專利名稱：用于電解處理板狀產(chǎn)品的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對設(shè)置在其中的板狀產(chǎn)品進行電解處理的裝置和方法。這樣
的裝置和方法能被用于印刷電路板和印刷電路箔的生產(chǎn)，并且也可用于半導(dǎo)體晶片、太陽 能電池、光電池和監(jiān)控板。
背景技術(shù)：
目前半導(dǎo)體工業(yè)中的芯片制造者正致力于引進所謂的65納米結(jié)構(gòu) (Computertechnik(10)，2007)。更小的45納米結(jié)構(gòu)也在發(fā)展進程中。然而，這些尺寸也只 是在研發(fā)更小結(jié)構(gòu)的過程中的中間步驟?；诎雽?dǎo)體構(gòu)件的不斷前進的小型化技術(shù)，對于 具有芯片載體的印刷電路板的制造者提出了新的挑戰(zhàn)，以使他們的產(chǎn)品適應(yīng)新的條件。這 意味著，如果他們想留在市場中，對于例如大約25微米尺寸結(jié)構(gòu)的現(xiàn)時需求必須實現(xiàn)。同 時，已經(jīng)明確的是在不久的將來尺寸將變得更小。不再可能利用今天在印刷電路板產(chǎn)品中 傳統(tǒng)的方法和裝置實現(xiàn)具有必需品質(zhì)的如此精確的結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)小型化中，要考慮到具有 不規(guī)則輪廓的結(jié)構(gòu)、甚至橋接(短路)或斷路。另外，還已證實的是所安裝的金屬層的均勻 度不夠。因為這樣生產(chǎn)的電路的電特征將以一種不可預(yù)見的方式被削弱，這是不能接受的， 這意味著該電路板將必須丟棄。 對于印刷電路板的高精確度生產(chǎn)的上述需求，伴隨著要求能夠盡可能地以成本有 效的方式重復(fù)地大量生產(chǎn)這些印刷電路板。尤其是對于生產(chǎn)具有上述尺寸的非常精確的結(jié) 構(gòu)而言，能夠形成具有盡可能均勻?qū)雍竦乃杞饘賹邮翘貏e重要的。否則，所形成的不均勻 的結(jié)構(gòu)輪廓(寬度、側(cè)面、高度)會對小型化設(shè)置限制。 為了工件的濕式化學(xué)處理，比如為了金屬化或為了蝕刻，工件要接觸處理流體，比 如通過浸入包含處理流體的容器或通過在工件的表面上實施處理流體噴射。這樣，工件能 以成批的方式或借助于連續(xù)的傳送器被引導(dǎo)通過處理系統(tǒng)，在所述的傳送器上工件被處 理。在處理期間，工件能被保持在豎直位置或水平位置。后者特別地適用于連續(xù)輸送中的 板。比如，印刷電路板一般以豎直位置在浸漬槽中進行處理或在連續(xù)傳送系統(tǒng)中進行處理， 在上述的連續(xù)傳送系統(tǒng)中工件保持在水平位置并連續(xù)傳送(例如W098/374A2)。在后一種 情形中，處理流體能例如在靜止的鍍槽中被保持，工件被引導(dǎo)穿過所述鍍槽。
對于電鍍，通常有利的是使用于金屬沉積的處理流體運動，例如通過吹入空氣，這 樣，在待處理工作表面處尤其是工件的小孔中就會發(fā)生充分的流體交換。另外，還可設(shè)置噴 嘴，比如用于傳送處理流體至工件表面，并且其噴嘴開口低于液面。 例如US-A4622917公開了一種用于無電金屬鍍的裝置，其中印刷電路板以豎直位 置保持在鍍槽容器中，如此浸入處理流體中。印刷電路板的兩面都安裝流體分配器，所述流 體分配器通過限定壁與處理區(qū)域分開，這些壁面向印刷電路板且包括多個孔，印刷電路板 位于所述處理區(qū)域內(nèi)。在處理期間印刷電路板以與通過孔產(chǎn)生的液流垂直的角度來回運 動。流體分配器以交替的方式用于液體的入流和抽除，一個流體分配器供通至印刷電路板 一側(cè)的流體入流所用，而另一個流體分配器同時從印刷電路板的另一側(cè)抽出流體。因此流體以交替的方式流進一個或流進另一個方向。該操作方法能在工件表面還有印刷電路板內(nèi) 孔壁的表面產(chǎn)生均勻涂覆。 另外，DE 4133561 Al描述了一種用于電鍍的裝置，其用于改善印刷電路板表面的 處理。在該裝置中，多個產(chǎn)品項目以豎直位置固定在產(chǎn)品載架上。在處理期間，產(chǎn)品在電鍍 鍍槽中受到垂直的、線性上下運動，以及同時水平的、圓形運動或垂直的、圓形運動，以及同 時水平的、直線運動或垂直的圓形運動，以及同時的水平的、圓形運動。特別地，這將除去隨 著反應(yīng)產(chǎn)物中而形成的空氣或氣體氣泡。 另外，DE 4322378 Al明確說明了一種用于印刷電路板表面處理的設(shè)備，電路板以 水平工作位置被傳送，同時進行處理。該電路板進行復(fù)合運動，其包括相對于處理溶液彼此 獨立的兩個自主相對運動，其中電路板在水平面中在一個輸送方向上的縱向延展路徑上執(zhí) 行第一連續(xù)滑動，與此同時，一第二運動包含快速連續(xù)強烈的脈沖振動式振蕩。該振動式振 蕩能在電路板的平面上進行。該裝置能加強位于孔內(nèi)和所述孔周圍的流體的擴散，并因此 為材料輸送至界層提供相當(dāng)大的加速度。 列舉出的用于運動液體的方法具有多個缺點，其中最重要的是，不論在關(guān)于時間 上還是至少部分地在關(guān)于位置上，液體運動在處理效果的必要均勻性方面都不具備所需的 效果。特別是，提到的文獻沒有提到均勻的電解處理。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種裝置，通過它，在電解處理中能獲得工件上處
