电解涂覆的装置和方法.pdf

本发明涉及一种用于对至少一个导电基底或对非导电基底上的结构化或完全表面化的导电表面进行电解涂覆的装置。所述装置包括至少一个电解槽、一个阳极和一个阴极。所述电解槽容纳有含有至少一种金属盐的电解质溶液，在所述阴极与待涂覆的基底表面接触且所述基底被输运经过所述电解槽时，金属离子从所述电解质溶液沉积在所述基底的导电表面上以形成金属层。所述阴极包括至少两个盘(2，4，10)，所述至少两个盘可转动地安装在相应的轴(1，5，14)上，所述盘(2，4，10)相互接合。本发明也涉及一种用于对至少一个基底进行电解涂覆的方法，所述方法在根据本发明的装置中实施。本发明还涉及所述装置用于对位于非导电载体上的导电结构进行电解涂覆的应用。

权利要求书
1、  一种用于对至少一个导电基底或对非导电基底上的结构化或完全表面化的导电表面进行电解涂覆的装置，该装置包括至少一个电解槽、一个阳极和一个阴极，所述电解槽容纳有含有至少一种金属盐的电解质溶液，在所述阴极与待涂覆的基底表面接触且所述基底被输运经过所述电解槽时，金属离子从所述电解质溶液沉积在所述基底的导电表面上以形成金属层，其中所述阴极包括至少两个盘(2，4，10)，所述至少两个盘在相应的轴(1，5，14)上安装成能够转动，所述盘(2，4，10)彼此接合。

2、  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个盘(2，4，10)彼此邻近地布置在各个轴(1，5，14)上。

3、  根据权利要求2所述的装置，其特征在于，轴(1，5，14)上的两个盘(2，4，10)之间的距离至少对应于盘(2，4，10)的宽度。

4、  根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述盘(2，4，10)经由所述轴(1，5，14)被供给以电压。

5、  根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述轴(1，5，14)和所述盘(2，4，10)至少部分地由在所述装置工作期间不会进入所述电解质溶液中的导电材料制成。

6、  根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，在所述盘(2，4，10)中形成有凹部(16)。

7、  根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述盘(2，4，10)包括由辐条紧固在轴上的环。

8、  根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述盘(2，4，10)具有分布在圆周上的彼此电绝缘的各个部段(11)。

9、  根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述彼此电绝缘的部段(11)既能被阴极连接又能被阳极连接。

10、  根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述轴(1，5)由多个导电区段构成，所述多个导电区段分别由非导电区段彼此隔开，所述导电区段既能被阴极连接又能被阳极连接，并且所述轴的导电区段分别接触盘的导电部段(11)。

11、  根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述盘(2，4，10)能从所述基底(31)升高以及下降到所述基底(31)上。

12、  根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括能使所述基底(31)转动的装置，该装置能布置在所述电解槽之内或之外。

13、  根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征在于，分别具有至少两个布置有相互接合的盘(2，4，10)的轴(1，5)的两个装置彼此相对地布置成，使得待涂覆的基底(31)能从所述两个装置之间穿过，并且至少两个轴(1，5)以布置在其上的相互接合的盘(2，4，10)分别接触所述基底(31)的上侧和下侧。

14、  根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其特征在于，为了涂覆从第一滚子上退绕并卷绕到第二滚子上的柔性衬底，分别具有至少两个布置有相互接合的盘(2，4，10)的轴(1，5)的多个装置彼此上下布置或彼此邻近布置，所述柔性衬底以蜿蜒曲折的方式通过所述装置。

15、  一种用于对至少一个导电基底或对非导电基底上的结构化或完全表面化的导电表面进行电解涂覆的装置，该装置包括多个串联连接的根据权利要求1至14中任一项所述的装置。

16、  一种用于对至少一个导电基底或对非导电基底上的结构化或完全表面化的导电表面进行电解涂覆的方法，该方法在根据权利要求1至15中任一项所述的装置中实施。

17、  根据权利要求16所述的方法，其特征在于，与所述基底接触的盘被阴极连接，未与所述基底接触的盘能被阳极连接。

18、  根据权利要求16所述的方法，其特征在于，与所述基底接触的盘的部段被阴极连接，未与所述基底接触的盘的部段能被阳极连接。

19、  根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述盘经由所述轴被供给以电压。

20、  根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述轴被阳极连接以便在生产暂停期间脱去金属。

21、  根据权利要求1至15中任一项所述的装置用于对至少一个导电基底或对非导电基底上的结构化或完全表面化的导电表面进行电解涂覆的应用。

22、  根据权利要求1至15中任一项所述的装置用于生产印刷电路板上的印制导线、RFID天线、发射机应答器天线或其它天线结构、芯片卡模块、扁平电缆、座椅加热器、箔导体、太阳能电池中或LCD/等离子显示屏中的印制导线或者用于生产任意形式的电解涂覆产品的应用。

