(57)【要約】【課題】透孔と袋孔も含め、全面、あるいは部分的な構造の表面を、設備技術的コストを既知の通過設備に比較して著しく高くせずに正確に電解処理すること。【解決手段】構成部品が電解セル（２、３）の電極間を水平または垂直に方向付けされて移送され、構成部品の表面に電気的に導通する、全面の、または部分的な電解処理すべき層が設けられており、この層に透孔および／または袋孔が設けられており、それらが電解金属化され、あるいは充填される、ものにおいて、電解セル（２、３）内の処理が、１００ｍｍより大きい陽極／陰極間隔（２０、２１）で行われ、かつ、これらの電解セルに単極または双極のパルス電流が供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過設備内で平坦な構成部品を電解処理する方法であって、前記構成部品が電解セル（２、３）の電極間を水平または垂直に方向付けされて移送され、構成部品が電気的に導通するように電解処理すべき層を、表面の、全面に、または、限定的な構造部分に有し、前記層には電解金属化あるいは充填されるべき透孔および／または袋孔が設けられているものにおいて、
電解セル（２、３）内の処理が、１００ｍｍより大きい陽極／陰極間隔（２０、２１）で行われ、かつ、
これらの電解セルに単極または双極のパルス電流が供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
電解処理し袋孔を充填するために、電解セル内で処理材料の表面に垂直に対して１０°から４５°の角度で、電解質が流出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
単極のパルス電流の場合に、電解セル内に、１０Ａ／ｄｍ2より小さい平均の電流密度が調節されることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
双極のパルス電流が使用される場合に、電解セル内に、１５Ａ／ｄｍ2より小さい電流密度平均値が調節されることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
単極パルス電流で電解処理するために、１Ａ／ｄｍ2から１５Ａ／ｄｍ2の瞬間の電流密度が使用されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
電解処理のために、順電流について１Ａ／ｄｍ2から２０Ａ／ｄｍ2および逆電流については４Ａ／ｄｍ2から４０Ａ／ｄｍ2の電流密度と順電流について０．５ｍｓから２００ｍｓおよび逆電流について０．０５ｍｓから３０ｍｓのパルス時間並びに０．０５ｍｓから５０ｍｓの順電流の中断を有するパルス電流が使用されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
電解セルの電極として、溶融する、あるいは溶融しない陽極が用いられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の方法を実施するための、通過設備内で平坦な構成部品を電解処理する装置であって、前記構成部品が水平または垂直の方向付けで電解セル（２、３）の電極間で移送され、構成部品は表面に電気的に導通するように電解処理すべき層を、表面の、全面に、あるいは限定的な構造部分に有し、、前記層に電解金属化すべき、あるいは充填すべき透孔および／または袋孔が設けられている、前記装置において、
電解セルの陽極／陰極間隔が１００ｍｍよりも大きくされていて、かつ、１つまたは複数の電解セルに浴電流を供給するための少なくとも１つの単極または双極のパルス電流源を有する、
ことを特徴とする通過設備内で平坦な構成部品を電解処理する装置。
【請求項９】
処理材料の表面に対する垂直に対して１０°から４５°の電解質流出角度（１８）を有する、電解セル内の電解質スプレイ管（１６、１７）を有する、ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
順電流Ｉｖのための時間が０．５ｍｓから２００ｍｓの間で調節でき、
逆電流Ｉｒのための時間が０．０５ｍｓから３０ｍｓの間で調節でき、
逆電流の振幅に対する順電流の振幅の比Ｉｖ：Ｉｒが１：０．１〜１５に調節でき
順電流Ｉｖの中断時間が０．０５ｍｓから５０ｍｓの間で調節できる、少なくとも１つの双極パルス電流源を有する、
