(57)【要約】  本発明は、材料が対向する縁部で右側及び左側のコンタクト（３‘，３“）によって電気的に接触接続された状態で連続設備又は浸漬浴設備内の基体を電気化学的に処理することに関する。従来技術では、搬送方向に対して横方向で見て、材料の中央領域に最小値を有する異なる強度の処理が行われる。材料に完全に均一な電気めっきを施すために、本発明によれば、搬送方向に対して横方向で見て、個々のアノード（７‘，７“）及び整流器（６‘，６“）を備えた２つの、好ましくは同じ大きさの電解槽（８‘，８“）が、右側及び左側の要素として配置される。右側の槽（８‘）にはカソード側で左側のコンタクト（３“）を介して電気めっき電流が供給され、左側の槽（８“）には相応に右側のコンタクト（３‘）を介して電気めっき電流が供給される。それぞれの側で時間的に交互に作用する両槽（８‘，８“）における電流が異なる大きさに設定されていることにより、材料（１）の処理は、両側の整流器（６‘，６“）の電流強度を制御し又は調整するだけで、極めて正確に、すなわち一様に調節されることができる。
2012527525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に基体、例えばプリント回路基板、導体フォイル、金属化プラスチック・フォイル、金属フォイル又は金属化ガラス板を電気めっきし又はエッチングするための、電解槽（８）を備えた連続設備、浸漬浴設備、又はロール・トゥ・ロール型ベルト設備において材料（１）を電気化学的に処理する方法であって、
該電解槽（８）が、該材料（１）の電気的接触接続（３）を伴う状態で、可溶性又は不溶性の電極（７）と、対向電極（９）としての処理されるべき該材料の表面とによって形成されており、該電気的接触接続が、該材料を横切って見て、該材料の対向して位置する縁部で、右側及び左側又はすべての側のコンタクト（３‘，３“）によって行われる方法において、
搬送方向に対して横方向に、もしくは該材料を横切って見て、右側及び左側の電極（７‘，７“）を備えた右側及び左側の槽としてのそれぞれ少なくとも２つの電解槽（８‘，８“）と、給電対としての少なくとも１つの調節可能な右側の整流器（６‘）及び少なくとも１つの調節可能な左側の整流器（６“）とが形成され、該右側の電解槽（８‘）に、左側のコンタクト（３“）を介して処理電流が供給され、該左側の電解槽（８“）に、右側のコンタクト（３‘）を介して処理電流が供給されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記右側及び左側の電解槽（８‘，８“）に、異なる大きさの処理電流が、前記整流器（６‘，６“）によって、それぞれ同じ又はほぼ同じ時間（ｔ１，ｔ２）にわたって左右交互に供給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】
搬送方向に対して横方向で見て材料の中央又は他の領域に強度の最大値を有する一時的な電気化学的処理が、搬送方向に対して横方向で見て材料の中央又は他の領域に強度の最小値を有する一時的な電気化学的処理で、合計すると搬送方向に対して横方向で見て均一の処理が行われるように相殺されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
材料（１）の搬送方向に対して横方向に配置された連続的な電極、又は電気的に互いに接続された右側及び左側の電極（７‘，７“）によって、該材料の中央に最小値を有する電気化学処理が行われることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
搬送路に沿って見て１つの電極位置の後又は複数の電極位置の後でも、該交互の電気化学処理が、１つの電極位置（ＡＰ）における右側及び左側の電解槽（８‘，８“）内における異なる電流強度で行わ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】
浸漬浴では、上側と下側との対としてのさらに１つの給電対が、処理電流を材料に供給し、本発明による処理が、右側及び左側の給電対に関して記載されていることと同様に行わ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】
請求項１から６のいずれか１項に記載の方法を利用して、基体、例えばプリント回路基板、導体フォイル、金属化プラスチック・フォイル、金属フォイル又は金属化ガラス板を電気めっきし又はエッチングするための、電解槽（８）を備えた連続設備、浸漬浴設備、又はロール・トゥ・ロール型ベルト設備において材料（１）を電気化学的に処理する装置であって、
該電解槽（８）が、該材料（１）の電気的接触接続（３）を伴う状態で、可溶性又は不溶性の電極（７）と、対向電極（９）としての処理されるべき該材料の表面とによって形成されており、該電気的接触接続が、該材料を横切って見て、該材料の対向して位置する縁部で、右側及び左側又はすべての側のコンタクト（３‘，３“）によって行われる装置において、
搬送方向に対して横方向に、給電対として２つの電極（７）が、右側及び左側の電極（７‘，７“）として配置されており、該電極は互いに電気的に絶縁されていて、少なくとも１つの右側の調節可能な整流器（６‘）及び少なくとも１つの左側の調節可能な整流器（６“）によって該電極に処理電流が供給され、電気めっき時には、右側の電気めっき電流源（６‘）の正極が右側のアノード（７‘）に、そして右側の電気めっき電流源（６‘）の負極が、該材料（１）の隔たった左側の端部に、少なくとも１つのそこに位置するコンタクト（３“）を介して電気的に接続されており、左側の電気めっき電流源（６“）の正極が左側のアノード（７“）に、そして左側の電気めっき電流源（６“）の負極が、該材料（１）の隔たった右側の端部に、少なくとも１つのそこに位置するコンタクト（３‘）を介して電気的に接続されており、電気化学的なエッチング時には、該整流器（６）と該電極（７）とが逆の極性で接続されていることを特徴とする、材料を電気化学的に処理する装置。
