EP0059787A1 - Apparatus for the partial electroplating of electrically conductive tapes, strips or suchlike bundled parts in a continuous process - Google Patents
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- EP0059787A1 EP0059787A1 EP81108594A EP81108594A EP0059787A1 EP 0059787 A1 EP0059787 A1 EP 0059787A1 EP 81108594 A EP81108594 A EP 81108594A EP 81108594 A EP81108594 A EP 81108594A EP 0059787 A1 EP0059787 A1 EP 0059787A1
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- spray nozzles
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
- B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
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- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/08—Electroplating with moving electrolyte e.g. jet electroplating
Definitions
- the invention relates to a device for the partial electroplating of strips, strips or the like to be condensed parts in a continuous process, the cathodically connected strip, strip or the like being guided along an anodically connected spray nozzle.
- a device of this type is known from US-PA 40 29 555.
- an upright endless belt is passed through a kind of tunnel through a self-contained electroplating cell.
- the tape in the tunnel is covered by masks so that only the area that is to be provided with a metal layer remains free.
- a slot-shaped nozzle connected as an anode is arranged in such a way that the electrolyte is sprayed vertically against the strip.
- the flowing electrolyte is collected below the slit-shaped nozzle and then reused.
- the length of the slot-shaped nozzle extends practically over the entire width of the electroplating cell.
- the electrolyte emerges relatively uniformly over the entire length of the nozzle.
- the beginning and end of the strips have a thicker coating, since the current densities are concentrated at the ends of the strips.
- a plurality of nozzles next to one another and opposite one another.
- Such a nozzle arrangement is provided for the selective partial electroplating of fixed pin combs.
- Each pin comb is attached and contacted using a bracket.
- the nozzles are fastened in a preferably pivotable holder and directed against the pin E of the comb. Since the pins are fixed with respect to the nozzles, the distance between the nozzles must be equal to the distance between the pins on the comb. Since in practice it cannot be avoided that from the Electrolyte jets emerging from the nozzles are unequal to one another, inevitably there are deposits of different thicknesses. Furthermore, since the nozzles are also opposite one another in the case of opposing nozzle arrangements, a mutual hindrance of the opposing nozzles cannot be avoided.
- a device for plating the connection pins of a printed circuit board has become known from US Pat. No. 4,186,062, the printed circuit boards being gripped by toothed belts arranged on both sides and being passed through an electrolyte cell.
- the timing belts cover the areas of the circuit board that are not to be galvanized tightly.
- the electroplating is carried out by supplying the electrolyte to the plate via holes directed upwards and arranged in a row. With the help of a curved foil, the electrolyte flow is deflected in a certain direction so that a kind of Venturi effect is created on the circuit board.
- the invention has for its object to provide a device of the type described in such a way that not only tapes, but also strips, combs, plates or the like can be partially galvanized. It is ensured that not only a uniform layer thickness with little layer thickness scattering occurs , but also any desired layer thickness distribution can be achieved.
- the continuous movement of the belt or the like along the nozzles produces a layer thickness which is always constant because the belt passes through each individual nozzle.
- the thickness of the layer depends, among other things, on the speed at which the strip passes the individual nozzles.
- galvanizing strips, combs, plates or the like have a thicker coating at the beginning and end than the middle part, since the current density along the nozzle arrangement remains practically constant, since each individual nozzle with the cathodic switched band or the like practically forms its own galvanic cell.
- the distance between the individual spray nozzles can be selected so that the cells practically do not influence one another.
- the diameter of the nozzles and the distance of the nozzles from the belt or the like are preferably such that a current density distribution corresponding to the desired layer thickness distribution is produced between the belt or strip and nozzles.
- any layer thickness distribution can be achieved, so that, for example, in knife strips, the areas can be provided with a thicker coating that are subject to greater wear than other areas. This can save a lot of precious metal on precious metal contacts, as experience has shown.
- the distance of the spray nozzles from one another is not the same or not equal to a multiple of the division of the parts combined in the band.
- the device according to the invention differs significantly from the device according to DE-OS 25 51 988, in which the distance between the nozzles must be equal to the distance of the pins on the comb, since otherwise an uneven layer thickness distribution results. Because the distance between the spray nozzles from one another is not the same as the division of the parts combined in the belt or the like, the total dynamic pressure across all the nozzles is approximately the same, so that the strength of the individual spray jets is not subject to any fluctuations. This is particularly important when the nozzles are arranged close to the area to be galvanized on the belt.
