圖中未顯示傳感器，所述傳感器連續檢測帶的精確位置，並允許修改運送和/或引導輥的朝向，以持久保持箔在同一運送路徑上。
允許從模組M離開的處理液累積在收集槽12的較低部分。使用附圖標記15標示收集槽12的液位。
可以將裝置中的離散模組M配置為相同或不同。在目前情況下其是相同配置。
每一處理模組M包括一頂部分與一底部部分，所述兩部分分別設置在箔帶1的運送平面的上方與下方。使用附圖標記10指示模組M的壁。所述兩部分形成一上側電解單元2與一下側電解單元3，在所述電解單元中填充處理液。大致依據同一原則建造所述兩部分。所述兩部分都包括陽極4(將其定向為朝向運送平面)，在運送平面的兩側設置所述陽極4，並使所述陽極4平行於運送平面。在模組M中，藉由合適的固定器5將陽極4固定至模組外殼。在陽極4的表面(所述表面位於從運送平面看到的側)上，提供離子可滲透塗層(絕緣層)13，以防止箔帶1與陽極4之間的接觸。如果沒有塗層13，則會容易發生箔帶1與陽極4之間的接觸，此是由於較佳將陽極4與箔帶1之間的間隔選擇得非常小。該小間隔允許在很大程度上防止導電結構上不同位置的電解加工不一致，所以可以調整相對較高的電流密度。
在模組M內存在處理液，藉由電解液供給線路11將該處理液供應至模組M的所述兩部分的內部容積。因此，使位於模組M中的帶1與陽極4接觸處理液，以便允許電流在陽極4與帶1上的結構的之間流動，其中所述結構彼此電絕緣。
為了電接觸彼此電絕緣的所述結構，依據本發明，在電解單元2與3的外側電接觸箔帶1。藉由在非常接近帶1上的陽極4提供一很大程度上一致的電場的區域(電解區域)處電接觸帶1，可使用接觸裝置電接觸帶1上的彼此電絕緣的所述結構，此時所述結構仍然或已經位於上述所述區域中。此使連續電解加工成為可能。
在圖1所示情況下，在左邊的模組M的上遊與下遊提供接觸輥6，並在右邊的模組M的上遊與下遊提供接觸刷14，使用所述接觸輥與刷作為接觸裝置，並將所述接觸輥與刷定向為大致垂直於運送方向並位於運送路徑的整個寬度上。
更明確言之，接觸輥6可以是金屬輥，例如外側接觸表面是由特種鋼或銅製造的輥，或具有導電的彈性表面的輥。在後者的情況下，輥6的表面可具有，例如彈性塑料塗層，藉由嵌入金屬微粒使該彈性塑料塗層導電。
接觸刷14可以是固定在刷底座上的纖維，例如可使用銅或石墨製造所述纖維。另外，可使所述纖維在纖維軸處電絕緣。
為允許電流從接觸輥6或接觸刷7經由彼此電絕緣的所述結構與處理液流至所述陽極4，運用一此處未顯示的電源，將該電源的電極連接至所述接觸輥6或所述接觸刷14，或連接至所述陽極4。
在圖1所示情況下，藉由電接觸輥6或電接觸刷14電接觸帶1，而所述輥6與刷14不接觸處理液。為達成此目的，將所述接觸輥6與所述接觸刷14置於模組M的包含處理液的區域之外。
進一步提供密封輥7，所述密封輥可在很大程度上防止處理液離開模組M的內部容積，並可在很大程度上防止處理液到達接觸輥6或接觸刷14。此是由於，如果接觸輥6或接觸刷14接觸處理液，則會在接觸輥6或接觸刷14上沉積金屬。此是不希望的。密封輥7較佳是彈性的，並較佳將其壓在箔帶1的表面上。因此，所述密封輥7緊緊地靠在帶1的表面上。如接觸輥6與接觸刷14，將所述密封輥7設置為垂直於運送方向，使其附著在箔帶1的運送路徑的整個寬度上。
