устройство для нанесения гальванического покрытия и способ нанесения гальванического покрытия

Формула изобретения

1. Устройство для нанесения гальванического покрытия, содержащее катодный соединитель для контакта с покрываемой подложкой, имеющий средство для контакта с множеством дискретных областей подложки, отличающееся тем, что средство для контакта с множеством дискретных областей подложки расположено, по существу, поперек ширины подложки и нормально к направлению перемещения подложки, если оно имеет место, и не находится в плоскости подложки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катодный соединитель представляет собой удлиненный катодный соединитель для перемещения относительно покрываемой подложки, имеющий главный корпус, проходящий вдоль продольной оси катодного соединителя, и по меньшей мере один выступ, выступающий наружу из главного корпуса.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что катодный соединитель содержит гребенчатый элемент, имеющий удлиненный главный корпус и по меньшей мере один зуб, выступающий наружу из главного корпуса в направлении расположения покрываемой подложки для контакта в ходе работы с участком подложки.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один зуб гибко и смещен в направлении расположения покрываемой подложки.

5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один зуб содержит концевой участок, наклоненный относительно остальной части зуба в направлении расположения подложки для создания гибкого смещения в направлении расположения покрываемой подложки.

6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что катодный соединитель содержит валок, имеющий по меньшей мере один диск, выступающий наружу из валка в направлении расположения покрываемой подложки для контакта в ходе работы с участком подложки.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что катодный соединитель выполнен из меди, или из бериллиево-медного сплава, или из фосфористой бронзы, или из нержавеющей стали.

8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что оно содержит средство для пропускания покрываемой подложки по катодному соединителю, длина которого простирается на существенную часть или всю ширину подложки.

9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что оно содержит гальваническую ванну, в которую погружена подложка для нанесения материала покрытия.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что катодный соединитель расположен рядом с трассой подложки для контакта в ходе работы с подложкой до ее вхождения в ванну.

11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что катодный соединитель расположен рядом с трассой подложки для контакта в ходе работы с подложкой после ее выхода из ванны.

12. Устройство по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что оно содержит очищающее средство для удаления электролита с подложки после катодного соединителя.

13. Устройство по любому из пп.9-12, отличающееся тем, что оно содержит очищающее средство для удаления электролита с подложки до катодного соединителя.

14. Устройство по любому из пп.9-13, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере одно сопло для направления очищающей текучей среды на подложку.

15. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что оно содержит средство нанесения гальванического покрытия для нанесения материала на подложку с незалуженными участками.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что оно содержит инструмент, имеющий абсорбирующий элемент для нанесения плакирующего раствора.

17. Устройство по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что катодный соединитель содержит множество зубьев или дисков, один или более из которых предназначен для электрического контакта с отдельной областью подложки, изолированной от других областей подложки.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что зубья или диски разнесены с возможностью регулирования их положения по главному корпусу катодного соединителя.

19. Способ нанесения гальванического покрытия, включающий введение катодного соединителя в контакт с множеством дискретных областей покрываемой подложки, отличающийся тем, что катодный соединитель вводят в контакт с множеством дискретных областей покрываемой подложки, по существу, проходя поперек ширины подложки и нормально к направлению перемещения подложки вне плоскости подложки.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что перемещают относительно покрываемой подложки удлиненный катодный соединитель, имеющий главный корпус, расположенный вдоль оси катодного соединителя, и по меньшей мере один выступ, выступающий из главного корпуса.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что для контакта в ходе работы с участком подложки используют катодный соединитель, содержащий гребенчатый элемент, имеющий удлиненный главный корпус и по меньшей мере один палец, выступающий из главного корпуса в направлении размещения покрываемой подложки.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что используют катодный соединитель, содержащий по меньшей мере один зуб, гибко смещенный в направлении расположения покрываемой подложки.

23. Способ по п.21 или 22, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один гибкий зуб, содержащий концевой участок, наклоненный относительно остальной части зуба в направлении расположения подложки, используют для создания гибкого смещения в направлении расположения покрываемой подложки.

24. Способ по п.20, отличающийся тем, что катодный соединитель выполняют в виде валка, имеющего по меньшей мере один диск, выступающий наружу из валка в направлении расположения покрываемой подложки, и используют для контакта в ходе работы с участком подложки.