【請求項８】
連続設備内には、搬送方向で見て相前後して、右側及び左側の電極（７‘，７“）並びに搬送方向に対して横方向で見て連続的な電極を備えた、１つのみの電極位置が配置され又は複数の電極位置が交互に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
スイッチ手段（１３）が直列抵抗を有し又は有さない状態で設けられており、該スイッチ手段によって、必要に応じて、該右側及び左側の電極（７‘，７“）が電気的に互いに接続可能であることを特徴とする、請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
浸漬浴設備では、第２の給電対が処理電流を該材料に供給し、該第２の給電対の、該材料に対向する給電点が、他方の給電対の給電点に対してほぼ９０°を成して配置されていることを特徴とする、請求項７から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、一様な材料上の導電性ベース層を電気化学的に処理することに関する。好ましくは、これは板状又は帯状の基体に関する。本発明は、連続設備又は浸漬浴内でプリント回路基板及び導体フォイル又は他の板を電気めっきし又はエッチングするのに適している。さらに、本発明は、ロール・トゥ・ロール型の設備内の金属又は金属化プラスチック・フォイルから成る帯状体にも用いられる。この場合、最初の金属化ベース層が薄く又は極めて薄く、ひいては高オームであっても、できる限り大きい電流密度を使用しながら、材料の大面積表面全体に、均一な厚さの金属層を析出させるようになっている。電気めっきは、平らな材料の一方の表面側だけ、又は両方の表面側に施すことができる。すべての事例において、材料はシート及び板としての断片又はロール・トゥ・ロール型のエンドレス材料であってよい。このために、すでに有効な技術手段がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明の課題は、処理されるべき材料に設備を構造的に適合させることなく、搬送方向に対して横方向にこの材料に均一な電気化学的な処理を施し、また浸漬浴の場合には、すべての側で均一な処理を施すように、電気化学プロセスを制御することである。特に、縁部から電流を供給するときに、材料の中央領域が、電気めっき時には層厚の谷を有することがなく、又はエッチング時には層厚の山を有することがないようにするべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この課題は、請求項１に記載の方法及び請求項７に記載の装置によって解決される。従属請求項には、本発明の有利な実施例が記載されている。
【０００４】
連続設備、及び材料をロール・トゥ・ロール式に製造する装置は、設備技術的なフレキシビリティが低いため、大量生産品を製造するために使用されるのが好ましい。これらの製品はたいてい、例えばＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）、ＲＦＩＤ（無線ＩＣタグ）、ＭＰ３プレイヤー、メモリースティック、携帯電話機、及びＰＣ用構造群などのための小型のプリント回路基板又は導体フォイルである。これらの製品は、大きな１つの単位として配置される。この１つの単位を本明細書ではプリント回路基板又は全般的に材料と呼ぶ。電子装置の小型化がますます進むことにより、技術的に要求の高い精密導体技術が必要となる。このような技術を本発明は、このために必要な薄い材料ベース層を一様に電気めっきすることによって支援する。
【０００５】
本発明に従って処理されるべき材料は、グローバル・プレート、プリント回路基板又は導体フォイルである。これらは実地ではますます大型化している。これらは、小さな物品のための利用可能な領域と、コンタクト軌道が位置する利用不能な縁部領域とを有している。利用領域は、板もしくは面積が極めて大きくても、極めて良好な層厚分布を有するように電気化学的に処理されるべきである。
【０００６】
連続設備の搬送路に沿って配置された多数のコンタクト・ローラ又はコンタクト・ホイール（同時に搬送ローラ又は搬送ホイールであってもよい）のそれぞれには、両側の縁部領域に、それぞれ１つの回転電気コンタクトが位置している。両側には、搬送・接触接続機能のあるクランプ・コンタクト又はスライド・コンタクトが配置されてもよい。
【０００７】
両方のコンタクト軌道もしくはコンタクト領域を介して縁部で、材料に電気めっきに必要なカソード電流が供給される。材料の中央に層厚の谷が形成されるのを回避するための本発明による手段は、搬送方向に対して横方向に、２つの部分に分割されて互いに電気的に絶縁されたアノードと、これらのアノードにそれぞれ対応配置された電解槽とを有している。これらの電解槽には、電流を個々に調節可能な少なくとも１つずつの整流器によって、電気めっき電流が供給される。
【０００８】
以下、搬送方向に対して横方向に分割されたアノード又は電極及び所属の電解槽、並びに材料の縁部に設けられたコンタクト及び整流器を、「右側」及び「左側」が付け加えられた形で呼ぶことにする。材料の縁部領域内の、右側のアノードの下側及び右側の電解槽には、相応に、右側の電気コンタクト又は右側の複数のコンタクトが位置している。左側のアノードの下側及び左側の電解槽には、相応に、左側の電気コンタクト又は左側の複数のコンタクトが位置している。右側のアノードには少なくとも１つの右側の整流器によって処理電流が供給される。整流器は、右側のアノード及びその下に位置する材料の右半部と一緒に右側の電解槽を形成する。左側のアノードには少なくとも１つの左側の整流器によって処理電流が供給される。整流器は、左側のアノード及びその下に位置する材料の左半部と一緒に左側の電解槽を形成する。材料の表面は、それぞれ、電気めっき時にはカソード対向電極を形成し、エッチング時にはアノード対向電極を形成する。