理流體的均勻效果。更特別地，目的是在時間上恒久性以及同時在整個工件表面的均勻處 理方面均獲得工件的處理效果的均勻性，例如以在所沉積的金屬層中獲得層厚的均勻分 布。另外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種裝置，通過它，使所述效果能以受控方式被調(diào)節(jié)。 另外，本發(fā)明的另一個目的是在產(chǎn)品的表面上和任何小孔內(nèi)獲得有效質(zhì)量傳遞，為此，使處 理流體有效地穿過通孔，以及用新鮮流體連續(xù)有效地提供給盲孔和其它結(jié)構(gòu)。因此，能保證 在產(chǎn)品和孔洞(包括盲孔和其它結(jié)構(gòu))的處理表面得到均勻流動，即，在時間平均值下以基 本上同等強度的方式向每個表面元件提供流體。也能完成對越來越薄的箔的均勻處理。另 外，該處理方式能使處理速度更快。另外，本發(fā)明的另一個目的是保證使得對于實現(xiàn)上述的 目的而言必須的裝置具有成本有效的設(shè)計。另外，本發(fā)明的另一個目的在于獲得前述對于 傳統(tǒng)豎直方式輸送和連續(xù)傳送模式的需求，其中產(chǎn)品能以豎直或水平定向被引導(dǎo)。本發(fā)明 的還一個目的在于提供一種用于對產(chǎn)品進行電解處理的裝置和方法，借助于該裝置和方法 前述要求能夠?qū)崿F(xiàn)。 上述的目的通過權(quán)利要求1中的電解處理裝置和權(quán)利要求16中的電解處理方法 實現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選的具體實施例在從屬權(quán)利要求中列舉。 至于下述說明書和權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語"設(shè)置為相對地定位"，指的是相對 地定位的物體和產(chǎn)品處理表面或相應(yīng)處理平面之間的空間關(guān)系，產(chǎn)品或相應(yīng)處理平面位于 其中。該空間關(guān)系使得從產(chǎn)品表面的表面元件或產(chǎn)品所位于的相應(yīng)處理平面延伸的法向矢 量能與該相對地設(shè)置的物體相遇，而不管是否有任何物體設(shè)在產(chǎn)品和各個物體之間與否。
至于下述說明書和權(quán)利要求書中同時使用的術(shù)語"板狀產(chǎn)品"和"板狀工件"，指的 是這樣的物體，其針對多種應(yīng)用領(lǐng)域以未處理或濕式化學(xué)處理形式所產(chǎn)生，這些領(lǐng)域例如用于印刷電路板工業(yè)(印刷電路板、印刷電路箔)，用于晶片技術(shù)，用于生產(chǎn)金屬化的玻璃 板或為其它目的、監(jiān)控板和集電器而處理的玻璃板，用于光電技術(shù)(光電池)或用于傳感器 技術(shù)(光敏電池)。板狀產(chǎn)品和工件被認為基本上呈板狀，即，具有基本上呈平面的處理表 面，術(shù)語"具有基本上呈平面的處理表面"是指產(chǎn)品或相應(yīng)工件的主表面不能精確地彼此平 行地延伸(例如《±10° )，并且結(jié)構(gòu)能包含在其主表面上。 至于下述說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語"處理表面"，是指產(chǎn)品頂側(cè)上的表 面，即除任何可能的孔壁外的產(chǎn)品表面。處理表面不同于有用表面。后者只是包括對于產(chǎn) 品功能特征而言的有用的區(qū)域，即比如除邊緣外。 至于下述說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語"濕式化學(xué)處理"，指的是一種表面處 理，其使用化學(xué)流體來進行，例如化學(xué)或電解金屬鍍、化學(xué)或電解蝕刻、化學(xué)或電解脫脂、或 電解陽極化。術(shù)語"電解"是指使用電流的濕式化學(xué)表面處理，例如金屬被電解沉積，金屬 以任何其它的方式被電解溶解或處理，例如電解清理或陽極化。 至于下述說明書和權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語"振蕩(相對)運動"和"以振蕩的 方式運動"，是指在兩點之間來回運動。 根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法用于使用處理介質(zhì)對板狀產(chǎn)品進行電解處理，所述產(chǎn)品 設(shè)在所述裝置中，并包括至少一個基本上平面的處理表面。處理介質(zhì)為處理流體。
根據(jù)本發(fā)明中的裝置包括
i)用于將產(chǎn)品保持在裝置中的設(shè)備， ii) —個或多個流動設(shè)備，每個流動設(shè)備包括至少一個噴嘴并且被設(shè)置成與產(chǎn)品 相對地定位， iii) —個或多個相對電極，其相對于處理介質(zhì)是惰性的(尺寸穩(wěn)定)并平行于至 少一個處理表面設(shè)置， iv)用于在平行于處理表面的至少一個方向上在一側(cè)的產(chǎn)品和另一側(cè)的流動設(shè)備 和/或相對電極之間產(chǎn)生相對運動的裝置。 根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例，替代本發(fā)明裝置所具有的每個都包括至少一個 噴嘴的流動設(shè)備或附加于所述流動設(shè)備的是，本發(fā)明裝置可具有一個或多個流動構(gòu)件，每 個流動構(gòu)件包括至少一個槳狀的流動元件。因此通?？稍O(shè)置流動產(chǎn)生裝置，其包括具有噴 嘴的流動設(shè)備或具有槳狀流動元件的流動構(gòu)件，或兩者兼具。因此，至于在本發(fā)明說明書和 權(quán)利要求書中所述的包含噴嘴的流動設(shè)備的說明也可應(yīng)用至包括槳狀流動元件的流動構(gòu) 件上。 該產(chǎn)品能優(yōu)選地在處理操作期間浸入至處理介質(zhì)中。這可通過將用于保持產(chǎn)品的