25. Способ по любому из пп.19-24, отличающийся тем, что катодный соединитель выполняют из меди, или бериллиево-медного сплава, или из фосфористой бронзы, или из нержавеющей стали.

26. Способ по любому из пп.19-25, отличающийся тем, что пропускают покрываемую подложку по катодному соединителю, длина которого простирается на существенную часть или всю ширину подложки.

27. Способ по любому из пп.19-26, отличающийся тем, что погружают покрываемую подложку в гальваническую ванну, содержащую электролит.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что содержит этап, на котором пропускают подложку по катодному соединителю, расположенному рядом с трассой подложки для контакта с подложкой до ее вхождения в ванну.

29. Способ по п.27 или 28, отличающийся тем, что содержит этап, на котором пропускают подложку по катодному соединителю, расположенному рядом с трассой подложки для контакта с подложкой после ее выхода из ванны.

30. Способ по любому из пп.27-29, отличающийся тем, что очищают подложку для удаления электролита после катодного соединителя.

31. Способ по любому из пп.27-30, отличающийся тем, что очищают подложку для удаления электролита до катодного соединителя.

32. Способ по любому из пп.27-31, отличающийся тем, что направляют на подложку очищающую текучую среду.

33. Способ по любому из пп.19-26, отличающийся тем, что выполняют нанесение материала на подложку с незалуженным участками.

34. Способ по п.33, отличающийся тем, что наносят плакирующий раствор инструментом, имеющим абсорбирующий элемент.

35. Способ по любому из пп.19-34, отличающийся тем, что используют катодный соединитель, содержащий множество зубьев или дисков, один или более из которых предназначен для электрического контакта с отдельной областью подложки, изолированной от других областей подложки.

36. Способ по любому из пп.19-35, отличающийся тем, что регулируют положение зубьев или дисков вдоль главного корпуса катодного соединителя.

37. Способ по любому из пп.19-36, отличающийся тем, что его осуществляют с использованием компьютерного программного продукта, непосредственно загружаемого во внутреннюю память цифрового компьютера и содержащего части программного кода для осуществления этапов упомянутого способа в то время, когда этот программный продукт выполняется на компьютере.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к устройству для нанесения гальванического покрытия и к способу нанесения гальванического покрытия.

В обычном способе нанесения гальванического покрытия изделие, на которое наносится покрытие, погружено в ванну с электролитом, в которой также находится, не касаясь изделия, один или более кусков металла, который используется в качестве покрытия. Соединения с источником тока осуществляют так, чтобы покрываемое изделие являлось катодом, а куски металла являлись анодом. При подаче электрического тока ионы перетекают на катод и восстанавливаются на нем, образуя покрытие из того металла, из которого выполнены аноды.

В другом способе нанесения гальванического покрытия, описанном в международной заявке на патент №WO 99/52336, на печатной плате выполнены проводящие дорожки с помощью инструмента, имеющего абсорбирующий элемент, пропитанный плакирующим раствором.

Согласно настоящему изобретению предлагается устройство для нанесения гальванического покрытия, содержащее катодный соединитель для контакта с покрываемой подложкой, имеющий средство для контакта с множеством дискретных областей подложки, отличающееся тем, что средство для контакта с множеством дискретных областей подложки проходит по существу поперек ширины подложки и нормально к направлению перемещения подложки, если оно имеет место, и не находится в плоскости подложки.

Устройство согласно настоящему изобретению предпочтительно отличается также тем, что катодный соединитель представляет собой удлиненный катодный соединитель для перемещения относительно покрываемой подложки, имеющий главный корпус, проходящий вдоль продольной оси катодного соединителя, и по меньшей мере один выступ, выступающий наружу из главного корпуса.

Таким образом, устройство по настоящему изобретению может обеспечивать электрический контакт с теми участками подложки, которые в противном случае были бы изолированы от главной части подложки.