【０００９】
場合によっては、その場所で鏡像的に配置された電解槽を有する材料の下側にも同じことが当てはまる。その場所でも分割されたアノード又は電極と、電気めっきされるべき、カソード又は対向電極としての両方の半分の材料表面とは、同様に右側及び左側の電解槽を形成する。これら電解槽には、それぞれ、少なくとも１つの整流器によって処理電流が供給される。
【００１０】
本発明によれば、右側の整流器の電気的な電気めっき電流回路は、右側のアノード及び右側の電解槽並びに右側のカソード材料半部を介して、その場所から左側の材料半部のベース層を通って左側の電気コンタクトを介して閉じられる。相応に、左側の整流器の電気的な電気めっき電流回路は、左側のアノード及び左側の電解槽並びに左側のカソード材料半部を介して、その場所から右側の材料半部のベース層を通って右側の電気コンタクトを介して閉じられる。
【００１１】
従って、ベース層が位置する左側の材料半部は、右側の電解槽のカソード電気めっき電流のための電気導体として役立つ。ベース層が位置する右側の材料半部は、相応に、左側の電解槽のカソード電気めっき電流のための電気導体として役立つ。それぞれ所属の電解槽から隔たった材料の両縁部に設けられた、これら縁部に電気めっき電流を供給するコンタクト手段の間隔が極めて大きいので、両縁部は、有利な副次的効果を有し、従来技術に基づく電解槽と比較して、低い強度で金属化される。
【００１２】
１つの設備位置又はアノード位置の領域内の材料の一方の側に設けられた整流器は、１つの設備位置又はアノード位置の他方の側に設けられた整流器と一緒に整流器対を形成する。各アノードには、少なくとも１つの整流器、又は相応に小さな寸法の複数の整流器が対応配置されていなければならない。これら浴電流源は、例えばそれぞれの側のそれぞれの個別のカソード・コンタクトにも対応配置されることができる。特に搬送方向で見て長い、例えば６１０ｍｍの材料の場合、このような方向ではわずかなコンタクトしか必要でない。このような事例では、各コンタクトに１つの個々の整流器を対応配置することができ、これによりコンタクト電流、及びその上位のアノード電流が調節可能である。この場合、１つのアノードに対応するすべての整流器は、導電性カソード材料を介して並列接続されている。下記説明及び図面を簡単にするために、各電解槽には１つのみの整流器が対応配置されていることを前提とする。
【００１３】
本発明を説明するために、先ず２つの極端な事例を考察したい。第１の極端な事例は、その都度両整流器のうちの一方だけが時間ｔにわたってスイッチオンされている場合に成り立つ。連続設備に沿って、通常は複数のアノード位置で、一方の側の整流器のスイッチオンが、好ましくは材料の他方の側の整流器と交互に行われる。一方の側の整流器のスイッチオン時間ｔ１と、他方の側の整流器のスイッチオン時間ｔ２とが同じ大きさであることが好ましい。
【００１４】
第２の極端な事例は、１つ以上のアノード位置で１つの整流器対の整流器が同じ大きさの電流強度で同時にスイッチオンされる場合に成り立つ。
【００１５】
第１の極端な事例では、先ず左側の整流器を時間ｔにわたってスイッチオフする。右側の整流器は右側の電解槽に給電する。これにより、材料の左側ベース層を通して、電気めっき電流が右側の槽に供給される。このような槽に関しては、このことは、ベース層内への電流供給が材料中央で行われることを意味する。次いで、このような右側の槽内では、ベース層における電圧降下が中央から右側の端部に向かって増大する。従って、局所的に作用する槽電圧並びに局所的な電流密度が右側端部に向かって減少する。このことは右側の材料半部に傾斜平面が形成されることを意味する。縁部の材料が電気的に接触接続され、しかもこれが右側の電解槽に位置するのではない縁部で行われるにもかかわらず、析出層の山は、搬送方向に対して横方向に見て、材料の中央に位置する。同じ状況が続いて左側の電解槽にも当てはまる。このことは、左側の材料半部に傾斜平面を生じさせる。山は再び材料の中央に位置する。
【００１６】
２つの材料半部における電気めっきの析出は、このような例では相前後して搬送方向に対して横方向に正確に対称的に行われる。電流が交差して供給される際に通った縁部で、谷が発生する。これに対して、従来技術によれば、傾斜平面の山は常に縁部に発生する。第２の極端な事例において、同時に右側及び左側の整流器が、同じ大きさの電流でスイッチオンされると、電流及び電圧降下の完全な対称性が成り立つ。両縁部から、正確に同じ大きさの電流が材料に流れる。このような場合には、ベース層内それぞれの電気導体、又はその場所に発生する対称的な電圧降下は、析出層の谷が正確に材料の中央に発生するように作用する。
【００１７】
本発明により制御可能な材料の電気化学的な処理は、これら両方の極端な事例の範囲内で行われる。右側及び左側の電気めっき電流を交互に且つ異なる大きさで制御し又は調整することにより、層厚分布を極めて正確に調節、すなわち一様化することができる。右側及び左側に交互に大きさの異なる電気めっき電流の差によって、材料の中央領域は、そこにはコンタクトが位置していないにもかかわらず、一様に、又はそればかりか隆起状に電気めっきすることができる。
【００１８】
従って、異なるパラメータに合わせて設備を改造することなく、電気めっきされるべき製品は、特に、異なった薄さのベース層、搬送速度、電気めっきされるべき層の厚さ、及び中央の電流密度の大きさに対して、整流器を用いて制御技術的に対処することができる。搬送方向で見た材料の寸法は、最小長さは別として、任意に長くてよい。搬送方向に対して横方向で見て、材料の寸法が異なっている場合には、相応に適合されたコンタクト手段を使用することができる。コンタクト手段には、軌道間の間隔を調節できるように配置されたコンタクトを使用することもできる。