23、  根据权利要求1至15中任一项所述的装置用于生产产品上的装饰性或功能性表面的应用，所述表面用于屏蔽电磁辐射、用于热传导或用作包装。

24、  根据权利要求1至15中任一项所述的装置用于生产薄金属箔或在一侧或两侧覆有金属的聚合物载体的应用。

说明书电解涂覆的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于对至少一个导电基底或对非导电基底上的结构化(形成结构的，structured)或完全表面化(整体表面化，full-surface)的导电表面进行电解涂覆(电镀)的装置，该装置包括至少一个电解槽、一个阳极和一个阴极，所述电解槽容纳有至少一种含有金属盐的电解质溶液，金属离子从所述电解质溶液沉积在所述基底的导电表面上以形成金属层。
本发明还涉及一种在根据本发明而设计的装置中实施的、用于对至少一个基底进行电解涂覆的方法。
背景技术
电解涂覆方法例如用于涂覆导电基底或非导电基底上的结构化或完全表面化的导电表面。例如，这些方法能生产印刷电路板上的印制导线(conductor track)、RFID天线、扁平电缆、薄金属箔、太阳能电池上的印制导线，并且能电解涂覆其它产品，例如二维或三维物体如成形的塑料部件。
DE-B 103 42 512公开了一种对条带状待处理物体的表面上的彼此电绝缘的导电结构进行电解处理的装置和方法。此处，待处理物体在传送带上被输运，并且待处理物体沿输运方向持续地与布置在电解区域之外的接触电极接触，从而在导电结构上施加负电压。在电解区域内，来自处理液的金属离子便沉积在导电结构上以形成金属层。由于金属仅在导电结构与接触电极接触时才沉积在导电结构上，所以仅能涂覆如此大尺寸的结构，即，使得待涂覆的导电结构位于电解区域内，同时在电解区域之外被(接触电极)接触。
例如，在DE-A 102 34 705中公开了一种电镀设备，其中接触装置布置在电解槽内。此处所述的电镀设备适于涂覆布置在条带状载体上的已导电形成的结构。在这种情况下经由与所述导电形成的结构接触的滚子实现接触。由于滚子位于电解槽内，所以来自电解槽的金属同样沉积在滚子上。为了能够再除去金属，滚子由分立的区段构成，这些区段只要与待涂覆结构接触便被阴极连接，并且在滚子不与导电结构接触时被阳极连接。但是，这种结构的缺点在于，电压在沿输运方向看短的结构上仅施加短的时间，而电压在同样沿输运方向看长的结构上施加长得多的时间。因此，沉积在长结构上的层比沉积在短结构上的层厚得多。
从现有技术已知的方法的缺点在于，它们无法用于涂覆尤其是沿基底的输运方向看非常短的结构。另一个缺点在于，为了产生充分长的接触时间，需要许多串联连接的滚子，从而需要非常长的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种即使对于短结构来说也能确保充分长的接触时间的装置，从而即使短的结构也能具有充分厚和均匀的金属层。所述装置还旨在节省空间。
该目的通过这样一种用于对至少一个导电基底或对非导电基底上的结构化或完全表面化的导电表面进行电解涂覆的装置来实现，该装置包括至少一个电解槽、一个阳极和一个阴极，所述电解槽容纳有含有至少一种金属盐的电解质溶液，在所述阴极与待涂覆的基底表面接触且所述基底被输运经过所述电解槽时，金属离子从所述电解质溶液沉积在所述基底的导电表面上以形成金属层，其中所述阴极包括至少两个盘，所述至少两个盘在相应的轴上安装成能够转动，所述盘彼此接合(嵌合)。
与从现有技术已知的电解涂覆装置相比，根据本发明的带有相互接合的盘作为阴极的装置使得，即使对于带有尤其沿基底的输运方向看短的导电结构的基底来说，也能具有充分厚和均匀的覆层。这是如此实现的，即，与具有串联布置的滚子的情形相比，通过相互接合的盘能产生所述盘与导电结构的接触点之间的更小的间隔。
所述盘构造有与相应的基底匹配的横截面。所述盘优选具有圆形横截面。所述轴可具有任意横截面。所述轴优选设计成圆柱状。
为了能够涂覆比两个相邻的盘更宽的结构，根据基底的宽度在各个轴上彼此邻近地布置多个盘。在各个盘之间分别设置充分的间距，后续轴的盘能接合在该间距中。在一优选实施例中，轴上的两个盘之间的间距至少对应于盘的宽度。这使得另一轴的盘可接合在所述轴上的两个盘之间的间距中。