Настоящее изобретение может содержать один или более из следующих предпочтительных признаков:

- катодный соединитель содержит гребенчатый элемент, имеющий удлиненный корпус и по меньшей мере один зуб, выступающий из главного корпуса в направлении расположения покрываемой подложки для контакта в ходе работы с участком подложки;

- по меньшей мере один зуб гибко смещен в направлении расположения покрываемой подложки;

- каждый зуб содержит концевой участок, наклоненный относительно остальной части зуба в направлении расположения подложки для создания гибкого смещения в направлении расположения покрываемой подложки;

- катодный соединитель содержит валок, имеющий по меньшей мере один диск, выступающий наружу из валка в направлении расположения покрываемой подложки для контакта в ходе работы с участком подложки;

- катодный соединитель выполнен из меди, или бериллиево-медного сплава, или фосфористой бронзы, или нержавеющей стали, или из любого другого материала с требуемыми электрическими и механическими свойствами;

- средство для пропускания покрываемой подложки по катодному соединителю, длина которого простирается на существенную часть или всю ширину подложки;

- гальваническая ванна, в которую погружают подложку для нанесения материала гальванического покрытия;

- катодный соединитель расположен рядом с трассой подложки для контакта в ходе работы с подложкой до ее вхождения в ванну;

- катодный соединитель расположен рядом с трассой подложки для контакта в ходе работы с подложкой после ее выхода из ванны;

- очищающее средство для удаления электролита с подложки после катодного соединителя;

- очищающее средство для удаления электролита с подложки до катодного соединителя;

- по меньшей мере одно сопло для направления очищающей текучей среды на подложку;

- средство нанесения гальванического покрытия для выполнения нанесения материала на подложку с незалуженными участками;

- инструмент, оснащенный абсорбирующим элементом для нанесения плакирующего раствора (т.е. раствора, содержащего материал гальванического покрытия);

- катодный соединитель содержит множество зубьев или дисков, один или более из которых предназначен для электрического контакта с отдельной областью подложки, которая изолирована от других областей подложки;

- зубья или диски разнесены по главному корпусу с возможностью регулирования их положения.

Согласно настоящему изобретению предлагается способ нанесения гальванического покрытия, включающий в себя введение катодного соединителя в контакт с множеством дискретных областей покрываемой подложки, отличающийся тем, что катодный соединитель вводят в контакт с множеством дискретных областей покрываемой подложки по существу поперек ширины подложки и нормально к направлению перемещения подложки вне плоскости подложки.

Способ согласно настоящему изобретению также предпочтительно отличается тем, что он содержит перемещение относительно покрываемой подложки удлиненного катодного соединителя, имеющего главный корпус, расположенный вдоль продольной оси катодного соединителя, и по меньшей мере один выступ, выступающий из главного корпуса.

Способ может содержать один или более из следующих предпочтительных признаков:

- пропускание покрываемой подложки по катодному соединителю, длина которого простирается на существенную часть или всю ширину подложки;

- погружение покрываемой подложки в гальваническую ванну, содержащую электролит;

- пропускание подложки по катодному соединителю, расположенному рядом с трассой подложки для контакта с подложкой до ее вхождения в ванну;

- пропускание подложки по катодному соединителю, расположенному рядом с трассой подложки для контакта с подложкой после ее выхода из ванны;

- очистку подложки для удаления электролита после катодного соединителя;

очистку подложки для удаления электролита до катодного соединителя;

- осуществление нанесения материала гальванического покрытия на подложку с незалуженными участками.

Способ согласно настоящему изобретению может предпочтительным образом осуществляться с использованием компьютерного программного продукта, непосредственно загружаемого во внутреннюю память цифрового компьютера и содержащего части программного кода для осуществления этапов упомянутого способа в то время, когда этот программный продукт выполняется на компьютере.

Устройство или способ по настоящему изобретению, описанные в настоящей заявке, могут дать следующие преимущества:

- гарантированное эффективное нанесение гальванического покрытия на изолированные (т.е. электрически не соединенные друг с другом) области подложки;

- обеспечивается эффективное нанесение гальванического покрытия даже на очень гибкие подложки;

- обеспечивается эффективное нанесение гальванического покрытия даже на подложки с очень шероховатой поверхностью.

Настоящее изобретение применимо к процессам нанесения гальванических покрытий, включая, но не ограничиваясь, и упомянутые выше.

С целью более ясного понимания настоящего изобретения ниже следует его более подробное описание в виде варианта осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, где:

Фиг.1 - схематический чертеж устройства для нанесения гальванического покрытия по настоящему изобретению;

Фиг.2 - схематический чертеж альтернативного устройства;

Фиг.3А - подробное изображение обычного устройства;

Фиг.3В - подробный вид устройства по фиг.2;

Фиг.4 - схематический вид еще одного варианта устройства;

Фиг.5 - схематический вид еще одного варианта устройства.