- Another possibility of a targeted layer thickness distribution results from the fact that the individual spray nozzles have a smaller diameter than the width of the areas to be galvanized on the strip and that the individual spray nozzles are not only arranged one behind the other in the direction of movement, but also perpendicularly to one another such that the in the order of the first spray nozzle the one (upper) and the last spray nozzle the other (lower) range limit.
- this can be achieved in a simple manner by preferably grouping them together seized nozzles, which are used in a common container to form a spray cell, offset by tilting the container parallel to the belt. By appropriately tilting the spray cell, a more or less wide area on the strip can be partially galvanized. In accordance with this inclination, the belt speed must then be set accordingly in order to achieve a certain layer thickness.
- the individual nozzles are positioned at an angle to the strip in such a way that the sprayed electrolyte flows out in a preferred direction.
- the exit velocity of the electrolyte from the nozzles can be increased. The more this angle deviates from the perpendicular to the band, the better the flow distribution, so that at least partially sharply delimited areas of the coating result.
- spray nozzles are arranged on both sides of the strip in a manner known per se which, according to the invention, are at a distance from one another so that the nozzles do not interfere with one another.
- the electrolyte is sprayed at a very high speed, it is inevitable that electrolyte is also sprayed onto areas which are not to be galvanized and which may then have to be cleaned again later.
- the spray nozzles arranged on at least one side of the belt are used to form a spray cell in a common container which is designed and held under pressure such that each of the electrolyte jets emerging from the individual spray nozzles has approximately the same strength.
- a particularly simple construction of a spray cell results according to the invention in that it consists of one noble metal tube, e.g. Platinum, existing spray nozzles in a tubular container made of corrosion-resistant material, e.g. Titanium are used, which is preferably closed on one side and has a connecting piece for electrolyte liquid on the other side.
- a preferably concentrically arranged distributor pipe is arranged in the interior of the tubular container, via which the electrolyte is supplied and in which holes are provided in a corresponding distribution on the side facing away from the spray nozzles are.
- Such a container can be easily adjusted with respect to the belt or the like so that the distance of the spray nozzles from the belt and the direction of the spray nozzles to the belt can be changed.
- the spray direction can be changed in a simple manner in that the container is designed to be pivotable about its longitudinal axis.
- FIG. 1 shows, the parts 1 to be coated are combined to form a conductive tape 2.
- the tape 2 is usually 'wound on a roll and is drawn off by an unwinding device not shown in the drawing and runs into the electroplating system. It travels through a number of pretreatment stations in a manner known per se and then finally runs into the actual electroplating cell 4, the principle of which is shown in FIG. Volume 2 is here in The direction of the arrow 3 is drawn into the electroplating cell 4.
- a pair of contact rollers 5 are provided for contacting the belt 2, which also serve as a guide.
- the band 2 is guided along a row of nozzles 7, which are inserted in a tubular container 8 designed as a spray cell. As indicated by an arrow 9, electrolyte is pumped into the tubular container 8, which then exits through the nozzles 7.
- the nozzles 7 are directed against the area B to be coated, the diameter d of the nozzles 7 and the distance a from the strip 2 being matched to one another in such a way that the current density distribution corresponds approximately to the desired layer thickness distribution (FIG. 2).
- Figure 2 shows. on an enlarged scale, the arrangement of the nozzles 7 with respect to the area B to be galvanized of the parts 1 on the strip 2.
- the area B of the part 1 to be coated is curved.
- the angle ⁇ between the nozzle axis 10 and the belt plane is made less than 90 °. This adjustment of the angle can be made in a simple manner so that the tubular container 8 is rotated about its longitudinal axis 11 accordingly.
- the nozzles 7 used in the tubular container 8 are preferably arranged at the same distance D from one another, but the distance D is not equal to a multiple of the distance t of the components combined in the band 2.
- the area of the strip 2 that is not to be galvanized can be covered.
- the band consists of individual parts, for example contact pins, which are more or less free, there is a risk that these parts 1 will be bent and damaged.
- the masks 12 and 13 move according to FIG. 1 with the belt in a speed-compatible manner. This can be achieved in a simple manner if circumferential belts are used as masks 12 and 13, as are also used, for example, in a device described in DE-OS 29 28 904.