为了还能涂覆导电结构的与构造为盘或盘部段的阴极保持接触的区域，可成对偏移地串联布置至少四个带有盘的轴。这种布置的优选之处在于，相对于第一轴对偏移布置的第二轴对在导电结构的与第一轴对接触时金属所沉积的区域内接触导电结构。为了获得更大的涂覆厚度，优选地串联连接多于两个的轴对。还可根据需要改变接合距离。也可根据需要改变各个轴对的间距。
在所述至少一个轴上彼此邻近布置的盘的数量取决于基底的宽度。当待涂覆基底较宽时，相应地必须彼此邻近地布置更多盘。此处，应注意在盘之间分别保持自由间隙，在所述间隙中金属能沉积在导电基底或基底的结构化或完全表面化的导电表面上，并且后续轴的盘能接合在所述间隙中。
用作阴极的盘的尺寸取决于将被电解涂覆的结构的尺寸。例如，从输运方向看的长度大于或等于串联偏移的盘与基底碰触的间隔的结构在它们的宽度和在基底上的位置使得它们也被相继偏移的滚子碰触时将被充分地涂覆。因此，为了涂覆尽可能小的导电结构，使用直径小的窄盘。相互间距小的窄盘的优点在于，极小结构的接触几率大于更少量的宽盘。由于盘的接触区域因覆盖盘正下方的结构而妨碍沉积，所以用窄盘将该覆盖效应减到最小是有利的。同时，由于多次较小的表面接触(access)，与少量宽盘时的较少次表面接触相比，待涂覆表面上的电解质输出更加均匀。
盘能被制造的最小可能盘宽度和最小可能直径一方面取决于可用的制造方法，另一方面取决于盘在工作期间的机械稳定性，即盘在工作期间不会翘曲或弯曲。
两个相互接合的盘之间的距离取决于盘是具有相同的极性还是不同的极性。例如，在极性相同的情况下相互接合的盘可接触，而在极性不同的情况下必须在盘之间设置间距以防止短路。此外，还必须确保电解质溶液经过盘之间的中间空间和由待涂覆基底表面界定的空间的充分流动。
在一优选实施例中，经由轴来向盘供给电压。为此，例如，可将轴连接到电解槽之外的电压源。该连接通常经由滑环来实现。但是，用于将电压从静止电压源传递到转动元件的任意其它连接也是可能的。除了经由轴供给电压之外，也可经由接触盘的外周向它们供给电流。例如，滑动触头如电刷可在基底的另一侧与接触盘接触。
为了经由轴为盘供给电流，例如，在优选的示例性实施例中轴和盘至少部分地由导电材料制成。但是，除此之外，也可用电绝缘材料制造轴，而例如用电导体如金属丝制造各个盘的电(流)源(供电装置，currentsupply)。在这种情况下，各条金属丝便分别连接到接触盘，从而接触盘被供给以电压。
当盘仅在它们的外周上由导电材料制成时，必须设置将轴连接到盘的外周的电导体。为此，例如，可在盘内安设电导体。电源也可经由紧固装置如螺纹件来制造，盘通过所述紧固装置固定在轴上。
为了产生均匀的电解质供给，在一优选实施例中，在盘中形成有开孔。电解质溶液能经所述开孔输运至基底。同时，与封闭盘的实施例相比，由于盘的转动，电解质的混合得以改善。与电解质溶液仅能流过各个盘之间的间隙的情况相比，电解质溶液经开孔盘还能更快地输送到基底。
作为实心盘中的开孔的替换，也可设置这样的盘，其中一环由辐条紧固在轴上。为了允许进行电解涂覆，必须使环在其外周上由导电材料制成。在一优选实施例中，整个环都由导电材料制成。将环紧固在轴上的辐条可例如由导电材料或电绝缘材料制成。当辐条由导电材料制成时，优选地经由轴和辐条来实现环的电压供应。当辐条由电绝缘材料制成时，例如，可设置导电辐条以使电压能从轴传递到环。除此之外，在辐条由电绝缘材料制成的情况下，也可经由导电体如缆线将环连接到通电的轴。对于电绝缘的辐条，还可直接在环表面上施加电压。为此，例如，使环表面与滑动触头如电刷接触。
为了能够用来自电解质溶液的金属离子对基底进行电解涂覆以形成金属层，在上述示例性实施例中盘分别被阴极连接。由于盘的阴极连接，金属也沉积在盘上。因此必须使盘阳极连接以便除去所沉积的金属，即使它们脱金属。这可例如在生产暂停时完成。为了能够在工作期间进行脱金属，在一优选实施例中盘能从基底被升高以及下降到基底上。在这种情况下，下降到基底上的盘可被阴极连接，而从基底升高的盘被阳极连接。通过下降到基底上的阴极连接的盘，基底上的导电结构被阴极接触且由此被涂覆。同时，通过不与基底接触的盘的阳极连接，先前沉积在盘上的金属被再次去除。
例如，可使一轴的盘下降到基底上并交替地使一轴的盘从基底升高。但是，优选地，带有相互接合的盘的至少两个相继的轴分别下降到基底上，以便防止因没有阴极接触而无法对穿过两个盘之间间隙的导电基底进行涂覆。带有相互接合的盘的两个相继的轴一旦碰触基底，穿过两个盘之间间隙的这些基底便与接合在该间隙中的后续盘接触。因此也确保了对这些导电结构的涂覆。