【００１９】
連続設備内で電気めっきを行う場合、元のベース層の層厚が連続的に増大する。これとともに導電性も増大する。このことは場合によっては適合作業、すなわち本発明による手段を連続設備に沿って低減することを必要とする。エッチングの場合には、逆のことが当てはまる。このような処理の経過中、薄いベース層は、より高いオームになる。このことは特に、エッチングの終わり近くに、本発明による手段を必要とする。エッチング過程では、少なくとも材料の上面で、周知のパドル作用に注意しなければならない。このような作用により、材料の中央領域は、縁部領域よりもエッチング量が少なくなる。このことに関して、本発明は、化学的エッチング及び電気化学的エッチングの組み合わせが適用されるときに特に有利であることが判っている。このことは連続装置において同時に又は相前後して行われることができる。これにより、材料の表面全体にわたって均一なエッチングが達成される。
【００２０】
使用されるいくつかの電解質は、ベース層もしくはスタート層に対してエッチング特性を有している。特に薄いベース層、例えばスパッタリング層の場合には、この層を保護するために、縁部の両側で同じ大きさの電流でフラッシュ電気めっきを始めることができる。短時間、例えば２０秒間のこのような保護処理後に、材料の電気めっきを、本発明による方法で進めることができる。
【００２１】
電気めっきを例にとって本発明を説明する。電気化学的エッチングの場合には、電極及び整流器の記載の極性が逆になる。
【００２２】
右側と、材料を横切って対向する左側との駆動手段を、以下、給電対と呼ぶ。浸漬浴内では、連続設備と同様に、本発明による給電対が配置されていてよい。浸漬浴の場合、第２の給電対が使用され、この第２の給電対の、材料を横切って延びる軸が第１の給電対の軸に対して９０°だけずらされていることが好ましい。
【００２３】
浸漬浴内の材料の本発明による電気化学的な処理は、このような材料が、大判の板、例えばフラット・パネル・ディスプレイ、又は製造ロットが大きい好ましくは同一寸法のフォイルである場合に、特に適している。
【００２４】
材料の互いに対向する縁部における２つの側の接触接続は、連続装置において記載された状態に対応する。相応に、個々の整流器を有する搬送路の中央で分割されたアノードを使用することができる。４つすべての縁部で電気的に接触接続できる場合には、それぞれ個々の整流器を有する４つのアノードを使用することも有利である。これにより、ベース層として形成された例えば極めて薄いスパッタ板を備えた極めて大きな板も、表面全体にわたって、極めて均一な層厚分布を有するように、浸漬浴内で電気めっきされることもできる。分割されたアノードが材料上に直接に析出形成されるのを回避するために、材料の平面内で生じる物品運動を適用することができる。両方の給電事例において、析出層の一様化は、連続設備の例で詳細に記載したように、整流器の電流制御によって行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明による構造群又は構成要素の基本的な配置を、連続設備の断面で示す図である。
【図２】図２は、本発明による、より多くの構造群又は構成要素の基本的な配置を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明による配置の電気的な等価回路図である。
【図４】図４は、電解槽の抵抗モデルで割り出された測定結果、及び硫酸を基剤とする銅浴の槽電圧／電流密度特性線を示す図である。
【図５】図５は、電解槽内で大きい電気めっき電流を交互に供給したときの、材料上の電解析出層の輪郭、もしくは層厚分布を、搬送方向に対して横方向で見た状態で示す単純化された図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、原寸に比例していない概略的な図１〜５によって本発明を説明する。
図１には、電解処理されるべき平らな材料１が、回転駆動されるコンタクト手段２間に位置している。上面及び下面に電気めっきを施すことができる。材料１、例えば板は、搬送路に沿って、その場所に配置された電解槽を通るように搬送される。搬送は、ここでは垂直に図の平面内に入る方向で行われる。ここではローラとして示されているコンタクト手段２は、同時に材料のための搬送手段であり得る。コンタクト手段２は、コンタクト・ホイールなどを備えた回転軸であってもよく、また、スライド・コンタクトを備えた回転しない軸であってもよい。搬送路の両側では、コンタクト手段２上に、それぞれ少なくとも部分的に金属から成る、例えばディスク、リング、セグメント状ディスク、ホイール又はブラシとしての導電性コンタクト３が配置されている。本発明による配置は、搬送方向に対して横方向に、好ましくは対称的に右側Ｒと左側Ｌとに分割されている。本発明のこのような記述では、右側もしくは右側に配置された構成要素の符号は、シングル・クォーテーションマーク、例えば３‘で示され、左側に配置された構成要素はダブル・クォーテーションマーク、例えば３“で示される。
【００２７】