- partially galvanizing parts combined into strips, such as pin combs or the like, and also circuit boards.
- FIGS. 3 and 4 show an exemplary embodiment with two spray cells, contact pins 14 being combined into a band to be galvanized at the lower free end, from both sides.
- tubular containers 8 and 8 ' with spray nozzles 7 and 7' are provided, which are directed against the area to be plated on the contact pins 14.
- the arrangement and configuration of the nozzles 7 and 7 ' essentially corresponds to the configuration according to FIG. 1, but in this case they are opposite one another the nozzles 7 and 7 'offset from one another to a gap, so that the electrolyte jets emerging from the individual nozzles 7 and 7' do not influence one another.
- the two tubular containers 8 and 8 ' are arranged within an electrolyte trough 15, as shown in FIG. 4.
- a uniform layer thickness distribution can only be achieved if the diameter d of the individual nozzles 7 is significantly smaller than that galvanizing area B of the connector pin 14 and when the nozzles 7A to 7N are also offset transversely to the direction of movement of the strip, in total by an amount c.
- This can be achieved in a simple manner in the spray cells according to FIGS. 1 and 3 in that the container or containers 8 are inclined parallel to the belt by the amount c, so that, for example, the first spray nozzle 7A in the order the upper and the last spray nozzle 7N detected the lower range limit.
- the amount c is chosen exaggerated. As already mentioned at the beginning, any desired layer thickness distribution can be achieved in this way.
- FIG. 6 shows an advantageous embodiment of a spray cell, in particular for partial gold plating.
- the cell consists of a tube 16 made of corrosion-resistant material, for example titanium, in which tubes 17 made of precious metal, for example platinum, are used as nozzles 7.
- the tube 16 is provided with corresponding bores into which the tubes 17 are inserted, for example by pressing.
- a plug 18 made of corrosion-resistant material, for example plastic is inserted, which Pipe 16 closes tightly.
- the other end of the tube 1 6 has a connecting piece 19 for connection to an electrolyte supply, as indicated by an arrow 20.
- a distributor tube 2 1 is arranged inside the tube 16, preferably concentrically thereto, one end of which is pushed over a molded part 22 of the stopper and the other end of which in a corresponding bore 23 of the connecting piece 19 is centered.
- the distributor tube 21 is provided on the side facing away from the tube 17 with openings in the form of bores 24, through which the electrolyte exits and pours around the distributor tube 21 on both sides before it reaches the tube 17 and exits there.
- the spray cells shown in FIGS. 1, 3 and 4 are preferably also designed in the same way as the spray cell according to FIG. 6.
- Such a cell can be inserted into a simple holder which allows both rotation about its longitudinal axis 25 and adjustment of a certain one Inclined position C parallel to the strip for setting a defined coating width B and also setting an optimum distance for the galvanization of the nozzle ends from the areas to be galvanized is permitted.
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum partiellen Galvanisieren von zu leitenden Bändern, Streifen oder dgl. zusammengefaßten Teilen im Durchlaufverfahren, wobei das kathodisch geschaltete Band, Streifen oder dgl. an einer anodisch geschalteten Sprühdüse entlanggeführt wird.The invention relates to a device for the partial electroplating of strips, strips or the like to be condensed parts in a continuous process, the cathodically connected strip, strip or the like being guided along an anodically connected spray nozzle.
Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die US-PA 40 29 555 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein aufrechtstehendes endloses Band durch eine Art Tunnel durch eine in sich geschlossene Galvanisierzelle hindurchgeführt. Das Band wird im Tunnel durch Masken so abgedeckt, daß nur der Bereich freibleibt, der mit einer Metallschicht versehen werden soll. Diesem Bereich gegenüberliegend ist eine als Anode geschaltete schlitzförmige Düse so angeordnet, daß der Elektrolyt senkrecht gegen das Band gesprüht wird. Der abfließende Elektrolyt wird unterhalb der schlitzförmigen Düse gesammelt und anschließend der Wiederverwendung zugeführt. Die Länge der schlitzförmigen Düse erstreckt sich praktisch über die gesamte Breite der Galvanisierzelle. Durch die schlitzförmige Ausbildung der Düse tritt der Elektrolyt über die gesamte Länge der Düse relativ gleichförmig aus. Dies führt erfahrungsgemäß bei zu einzelnen Streifen, Platten oder dgl. zusammengefaßten elektronischen Bauteilen dazu, daß Anfang und Ende der Streifen eine dickere Beschichtung aufweisen, da sich die Stromdichten an den Streifenenden konzentrieren.A device of this type is known from US-PA 40 29 555. In this known device, an upright endless belt is passed through a kind of tunnel through a self-contained electroplating cell. The tape in the tunnel is covered by masks so that only the area that is to be provided with a metal layer remains free. Opposite this area, a slot-shaped nozzle connected as an anode is arranged in such a way that the electrolyte is sprayed vertically against the strip. The flowing electrolyte is collected below the slit-shaped nozzle and then reused. The length of the slot-shaped nozzle extends practically over the entire width of the electroplating cell. Due to the slot-shaped design of the nozzle, the electrolyte emerges relatively uniformly over the entire length of the nozzle. Experience has shown that in the case of electronic components combined to form individual strips, plates or the like, the beginning and end of the strips have a thicker coating, since the current densities are concentrated at the ends of the strips.