在一优选实施例中，盘具有分布在圆周上的彼此电绝缘的各个单独的部段。彼此电绝缘的部段可优选地阴极地和阳极地连接。由此，与基底接触的部段可阴极地连接，并且其一旦不再与基底接触便阳极地连接。这样，在阴极连接期间沉积在部段上的金属在阳极连接期间被再次去除。各个区段的电压供应通常经由轴来实现。当多个盘彼此邻近地布置在轴上时，它们优选对齐，从而彼此电绝缘的各个部段在轴向上齐平地布置。这样，彼此电绝缘的在轴向上齐平设置的各个部段可分别与共同的线路接触。此外，同样可将轴构造成与各个盘的区段相对应的、彼此电绝缘的各个单独的区段。在这种情况下，各个区段便可用于向盘供电。轴优选地在电解槽之外被接触。该接触例如通过与轴接触的极性反转的盘或接触盘来实现。当分别设有与盘的彼此电绝缘的各个部段接触的各个线路时，这些线路可设置在轴的内部或外周上。
除了通过反转轴的极性来除去沉积在轴和盘上的金属之外，其它清除变型也是可能的，例如化学或机械清除。
制造盘的导电部分所用的材料优选为在装置工作期间不会进入电解质溶液的导电材料。适当的材料例如为金属、石墨、导电聚合物如聚噻吩或金属/塑料复合材料。不锈钢和/或钛是优选的材料。
为了使盘在被阳极连接以便除去其上沉积的金属时不会溶解，对于盘和轴优选使用传统上用于不溶性阳极且为本领域技术人员已知的材料。例如，覆有金属氧化物的导电混合物的钛是这样一种适当的材料。
在另一实施例中，电解涂覆装置还包括能使基底转动的装置。通过转动，最初从基底的输运方向看宽且短的导电结构能被排布，使得它们在转动后从输运方向看窄且长。转动补偿了不同的涂覆次数，这种不同的涂覆次数的产生是由于导电结构在第一次与被阴极连接的盘接触时就已经被涂覆了。
在转动后，基底第二次穿过装置，或者穿过第二相应装置。基底转动的角度优选为10°到170°，更优选为50°到140°，尤其为80°到100°，并且更尤其优选地，基底转过的角度为大致90°。大致90°是指基底转动的角度不会超出90°达5°以上。用于使基底转动的装置可布置在电解槽的内部或外部。为了再次涂覆基底的同一侧，以便例如获得金属层的更大的层厚，转动轴线垂直于待涂覆表面排布。
当想要涂覆基底的另一个表面时，转动轴线布置成，在转动后基底被定位成使得接下去要涂覆的表面指向阴极的方向。
通过根据本发明的方法沉积在导电结构上的金属层的层厚取决于接触时间以及使装置工作的电流强度，所述接触时间由基底穿过装置的速度和串联设置的布置有相互接合的盘的轴的数量来给定。例如，通过在至少一个电解槽中使多个根据本发明的装置串联连接可获得更长的接触时间。
在一个实施例中，多个根据本发明的装置分别在各个单独的电解槽中串联连接。因此，可在各电解槽中容纳不同的电解质溶液，以便在导电结构上相继沉积不同的金属。这例如在装饰应用或生产金触点方面是有利的。此处，对于同一种电解质溶液仍可通过选择通过速度和装置数量来调节相应的层厚。
为了能同时涂覆基底的上侧和下侧，在本发明的一个实施例中，安装有盘的两个轴被分别布置成，使得待涂覆基底能从它们之间移动通过。根据本发明，在基底的上侧和下侧分别设置保持有相互接合的盘的两个轴。通常，该结构是这样的，即基底被引导的平面用作镜像面。当要涂覆长度超过电解槽长度的薄片-所谓的无端薄片，其首先从滚子上退绕，被引导通过电解涂覆装置，然后被再次卷绕-时，它们也可例如绕多个根据本发明的电解涂覆装置以Z字形或以蜿蜒曲折的形式被引导通过电解槽，所述多个电解涂覆装置也可彼此上下布置或彼此邻近地布置。
通过根据本发明的装置和根据本发明的方法，还可涂覆包含在基底中的通孔，例如开孔或槽，甚至是凹部如盲孔。对于深度浅的通孔，涂覆如此进行，即沉积在上侧和下侧的金属层在孔中增长到一起。在过深以致于金属层无法增长到一起的孔中，至少部分地设置用根据本发明的方法涂覆的导电孔壁。这样，也可涂覆孔的整个壁。如果孔壁不是全部都导电，则此处又用增长到一起的金属层来涂覆整个孔壁。
当只要涂覆基底的一侧时，基底可靠置在相互接合的盘上，这样基底的下侧被涂覆，或者基底沿盘的下侧被引导，这样基底的上侧被涂覆。当基底靠置在盘上时，盘可同时用于输运基底。相互接合的盘与基底的充分接触是通过优选用压力装置将基底压到相互接合的盘上来实现的。绕着轴被引导并压靠在基底上的压力辊(滚子)或带例如适合作为压力装置。
当基底沿盘的下侧被引导时，必须设置使基底与盘接触的输运装置。这种输运装置例如为供基底在其上行进的带或滚子。然后基底可用预定的作用力借助于电解涂覆装置压靠在输运装置上，或借助于输运装置压靠在电解涂覆装置上。