設(shè)備設(shè)置成使產(chǎn)品能在處理操作期間浸入到處理介質(zhì)中來實現(xiàn)。 根據(jù)本發(fā)明中的方法包括下述步驟 a.提供一種裝置，其包括 i)用于保持產(chǎn)品的設(shè)備， ii) —個或多個流動設(shè)備，每個流動設(shè)備包括至少一個噴嘴并與產(chǎn)品相對地定位，
iii) —個或多個相對電極，其相對于處理介質(zhì)是惰性的(尺寸穩(wěn)定)并平行于至 少一個處理表面設(shè)置， iv)用于在平行于處理表面的至少一個方向上在一側(cè)的產(chǎn)品和在另一側(cè)的流動設(shè)備和/或相對電極之間產(chǎn)生相對運動的裝置；
b.將產(chǎn)品浸入處理介質(zhì)中；禾口 c.在平行于處理表面的至少一個方向上移動產(chǎn)品和/或流動設(shè)備和/或相對電 極，即獨立移動產(chǎn)品或獨立移動流動設(shè)備或獨立移動相對電極或產(chǎn)生所列對象中的至少兩 個的組合運動，這樣在平行于處理表面的至少一個方向上在一側(cè)的產(chǎn)品和另一側(cè)的流動設(shè) 備和/或相對電極之間產(chǎn)生相對運動。 同樣地，關(guān)于本發(fā)明中的方法，在本發(fā)明一個替換性的具體實施例中，代替本發(fā)明 方法中使用的流動設(shè)備或除此之外還有的是，本發(fā)明方法中可使用一個或多個流動構(gòu)件， 每個流動構(gòu)件包括至少一個槳狀的流動元件。 使用根據(jù)本發(fā)明中的裝置和方法，可實現(xiàn)板狀工件處理表面的特別均勻的電解處 理。更特別地，板狀工件的所有處理區(qū)域都能在實際上相同的條件下被處理。這既包括工件 的外部處理表面，也包括孔，尤其是盲孔和通孔。這樣能夠在處理中實現(xiàn)非常恒定的層厚， 從而使得即使最精確的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(條帶狀導(dǎo)體、焊盤)也能以可靠的方式生產(chǎn)。另外，也能 保證高的處理速度。這是通過在產(chǎn)品的整個表面區(qū)域使用均勻強度的流動來控制的。
本發(fā)明裝置中的流動設(shè)備用于向產(chǎn)品傳送處理介質(zhì)。因此，流動設(shè)備包括噴嘴， 處理介質(zhì)能在壓力下從噴嘴中出來，每個流動設(shè)備包括至少一個噴嘴或由至少一個噴嘴構(gòu) 成。向流動設(shè)備提供處理介質(zhì)。這更具體地借助于供給裝置比如管、軟管、箱子等來進行。 該流動設(shè)備通常借助于泵而被提供處理介質(zhì)。另外，流動設(shè)備能固定在所述裝置中。為此， 可使用特別適合的固定裝置，例如框架，至少一個流動設(shè)備能被固定到所述固定裝置。
引向產(chǎn)品的液流也可通過具有至少一個槳狀流動元件的流動構(gòu)件產(chǎn)生，所述流動 構(gòu)件平行于產(chǎn)品(表面)運動以產(chǎn)生液流。如果在電解電池中使用這樣的流動構(gòu)件，則它 能設(shè)置在產(chǎn)品和相對電極之間，該相對電極例如為陽極。在這種情況下，對于其結(jié)構(gòu)而言， 應(yīng)注意避免遮擋電場線，否則將導(dǎo)致厚度方面不需要的差異。電場線遮擋的避免能夠如下 實現(xiàn)，一方面，通過產(chǎn)品相對于流動構(gòu)件的運動使屏蔽效應(yīng)模糊或平衡。如此進行，使產(chǎn)品 和流動單元也能同時運動。產(chǎn)品和流動單元在這種情況下將彼此相對運動，從而在有關(guān)電 鍍作業(yè)的時間水平和空間水平方面都能得到電場線的均勻性。另一方面，位于產(chǎn)品和陽極 之間的部件可以設(shè)計得盡可能薄。此方式和上述方式可二者擇一實現(xiàn)或者均可實現(xiàn)。在另 一個具體實施例中，流動構(gòu)件可設(shè)置在陽極后邊(從產(chǎn)品方向上來看)，因此處理流體從流 動構(gòu)件穿過相對電極流向產(chǎn)品。 如果要進行沉積或陰極脫脂，相對電極作為陽極連接至電流源。如果將進行電解 蝕刻或陽極化，相對電極被陰極極化。該相對電極相對于處理介質(zhì)是惰性的(抵抗的)。這 是所謂的尺寸穩(wěn)定電極。如果該相對電極是陽極，它們是不溶性陽極。這類陽極可特別地 由在所應(yīng)用的處理條件下抵抗處理介質(zhì)的材料來生產(chǎn)，例如鈦或鉭，所述材料也可以被涂 覆另一種傳導(dǎo)材料，以避免一旦它受到陽極極化可能會產(chǎn)生的材料鈍化。這類涂覆材料比 如是元素周期表第八族的元素，特別是鉑、銥、釕以及它們的氧化物和混合氧化物。