另外，提供彈性密封壁9，以密封該模組外殼，防止液體離開。為達成此目的，將所述密封壁9固定至模組外殼的端壁10，以便提供一液密式密封，並且所述密封壁9較佳以切線方向壓在所述密封輥7上。在使用設置於模組M內下遊的密封輥7與密封壁9的情況下，藉由密封輥7的旋轉(此是由於機械摩擦及電解單元內的液體靜壓)，朝向密封輥7吸引密封壁9，因此可提供模組M的足夠密封，以防止處理液洩漏進無液空間。相反，在使用密封輥7與置於上遊的密封壁9的情況下，將藉由密封輥7的旋轉持續地提升密封壁9，使密封壁9遠離密封輥7，因而無法提供防止洩漏液體的足夠密封。因此，另外在模組M的進入區域提供輔助密封輥8，較佳將所述輔助密封輥8配置為具有像密封輥7那種的彈性表面，且該輔助密封輥8在密封輥7上滾動。在此情況下，密封壁9靠在輔助密封輥8上，並高效地密封模組M，防止洩漏液體。
在模組M的平行於運送方向延伸的側面上，提供密封唇(此處未顯示)，以進行密封，防止洩漏處理液。但是，由於該區域中不存在用於導電結構的接觸裝置，因而並非絕對需要高效的密封。
可將模組M的頂部部分配置為可移動的，以引導箔進入裝置。安裝在模組的下部的相應固定元件(未顯示)允許在正常運轉期間牢固地保持頂部模組部分，並允許穩固地錨定該頂部模組部分(例如使用可方便拆卸的蝶型螺母)。
圖2顯示收集槽12中的模組M的橫斷面，離開所述表面的處理液填充該收集槽12至浴表面液位15。箔帶1通過收集槽12的一端壁上的水平狹縫進入收集槽12，並首先藉由該材料的兩側電接觸接觸刷14。藉由刷14供應電流至帶1上的導電結構。刷14大致延伸覆蓋帶1的整個寬度，所以可向帶1上的所有結構供應電流。有一點很重要，即在引導所述結構通過刷14時，刷纖維觸及所有所述結構。由於所述結構在運送方向延伸，其可以電接觸刷14，並同時位於電解單元2與3中的陽極4的電場內。
在非常靠近刷14且在其下遊之處，提供密封輥7，並將密封輥7設置在帶1的兩側。另外，輔助密封輥8在密封輥7上滾動，同時密封壁9提供一切向密封。將彈性密封壁9固定至模組M的單元壁10。藉由電解液供給線路11、泵及管線(未顯示)從收集槽供應處理液至模組M的內部容積。使多餘的處理液經由單元壁10上所提供的電解液釋放線路17返回收集槽。
引導箔帶1通過該密封后，箔帶1進入模組M的內部容積，在此處箔帶1暴露於陽極4的電場，其中將陽極4設置在運送平面的上方與下方。使用金屬網(expanded metal)例如鍍鉑的鈦製造陽極4。將離子可滲透塗層13置於運送平面與陽極4之間，該塗層可防止陽極4接觸導電結構後產生電氣短路。
使箔帶1通過模組M後，引導箔帶1通過另一對密封輥7，該對密封輥7防止液體離開模組M。密封壁9也密封該內部容積，防止液體洩漏，其中密封壁9以切向靠在密封輥7上，並另外，將密封壁9固定至單元端壁10。該帶通過密封輥7後，使該帶接觸另外的接觸輥6。運送彼此電絕緣的所述結構通過模組M時，所述接觸刷14不再接觸所述結構，而現在由於已通過該模組M，再次電接觸所述結構。
圖3是圖1中的「A」處剖切一半後的剖視圖。因此，讀者要參考圖1的說明中所述元件，且以相應的附圖標記標示所述元件。
在模組M中，在按水平運送平面引導的箔帶1的兩側，顯示陽極4及離子可滲透絕緣結構13，其中陽極4也是水平導向，並將陽極4安裝至陽極固定裝置5，而離子可滲透絕緣結構13直接靠在陽極4上，在該剖視圖中，藉由單元壁10表示模組M。陽極4與箔帶1限定出電解單元2與3。
另外，可在主視圖中看見水平安裝的密封輥7，所述輥是安裝在一單元壁10上的軸承16上。藉由密封壁9覆蓋所述密封輥7相應的輪廓，因此以虛線顯示該輪廓。密封壁9朝向運送平面延伸，並以切向靠在密封輥7上。將密封壁9固定至單元端壁10，以提供一液密式密封。
藉由電解液供給線路11、泵(未顯示)及管線將處理液自收集槽12供應至模組M的內部容積，並允許處理液藉由電解液釋放線路17離開。離開的液體累積在收集槽12的收集池中(藉由浴表面液位15指示該收集池)。
圖4顯示收集槽12中的模組M的另一較佳實施例。該視圖相應於圖2中所示視圖。