当基底在其上侧和其下侧同时被涂覆时，与基底接触的、连接成阴极的相互接合的盘可同时被用于输运基底通过电解槽。
为了输运基底，各个单独的轴或所有的轴可被驱动。它们优选地在电解槽之外被驱动。当设有与被阴极连接的盘独立的输运装置时，轴和其上装配的盘可被基底转动，从而盘的周向速度对应于基底被输运的速度。
为了获得所有轴或盘的均一的周向速度，优选地用共同的驱动装置来驱动所有的轴。驱动装置优选为电动机。轴优选经链条或带式传动装置连接到驱动装置。但是，也可为轴分别设置彼此啮合并用来驱动所述轴的齿轮。除了此处所述的可能方案外，还可使用本领域技术人员已知的用于驱动所述轴的任意其它适当的驱动装置。
一方面，在轴、盘或彼此绝缘的盘部段可具有不同极性的情况下，可使用被阳极连接的轴、盘或彼此绝缘的盘部段作为阳极，另一方面，可在电解槽中设置附加的阳极。当只设有被阴极连接的轴和盘时，必须在电解槽中布置附加的阳极。这样阳极优选地布置成尽量靠近待涂覆的结构。例如，阳极可分别布置在带有相互接合的盘的第一轴之前和最后的轴之后。当基底仅在一侧被涂覆时，例如也可将阴极布置在基底的要进行电解涂覆的一侧，将阳极-其不接触基底-布置在基底的另一侧。一方面，本领域技术人员已知的用于不溶性阳极的任意材料适合作为用于阳极的材料。此处，例如优选采用不锈钢、石墨、铂、钛或金属/塑料复合材料。另一方面，也可设置可溶性阳极。这些阳极优选包含可电解沉积在导电结构上的金属。阳极可具有本领域技术人员已知的任意期望形状。例如，可使用在装置工作期间距离基底表面最近的扁平杆作为阳极。也可使用扁平的金属或弹性丝，例如螺旋丝，作为阳极。
为了涂覆优选为条带形式的柔性电路衬底(flexible circuit support)，将其从位于电解槽之前的滚子上退绕并在通过电解槽后卷绕到新的滚子上。
通过根据本发明的装置，可涂覆所有的导电表面，而与是涂覆非导电基底上的相互绝缘的导电结构或是涂覆完全表面无关。所述装置优选地用于涂覆非导电载体上的导电结构，所述非导电载体例如为增强或非增强的聚合物(如传统上用于电路板的那些)、陶瓷材料、玻璃、硅、纺织物等。以这种方式制造的电解涂覆的导电结构例如为印制导线。待涂覆的导电结构可例如由印刷在电路板上的导电材料制成。优选地，导电结构包含适当基体中的由导电材料制成的任意几何形状的颗粒，或主要由导电材料构成。适当的导电材料例如为碳或石墨，金属，优选为铝、铁、金、铜、镍、银和/或包含至少一种这些金属的合金或金属混合物，导电金属复合物，导电有机化合物或导电聚合物。
有可能首先需要进行前处理，以便使结构导电。这例如可涉及化学的或机械的前处理，例如适当的清洁。这样，例如，会破坏电解涂覆的氧化层预先从金属上被除去。但是，也可通过本领域技术人员已知的任意其它方法将待涂覆的导电结构施加在电路板上。
这样的电路板例如安装在产品中，例如计算机、电话、电视、汽车的电气部件、键盘、收音机、视频设备、CD、CD-ROM和DVD播放机、游戏控制台、测量和控制设备、传感器、电气厨房设备、电子玩具等。
也可用根据本发明的装置来涂覆柔性电路衬底上的导电结构。这样的柔性电路衬底例如为在其上印制导电结构的聚合物膜，例如聚酰亚胺膜、PET膜或聚烯烃膜。根据本发明的装置和根据本发明的方法还适用于生产RFID天线、发射机应答器天线或其它形式的天线、芯片卡模块、扁平电缆、座椅加热器、箔导体、太阳能电池中或LCD/等离子显示屏中的印制导线，或适用于生产任意形式的电解涂覆产品，例如薄金属箔、在一侧或两侧涂覆有确定层厚金属的聚合物载体、3D模制互连装置，或用于生产产品上的装饰性或功能性表面，其例如用于屏蔽电磁辐射、用于热传导或用作包装。还可在集成电子元件上生产接触部位或接触片或互连部。
在离开电解涂覆装置后，可根据本领域技术人员已知的所有步骤来进一步处理基底。例如，可通过清洗从基底上除去残余的电解质残渣和/或可对基底进行干燥。
根据需要，根据本发明的用于对导电基底或非导电基底上的导电结构进行电解涂覆的装置可配备有本领域技术人员已知的任意辅助装置。这些辅助装置例如为泵、过滤器、化学物质的供应装置、卷绕和退绕装置等。
可使用本领域技术人员已知的处理电解质溶液的所有方法来缩短维护间隔。例如，这些处理方法也是供电解质溶液自更新的系统。