為了實現(xiàn)工件的特別均勻的處理，相對電極可設(shè)置在流動設(shè)備和相應(yīng)處理表面之 間。這樣防止流動設(shè)備偏轉(zhuǎn)或遮擋在工件和相對電極之間延伸的電通量線，使相對電極和 工件之間的空間內(nèi)沒有干擾結(jié)構(gòu)。因此獲得均勻的通量線。然而，噴嘴的開口自身可位于 由相對電極的后側(cè)形成的平面和處理表面之間的區(qū)域中。溶液能穿過相對電極提供給噴嘴開口。在這種情況下，流動設(shè)備不妨礙相對電極和產(chǎn)品之間的空間內(nèi)的通量線的無阻形成， 因為它們基本上位于該區(qū)域之外，。 為了使在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)表面上電解沉積金屬期間層厚的分布更均勻，相對電極(在 這種情況下陽極)和產(chǎn)品之間的間距選擇得盡可能小。例如，所述的間距能小于100mm， 更優(yōu)選地小于50mm，最優(yōu)選地小于25mm。產(chǎn)品和相對電極之間的間距可為至少lmm，更優(yōu)選 地至少為5mm，最優(yōu)選地為10mm。產(chǎn)品和相對電極之間的間距可從相對電極到相對電極有 所變化。 更特別地相對電極可被穿孔，例如它們可以是多孔板形式或更有利的為多孔金屬 板形式。對多孔金屬板而言，優(yōu)選地可將兩層或多層厚度一個放在另一個的頂部上。例如， 具有縱向?qū)R網(wǎng)孔的一個厚度鄰接具有橫向?qū)R網(wǎng)孔的一個厚度。通過使用多孔金屬板， 能獲得相對電極的擴大的比表面積，這樣相對電極處的電流密度減小。極化效果因此不能 輕易地調(diào)整。 相對電極還可以被分段以形成電極段，其中每段通過其自身的電流/電壓源提供 電流并且因此以獨立的電流/電壓運行，與另外的電極段無關(guān)。例如，一個相對電極可分段 形成2、3、4、5個電極段。在一個可能的具體實施例中，這些段可彼此同心排列。界定各鄰 近段的邊界線可以是圓形的、橢圓形的或矩形的。在替換性的具體實施例中，各段可被形成 為由星形的或類似鋸齒狀的邊界線或波浪形的邊界線來限定，這樣，與產(chǎn)品相對于相對電 極的運動相結(jié)合，電場線的屏蔽得到補償。因此在金屬沉積或蝕刻特性方面能實現(xiàn)各段之 間的柔和轉(zhuǎn)換。所有這些方式用來在金屬鍍或蝕刻中在產(chǎn)品上獲得均勻厚度。
在同時流動設(shè)備相對于產(chǎn)品固定的情況下，相對電極的平行于產(chǎn)品的相對運動也 能使處理充分均勻。其運動參數(shù)能與產(chǎn)品的運動參數(shù)相同。 另外，相對電極能具有孔，能使處理介質(zhì)的射流無阻通過。例如，相對電極在流動 設(shè)備中噴嘴所在的位置處具有開口 ，以保證從噴嘴噴出的處理介質(zhì)射流能無阻地經(jīng)過相對 電極。 在這種情況下，相對電極和流動設(shè)備優(yōu)選地一個相對于另一個剛性設(shè)置，即設(shè)置
成使一個相對于另一個不可改變，就是指它們的間隔為常數(shù)。因此，陽極內(nèi)的開口相對較
小，意味著任何對于電場均勻度的干擾是最低的。然而，如果相對電極和流動設(shè)備彼此相對
地剛性固定，僅在一側(cè)的流動設(shè)備和相對電極與另一側(cè)的產(chǎn)品之間存在相對運動。 為了獲得電解處理中進一步改進的處理穩(wěn)定性，相對電極內(nèi)側(cè)(套筒)上的開口
被涂覆成可傳導(dǎo)。這保證電通量線即使在這些開口處也以恒定的密度接觸產(chǎn)品的處理表面。 相對電極可在電極的區(qū)域邊緣中接觸電流源。優(yōu)選地相對電極在其整個表面上被 均勻地接觸。特別優(yōu)選地，相對電極在其中央?yún)^(qū)域被接觸。這樣比如能使被沉積金屬具有 更均勻的厚度分布。 相對電極可設(shè)計成形成平面構(gòu)件?？商鎿Q地，相對電極也可以比如是拱形的，從而 其中央?yún)^(qū)域與相對電極的邊緣相比位于距待處理板狀產(chǎn)品更小距離的位置。這樣允許獲得 被沉積金屬的更均勻的厚度。 用于產(chǎn)生相對運動的裝置和流動設(shè)備優(yōu)選地被設(shè)計成使得在處理期間至少一個 處理表面的全部區(qū)域被從其中一個噴嘴噴出的射流接觸至少一次(就處理表面上射流的第一次接觸而言)。作為可替換的或更優(yōu)選的，用于產(chǎn)生相對運動的裝置和流動設(shè)備被設(shè)計 成使得在至少一個處理表面上全部區(qū)域中的每個都在時間平均值內(nèi)被相同量和密度的處 理流體沖擊。這也將進一步地獲得處理效果的均勻度。 產(chǎn)品和流動設(shè)備之間的相對運動能通過產(chǎn)品(流動設(shè)備固定)的獨自運動實現(xiàn)， 通過流動設(shè)備(產(chǎn)品固定)的獨自運動實現(xiàn)或還通過產(chǎn)品和流動設(shè)備的同時運動實現(xiàn)。作 為可替換的方案，該相對運動還能通過相對電極的獨自運動實現(xiàn)。更特別地，產(chǎn)品或流動設(shè) 備、或者產(chǎn)品和流動設(shè)備一起能在兩個方向運動，這兩個方向平行于處理表面并彼此正交 (雙軸向)。在本發(fā)明一個優(yōu)選的具體實施例中，用于產(chǎn)生相對運動的裝置被設(shè)計成使產(chǎn)品 獨自運動。 如果產(chǎn)品運動，該運動通過與產(chǎn)品固定的框架傳遞到產(chǎn)品。例如，框架能借助于驅(qū) 動器和框架的偏心懸掛件運動?？蚣苓€能用來傳遞電流。所述框架和由此所述產(chǎn)品被設(shè)計 成在一般電極之間和因此在流動設(shè)備之間使得可保證板在相對電極之間的對中引導(dǎo)，這意 味著在整個表面上產(chǎn)品和噴嘴之間的均勻間距能夠保證。 在本發(fā)明進一步優(yōu)選的具體實施例中，相對運動是振蕩運動。首先，本發(fā)明的該具
體實施例能用于其中產(chǎn)品在浸漬槽中不連續(xù)地處理的進程中。最重要的是，它能使產(chǎn)品或
流動設(shè)備、或者產(chǎn)品和流動設(shè)備一起、或者還有相對電極以振蕩的方式運動。 在這種情況下，更特別地，總是能夠完成和按順序地結(jié)束一個完整的運動循環(huán)，以
產(chǎn)生在處理介質(zhì)射流引導(dǎo)順序方面可再現(xiàn)的條件。 用于相對運動的頻率通常為0. l-lHz，但是也可以為0. 01-10Hz。 另外，用于產(chǎn)生振蕩相對運動的裝置優(yōu)選地被設(shè)計成使得相對運動不能單獨在在