コンタクト手段２上の両コンタクト３‘及び３“の軸方向間隔は、搬送方向に対して横方向の、製造されるべき材料１の幅を規定する。利用領域は、材料の右側及び左側の縁部のコンタクト軌道幅の分だけ小さくなる。連続設備の図示されていない作業容器内及び電解質１４内に位置するコンタクト３‘及び３“への電気めっき電流の供給は、導電性の軸端部４‘，４“を介して行われる。回転駆動されるコンタクト手段２への、ひいては軸端部への電流の伝送のためには、電解質の外側に配置されたスライド・コンタクト５‘，５“又は回転コンタクトが役立つ。回転コンタクトが密閉された状態で構成されることができることは有利である。スライド・コンタクト又は回転コンタクトは電気導体によって、電気めっき電流源６‘，６“の負極に接続されている。電気めっき電流源の正極は可溶性又は不溶性のアノード７‘，７“に接続されている。本発明によれば、搬送方向に対して横方向に２つのアノード７‘及び７“が位置している。これらアノードが、それぞれ、搬送路の中央まで延びていることは有利である。搬送方向において、これらの個々のアノード７‘，７“は、例えば１メートル又はそれを上回る長さにわたって延びていてよい。各コンタクト３‘，３“毎に個々の整流器が設けられている場合には、これらアノードは連続設備の全長にわたって延びていてもよい。特に、設備が搬送方向において短い場合には、各側にただ１つの整流器を設けることで十分な場合もある。アノードの広がり及び整流器の数は構造的な視点によって規定される。整流器もしくは電気めっき電流源６‘，６“は、直流源であっても、単極性又は両極性パルス電流源であってもよい。この記述では、極性が示された両極性パルス電流源とは、優勢に作用する極性を意味する。
【００２８】
アノード７‘，７“又は電極は、材料１の対応カソード表面と一緒に、電解槽８‘，８“を形成している。このような表面は、電気めっきされるべきカソード・ベース層９又は対向電極であり、これは通常、材料１の上面及び下面に位置している。これに相応して、搬送路の上側及び下側にも、電解槽８‘，８“が位置していなければならない。これらの電解槽は図１に示されており、これにより鏡像的な配置が生じる。以下、本発明は上側の電気めっきだけを例にとって説明する。電気めっき又は電気化学的エッチングを施したいベース層９がそこにも存在するならば、材料１の下側にもこれらの記述が同様に当てはまる。本発明は、大面積及びスルーホールの電解強化にも適している。
【００２９】
右側の電気めっき電流源６‘によって発生させられた、右側の電解槽８‘の電気めっき電流は、左側のスライド・コンタクト５“、左側の軸端部４“、左側のコンタクト３“を介して、材料のベース層９の左半部を通って右側の電解槽８‘に達する。これにより、左側の電気めっき電流源６‘‘がスイッチオフされていると、右側の電解槽８‘は左側、すなわち搬送路の中央から電気めっき電流を供給される。このことは、右側のベース層９内の電圧降下により、搬送方向に対して横方向の最大値を材料中央に有する所定の層厚輪郭が生じることを意味する。最小値は、材料１の右縁部の、その場所のコンタクト軌道の近くに発生する。左に位置するベース層９内で発生した電圧降下は、左側の電気めっき電流源６‘‘がスイッチオフされていると、右側の電解槽８‘、及びその場所で発生するベース層９内の電圧降下には影響を及ぼさない。しかしながらベース層９の左半部は、右側の電解槽８‘に流れる電気めっき電流のための電気導体として作用する。このような圧力降下分だけ、好ましくは電流調整された右側の電気めっき電流源６‘のターミナル電圧だけをより大きく、例えば０．６ボルトだけ大きく設定する。このような圧力降下は左側の電解槽８“内で槽電圧として作用する。槽電圧が小さいので、材料の表面上の金属析出はこのような領域では生じない。
【００３０】
続いて、右側の電気めっき電流源６‘がスイッチオフされていて、好ましくはこれとともに同じ時間で左側の電気めっき電流源６‘‘がスイッチオンされていると、左側の材料半部が上述のように電気めっきされる。この場合にも、材料中央に最大析出量が発生する。最小値は左縁部に発生する。
【００３１】
両半部のこのような連続的な電気めっきの場合、合計して見ると、再び望ましくない不均一な析出が発生する。このような不均一性は、従来技術による両縁部からの電気めっき電流供給の場合よりもすでに多少小さい。不均一性があるとはいえ、本発明による配置の場合、コンタクトがそこに位置していないのにもかかわらず、最大値は材料１の中央に発生するので極めて有利である。このような不均一な層厚分布は、以下に記載する３つの方法で容易に補正することができる。
材料中央に最大値もしくは山を有する層厚の傾斜平面は、連続設備において、搬送方向に配置された、アノードが分割されていない従来技術に基づくさらに別の電解槽によって均等化されることができる。このような電解槽では、材料１の傾斜平面は逆方向に延びる。すなわち山が縁部に発生し、これにより本発明による中央の隆起を相殺することができる。とはいっても、このような均等化は小さな製品範囲のためにしか適していない。その上、搬送路に沿った電解槽の数をその都度の構成に調和させなければならない。しかしながら実際には、電気めっきされるべき材料は種々様々である。例えば極めて薄いベース層に、薄い又は極めて厚い電気めっき層を設けなければならない。また、比較的厚いベース層を、薄い又は極めて厚い電気めっき層で電気めっきしなければならないこともある。このような場合には、種々異なる構造的な補正手段が必要となる。ある事例では、多くを補正しなければならず、また特に、ベース層が厚い場合には補正すべき量は少ない。なぜならば、この場合、傾斜平面の勾配が、ベース層内の電圧降下がわずかなために小さいからである。従って、傾斜平面を補正するためのこのような不変の手段を備えた連続設備は、制限された範囲の材料パラメータしかカバーすることができない。
【００３２】