Durch die DE-OS 20 17 527 ist ganz allgemein ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von galvanischen Niederschlägen bekannt geworden, wobei die zu behandelnden Einzelteile mit Hilfe eines Transportbandes unter Sprühdüsen hindurchgeführt werden. Hierbei ist bereits vorgeschlagen worden, daß im Bedarfsfalle mehrere Sprühdüsen in Bewegungsrichtung nebeneinander und/oder hintereinander und ggf. auf beiden Seiten angebracht werden können. Soll die Aufbringung der metallischen Niederschläge mittels Stromeinwirkung erfolgen, ist das Transportband als Kathode geschaltet, während die Anoden in einem mit Elektrolyt gefüllten Behälter nahe den Sprühdüsen angeordnet sind. Eine partielle Galvanisierung ist bei diesem bekannten Verfahren weder vorgesehen, noch mit dieser bekannten Vorrichtung möglich.From DE-OS 20 17 527, a method and a device for applying galvanic precipitates have become known in general, the individual parts to be treated being passed under spray nozzles with the aid of a conveyor belt. It has already been proposed here that, if necessary, a plurality of spray nozzles can be attached next to one another and / or behind one another and, if appropriate, on both sides. If the metallic deposits are to be applied by the action of current, the conveyor belt is connected as the cathode, while the anodes are arranged in a container filled with electrolyte near the spray nozzles. A partial galvanization is neither provided in this known method nor possible with this known device.
Durch die DE-OS 25 51 988 ist weiter eine Vorrichtung zum selektiven galvanischen Abscheiden von Metallen bekannt geworden, bei der die Elektrolytflüssigkeit in Form eines Freistrahls auf die zu behandelnde feststehende Oberfläche aufgebracht wird. Hierbei ist die Düse oder ein Teil derselben als Anode und die zu galvanisierende Oberfläche als Kathode geschaltet.From DE-OS 25 51 988 a device for the selective electrodeposition of metals has become known, in which the electrolyte liquid is applied in the form of a free jet to the fixed surface to be treated. Here, the nozzle or a part thereof is connected as an anode and the surface to be electroplated as a cathode.
In diesem Zusammenhang ist auch bekannt geworden, mehrere Düsen nebeneinander und einander gegenüberliegend anzuordnen. Eine solche Düsenanordnung ist zur selektiven Teilgalvanisierung von feststehenden Stiftkämmen vorgesehen. Jeder Stiftkamm ist mit Hilfe einer Halterung befestigt und kontaktiert. Die Düsen sind in einer vorzugsweise schwenkbaren Halterung befestigt und gegen die StiftE des Kammes gerichtet. Da die Stifte in Bezug auf die Düsen feststehen, muß der Abstand der Düsen voneinander gleich dem Abstand der Stifte auf dem Kamm sein. Da es sich in der Praxis nicht vermeiden läßt, daß die aus den Düsen austretenden Elektrolytstrahlen untereinander ungleich sind, kommt es zwangsläufig zu unterschiedlich dicken Abscheidungen. Da ferner bei einander gegenüberliegenden Düsenanordnungen die Düsen.ebenfalls einander gegenüberliegen, läßt sich eine gegenseitige Behinderung der einander gegenüberliegenden Düsen nicht vermeiden.In this context, it has also become known to arrange a plurality of nozzles next to one another and opposite one another. Such a nozzle arrangement is provided for the selective partial electroplating of fixed pin combs. Each pin comb is attached and contacted using a bracket. The nozzles are fastened in a preferably pivotable holder and directed against the pin E of the comb. Since the pins are fixed with respect to the nozzles, the distance between the nozzles must be equal to the distance between the pins on the comb. Since in practice it cannot be avoided that from the Electrolyte jets emerging from the nozzles are unequal to one another, inevitably there are deposits of different thicknesses. Furthermore, since the nozzles are also opposite one another in the case of opposing nozzle arrangements, a mutual hindrance of the opposing nozzles cannot be avoided.