與圖2中所示模組M相反，離子可滲透塗層13直接接觸通過的箔帶1。塗層13同時還執行密封處理模組M的內部容積的功能，使處理模組M的內部容積相對於接觸電極14密封。為了防止處理液透過塗層13直接接觸所述接觸電極14，藉由另外的內部隔離壁24限制模組M的內部容積。在所述內部隔離壁24上，將塗層13固定在進入側與離開側，以便不漏液。另外，可將塗層13固定至沿運送路徑延伸的單元壁10。由於工件1不延伸至模組M的內部容積的最外部區域，並非絕對需要該附加的固定。
藉由電解液供給線路11，將處理液傳遞至金屬網所形成的陽極14，在將處理液供應至塗層13前，處理液要先橫越陽極14。由於使用海綿狀或吸收液體的材料形成塗層13，塗層13可以變得浸透，並可在陽極4與帶材料1的間建立電解接觸。多餘的處理液可按相對於運送方向為橫向的方向流回收集槽12。
因此，由於毛細作用力與擠壓，實質上將液體保持在內部隔離壁24的進入與離開區域中的絕緣材料13內，因而減小液體離開模組M的危險。可向下釋放可離開模組M的液體的殘留量，使液體的該殘留量經由在進入側與在離開側的模組的隔離壁24與單元壁10形成的體積，並通過電解液釋放線路17，進入收集槽12的該收集池。因此，密封唇23足以在很大程度上保持接觸元件14不接觸液體。在離開側(下遊)，可在處理模組M的壁10上提供兩個密封唇23，將所述密封唇23固定至內部與外部壁表面10兩者，以防止處理液離開模組M，此是由於處理液在離開側比在進入區域更容易離開模組M(由於帶1向前移動)。因此，在接觸刷14(或者用接觸輥6替代)與電解單元2及3的之間提供的間隔是很小的。為了防止由於塗層13接觸工件1而產生的摩擦使帶1伸長，可以在每一模組M之前與之後提供運送輥25。為調節壓力，更明確言之是在較低的模組單元3中的壓力，可在釋放線路17的管線上安裝控制閥，通過所述單元2與3中提供的傳感器，所述控制閥將單元2與3內的壓力調整為恆定。
由於絕緣層13持續在箔帶1上擦拭，並擾亂工件1上的擴散層，該實施方案改型允許調整特別高的電流密度。
圖5是通過第二實施例中的依據本發明的水平加工線的側向剖視圖。該加工線包括已收集槽12，在該收集槽12中設置三個在結構上相同的處理模組M。沿箔帶1的運送路徑(通過該裝置)設置處理模組M，以便允許運送箔帶1依次通過模組M。所述離散的處理模組大致包括接觸輥6，陽極4(包括離子可滲透絕緣結構13)、陽極固定器5及處理液(電解液)。處理液填充收集槽12至如此一程度，也即，使浴表面液位15剛好位於接觸輥6的下方。
以這樣一方式配置輥6，即在偏離輥18處，將實質上水平供給的箔帶1運送進第一個模組M，然後箔帶1在所述接觸輥6的之間通過一垂直運動進入處理液，其中可如同接觸輥那樣，以電機驅動該偏離輥18，以協助運送。藉由所述兩接觸輥6電接觸箔帶1的兩側。將陽極4配置為不可溶解材料製成的泛溢陽極，從該泛溢陽極的內部容積，為沉積程序持續供應新鮮電解液。泛溢陽極運送箔帶1通過絕緣結構13，並對箔帶1鍍金屬，然後將箔帶1拉出電解液，同時在位於浴表面液位15之上的其他接觸捲軸6處重新接觸。藉由其他偏離捲軸18使箔帶1轉向後，運送箔帶1通過第二個模組M，然後再次藉由第三個偏離捲軸18使箔帶1轉向，並引導箔帶1通過第三個模組M。引導箔帶1通過第三個模組M後，在最終使箔帶1水平地離開加工線之前，藉由第四個偏離捲軸18再次使該箔轉向。
圖6說明依據圖5的水平加工線的兩模組M的剖視詳細說明，其中僅顯示每一模組M的一半。
在此情況下，該裝置的特徵是附加組成零件，即具有狹縫的隔離部件21、密封唇23(在圖7中顯示)及擠壓輥22。所述組成零件是用於保護接觸輥6不接觸處理液。擠壓輥22是用於增加接觸輥6的機械穩定性，其中將接觸輥6配置得特別薄。在接觸輥6是彈性的時，擠壓輥22(直接靠在接觸輥6上)可以壓在一起，因此即使在接觸輥6具有極小直徑的情況下，也可確保良好地傳輸電流。因而此允許進一步減小陽極4與接觸輥6之間的間隔。