材料のパラメータに対する本発明による連続設備のフレキシブル性は、搬送方向における補正上限が必要に応じて調節可能であると高められる。このことは本発明に従って、例えば電気的なスイッチ手段１３によって行われる。スイッチ手段１３は、搬送路に沿った連続設備の各アノード位置ＡＰにおける右側及び左側のアノード７‘，７“を、必要に応じて接続することができる。このような場合、搬送方向で見て材料の中央から縁部への、そしてその逆の傾斜平面の輪郭の境界を、装置を改造することなく、スイッチ手段１３を制御することだけで変えることができ、ひいては材料によってもたらされる要求に適合させることができる。１つの連続設備の例えば１２個のアノード位置ＡＰのうち、搬送方向で最後の５つのアノード位置で、右側及び左側のアノードが例えば電解質の外側の保護装置として形成されたスイッチ装置によって、互いに電気的に接続される。このような場合、それぞれ右側及び左側の電気めっき電流源６‘，６“は並列接続されている。なぜならば、導電性材料がカソード・コンタクトも電気的に互いに接続するからである。これにより、傾斜平面の輪郭が延びる方向を各アノード位置で制御することができる。これは実際には段状の制御である。段の作用もしくは減少は、低オームのスイッチ・コンタクト１３の代わりに、スイッチ・コンタクト１３に対して直列に設けられた抵抗によって電気的に接続することによって達成することができる。各アノード位置は１つの処理段である。同じことが、１つの連続設備の最初のアノード位置ＡＰ群に当てはまる。これらのアノード位置は、制御された回路によって、必要に応じて電気的に互いに接続されることができる。
【００３３】
一方では中央に山を有する傾斜平面を達成するための本発明による電気めっき電流供給装置は、層厚補正のために、他方では中央に谷を有する傾斜平面を達成するためにアノードが電気的に接続された状態で使用される供給装置と、搬送路に沿って連続して交互に配置されていてもよい。
【００３４】
スイッチ手段１３によってアノード７‘及び７“を電気的に接続すると、個々の電気めっき電流源６‘，６“は、材料の右側及び左側の縁部に位置するコンタクト３‘，３“を介して、そして材料のベース層９を介して互いに電気的に並列接続される。目標値に応じて電気めっき電流源６‘，６“が電流調整されているため、個々の電気めっき電流源６‘，６“によって、電流は両側で正確に維持される。この場合も、アノード位置毎に少なくとも２つの整流器６‘，６“が設けられていることが有利であることが判っている。これに対して、アノードが従来技術に基づいて分割されておらず、またただ１つの電気めっき電流源が材料の左右に電流を供給する場合、電流は異なる大きさで分布する。その原因は特に、大きさが異なる電気接触抵抗が材料の両側に加えられることである。
【００３５】
しかしながら、本発明は、行われるべき電気めっきに対して任意のパラメータを有し得る材料全体にわたって、一様な層厚分布を制御された状態で達成するために、無段式の極めてフレキシブルな構成も可能にする。このような電気化学処理法の場合、部分槽内では、連続設備内の搬送路に沿って相前後して両方の極端な事例が設定されるのではなく、極端な事例の間の中央値が設定される。材料の搬送方向で見てアノード位置毎に交互に、又はアノード位置の中でもしくは個々の整流器を有する多数のコンタクトの中で交互に、右側及び左側の電気めっき電流源の電流強度が、異なる大きさで設定される。これにより、電解部分槽内で、より大きい電流によってほぼ均一な層を析出することができる。このような電流の差が増大するのに伴って、より大きい電流を導く電解部分層内で、材料中央に山を有する傾斜平面が生じる。続いて、同じ給電対のその場所の電解部分槽内にある材料の他方の側にも同じことが生じる。
【００３６】
逆に、両側もしくは両電解部分槽の電解電流が近似するのに伴って、材料の縁部に山を有する傾斜平面がますます析出される。電解部分槽内、すなわち左側の電解部分槽内及び右側の電解部分槽内の電流が等しいと、層の同じ大きさの山が材料の両縁部に発生する。
【００３７】
本発明によるこのような制御可能性は、合計して見ると、材料を横切る一様な層を生じさせる。このことは、技術的に要求の高い材料を電気めっきする際の目標である。すべての電気めっき電流源は、個々に電流強度を設定できるので、電気めっき又は電気化学処理全体を、すべての所与の材料パラメータに一様な析出のために個々に極めて正確に適合させることができる。
【００３８】
すべての事例において、一様な層厚分布は、右側及び左側の電気めっき電流源６‘，６“の交互に異なる電気めっき電流を制御し又は調整するだけで達成することができる。符号６‘，６“は、それぞれ、１つの整流器、又は相応に小さな寸法の複数の整流器を意味する。これらの小型整流器は、材料及び対応アノードを介して電気的に並列接続されている。
【００３９】
図２は、本発明による配置を平面図で示している。図示されているのはそれぞれ右側及び左側のアノード７‘，７“を備えた５つのアノード位置ＡＰ１〜ＡＰ５である。搬送方向におけるアノードの長さは、構造に応じて１メートル以上までであってもよい。特に短い連続装置の場合には、アノード７‘，７“は設備の全長にわたって延びていてよい。アノード７‘，７“の領域には、図２では、それぞれ１つのみのコンタクト手段２及び１つのみの整流器が示されている。搬送方向で見て特に長いアノードの場合、実際には、相応に数多くのコンタクト手段２がアノード位置毎に配置され、そして１つ以上の整流器が配置されている。搬送方向で見て１つのアノード位置の領域に複数のコンタクト手段２があり、そしてアノード位置の各側毎に１つのみの電気めっき電流源がある場合、コンタクト手段２のコンタクト３‘，３“は、少なくとも材料のベース層及び／又は電気導体を介して各側で電気的に互いに接続されている。コンタクト手段２毎に個々の整流器が対応配置されている限り、整流器６の数を多くすることもできる。このような事例では、大きさの異なる各接触遷移抵抗を、電流調整された整流器によって均等化することができる。
【００４０】
図２に示されているように、回転するコンタクト手段２上に２つのコンタクト３‘，３“が位置している場合には、電流伝送のために、２つのスライド・コンタクト又は回転コンタクト５‘，５“も必要である。構造的な理由及び／又はコスト的な理由から、コンタクト手段２毎に１つのみのコンタクト３‘，３“が配置されてもよい。搬送路に沿って、この場合には右側及び左側のコンタクト３‘，３“が各コンタクト手段２上に交互に分布されている。常に複数のコンタクト手段２が、１つの材料上でセグメントとして転動し、材料に電気的に接触接続しているので、本発明による方法に不都合な影響が及ぼされることはない。コンタクトによって伝送されるべき電流の大きさが２倍になるだけである。