Schließlich ist durch die US-PS 4 186 062 eine Vorrichtung zum Platieren der Anschlußstifte einer gedruckten Leiterplatte bekannt geworden, wobei die Leiterplatten von zu beiden Seiten angeordneten Zahnriemen erfaßt und durch eine Elektrolytzelle geführt werden. Die Zahnriemen decken hierbei die nicht zu galvanisierenden Bereiche der Leiterplatte dicht ab. Die Galvanisierung erfolgt hierbei dadurch, daß über aufwärts gerichtete und in einer Reihe angeordnete Löcher der Elektrolyt der Platte zugeführt wird. Mit Hilfe einer gekrümmten Folie wird der Elektrolytstrom in eine bestimmte Richtung so umgelenkt, daß an der Leiterplatte eine Art Venturieffekt entsteht.Finally, a device for plating the connection pins of a printed circuit board has become known from US Pat. No. 4,186,062, the printed circuit boards being gripped by toothed belts arranged on both sides and being passed through an electrolyte cell. The timing belts cover the areas of the circuit board that are not to be galvanized tightly. The electroplating is carried out by supplying the electrolyte to the plate via holes directed upwards and arranged in a row. With the help of a curved foil, the electrolyte flow is deflected in a certain direction so that a kind of Venturi effect is created on the circuit board.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß nicht nur Bänder, sondern auch Streifen, Kämme, Platten oder dgl. partiell galvanisiert werden können, wobei sichergestellt ist, daß nicht nur eine gleichmäßige Schichtstärke mit geringer Schichtdickenstreuung entsteht, sondern auch jede gewünschte Schichtdickenverteilung erzielbar ist.The invention has for its object to provide a device of the type described in such a way that not only tapes, but also strips, combs, plates or the like can be partially galvanized. It is ensured that not only a uniform layer thickness with little layer thickness scattering occurs , but also any desired layer thickness distribution can be achieved.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß das kathodisch geschaltete Band oder dgl. an einer Mehrzahl von anodisch geschalteten Sprühdüsen aus Edelmetall entlanggeführt wird, welche in Bewegungsrichtung des Bandes oder dgl. gesehen hintereinander derart angeordnet und gegen das Band oder dgl. gerichtet sind, daß der aus jeder einzelnen Sprühdüsen austretende Elektrolytstrahl frei und unbehindert auf den zu galvanisierenden Bereich auf dem Band oder dgl. trifft.This object is achieved with a device of the type described at the outset according to the invention in that the cathodically connected band or the like is attached to a A plurality of anodically connected spray nozzles made of noble metal is guided along, which, viewed in the direction of movement of the strip or the like, are arranged one behind the other and directed towards the strip or the like in such a way that the electrolyte jet emerging from each individual spray nozzle is free and unimpeded onto the area to be galvanized on the Band or the like.
Durch die kontinuierliche Bewegung des Bandes oder dgl. entlang der Düsen wird eine stets gleichbleibende Schichtdicke erzeugt, weil das Band jede einzelne Düse passiert. Die Stärke der Schichtdicke ist unter anderem abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Band die einzelnen Düsen passiert. Somit kann es nicht vorkommen, daß bei der Galvanisierung von Streifen, Kämmen, Platten oder dgl. diese am Anfang und Ende eine dickere Beschichtung aufweisen, als der Mittelteil, da die Stromdichte entlang der Düsenanordnung praktisch konstant bleibt, da jede einzelne Düse mit dem kathodisch geschalteten Band oder dgl. praktisch eine'eigene galvanische Zelle bildet. Hierbei kann der Abstand der einzelnen Sprühdüsen voneinander so gewählt sein, daß sich die Zellen gegenseitig praktisch nicht beeinflussen.The continuous movement of the belt or the like along the nozzles produces a layer thickness which is always constant because the belt passes through each individual nozzle. The thickness of the layer depends, among other things, on the speed at which the strip passes the individual nozzles. Thus, it cannot happen that when galvanizing strips, combs, plates or the like. These have a thicker coating at the beginning and end than the middle part, since the current density along the nozzle arrangement remains practically constant, since each individual nozzle with the cathodic switched band or the like practically forms its own galvanic cell. The distance between the individual spray nozzles can be selected so that the cells practically do not influence one another.