一個方向發(fā)生而是在彼此正交的兩個方向發(fā)生。更特別地，相對運動能是圓形運動，這意味
著在這種情況下，用于產(chǎn)生振蕩相對運動的裝置被設(shè)計成使得相對運動能是圓形運動。尤
其是，產(chǎn)品或流動設(shè)備、或者產(chǎn)品和流動設(shè)備一起能以在平行于處理表面的圓形路徑上運動。 每個流動設(shè)備包括至少一個噴嘴。該術(shù)語噴嘴涉及的是開口 ，處理介質(zhì)從所述開 口中噴出以流動至產(chǎn)品上。在簡單情況下，它是開口，更特別的是在流動方向上的孔。然而， 該噴嘴能用于任何隨機的具體實施例中，例如能按要求方式形成處理介質(zhì)射流的復(fù)雜構(gòu)造 的構(gòu)件形式。 多個流動設(shè)備能被設(shè)置成與產(chǎn)品的一側(cè)相對地定位。位于產(chǎn)品一側(cè)的這些流動設(shè) 備的噴嘴共同形成噴嘴場。術(shù)語噴嘴場是指至少兩個噴嘴分布于一個或多個流動設(shè)備上的 結(jié)構(gòu)布置。噴嘴場可至少與產(chǎn)品的待處理表面積一樣大，而小于產(chǎn)品的運動路徑。該具體 實施例特別涉及的是其中要處理的板狀工件以豎直定向浸入處理鍍槽中(豎直工藝)的操 作方法。 例如，一個流動設(shè)備或多個鄰近流動設(shè)備的多個噴嘴能以一個噴嘴矩陣設(shè)置，即 以基本上呈行和列的布局布置。更特別地，多排噴嘴能設(shè)置在一個流動設(shè)備上，例如噴嘴支 架。甚至更優(yōu)選地，流動設(shè)備的相鄰噴嘴能以交錯的方式設(shè)置。然而，噴嘴還能以圓形或其 它類型的布局設(shè)置。在本發(fā)明強烈優(yōu)選的具體實施例中，噴嘴矩陣包括nXm個噴嘴，n和m 是大于3的整數(shù)。多個噴嘴之間的間距實質(zhì)上為相同的尺寸，即使各相鄰的噴嘴設(shè)置在不 同的流動設(shè)備上。兩個相鄰噴嘴之間的間距可小于100mm，更有選地小于50mm，最優(yōu)選地小于30mm。如果噴嘴僅僅是流動設(shè)備上的孔，孔直徑能小于5mm，更優(yōu)選地小于3mm，最優(yōu)選地 小于2mm。最小直徑由生產(chǎn)工藝限定。 在噴嘴場邊緣部分的噴嘴也能指向內(nèi)部。它們還能具有比內(nèi)部區(qū)域更大的孔密度 以在中央獲得更均勻的液流。 噴嘴處的處理介質(zhì)流出速度在噴嘴開口處測量，優(yōu)選地大于3m/s，更優(yōu)選的大于
5m/s，最優(yōu)選地大于8m/s。從噴嘴噴出的液流可以是連續(xù)的或脈沖的。 也可想到相對電極中使用開槽噴嘴和相應(yīng)的槽孔，那么僅需要進行產(chǎn)品一維相對
運動。這特別適合在一個方向上被連續(xù)輸送的產(chǎn)品，例如在連續(xù)傳送系統(tǒng)中。 流動設(shè)備能具有任意形式。在一簡單具體實施例中，它可以是沿著外表面安裝的
具有噴嘴的管。它還可以是板狀或還可以是立方體狀的主體，優(yōu)選地為用于引導(dǎo)處理介質(zhì)
的中空主體的形式。因此該流動設(shè)備例如為立方體狀設(shè)備，其噴嘴以開口形式例如呈矩陣
的形式(液流對齊(flowregister))設(shè)置在其中一個側(cè)面上。流動設(shè)備在本發(fā)明中的裝置
上被設(shè)置成使得處理介質(zhì)在產(chǎn)品的方向上輸出。 除此之外，結(jié)構(gòu)能包含流動設(shè)備中，這種結(jié)構(gòu)用來影響處理介質(zhì)在流動設(shè)備中的
引導(dǎo)，從而所有的噴嘴基本上以恒定的處理介質(zhì)流速被沖擊。該處理介質(zhì)能以適合的方式
在流動設(shè)備內(nèi)部或在其進入流動設(shè)備之前被分配。在這種情況下，有利于的是確保在各個
供給線上均勻的流速。這還能在產(chǎn)品的所有表面區(qū)域上獲得均勻的處理效果，因為這導(dǎo)致
在處理表面上表面區(qū)域中的均勻流動。這類向流動設(shè)備的所有噴嘴進行的處理介質(zhì)的均勻
供應(yīng)還能通過以合適的方式對流動設(shè)備進行供應(yīng)來實現(xiàn)，例如通過向一個流動設(shè)備在設(shè)備
不同的點提供多條供給線，以保證流動設(shè)備的所有區(qū)域的均勻供給來實現(xiàn)。 流動速度能被調(diào)節(jié)以控制處理介質(zhì)的總體積流量。因此，根據(jù)流量需要可設(shè)置不
同的條件。 另外，流動設(shè)備可更特別地被設(shè)置成使得它有可能導(dǎo)引處理介質(zhì)的流動遠離處理 表面。這可以這樣實現(xiàn)，即，例如通過使從流動設(shè)備以射流方式被導(dǎo)引至板狀工件的處理表 面的處理介質(zhì)在處理表面被反射，被反射的射流能繼續(xù)在相反方向上實質(zhì)上無阻地流動， 不被流動設(shè)備阻礙。這自然地假定這些流動設(shè)備彼此之間被如此定尺寸和設(shè)置成在流動設(shè) 備之間具有自由截面，被反射的處理介質(zhì)通過該自由截面流動。為此，相鄰流動設(shè)備在本發(fā) 明優(yōu)選的具體實施例中能被設(shè)置成彼此間具有間距。這意味著，能獲得處理表面上處理的 大范圍均勻度。 為了進一步增強反向流，能特別地在流動設(shè)備的后側(cè)中或流動設(shè)備之間對中地額 外設(shè)置抽吸裝置，比如吸入連接件或吸入對齊件(register)。所述抽吸裝置優(yōu)選地用向流 動設(shè)備提供處理介質(zhì)的相同泵操控。 