【００４１】
右側のアノードと左側のアノードとの間の境界は斜めに切断することにより、材料上の析出層内で、右側領域から左側領域への遷移を無段状に達成することができる。両アノード７‘，７“の間に電気的な絶縁壁１２を配置することにより、絶え間なく生じるアノードの相互の金属化及び脱金属化を阻止することができる。
【００４２】
本発明に基づいて、両側で交互に集中的に行われる電気めっきは、アノード位置からアノード位置へと行うことができる。しかしこれは各アノード位置内で交互に行うこともできる。析出の対称性を達成するためには、一方の側の処理時間ｔ１が他方の側の処理時間ｔ２と等しいことが好ましい。同じことが、整流器６‘，６“の瞬時電流の大きさにも当てはまる。この大きさも、交互に同じ大きさの差を有するように設定することができる。
【００４３】
図２では、アノード７が本来ならばコンタクト手段２を隠している。より見やすいように、コンタクト手段は、図２では隠れないように示されている。
【００４４】
図３は、１つのアノード位置における本発明による給電対の電気的な等価回路図を示している。ベース層内の分配された電気的なベース抵抗１０‘，１０“は、材料と同様に右側のコンタクト３‘から左側のコンタクト３“に延びている。電解槽内には、分配された浴抵抗１１‘，１１“が配置されており、浴抵抗は電解質によって形成される。
【００４５】
第１の極端な事例では、電気めっき電流源、例えば右側の電気めっき電流源６‘がスイッチオフされていると想定すると、まだアクティブな電解槽８‘には、配置の中央、すなわち搬送路の中央、ひいては材料の中央でも、電気めっき電流源６‘からカソード電気めっき電流が供給される。スイッチオフされた電気めっき電流源６‘に接続されたアノードは、この事例では非アクティブである。このような非アクティブなアノード７‘の領域では電気めっきは行われない。従って、このようなアノード７‘の下側のベース層内に生じる電圧降下も、電解槽８‘‘内の目下の電気めっきに影響を及ぼすことはない。層の谷は、電流が供給されなかった材料縁部に位置する。認識すべきなのはまた、両電気めっき電流源６‘，６“が同じ大きさの電流強度を有するように設定された第２の極端な事例の状況である。このような事例では、右側及び左側のコンタクト３‘，３“から材料のベース層内に同じ大きさの電流が流れる。すべての電圧降下が対称的である。中央に対して相応に対称的に、ベース層内又はベース抵抗１０‘，１０“内に電圧降下が生じることによって、カソード、すなわちベース層とアノードとの間の局所的な槽電圧が低下する。この結果、縁部から中央に向かって電流密度が低減するとともに、その場所の析出量が相応に少なくなる。層の谷はここでは材料中央に存在する。
【００４６】
幾何学的な中央では、ベース層はまた、材料が両側で給電されて従来技術による分割されていないアノードを用いた場合と同様に、無電流である。このような対称性は、両電気めっき電流の電流強度が異なる大きさに設定されると、ずらされる。
【００４７】
図４は、１つの電解槽の槽電圧に相当するアノード／カソード電圧に対する、左側Ｌ及び右側Ｒの電解槽８‘，８“内の電流差ΔＩの定量評価を示している。電解質で充填された電解槽及び電解槽内に位置するプリント回路基板は測定技術的にほとんどアクセスできないので、データは抵抗モデルによって突き止められた。このようなモデルは典型的なプリント回路基板と電解槽とをほぼ現実に近い状態で模倣した。抵抗モデルの構造は、図３の等価回路図に相当する。ただしこれは２倍の規模にされた。Ｘ２軸上の材料を横切る測定点と、Ｙ２軸上の所属のアノード／カソード電圧とに対応する曲線群を有する図表内に、硫酸を基剤とする銅浴の真の電解槽の槽電圧／電流密度特性曲線が書き込まれている。槽電圧ＵｚはＹ１軸上にあり、所属の電流密度ｉはＸ１軸上に示されている。このようなＵｚ／ｉは、抵抗モデルにおいて測定されたアノード／カソード電圧もしくは槽電圧Ｕｚに対する真の電流密度を割り出すことを可能にする。
【００４８】
電流密度はＡ／ｄｍ2で示され、槽電圧はボルトで示されている。このようなＵｚ／ｉ特性曲線の典型的な輪郭が示すのは、１．５Ｖを下回る槽電圧Ｕｚの場合、ほとんど金属析出を行えないことである。カソード電流密度ｉは０．２Ａ／ｄｍ2よりも小さい。しかしこのカソード電流密度は、材料の表面から金属が再溶解するのを阻止することに関与する。１．５Ｖから２．５Ｖまでの槽電圧Ｕｚの範囲において、電流は０．２Ａ／ｄｍ2から７．６Ａ／ｄｍ2に上昇する。アノード／カソード電圧の曲線群が示すのは、左側の電解槽内の電流が右側の電解槽内の電流の最大５０％にすぎない場合、１．５Ｖ以下の範囲のアノード／カソード電圧が発生することである。アノード／カソード電圧又は槽電圧がこのように小さい場合には、実際には析出は行われない。従って、右側の電解槽内でのみ電気めっきが行われる。アノード／カソード電圧もしくは槽電圧の輪郭は、析出された層の山又は谷が材料中央に生じるように調節することができる。もっとも大きい山は、電気めっき電流が左側で０％、右側で１００％の時である。電気めっき電流が、例えば左側で７０％、右側で１００％の時に、谷が材料中央に生じる。
【００４９】
両電解部分槽内の電気めっき電流が１００％である場合、アノード／カソード電圧は完全に対称的に延びている。この際には、材料の正確に中央に、最大の谷が生じる。図表から判るように、谷は４．６Ａ／ｄｍ2の電流密度ｉで、そして山は７．６Ａ／ｄｍ2の電流密度で電気めっきされる。従って電流密度差Δ１は、このような選択例では３Ａ／ｄｍ2である。このことは、側方の電流供給を伴う従来技術に相当する。左側３０％右側１００％のアノード／カソード電圧曲線は、右側の電解部分槽内でほぼ一様な輪郭を示している。アノード／カソード電圧の差Δ２は約０．１Ｖであり、これに相応して右側の電解槽内の電流密度差は約０．６Ａ／ｄｍ2である。このことは、このような材料半部で事実上一様な金属化が行われることを意味している。