在一特定實施例中，擠壓輥22也可執行對電極的功能。為達成此目的，所述輥具有，例如螺旋塗層(圖中未顯示)，該螺旋塗層以窄帶的形式沉積在所述輥狀陽極4的導電陽極表面。螺旋狀物之間的間隔保持暴露狀態。該塗層(其沉積為彈簧狀)卷在接觸輥6上，並將接觸輥壓在工件1上。由於該螺旋形狀，用作陽極的擠壓輥22上的塗層(離子不可滲透，或僅在很小程度上可離子滲透)的屏蔽效果在工件1的其他處持久發揮其效果，並防止不一致地塗布工件1。使用環形絕緣結構可達成相同效果，其中將所述環形絕緣結構安裝在陽極上，以將所述絕緣結構從一個模組偏移至另一模組。
為了防止濺出的處理液使接觸輥6鍍上金屬，藉由隔離部件21完全覆蓋液體的表面，該隔離部件21包括一狹縫，該狹縫用作通道開口。
電解加工期間，使箔帶1通過第一個模組M中的示意性指示的陽極4，該陽極包括一此處未顯示的絕緣結構，且該陽極4幾乎觸及接觸輥6。經由隔離部件21上的狹縫，如同圖5中那樣，將箔帶1從陽極4的內部容積直接供應至接觸輥6，而不接觸陽極4外部的處理液。因此，可最小化帶走的處理液的數量。然後，使箔帶1在偏離輥18處轉向，並將箔帶1運送進第二個模組M。藉此，在接觸輥6處再次電接觸箔帶1，然後引導箔帶1通過隔離部件21上的狹縫進入陽極4，以便進一步金屬化。
圖7顯示圖6的水平加工線的模組M的詳細說明的示意性詳細結構。
使箔帶1通過接觸輥6之間與密封唇23之間，其中接觸輥6與陽極4間隔很近，並將密封唇23設置在隔離部件21的狹縫處。可看到，隔離部件21能夠高效地防止接觸輥6接觸處理液。藉此，密封唇23可防止變化的浴表面液位導致的不希望的液體洩漏。
圖8說明依據本發明的另一改型的水平加工線的第二實施例的側向剖視圖。該加工線包括一收集槽12，該收集槽12包括三個不同模組M1、M2及M3，所述模組的每一模組的特徵為不同的陽極與陰極配置。
沿箔帶1的通過該裝置的運送路徑設置所述處理模組，以便該箔帶16能夠依次通過所述離散模組(從模組M1開始)。在所述模組之前與之間設置偏離輥18。
藉由偏離輥18引導箔帶1進入模組M1。模組M1大致包括一轉動的陽極輥4，該陽極輥4具有離子可滲透的絕緣結構13，並將該陽極4部分地浸入處理液中。附圖標記15指示液體表面液位。陽極輥4與箔帶1之間的塗層13用於絕緣，因此可向塗層13供應處理液，其中自輥4的內部容積提供處理液。模組M1還包括覆蓋帽20，該覆蓋帽20防止處理液弄溼接觸輥6。在該覆蓋帽20上，在陽極4的上遊(從箔帶1的運送方向看)，設置一單一第一接觸輥6，該接觸輥6與陽極4電絕緣，並在該陽極4的下遊設置一第二接觸輥6，其也與該陽極4電絕緣。如果僅在箔帶1的一側鍍金屬，則較佳使用該模組1。將陽極固定器5與接觸輥6組合為一個單元，以形成一更小型的結構。
完成金屬鍍後，將箔帶1運送出模組1，並藉由一偏離輥18使箔帶1進入第二模組M2。模組M2包括一陽極配置，該配置包括一旋轉的陽極輥4(其具有離子可滲透絕緣結構13)與一彎曲的陽極4』(其也具有離子可滲透絕緣結構13)，該陽極4』突出液體表面液位15，並與箔帶1的朝向一致。在該陽極配置的上遊與下遊處設置兩相同的接觸配置，將所述接觸配置設置於覆蓋帽20上，以使所述接觸配置與該陽極4絕緣。所述配置包括一接觸輥6與一接觸刷14，該接觸刷位於該接觸輥6的相對側。