ことを特徴とする請求項８または９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
双極のパルス電流源の時間に相当するパルス時間で電解質に給電するための、少なくとも１つの単極のパルス電流源を有する、
ことを特徴とする請求項８または９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構成部品の水平または垂直の移送を有する通過設備内で平坦な構成部品、特に導体プレートと導体箔を電気メッキし、かつ電解腐食する方法および装置に関する。以下において、構成部品は処理材料とも称する。構成部品の表面の全面も、たとえば、約１０μｍの細い幅を有する極めて細かい導体線を有する構造化された面も、処理される。これら全面の、あるいは構造化された導体プレート内には、大体において透孔および／または袋孔がある。電気メッキする場合に、これらの孔の壁も処理される。電解的に析出すべき金属、導体プレートの場合には大体においては銅、がこの孔の内部へ導入されなければならない。袋孔の場合には、袋孔が金属で完全に充填されなければならないことが、生じることも多くなっている。これは、袋孔充填または簡単に充填と称される。
【背景技術】
【０００２】
この種の電解処理のための設備内で、処理材料が水平または垂直に方向付けされて、電解質で満たされた電解セルを通して移送される。処理材料に対して同一に方向付けされて、電解セル内の片側または両側に処理材料に対して面平行に対向する電極が配置されている。それらは処理材料の電気的に導通する表面に対して相手側電極を形成する。相手側電極として、電解質内に溶ける電極も溶けない電極も存在する。本発明は、電解金属化にも、電解腐食にも関する。処理材料を金属化する場合には、相手側電極が陽極を形成し、処理材料が陰極である。電解腐食の場合には、電極は逆の極性になる。説明を簡単にするために、以下においては本発明を電気メッキのみを用いて説明する。本発明は、直流電流源の適用にも、電解浴電流源としての単極のパルス電流源あるいは双極のパルス電流源にも適している。単極のパルス電流源の場合には、浴電流がサイクリックに中断される。電流平均値は、電流間隙に従って、電流のピーク値よりも小さくなる。
【０００３】
双極のパルス電流の場合には、浴電流がサイクリックに極反転される。この時に、電気メッキではなく、電解腐食される。金属化を行うことができるようにするために、電気メッキ電流量、すなわち電流かける時間は、腐食電流量よりも大きくなければならない。簡単に言うと、浴電流が支配的でなければならず、すなわち電気メッキすべき構成部品は、陽極に対して圧倒的に陰極の極性を持たなければならない。以下において、極性を記載する場合には、優勢の極性であるものとする。
【０００４】
ある処理材料においては、表面は全面的に電気的に導通化される。。また、他の処理材料においては、表面において、たとえば導体ラインのような構造のみ部分的に電気メッキされる。処理すべきでない領域は、電気的に絶縁性のレジストによって覆われる。全面的に導通化する場合には、処理材料のエッジは、そこに生じる界線集中の結果、内側の面よりも強く処理される。ある構造のみ部分的に導通化する場合、内部においてもエッジ部がよく電気メッキされる。
【０００５】
通過設備内の電解処理の際に発生する、エッジ効果ないし尖端効果を減少させるために、種々の措置が知られている。それらは大体において、２０ｍｍから７５ｍｍの陽極／陰極間隔を有する、実際に存在する通過電気メッキ設備に比較して小さい、あるいは極めて小さい陽極／陰極間隔の使用に基づいている。従来技術（たとえば、特許文献１を参照）において提案されている装置は、電気メッキするために、構造寸法の３０倍よりも小さい、電極の間隔を使用している。それによって、構造のエッジに作用する尖端効果が減少される。孔および袋孔の電気メッキについては、この公報では取り上げられていない。他の従来技術（たとえば、特許文献２を参照）は、さらに小さい陽極／陰極間隔を記述している。ここでは、電気的に絶縁するレジストが、構造電気メッキの際に間隔ホルダとして用いられる。この方法が孔および袋孔電気メッキに及ぼす作用については、取り上げられていない。２つの装置において、陽極ドラムによって与えられる、陰極面に比較して小さい陽極面も、欠点であることが明らかにされている。この欠点を、さらに他の従来技術（たとえば、特許文献３を参照）に記載された発明が、回避している。極めて小さい陽極／陰極間隔において、処理材料の表面が電解処理される。間隔ホルダとして、極めて薄い、イオンを透過する絶縁材料が用いられる。これが、表面の構造の精密な電気メッキを可能にしている。