Vorzugsweise ist der Durchmesser der Düsen und der Abstand der Düsen vom Band oder dgl. so bemessen, daß zwischen Band bzw. Streifen und Düsen eine der gewünschten Schichtdickenverteilung entsprechende Stromdichteverteilung entsteht. Auf diese Weise kann jede beliebige Schichtdickenverteilung erzielt werden, so daß beispielsweise bei Messerleisten die Bereiche mit einem stärkeren Überzug versehen werden können, die einer stärkeren Abnutzung ausgesetzt sind als andere Bereiche. Damit läßt sich bei Edelmetallkontakten erheblich an Edelmetall einsparen, wie die Erfahrung gezeigt hat.The diameter of the nozzles and the distance of the nozzles from the belt or the like are preferably such that a current density distribution corresponding to the desired layer thickness distribution is produced between the belt or strip and nozzles. In this way, any layer thickness distribution can be achieved, so that, for example, in knife strips, the areas can be provided with a thicker coating that are subject to greater wear than other areas. This can save a lot of precious metal on precious metal contacts, as experience has shown.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist der Abstand der Sprühdüsen voneinander nicht gleich oder nicht gleich einem Vielfachen der Teilung der im Band zusammengefaßten Teile. In dieser Beziehung unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung wesentlich von der Vorrichtung nach der DE-OS 25 51 988, bei der der Abstand der Düsen voneinander gleich dem Abstand der Stifte auf dem Kamm sein muß, da sich sonst eine ungleiche Schichtdickenverteilung ergibt. Dadurch, daß der Abstand der Sprühdüsen voneinander nicht gleich der Teilung der im Band oder dgl. zusammengefaßten Teile ist, ist der Gesamtstaudruck über sämtliche Düsen annähernd gleich, so daß die Stärke der einzelnen Sprühstrahlen keinen Schwankungen unterliegt. Dies spielt insbesondere dann eine erhebliche Rolle, wenn die Düsen nahe an dem zu galvanisierenden Bereich auf dem Band angeordnet sind. Durch eine möglichst nahe Heranführung der Düsenenden an die zu galvanisierenden Bereiche erreicht man erheblich höhere Stromdichten zwischen Düsen und Band, was höhere Abscheidungsraten ergibt. Dadurch kann entweder die 'Gesamtbaulänge der Düsenanordnung kürzer gehalten werden oder die Bandgeschwindigkeit erhöht werden.According to a further feature, the distance of the spray nozzles from one another is not the same or not equal to a multiple of the division of the parts combined in the band. In this respect, the device according to the invention differs significantly from the device according to DE-OS 25 51 988, in which the distance between the nozzles must be equal to the distance of the pins on the comb, since otherwise an uneven layer thickness distribution results. Because the distance between the spray nozzles from one another is not the same as the division of the parts combined in the belt or the like, the total dynamic pressure across all the nozzles is approximately the same, so that the strength of the individual spray jets is not subject to any fluctuations. This is particularly important when the nozzles are arranged close to the area to be galvanized on the belt. By bringing the nozzle ends as close as possible to the areas to be galvanized, considerably higher current densities between the nozzles and the strip are achieved, which results in higher deposition rates. This can either keep the overall length of the nozzle arrangement shorter or increase the belt speed.