在模組M2中鍍箔帶1的兩側後，藉由一偏離捲軸18，將箔帶1運送進第三模組M3。模組M3大致類似於模組M2。使用接觸輥6替代接觸刷14，將所述接觸輥安裝在支撐臂上，該支撐臂與陽極4」的支撐臂是同一支撐臂，且所述輥6與陽極4」絕緣。該彎曲陽極4」的形狀顯然與可旋轉陽極4的形狀一致。如果排除使用接觸刷，則該模組M3構成一較佳實施例，此是由於陽極4」與工件1之間的接觸比陽極4』處的接觸更一致並更長，因此產生更一致的塗層。完成在該第三處理模組M3中的加工後，經由偏離輥18，將箔帶1運送出加工線。
圖9說明圖8的水平加工線的一改型的側向剖視圖。
相同的模組M4與M5實質上類似於在圖9中顯示的模組M3，但省去了較低的彎曲陽極4」。所述模組適於用於在箔帶1的兩側塗布箔帶1的情況。在所述模組M4與M5中，將接觸輥6安裝至一陽極固定器5，以便電絕緣。
也可以以其他方式(如本文上述方式)組合所述各種實施例。也可將圖7中所示具有密封唇23的密封部件例如用於圖8與圖9中所示改型。
應了解，本文所述範例與實施例僅是用於說明目的，將向本領域技術人員建議所述範例與實施例中所揭示的各種修改與改變及本申請案中所述特徵的組合，並將所述範例與實施例中所揭示的各種修改與改變及本申請案中所述特徵的組合包括在所述本發明的揭示內容之內與權利要求範圍的範圍內。此處所引用的所有公開文獻、專利及專利申請皆以引用方式併入本文。
附圖標記說明1 工件(箔帶)2 電解單元頂部3 電解單元底部4 對電極，陽極5 對電極固定器，陽極固定器6 接觸電極，接觸輥7 密封輥8 輔助密封輥
9 密封壁10 模組壁，單元壁11 電解液供給線路12 收集槽13 離子可滲透絕緣結構14 接觸刷15 浴表面液位16 密封輥軸承17 電解液釋放線路18 偏離輥19 上部陽極固定器的承載表面20 覆蓋帽21 隔離部件22 擠壓輥22 密封唇24 內部隔離壁25 驅動輥M、M1至M5 處理模組
權利要求
1.一種用於電解加工導電結構的裝置，所述結構位於工件(1)的表面上並且彼此絕緣，而該加工通過下述方法完成，該方法包括在一運送路徑上沿運送方向持續運送所述工件(1)，由此電解加工所述結構，該裝置包括a)至少一個配置，其包括用於接觸所述工件(1)的至少一個電極(6，14)與至少一個電解區域，在相應的所述電解區域中，至少一個對電極(4)與所述工件(1)接觸處理液，其特徵在於，b)所述至少一個接觸電極(6，14)設置於所述至少一個電解區域之外，並使該至少一個接觸電極(6，14)不接觸所述處理液，及c)使所述至少一個接觸電極(6，14)與所述至少一個電解區域彼此間隔很近，以致可以電解加工小型導電結構。
2.如權利要求1的裝置，其特徵在於，可以電解加工5cm的導電結構。
3.如權利要求1或2的裝置，其特徵在於，提供至少兩個接觸電極(6，14)，將它們中的至少一個接觸電極設置在所述電解區域的一側，並將它們中的至少另一個接觸電極設置在所述電解區域的另一側。
4.如權利要求3的裝置，其特徵在於，該電解區域短至使得所述導電結構與所述接觸電極(6，14)中的一個接觸電極保持在持續電接觸的狀態。
5.如前述權利要求任一所述的裝置，其特徵在於，該裝置還包括至少一個處理模組(M、M1、M2、M3、M4、M5、M6)，其容納著所述處理液與所述至少一個對電極(4)；所述工件(1)以水平的運送方向被運送通過所述至少一個處理模組(M、M1、M2、M3、M4、M5、M6)，所述至少一個處理模組分別在其進入側與離開側包括至少一個通道，以供所述工件(1)進入與離開該模組，且所述至少一個接觸電極(6，14)被設置在所述通道上。
6.如權利要求1至4中任一所述的裝置，其特徵在於，該裝置還包括至少一個槽(12)，其中所述至少一個槽(12)中包含所述處理液與所述至少一個對電極(4)，且所述運送路徑經由所述處理液的表面而進入所述槽(12)，接著到達設置在所述處理液中的所述至少一個對電極(4)，然後從此處再次經由該處理液的表面，到達所述槽(12)的外側，而所述至少一個接觸電極(6，14)設置在該處理液的表面上方。