在本發(fā)明一個特別優(yōu)選的具體實施例中，可同步運行的流動設(shè)備被設(shè)置成在產(chǎn)品 的每一側(cè)相對地定位。因此，能保證在處理表面區(qū)域中的流動基本上實時地恒定，而無需如 US-A 4622917中那樣中斷。 在該具體實施例中，流動設(shè)備也能如本發(fā)明的另一個優(yōu)選的具體實施例一樣被設(shè) 置成使得液流在產(chǎn)品的前側(cè)和后側(cè)上交錯。這樣更特別地能通過交錯設(shè)置在產(chǎn)品兩側(cè)的噴 嘴來實現(xiàn)。最主要的，這樣的目的是以高效的方式處理通孔。特別地薄板和箔類產(chǎn)品也能 由于均勻流動分配而被處理得很好，在前側(cè)和后側(cè)上的總力為同樣大小因此箔不會運動出平面。其次，嚴密地界定但持續(xù)變化的區(qū)域在前側(cè)和后側(cè)上具有不同的壓力，這樣孔被處理
介質(zhì)有效地橫過并使高效處理成為可能。 在前側(cè)和后側(cè)上流動設(shè)備均能由自己的泵供給。 更特別地，流動設(shè)備中噴嘴的數(shù)目或流動設(shè)備內(nèi)每單位面積的噴嘴數(shù)目，還有噴嘴的排列，由每個噴嘴供給的產(chǎn)品上的獨立處理表面積，其中該處理表面積由射流的幾何形狀決定，產(chǎn)品和流動設(shè)備之間的相對運動這些都是相互關(guān)聯(lián)的，從而在相對運動的一個運動循環(huán)內(nèi)(例如在運動產(chǎn)品的一個完整圓形路徑內(nèi)或重疊的圓形路徑中)，產(chǎn)品(或相應(yīng)地就印刷電路板而言的使用)的每個表面區(qū)域至少被橫過一次。這樣就一時間平均值而言，就能實現(xiàn)充分地均勻流過產(chǎn)品。 另外，除基本上垂直于產(chǎn)品表面的處理流體的流動之外，處理流體還可具有基本平行于產(chǎn)品表面的運動，即可能有豎直和平行運動的疊加。 對于上述的方式，有可能立即在時間平均值內(nèi)用恒等量的處理介質(zhì)(±30% )來填充至少一個處理表面上的所有區(qū)域，這里的恒等量理解為在《±30%的范圍內(nèi)(參照未加權(quán)平均數(shù))，優(yōu)選地《± 20 % ，特別優(yōu)選地《± 10 % 。 根據(jù)本發(fā)明的裝置優(yōu)選地定尺寸和設(shè)計為只有一個產(chǎn)品項目在其中處理。這導(dǎo)致所有被處理工件的處理效果也基本上恒定。 在本發(fā)明另一個優(yōu)選的具體實施例中，用于保持產(chǎn)品的設(shè)備能同時被設(shè)計為向產(chǎn)品傳輸電流。 在本發(fā)明另 一個優(yōu)選的具體實施例中，設(shè)備可被設(shè)置成，借助于它，當(dāng)移進或移出裝置時產(chǎn)品能用電勢能充電。 根據(jù)本發(fā)明的裝置優(yōu)選地被設(shè)計成使得它可以利用所有可行的實施而用直流電和脈沖電流來運行。在運行中，用于銅沉積的典型的平均電流密度對于板電鍍工藝是^5A/dm、優(yōu)選最大為15A/dm、對于圖案電鍍工藝是^ 4A/dm、優(yōu)選最大為10A/dm2。就脈沖電流而言，典型峰值電流密度對于板電鍍工藝能到15A/dn^，優(yōu)選最大為60A/dn^，對于圖案電鍍工藝能到10A/dm2，優(yōu)選最大為60A/dm2。 在電解處理的開始和電解處理即將結(jié)束時，相對于相對電極對產(chǎn)品施加電勢(例如陰極電勢)是有益的。此外，在產(chǎn)品用電勢充電期間用處理介質(zhì)沖擊產(chǎn)品表面也是有益的。在不施加此電勢的情況下沖擊不應(yīng)該持續(xù)多于10秒的時間。該電勢值是在幾乎為零和處理操作所需的電勢之間。 為了使處理效果更均勻，更特別地在產(chǎn)品邊緣區(qū)域安裝篩子。它們可以為周向的條帶。它們能平行或垂直于由板狀產(chǎn)品確定的平面設(shè)置。篩子用來使通量線和/或流量的分配最優(yōu)化。所述篩子具有孔。篩子的濾網(wǎng)邊緣可具有不同于直線的結(jié)構(gòu)，例如可具有梳狀結(jié)構(gòu)。 根據(jù)本發(fā)明的裝置具有潤濕噴嘴，所述的潤濕噴嘴在板進入處理介質(zhì)時運行，用來以可靠的方式潤濕小孔。 在豎直工藝的第一變體中，噴嘴場能由流動設(shè)備的一個或多個噴嘴形成，噴嘴產(chǎn)生圓形或橢圓形流面并且噴嘴之間的間距在噴嘴場的一個方向上基本恒等(30%差異)，在噴嘴場另一方向也基本上恒等(30%差異)。在這種情況下，噴嘴場能包括至少4X4個噴嘴的矩陣排列，優(yōu)選為至少7X7個噴嘴的矩陣排列。相對運動，優(yōu)選為平行于處理表面的產(chǎn)品獨自運動，優(yōu)選為二維，即在兩個方向上進行。為了允許液流在與噴嘴噴射方向相反的方向流動，在每種情況下，相鄰流動設(shè)備之間可具有自由截面，通過該自由截面可使液流在噴嘴流動的相反方向上從產(chǎn)品脫離。 在豎直工藝的第二變體中，具有噴嘴的噴嘴場也可通過一個或多個流動設(shè)備形成，然而在這種情況下，噴嘴產(chǎn)生線性流面(比如其長度成倍地大于其寬度)且噴嘴之間的橫向地相對于流動方向的間距基本具有相同的尺寸(30%差異)。在這種情況下，噴嘴場能包括至少3個，優(yōu)選地至少7個噴嘴。相對運動且優(yōu)選產(chǎn)品的運動優(yōu)選地只在一個方向上(一維的)進行。在第一變體情況下，為了允許液流在噴嘴噴射方向的相反方向上流動，每對相鄰流動設(shè)備之間可具有自由截面，通過該自由截面可能使液流從產(chǎn)品脫離，即在噴嘴流動的相反方向上。 噴嘴開口和板表面之間的間距優(yōu)選地最大為100mm，更優(yōu)選地最大為60mm，還更優(yōu)選最大為40mm，還更優(yōu)選最大為20mm，最優(yōu)選最大為10mm。該間距至少為5mm。