根据本发明的装置也可例如以从Werner Jillek，Gustl Keller，Handbuch der Leiterplattentechnik[印刷电路技术手册]，Eugen G.LeuzeVerlag，2003，第4卷，192、260、349、351、352、359页已知的脉冲方法来操作。
所述电解涂覆装置可用于任意传统的金属涂覆。在这种情况下用于涂覆的电解质溶液的成分取决于想要在基底上的导电结构上涂覆的金属。通过电解涂覆沉积在导电结构上的传统金属例如为金、镍、钯、铂、银、锡、铜或铬。
本领域技术人员例如可从Werner Jillek，Gustl Keller，Handbuch derLeiterplattentechnik[印刷电路技术手册]，Eugen G.Leuze Verlag，2003，第4卷，332-352页获知可用于对导电结构进行电解涂覆的适当的电解质溶液。
根据本发明的装置和根据本发明的方法的优点在于，与例如从现有技术已知的那些滚子的情形相比，相互接合的盘提供了更大的接触面积且由此提供了每单位面积的更长的接触时间。因此，能以更多的金属堆积和更均匀的层厚实现更短的区段。设备也能制造得更短，这使得能以更低的运行成本获得更多的产出。另一个主要优点在于，与从现有技术已知的滚子系统相比，现在即使对于非常短的结构(例如在电路板生产中期望获得的结构)也能更快地进行生产，且具有更大的控制、尤其是更加易于复制且层厚均匀。
附图说明
下面借助于附图更详细地说明本发明。作为示例，附图分别仅示出一个可能的实施例。除了所述实施例之外，本发明显然也能以其它实施例或这些实施例的组合加以实施。
图1示出根据本发明设计的装置的俯视图，
图2示出根据本发明设计的装置的侧视图，
图3示出在第二实施例中根据本发明设计的装置的侧视图，
图4示出带有安装在其上的单个盘的轴，
图5示出根据本发明设计的盘，其带有分布在圆周上的彼此电绝缘的各个部段，
图6示出用于供电的接触盘。
具体实施方式
图1示出根据本发明设计的装置的俯视图。在第一轴1上布置有一定数量的第一盘2。盘2以间隔3分别安装在轴1上。间隔3被选择为使得紧固在第二轴5上的盘4能接合在其中。第二盘4的间隔6被选择为使得第一盘2能分别接合在两个第二盘4之间。
在图1所示的实施例中，安装在第一轴1上的第一盘2和安装在第二轴5上的第二盘4分别具有相同的宽度(厚度)。但是也能提供具有不同宽度的盘。在这种情况下，宽度相等的盘可分别设置在一个轴上，而与第一轴上的盘宽度不同的盘设置在第二轴上，或者宽度不同的盘安装在一个轴上。当宽度不同的盘安装在一个轴上时，第二轴上的接合在第一轴上的两个盘之间的两个盘之间的间距必须被相应地选择成使得宽度不同的盘能接合在所述间隔中。
优选地，也可使至少两个带有相互接合的盘的轴对串联连接。然后可使所述轴对相互偏移地对齐。也可使后(轴)对的前轴的盘接合在前(轴)对的后轴的盘之间的间隔中。
两个第一盘2之间的间距3至少与第二盘4的宽度一样大。同样，第二盘4的间隔6至少与第一盘2的宽度一样大。两个盘2、4之间的间距3、6优选地大于相应地接合在该间隔中的盘2、4的宽度，从而电解质溶液能沿待涂覆基底的方向流过该间隔。第二盘4接合在第一盘2中的接合深度7取决于第一盘2和第二盘4意图与基底接触的间隔。例如，盘2、4可在边缘区域内精确地彼此接合，或者第一盘2在第二盘4之间接合得如此宽，使得第一盘2恰好碰到第二轴5。在这种情况下，若第一盘2和第二盘4具有相等的直径，则第二盘4也碰到第一轴1。但是，第一盘2和第二盘4不必构造成具有相同的直径。第一盘2和第二盘4的直径也可不同。
图2示出根据本发明设计的装置的侧视图。
图2示出第一盘2与第二盘4接合的方式。盘2、4与基底31上的待涂覆导电结构30的接触以第一轴1和第二轴5的轴向中点的间隔实现。第一轴1和第二轴5的轴向中点靠的越近，则第一盘2和第二盘4与基底的接触点靠的越近。第一盘2和第二盘4碰触基底的间距由附图标记8表示。
在此处所述的实施例中，基底31借助于输运装置32被输运经过电解质溶液的电解槽。此处所示的实施例中的输运装置32包括绕两个轴34、35延伸的环形带33。带33和盘2、4之间的距离被选择为使得带有导电结构30的基底31以确定的作用力被压在盘2、4上。通过将输运装置32固定地安装并例如以预定的作用力将盘2、4压在带有导电结构30的基底31上-为此盘2、4的轴1、5可弹性地安装，导电结构30能被可选地压在盘2、4上。或者，盘2、4的轴1、5可固定地安装，并且可由输运装置32在基底31上施加预定的作用力。为此，输运装置32的轴34、35优选被弹性地安装。作为图2所示的输运装置32的替换，也可使用彼此邻近布置的多个单独的轴作为输运装置。作为输运装置32的替换，也可设置根据本发明的包括在其上布置有相互接合的盘的至少两个轴的第二装置。