7.如權利要求6的裝置，其特徵在於，所述運送路徑重複地經由所述處理液的表面而進入所述槽(12)，再通過所述液體並經由所述表面而再次離開所述槽(12)，其中，藉助於偏離構件(18)而轉向。
8.如前述權利要求任一所述的裝置，其特徵在於，該裝置包括含有通道的隔離部件(21)與用於所述工件(1)通道的密封部件(7，23)，所述隔離部件(21)設置在所述至少一個接觸電極(6，14)與所述處理液之間，並以下述方式設置所述密封部件(7，23)，即可防止處理液接觸所述至少一個接觸電極(6，14)。
9.如權利要求8的裝置，其特徵在於，所述密封部件選自下面一組擠壓輥(7)、密封唇(23)、刮削器。
10.如權利要求8和9中任一所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個接觸電極(6，14)被固定在所述隔離壁(24)上。
11.如前述權利要求任一所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個接觸電極(6，14)選自下述一組輥、刷(14)。
12.如權利要求11的裝置，其特徵在於，所述輥(6)具有小直徑，且所述輥(6)的縱向軸線與所述至少一個電解區域之間的間隔小至可以電解加工2cm的導電結構。
13.如前述權利要求任一所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個對電極(4)與所述工件(1)之間設置一不導電且離子可滲透的塗層(13)。
14.如權利要求13的裝置，其特徵在於，所述塗層(13)被設置成非常靠近所述運送路徑，以致所述工件(1)在通過所述至少一個對電極(4)時可觸及所述塗層(13)，因此產生一密封作用。
15.如前述權利要求任一所述的裝置，其特徵在於，該運送路徑相對於水平面傾斜。
16.如權利要求15的裝置，其特徵在於，提供清洗設施，通過該清洗設施，所述至少一個接觸電極(6，14)可被連續地或斷續地清洗。
17.如前述權利要求任一所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個對電極(4)與所述至少一個接觸電極(6，14)是細長的，並被定向為大致平行於所述運送路徑，並垂直於所述運送方向。
18.如前述權利要求任一所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個接觸電極(6，14)被陰極極化。
19.如權利要求18的裝置，其特徵在於，所述至少一個對電極(4)是一不可溶解的陽極。
20.如權利要求19的裝置，其特徵在於，所述陽極(4)是一泛溢陽極。
21.如前述權利要求任一所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個接觸電極(6，14)與所述至少一個對電極(4)被設置於一共用載體框架(5)上。
22.如前述權利要求任一所述的裝置，其特徵在於，該裝置還包括至少一個第一儲存設備和至少一個第二儲存設備，以供儲存所述工件(1)。
23.如權利要求22的裝置，其特徵在於，該裝置還包括運送部件(18，25)，所述工件(1)可經由該裝置而從所述至少一個第一儲存設備運送至所述至少一個第二儲存設備。