【０００６】
全体として従来技術からは、構成部品の精密な電解処理のためには、小さい、あるいは極めて小さい陽極／陰極間隔が必要であることが、明らかにされている。もちろん、これらの小さい間隔において、透孔と袋孔の電気メッキへの影響については、記載されていない。従来技術においては、特殊な設備技術的コストが増加するという欠点もある。
【０００７】
【特許文献１】ドイツ特許公報ＤＥ４４１７５５１Ｃ２
【特許文献２】ドイツ特許公報ＤＥ４４１７５５０Ｃ１
【特許文献３】ドイツ特許公報ＤＥ１００４３８１４Ｃ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、全表面を、あるいは部分的な構造の表面を正確に電解処理することであって、そこには、特に透孔と袋孔、および、その充填有無の場合も含まれるが、その場合に設備技術的コストが、既知の通過設備に比較して著しく高くなってはならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、特許請求項１から７に示す方法および特許請求項８から１１に示す装置によって解決される。
【００１０】
実験において驚くべきことに、同時に双極のパルス電流が使用される場合には、陽極／陰極間隔が大きい、あるいは極めて大きい場合でも、非常に均一な電解処理が行われることが、明らかにされた。この場合には、２０ｍｍから７５ｍｍの陽極／陰極間隔で導体プレートを処理するための既知の通過設備におけるのとほぼ同じ大きさの平均電流密度を使用することができる。双極のパルス電流と大きい陽極／陰極間隔によって、極めて良好な孔電気メッキも達成される。これは、透孔にも袋孔にも言える。袋孔の充填も、同時に袋孔にスプレイ管から電解質が流れ着く場合に、極めて大きい陽極／電極間隔と双極のパルス電流供給を有する本発明に基づく電解セル内で、驚くほど良好に行われる。電解質が処理材料に向かって流れる、流れ着き角度は、垂直から１０°から４５°だけ変位した角度を持たなければならない。
【００１１】
大きな陽極／陰極間隔は、電解セルの構造において極めて好ましいことが明らかにされている。移送方向に狭く、その代わりに極めて高く寸法決めすることができる、スプレイ管を配置するために、大きい構造空間が提供される。本発明の主旨において、大きい陽極／陰極間隔は、少なくとも１００ｍｍであり、極めて大きい陽極／陰極間隔は５００ｍｍである。
【００１２】
パルス電流源の調節すべきパラメータは、処理材料が課する要請とそれぞれ使用される電解質の特性に合わせられる。それによって、調節すべきパルス時間とサイクリックに繰り返されるパルス周期の広い領域が得られる。これは、実際においては、順電流（電気メッキ）において０．５ｍｓから２００ｍｓの領域、好ましくは４ｍｓから１００ｍｓの領域にある。逆電流（電解腐食）は、０．０５ｍｓから３０ｍｓ、好ましくは１ｍｓから１０ｍｓの領域にある。付加的に、実際において、所定の適用場合において、順電流は、たとえば短時間の過電流を回避するために、サイクリックに中断される。中断時間は、逆電流のために使用される時間の領域内にある。中断は、５０ｍｓまでとすることができる。本発明にも使用可能な単極のパルス電流におけるサイクリックな電流中断も、この時間領域内にある。この場合において、１Ａ／ｄｍ2から１５Ａ／ｄｍ2の瞬間の電流密度において、１０Ａ／ｄｍ2またはそれより小さい平均の電流密度が調節される。
【００１３】
順電流Ｉｖと逆電流Ｉｒの振幅は、所定の比にある。この比は、Ｉｖ：Ｉｒ＝１：０．１から１：１５の領域にある。好ましくは１：４である。これらすべてのパラメータは、市場で一般に提供可能なパルス整流器において調節可能である。調節されたパルス像が、サイクリックに繰り返される。実験によって、それぞれの製品のために最適なパラメータセットが求められる。大きい、あるいは極めて大きい陽極／陰極間隔を有する電解セルを使用して、ミクロ袋孔を有する処理材料を充填する場合に、パルス電流が特に効果的であることが明らかにされた。極めて大きいと言うのは、たとえば５００ｍｍの陽極／陰極間隔である。１００ｍｍから１５０ｍｍの間隔ですでに、袋孔を充填するために効果的であることが明らかにされている。