为了确保输运，可驱动紧固有盘2、4的轴1、5，或驱动带有环形带33的轴34、35。也可既驱动布置有盘2、4的轴1、5，又驱动轴34、35。轴1、5和34、35的驱动装置优选布置在电解槽之外。一方面，各个轴1、5、34、35可单个地被驱动，尽管优选地，轴1和5由第一驱动装置驱动，而轴34和35由第二驱动装置驱动，或者所有的轴1、5、34、35由共同的驱动装置驱动。各轴1、5和/或34、35例如经由齿轮或链条或带式传动装置连接在一起。
为了使电流能在电解质溶液中流动且由此可对导电结构30进行电解涂覆，还在电解槽中设置阳极36。如此处所示，阳极36可例如构造成扁平杆的形式。阳极36优选布置在待涂覆导电结构30附近。在这种情况下，应注意阳极36不会碰触导电结构30，因为否则的话已沉积在导电结构上的金属会再次被去除。除了扁平杆形式的阳极36的实施形式外，阳极36也可构造成扁平金属或弹性丝，例如螺旋丝。还可使用本领域技术人员已知的其它阳极形式。阳极可以是不溶性的和可溶性的。
用于不溶性阳极36的材料是本领域技术人员已知的。对于可溶性阳极36，优选使用沉积在导电结构30上的金属。
图3示出在另一实施例中根据本发明设计的装置的侧视图。
与图2所示的实施例相比，通过图3所示的装置能同时在基底31的上侧和下侧涂覆导电结构30。也可电解涂覆基底中的孔37，并由此获得基底31上侧的导电结构30和基底下侧的导电结构30之间的导电连接。为此，相应地，在基底31的上侧布置包括布置有相互接合的盘2、4的至少两个轴1、5的装置，在基底31的下侧布置包括布置有相互接合的盘2、4的至少两个轴1、5的装置。基底被引导穿过所述装置之间。基底优选地由与导电结构30接触的盘2、4输运。为此，布置有盘2、4的所有轴1、5都被驱动，或者只有单个轴1、5被驱动，而其它轴被安装成，当基底与这些轴上的盘2、4接触时它们由基底31转动。
图4示出根据本发明设计的安装有盘的轴。
图4所示的盘10包括各个单独的部段11。部段11分别通过绝缘部12彼此电绝缘。这例如使得彼此邻近的部段11可不同地进行连接。例如，一个部段11可阴极地连接，而相邻的部段11可阳极地连接。该实施例的优点在于，在阴极连接时沉积在部段11上的金属在该部段11阳极连接时又从该部段上去除。在涂覆装置工作期间，沉积在各个部段11上的金属的这种去除是可能的。为了使彼此邻近的部段11能不同地进行连接，为各个盘10上的各个部段11单独地提供其自身的电源13，或者由于彼此邻近的盘10的相邻部段11能分别以相同的方式连接，所以可提供与相邻盘10的相邻部段11分别接触的连续的电源13。例如，紧固在滚子的外周上的绝缘缆线适于作为电源13。作为设在轴14的外周上的替换，绝缘缆线也可在轴14内部延伸。为此，例如，轴14必须设计成中空的轴。
除了经由绝缘缆线供电之外，还可直接用轴来供电。为此，对于由彼此电绝缘的各个部段11构成的盘10，轴14同样构造成彼此电绝缘的各个部段。于是可分别经由轴14的各个导电部段来供电。为此，盘10的部段11分别连接到轴14的导电部段。
当盘10的各个部段11的供电分别经由绝缘缆线形式的电源13来实现时，各个部段11例如分别通过缆线接头15连接到电源13。如图4所示，缆线接头15可布置在盘10的外侧，尽管也可将缆线接头15设置在各个区段11的面向轴14的端部，以便防止盘10的任意横向扩大。这可例如使用插入到用作电源13的绝缘缆线中的销来实现。
图5示出根据图4的盘的侧视图。
在此处所示的实施例中，盘10的各个区段11的供电经由布置在轴14的外周上的各个绝缘缆线来实现。当多个盘10彼此邻近地布置在同一个轴14上时，在各个区段11中在面向轴14的一侧优选地形成引导缆线17穿过的开口。各个区段11经由接触接头15连接到缆线14。
为了改善向待涂覆基底的电解质供给，可在区段11中形成凹部16。在这种情况下，电解质溶液可流过凹部16。凹部16可分别仅形成在盘10的个别区段11中或形成在盘10的所有区段11中。此外，作为盘10中的凹部16的替换，也可将盘10构造成轮子的形式，在所述轮子中带有各个辐条的导电环装配在轴14上。为了允许对基底进行电解涂覆，必须使盘10在其外周上导电。为此，例如，可为盘10设置环形接触区域18，该环形接触区域设置在盘10的外周上。本领域技术人员已知的、当前用于不溶性阳极的传统材料例如适合作为环形接触区域18的材料。这例如可以是涂覆有金属氧化物的导电混合物的钛。