Устройство 1 для нанесения гальванического покрытия, как показано на фиг.1, содержит гальваническую ванну 2, содержащую электролит 3, анодную конструкцию, погруженную в электролит 3 и содержащую плоский анод 4 и дугообразный сплошной анод 5. При работе непрерывную полосу гибкой покрываемой подложки 6 (на обе стороны которой необходимо нанести материал гальванического покрытия) пропускают через транспортную систему 7 в направлении, показанном стрелкой А. Транспортная система 7 содержит набор валков 8, 9, из которых валки 8 имеют в целом цилиндрическую форму и являются ведущими валками, а валки 9 являются катодными соединителями и имеют несколько расположенных по окружности выступов 10, которые обеспечивают электрический контакт (независимо от скорости транспортировки, гибкости или шероховатости подложки 6) с несоединенными или дискретными областями на подложке 6.

На фиг.2 показано другое устройство 20 для нанесения гальванических покрытий, имеющее конструкцию катодного соединителя с четырьмя гребенчатыми электродами 22, каждый из которых имеет главную часть или корпус 23 с множеством зубьев 24, каждый из которых имеет конец 25, наклоненный в направлении движения подложки.

В каждом варианте зубья 24 могут быть равномерно разнесены по главного корпуса 23 гребенки, либо они могут быть разнесены так, чтобы совпадать с требуемой областью подложки. Положение зубьев на главном корпусе 23 может быть регулируемым, чтобы иметь возможность использовать оба варианта.

На фиг.3А показана проблема, связанная с изолированными областями в обычной гальванической ванне. Внутренняя электропроводная область 50 электрически изолирована от внешней электропроводной области 51 непроводящей областью 52, и, следовательно, внутренняя область 50 электрически не соединена с отрицательной клеммой 53 источника тока.

На фиг.3В показано, как катодный соединитель 60 соединяет дискретные области с отрицательным потенциалом, а также показано применение катодного соединителя 60, при котором подложка 61 проходит рядом с катодным соединителем 60 непосредственно перед входом в электролит 62. Все электропроводные области на подложке 61 контактируют с одним или более пальцем 63 катодного соединителя 60 так, что контакт поддерживается до тех пор, пока по меньшей мере 50% длины подложки в направлении ее движения не войдет в электролит 62. Зазор между катодным соединителем 60 и электролитом 62 приводит к тому, что из-за потери (отсутствия) контакта часть электропроводных участков подложки остается без покрытия. Покрытие на эти участки наносится во время выхода из электролита 62, когда участки с уже нанесенным покрытием войдут в контакт с другим катодным соединителем, расположенным непосредственно над точкой, в которой подложка выходит из электролита 62. Электропроводная область 64 на подложке 61 окружена неэлектропроводными областями 65, но пальцы 63 катода 60 контактируют с ней, чтобы обеспечить нанесение гальванического покрытия.

На фиг.4 показано устройство 30 для нанесения гальванического покрытия на жесткую подложку 31, которую из-за ее жесткости нельзя погрузить в ванну с электролитом так, как это показано на фиг.1 и 2. Устройство 30 содержит пустотелый анод 32, сквозь центр которого на участок подложки 31, движущейся в направлении В, направляют электролит 33 и затем удаляют по боковым каналам 34. Катодные соединители 35 выполнены в форме главных гребенчатых корпусов 36 с зубьями 37, обеспечивающими электрическое соединение изолированных областей подложки 31 с катодными соединителями 35 до и после контакта с электролитом 33, чтобы обеспечить адекватное нанесение материала на все необходимые участки подложки 31.

Имеются два очистителя 38 с соплами 39 для подачи деионизированной воды на подложку 30 до и после контакта с катодными соединителями 35.

Как вариант валик 8 или главный гребенчатый корпус 23 может иметь вместо выступов 10, диска или зубьев 24 щетку для контакта с дискретными или изолированными (неподключенными) областями на подложке 6.

На фиг.5 показан вариант устройства по фиг.4, в котором покрытие наносят на обе стороны подложки 31.