【００１４】
それぞれの処理材料のために調節すべき瞬間的な電流密度は、実際において、双極のパルス電流では順電流について１Ａ／ｄｍ2から２０Ａ／ｄｍ2、好ましくは３Ａ／ｄｍ2から１０Ａ／ｄｍ2である。逆電流のための電流密度は、４Ａ／ｄｍ2から４０Ａ／ｄｍ2、好ましくは８Ａ／ｄｍ2から２５Ａ／ｄｍ2である。これが、１５Ａ／ｄｍ2あるいはそれより小さい、優先される平均の電流密度をもたらす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
処理材料１が、回転する上方と下方の移送ドラム８、９および接触ドラム１０、１１によって上方と下方の電解質セル２、３を通して移送される。接触ドラムによって、浴電流が処理材料へ供給される。処理材料への他の電流供給、たとえば、設備を通して移送すべき処理材料の上方と下方を把持して接触させる、クリップも使用することができる。処理材料上で側方に転動する、接触ホィールも、この発明のために使用することができる。方向矢印１９が、移送方向を示している。
【００１７】
電解セルは、電解質６で満たされており、液面７は上方の陽極４の上にある。上方の陽極４は、陽極接続１２によって少なくとも１つの図示されていない整流器と接続されている。好ましくは、パルス整流器が使用される。しかしまた、直流整流器も使用することができる。電気メッキの際に、整流器の圧倒的に負の極が陰極接続１４、１５を介して接触ドラム１０、１１と電気的に接続されている。上方の陽極４は、処理材料と共に上方の電解セル２を形成し、下方の陽極５が下方の電解セル３を形成する。陽極として、電解質内に溶ける陽極も溶けない陽極も使用することができる。これらの電解セル２、３内において、処理材料１と陽極との間に移送方向に対して横方向に上方と下方のスプレイ管１６、１７が配置されている。このスプレイ管を通して電解質が、図示されていないポンプとフィルタによって電解セル２、３を通して循環して給送される。電解質は、好ましくは孔を処理する際に、特に袋孔を充填する際に、所定の電解質流出角度１８で流出する。この角度１８は、処理材料に対する垂直に対して１０°から４５°である。この場合に、孔内で特に強力な物質交換が行われる。これは、高い電流密度を使用するための前提である。順電流について高い電流密度とういのは、たとえば１２Ａ／ｄｍ2である。たとえば０．１ｍｍの直径と０．１ｍｍより大きい深さで、孔と袋孔が非常に小さい場合には、たとえば６Ａ／ｄｍ2を有する、より小さい平均電流密度で電気メッキすることが好ましい。
【００１８】
双方向矢印２０が、上方の陽極／陰極間隔を示している。双方向矢印２１が、下方の陽極／陰極間隔を示している。通常、通過設備内で２つの間隔は、同じ大きさに選択される。実際においては、上面と下面に異なる構造と孔を有する処理材料が存在し、あるいは異なる厚みの層が構築される。これがずっとそうである場合には、陽極／陰極間隔を要請に適合させることができ、すなわち異なる大きさに選択することができる。この場合には、電解質の水準７を低く抑えるために、上方の陽極／陰極間隔を小さく選択すると、効果的である。電解質を余り高くまで溜める必要はなく、それが構造的により簡単な設備をもたらす。処理材料は、それに応じた位置で通過設備を通して移送される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に基づく通過設備の一部を概略的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    処理材料（構成部品）
２    電解セル（上）
３    電解セル（下）
４    電極（陽極、上）
５    電極（陽極、下）
６    電解質
７    液面
８    移送ドラム（上）
９    移送ドラム（下）
１０    接触ドラム（上）
１１    接触ドラム（下）
１２    陽極接続（上）
１３    陽極接続（下）
１４    陰極接続（上）
１５    陰極接続（下）
１６    スプレイ管（上）
１７    スプレイ管（下）
１８    電解質流出角度
１９    移送方向矢印
２０    陽極／陰極間隔（上）
２１    陽極／陰極間隔（下）
【図１】
2006214006.tif 000003