另外，相鄰噴嘴開口之間的間距優(yōu)選地最大為100mm，更優(yōu)選地最大為60mm，還更優(yōu)選最大為40mm，還更優(yōu)選最大為20mm，最優(yōu)選最大為5mm。該間距可為至少lmm，還更優(yōu)選為至少2mm。 原則上，本發(fā)明還能應(yīng)用于在連續(xù)傳送系統(tǒng)中的板狀工件的處理，在所述的連續(xù)
傳送系統(tǒng)中工件在水平方向上以豎直或水平定向(水平工藝)被連續(xù)傳送。對于該工藝，選擇與本發(fā)明中豎直工藝的執(zhí)行相同的特征，但是，相對運動只通過獨立的一維的產(chǎn)品運
動實現(xiàn)。這參照連續(xù)板材的傳送


為了更進一步地說明，本發(fā)明通過下述附圖進行更詳細地描述 圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于電解金屬鍍的裝置的示意性俯視圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意性側(cè)視圖； 圖3是流動設(shè)備的側(cè)視圖。 相同的附圖標記適用于相同的元件。
具體實施例方式
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的具有四個流動設(shè)備10 (10. 1， 10. 2， 10. 3， 10. 4)的裝置的俯視圖，這些流動設(shè)備保持在框架20上。另外，該框架20用于向流動設(shè)備10供給處理介質(zhì)(箭頭代表處理介質(zhì)進入該框架20的方向)。噴嘴15 (15. 1， 15. 2， 15. 3， 15. 4)設(shè)置在流動設(shè)備10上。通過各個箭頭表示的處理介質(zhì)射流從噴嘴15中噴出。 該處理介質(zhì)被傳送至印刷電路板L并在那里接觸處理表面。印刷電路板L被保持在第一支架40和具有軸承44的第二支架42內(nèi)，該第二支架42被驅(qū)動成使得支架40、42進行與印刷電路板L的處理表面相平行的圓形運動。所述軸承44連接至偏心馬達(圖中未顯示)。這通過箭頭R示意地顯示。這意味著上述印刷電路板L相對于流動設(shè)備20進行運動。 在流動設(shè)備10和印刷電路板L之間存在相對電極30，在目前的情況下其作為陽極被極化。所述陽極30包括多個開口 35(35. 1，35. 2，35. 3，35.4)，開口 35與流動設(shè)備10的各噴嘴15對準，這意味著處理介質(zhì)射流能不受阻礙地穿過開口。陽極30由多層多孔金屬板構(gòu)成。 圖2顯示圖1中裝置的側(cè)視圖。該附圖清楚地顯示了陽極30內(nèi)的開口 35與噴嘴15對準。 圖3代表單個流動設(shè)備10，其包括兩排噴嘴15。噴嘴15只不過是在流動設(shè)備10內(nèi)縱向形式的開口，這表示產(chǎn)品上的流動表面具有線性形式。通過它們的縱向側(cè)面定距離間隔和彼此平行，一些此類流動設(shè)備10能被設(shè)置成在處理裝置內(nèi)與印刷電路板L的一側(cè)相對地定位。噴嘴場由比如8個此類流動設(shè)備10內(nèi)的噴嘴15形成。 可以理解，這里描述的具體實施例僅出于例證性的目的，由此所做的各種改進和變化以及本申請中所述特征的組合對所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員都是可教示出的，并包含在本發(fā)明所述的精神和權(quán)限以及附屬權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。所有的公開物、專利和專利申請在此合并作為參考。
權(quán)利要求
一種用處理介質(zhì)對板狀產(chǎn)品(L)進行電解處理的裝置，該產(chǎn)品(L)設(shè)置在該裝置內(nèi)并具有至少一個基本上呈平面的處理表面，其中所述裝置包括i)用于將產(chǎn)品(L)保持在裝置中的設(shè)備(40、42)，ii)一個或多個流動設(shè)備(10)，每個流動設(shè)備包括至少一個噴嘴(15)并被設(shè)置成與產(chǎn)品(L)相對地定位，iii)一個或多個相對電極(30)，其相對于處理介質(zhì)是惰性的并平行于至少一個處理表面設(shè)置，iv)用于在平行于處理表面的至少一個方向上在一側(cè)的產(chǎn)品(L)和另一側(cè)的流動設(shè)備(10)和/或相對電極(30)之間產(chǎn)生相對運動的裝置(44)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，所述相對電極(30)設(shè)置在流動設(shè)備(10)和相應(yīng)處理表面之間。
3. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，所述相對電極(30)中的開口 (35)能夠使處理介質(zhì)射流無阻穿過。
4. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，所述相對電極(30)中的開口 (35)被涂覆成可傳導(dǎo)。
5. 根據(jù)任何一個權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，用于產(chǎn)生相對運動的裝置(44)和流動裝置(10)被設(shè)計成使得至少一個處理表面上的所有區(qū)域在平均時間內(nèi)被等量的處理介質(zhì)沖擊。
6. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，用于產(chǎn)生相對運動的裝置(44)被設(shè)計成用來移動產(chǎn)品(L)。
7. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，所述相對運動是振蕩運動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，用于產(chǎn)生振蕩相對運動的裝置(44)被設(shè)計成使相對運動能在彼此正交的兩個方向上發(fā)生。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7和8之一所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，用于產(chǎn)生振蕩相對運動的裝置(44)被設(shè)計成使相對運動為圓形運動(R)。
10. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，所述噴嘴(15)以nXm個噴嘴的矩陣形式設(shè)置，其中n和m是大于3的整數(shù)。
11. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，所述流動設(shè)備(10)被設(shè)置成能引導(dǎo)處理介質(zhì)的流動脫離處理表面。
12. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，能同步運行的各流動設(shè)備(10)被設(shè)置成在產(chǎn)品(L)的每側(cè)上相對地定位設(shè)置。
13. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，所述裝置被定尺寸和設(shè)計成使得僅有一個產(chǎn)品項目(L)能在其中被處理。
14. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，用于保持產(chǎn)品(L)的設(shè)備(40、42)被同時設(shè)計為用來傳遞電流到產(chǎn)品(L)上。
15. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的用于電解處理的裝置，其特征在于，噴嘴的開口位于由相對電極后側(cè)形成的平面和處理表面之間的區(qū)域中。
16. —種用處理介質(zhì)對板狀產(chǎn)品(L)進行電解處理的方法，該產(chǎn)品(L)包括至少一個基本上呈平面的處理表面，所述方法包括下述步驟a. 提供一種裝置，其包括i) 用于保持產(chǎn)品(L)的設(shè)備(40、42)，ii) . 一個或多個流動設(shè)備(IO)，每個流動設(shè)備包含至少一個噴嘴(15)并被設(shè)置成與產(chǎn)品(L)相對地定位，iii) . 一個或多個相對電極(30)，其相對于處理介質(zhì)是惰性的并平行于至少一個處理表面設(shè)置，iv) 用于在平行于處理表面的至少一個方向上在一側(cè)的產(chǎn)品(L)和另一側(cè)的流動設(shè)備(10)和/或相對電極(30)之間產(chǎn)生相對運動的裝置(44);b. 將產(chǎn)品(L)浸入處理介質(zhì)中；禾口c. 在平行于處理表面的至少一個方向上移動產(chǎn)品(L)和/或流動設(shè)備(10)和/或相對電極(30)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16中所述的電解處理方法，其特征在于，產(chǎn)品(L)或流動設(shè)備(10)、或者產(chǎn)品(L)和流動設(shè)備(10) —起在平行于處理表面的彼此正交的兩個方向上運動。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16和17之一所述的電解處理的方法，其特征在于，產(chǎn)品(L)或流動設(shè)備(10)、或者產(chǎn)品(L)和流動設(shè)備(10) —起以振蕩方式運動。
19. 根據(jù)權(quán)利16-18之一所述的電解處理方法，其特征在于，產(chǎn)品(L)或流動設(shè)備(10)、或者產(chǎn)品(L)和流動設(shè)備(10) —起在平行于處理表面的圓形路徑(R)上運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用處理介質(zhì)對產(chǎn)品(L)進行電解處理的裝置，用于使板狀產(chǎn)品的處理更均勻。該裝置包括用于將產(chǎn)品(L)保持在裝置中的設(shè)備(40、42)，一個或多個流動設(shè)備(10)，每個流動設(shè)備包括至少一個噴嘴(15)并被設(shè)置成與產(chǎn)品(L)相對地定位，一個或多個相對電極(30)，其相對于處理介質(zhì)是惰性的并平行于至少一個處理表面設(shè)置，用于在平行于處理表面的至少一個方向上在一個側(cè)面上的產(chǎn)品(L)和另一側(cè)面上的流動設(shè)備(10)和/或相對電極之間產(chǎn)生相對運動的裝置(44)。產(chǎn)品(L)能在處理期間浸入至處理介質(zhì)中。
文檔編號C25D5/04GK101730760SQ200880018855
公開日2010年6月9日 申請日期2008年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者F·維納, H·孔策, R·施奈德 申請人:埃托特克德國有限公司