【００５０】
続いて電流を鏡像的にする。すなわち、左側では１００％、右側では低減された電流、例えば３０％が設定される。その結果、搬送方向に対して横方向に、材料上の金属のほぼ完全に一様な析出が生じる。
【００５１】
両側で対称的に発生するこのような例に残された小さな電流密度差も、本発明により一様化することができる。このためには、例えば搬送路に沿って、一方の半部のほぼ中央にアノード分割部を有する少なくとも１つのアノード対を使用することができる。これに相応して、他方の半部の中央で分割された少なくとも１つのアノード対が配置される。このような非対称的なアノード対のそれぞれ両側の適合された電流差Δを用いて、なおも被覆層におけるこのような領域を優先し、すなわち隆起させ、ひいては一様化することもできる。このためにも、本発明による析出制御を利用することができる。
【００５２】
図４の図表は、搬送方向に対して横方向の連続設備の状態を示している。これは基本的には、定置の材料を有する浸漬浴にも当てはまる。このような浸漬浴には、表面側毎に、９０°だけずらされた別のアノード対を、対応する整流器とともに配置することができる。これにより、大きい板状の材料上に一様な層を析出するための、拡大された制御可能性が提供される。このことは、ただ１つの材料がガルバノ・ウィンドウ（Galvanofenster)全体を満たすときに、とくに有利である。
【００５３】
図５は、搬送路の右側及び左側の領域における、搬送方向に対して横方向の傾斜平面の定性的な輪郭を示している。それぞれ電気めっき後の、すなわち、材料が対応アノード位置を通過した後の、種々様々な電流強度Ｉにおける状態がパーセントで象徴的に示されている。
【００５４】
好ましくは同じ長さの時間ｔ１及びｔ２で相前後して行われる、両電解槽８‘，８“の領域における析出の合計を、下記の図面に示されている輪郭が示している。これらは、材料が、関与するアノード位置の電解槽を通過した後の結果である。
【００５５】
図５ａは、同じ大きさの電流強度Ｉで設定され同時にスイッチオンされた右側及び左側の電気めっき電流を用いた極端な事例を示している。結果として、材料の中央領域に、傾斜平面の谷が位置する。層厚差はデルタで示されている。デルタは個々では最大値である。
【００５６】
図５ｂは、第１のアノード位置において又は第１の時間ｔ１にわたって右側の電気めっき電流源だけがスイッチオンされ、そしてこれに続くアノード位置において又は第２の時間ｔ２にわたって、左側の電気めっき電流源だけがスイッチオンされている、別の極端な事例を示している。合計して見ると、傾斜平面の山は材料中央に生じる。ここでもデルタは最大値である。しかし全体的に見ると、曝露時間が同じ場合、図５ａに示す極端な事例の場合よりも、析出される金属は少ない。
【００５７】
図５ｃは、右側及び左側の電解槽に同時に、しかも交互に異なる電流強度Ｉで給電するために、右側及び左側の電気めっき電流源を同時にスイッチオンすることを伴う両境界例の間の状態を示している。電流ゼロラインから認識される電流強度Ｉの差は、析出量の合計が一様な層をもたらすように設定される。デルタはここではゼロであり、このことは提示した課題に基づいて達成されるべきものである。
【００５８】
この一様化はここでは２つの時間区分後、つまりｔ１及びｔ２の後の状態が示されている。このような時間区分は、ｔ１にわたる１つのアノード位置における材料の搬送速度、及びｔ２にわたる後続のアノード位置における材料の搬送速度に相当する処理時間であってもよい。ｔ１及びｔ２にわたる時間、並びに所属の電流強度Ｉは、複数のアノード位置にわたるように、それぞれのアノード長さ及び搬送速度とともに形成され設定されてもよく、これにより一様化が、複数のアノード位置にわたって、右側及び左側の電気めっき電流源の相応に異なる電流強度Ｉによって行われる。
【００５９】
図５ｄは、両材料半部における層厚の不完全な補正を示している。しかしながらこのような例は、本発明による方法を用いて、電気めっき電流Ｉを制御するだけで、層厚分布の個々の輪郭を達成できることを示している。記載された電流強度Ｉ（パーセント）は近似値でしかない。実際には、初めの試験後に、電気めっき電流源の設定されるべき電流強度に対応する経験値がある。
【符号の説明】
【００６０】
１    材料、板、プリント回路基板、フォイル、帯状体
２    コンタクト手段
３    コンタクト
４    軸端部
５    スライド・コンタクト、回転コンタクト、
６    整流器、浴電流源、電気めっき電流源、エッチング電流源
７    電極、アノード
８    電解槽、部分槽
９    ベース層、対向電極
１０    ベース抵抗
１１    浴抵抗
１２    絶縁壁
１３    スイッチ・コンタクト、スイッチ手段
１４    電解質
１５    搬送方向の矢印
ＡＰ    アノード位置、電極位置
Ｒ    右側
Ｌ    左側
【図１】
2012527525.tif 000003
【図２】
2012527525.tif 000004
【図３】
2012527525.tif 000005
【図４】
2012527525.tif 000006
【図５ａ】
2012527525.tif 000007
【図５ｂ】
2012527525.tif 000008
【図５ｃ】
2012527525.tif 000009
【図５ｄ】
2012527525.tif 000010
【国際調査報告】
2012527525.tif 000011
2012527525.tif 000012
2012527525.tif 000013
2012527525.tif 000014