当只有环形接触区域18被构造成导电时，各个区段11在环形接触区域18和轴14之间的区域内可由电绝缘材料制成。在这种情况下，仅需穿过导电材料设置导电体或在各个区段的表面上设置导电体，电压经所述导电体从电源13(在此处所示的实施例中被构造成靠在轴的外周上的缆线17)输送至环形接触区域18。当只有环形接触区域18被构造成导电时，为了允许交替地进行阳极和阴极连接，适当的做法是分别在环形接触区域18的各个区段19之间设置绝缘部12。通过直接这样做，环形接触区域18的区段19可彼此充分地电绝缘，以便防止阳极连接区段19和阴极连接区段19之间的短路。
图6示出根据本发明设计的装置的供电的实施例。
布置有盘10的轴14的供电可例如经由布置在电解质溶液的电解槽之外的另外的盘20来实现。所述另外的盘20例如构造成类似于与待涂覆基底接触的盘10。为此，所述另外的盘20同样包括被划分成各个区段19的环形接触区域18。作为环形接触区域18的替换，也可使所述另外的盘20的各个区段11分别完全由导电材料制成。为了减轻重量，也可在所述另外的盘20的各个区段11中设置凹部16。凹部16可形成在每个区段11中或仅形成在个别区段11中。环形接触区域18的各个区段19电连接至电源13，在图6所示的实施例中电源13同样被设计成布置在轴14的外周上的缆线17的形式。
当整个部段11均由导电材料制成时，所述另外的盘20优选在其端面上设有电绝缘部，使得仅在外周上存在导电表面。这能防止由于无意地碰触到盘20所产生的伤害。
为了向环形接触区域18供给电压，在此处所示的实施例中设置与阴极电源22连接的阴极滑动触头21和与阳极电源24连接的阳极滑动触头23。本领域技术人员已知的任意滑动触头都可用作阴极滑动触头21和阳极滑动触头23。
当轴由被绝缘部彼此隔开的各个单独的导电区段构成时，也可经由滑动触头直接向轴供电。在这种情况下不需要另外的盘20。
为了防止短路，应当在阳极滑动触头23和阴极滑动触头21之间分别设置足够大的间距25。阳极滑动触头23和阴极滑动触头21之间的间距25必须大于区段19的宽度。如果部段25的宽度小于或等于区段19的宽度，则每次区段19同时接触阴极滑动触头21和阳极滑动触头23时便会发生短路。
为了使在盘10被阴极连接时沉积在盘10上的所有金属能再次从盘10上去除，阳极接触区域优选地大于阴极接触区域。这意味着阳极连接的区段优选多于阴极连接的区段。阴极连接区段19的最大数量对应于阳极连接区段19的数量。
在缆线17在轴14上放射状地延伸的情况下，对于图5所示的实施例，待涂覆基底应当沿盘10的下侧被引导。如果基底将沿盘10的上侧被引导而使基底的下侧被涂覆，则阴极滑动触头必须布置在所述另外的盘20的上侧，而将阳极滑动触头布置在所述另外的盘20的下侧。
为了能够同时在基底的上侧和下侧涂覆基底，可布置两个电解涂覆装置，使它们彼此上下布置或彼此邻近布置，而基底被引导穿过所述装置之间，从而使基底在其上侧和下侧同时与盘10接触。
只要使基底实现阴极接触的区段位于电解质溶液内，便能以任意期望的角度沿各个装置引导基底。基底不必水平地即平行于液面地输运通过电解槽。如果待涂覆基底被保持地足够牢固，则例如，其甚至可沿用于接触的盘10与液面垂直地被引导。
附图标记列表
1      第一轴
2      第一盘
3      第一盘的间隔
4      第二盘
5      第二轴
6      第二盘的间隔
7      接合深度
8      接触点的间距
10     盘
11     部段
12     绝缘部
13     电源
14     轴
15     缆线接头
16     凹部
17     缆线
18     环形接触区域
19     区段
20     另外的盘
21     阴极滑动触头
22     阴极电源
23     阳极滑动触头
24     阳极电源
25     间距
30     导电结构
31     基底
32     输运装置
33     环形带
34     轴
35     轴
36     阳极
37     基底31中的孔