24.一種用於電解加工導電結構的方法，所述結構位於工件(1)的表面上且彼此電絕緣，該方法包括a)在一運送路徑上沿運送方向連續地運送所述工件(1)通過至少一個電解區域，所述電解區域中容納著至少一個對電極(4)與處理液，及b)使所述工件(1)接觸至少一個接觸電極(6，14)，所述至少一個接觸電極(6，14)在所述至少一個電解區域的外側，其特徵在於，c)所述至少一個接觸電極(6，14)被阻止接觸所述處理液，及d)所述至少一個接觸電極(6，14)與所述至少一個電解區域之間的間隔被調整到小至可以電解加工小型導電結構。
25.如權利要求24的方法，其特徵在於，可以電解加工5cm的導電結構。
26.如權利要求24或25的方法，其特徵在於，首先使所述工件(1)接觸一接觸電極(6，14)，接著使所述工件(1)通過一電解區域，然後再次使所述工件(1)接觸一接觸電極(6，14)。
27.如權利要求26的方法，其特徵在於，所述電解區域被選定成短至使得所述導電結構在通過該電解區域時可與所述接觸電極(6，14)中的一個接觸電極保持持續電接觸。
28.如權利要求24至27中任一所述的方法，其特徵在於，以水平的運送方向引導所述工件(1)通過至少一個電解區域，而該至少一個電解區域包含於所述處理模組(M、M1、M2、M3、M4、M5、M6)中的一個相應處理模組中，所述工件(1)被引導通過位於該進入側上的至少一通道而進入該模組(M、M1、M2、M3、M4、M5及M6)，並被引導通過位於該離開側上的至少一通道而離開該模組(M、M1、M2、M3、M4、M5及M6)，而在所述工件(1)進入該模組(M、M1、M2、M3、M4、M5及M6)之前和/或離開該模組(M、M 1、M2、M3、M4、M5及M6)之後，將藉由至少一個接觸電極(6，14)而被電接觸。
29.如權利要求24至27中任一所述的方法，其特徵在於，所述工件(1)被引導經由包含在一槽(12)中的該處理液的表面而進入所述槽(12)，併到達設置在該處理液中的所述至少一個對電極(4)，並從此處，經由該處理液的表面離開所述槽(12)；且所述工件(1)被引導進入該液體之前和/或離開該液體之後，將藉由至少一個接觸電極(6，14)而被電接觸。
30.如權利要求29的方法，其特徵在於，所述工件(1)被重複地引導經由所述處理液的表面而進入所述槽(12)，並通過該液體而經由該表面再次地離開所述槽(12)，其中，藉助於偏離構件(18)而轉向。
31.如權利要求24至30中任一所述的方法，其特徵在於，所述至少一個對電極(4)與所述工件(1)之間被安裝一不導電且離子可滲透的塗層(13)。
32.如權利要求31的方法，其特徵在於，緊密地沿著所述不導電且離子可滲透的塗層(13)的一側引導所述工件(1)，以致所述塗層可觸及所述工件(1)。
33.如權利要求24至32中任一所述的方法，其特徵在於，所述運送路徑相對於水平面傾斜，且所述至少一個接觸電極(6，14)可被持續或斷續地清洗。
34.如權利要求24至33中任一所述的方法，其特徵在於，金屬被沉積在所述工件(1)上。
全文摘要
為了允許連續電解加工小導電結構，其中所述小導電結構位於電絕緣箔上並彼此相互電絕緣，提供一種用於電解加工導電結構的裝置，所述結構位於工件(1)的表面上並且彼此絕緣，所述裝置包括a)至少一種結構，其包括用於接觸所述工件(1)的至少一個電極(6)與至少一個電解區域，在相應的所述電解區域中，至少一個對電極(4)與所述工件(1)接觸處理液，b)將所述至少一個接觸電極(14)設置於所述至少一個電解區域之外，並使其不接觸所述處理液，及c)使所述至少一個接觸電極(6)與所述至少一個電解區域彼此間隔很近，以致可以電解加工小型導電結構。
文檔編號C25D7/00GK1849415SQ200480026033
公開日2006年10月18日 申請日期2004年8月19日 優先權日2003年9月12日
發明者米夏埃多·居熱莫, 弗朗茨·克恩勒 申請人:埃託特克德國有限公司