Eine weitere Möglichkeit einer gezielten Schichtdickenverteilung ergibt sich dadurch, daß die einzelnen Sprühdüsen einen kleineren Durchmesser aufweisen als die Breite der zu galvanisierenden Bereiche auf dem Band und daß die einzelnen Sprühdüsen nicht nur in Bewegungsrichtung hintereinander, sondern auch senkrecht dazu derart versetzt angeordnet sind, daß die in der Reihenfolge erste Sprühdüse die eine (obere) und die letzte Sprühdüse die andere (untere) Bereichsgrenze erfaßt. In der Praxis kann dies auf einfache Weise dadurch realisiert werden, daß man die vorzugsweise zu Gruppen zusammengefaßten Düsen, die in einem gemeinsamen Behälter zur Bildung einer Sprühzelle eingesetzt sind, durch Schrägstellen des Behälters parallel zum Band gegeneinander versetzt. Durch entsprechendes Schrägstellen der Sprühzelle kann ein mehr oder weniger breiter Bereich auf dem Band partiell galvanisiert werden. Dieser Schräg-' stellung entsprechend ist zur Erzielung einer bestimmten Schichtdicke dann die Bandgeschwindigkeit entsprechend einzustellen.Another possibility of a targeted layer thickness distribution results from the fact that the individual spray nozzles have a smaller diameter than the width of the areas to be galvanized on the strip and that the individual spray nozzles are not only arranged one behind the other in the direction of movement, but also perpendicularly to one another such that the in the order of the first spray nozzle the one (upper) and the last spray nozzle the other (lower) range limit. In practice, this can be achieved in a simple manner by preferably grouping them together seized nozzles, which are used in a common container to form a spray cell, offset by tilting the container parallel to the belt. By appropriately tilting the spray cell, a more or less wide area on the strip can be partially galvanized. In accordance with this inclination, the belt speed must then be set accordingly in order to achieve a certain layer thickness.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die einzelnen Düsen derart im Winkel gegen das Band angestellt sind, daß der versprühte Elektrolyt in eine bevorzugte Richtung abfließt. Dadurch kann die Austrittsgeschwindigkeit des Elektrolyten aus den Düsen erhöht werden. Je mehr dieser Winkel von der Senkrechten zum Band abweicht, um so besser wird die Strömungsverteilung, so daß sich damit zumindest teilweise scharf abgegrenzte Bereiche der Beschichtung ergeben.It has proven to be expedient if the individual nozzles are positioned at an angle to the strip in such a way that the sprayed electrolyte flows out in a preferred direction. As a result, the exit velocity of the electrolyte from the nozzles can be increased. The more this angle deviates from the perpendicular to the band, the better the flow distribution, so that at least partially sharply delimited areas of the coating result.
Wenn beide Seiten des Bandes partiell galvanisiert werden sollen, sind in an sich bekannter Weise an beiden Seiten des Bandes Sprühdüsen angeordnet, die gemäß der Erfindung zueinander auf Lücke stehen, damit sich die Düsen gegenseitig nicht störend beeinflussen.If both sides of the strip are to be partially galvanized, spray nozzles are arranged on both sides of the strip in a manner known per se which, according to the invention, are at a distance from one another so that the nozzles do not interfere with one another.
Bei sehr hoher Sprühgeschwindigkeit des Elektrolyten ergibt sich zwangsläufig, daß Elektrolyt auch auf Bereiche gesprüht wird, die nicht galvanisiert werden sollen und die dann später unter Umständen wieder gereinigt werden müssen. In diesem Falle ist es vorteilhaft, daß in an sich bekannter Weise zumindest diese Bereiche des Bandes durch mindestens eine Maske abgedeckt sind. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Maske einen Teil der Führung des Bandes bildet. Sollen beispielsweise Steckerleisten, Steckerstifte oder dgl. unter Zuhilfenahme von Masken teilgalvanisiert werden, so ist es vorteilhaft, daß die Masken sich zumindest über die Länge der Sprühzelle mit dem Band bzw. den Streifen geschwindigkeitskompatibel mitbewegen.If the electrolyte is sprayed at a very high speed, it is inevitable that electrolyte is also sprayed onto areas which are not to be galvanized and which may then have to be cleaned again later. In this case it is advantageous that at least these areas of the band are covered by at least one mask in a manner known per se. It is useful if the mask is part of the leadership of the Band forms. If, for example, connector strips, connector pins or the like are to be partially galvanized with the aid of masks, it is advantageous that the masks move with the tape or the strips in a speed-compatible manner at least over the length of the spray cell.
Wie zuvor bereits ausgeführt worden ist, ist es vorteilhaft, daß die zumindest an einer Seite des Bandes angeordneten Sprühdüsen zur Bildung einer Sprühzelle in einem gemeinsamen Behälter eingesetzt sind, welcher derart ausgebildet und unter Druck gehalten ist, daß jeder der aus den einzelnen Sprühdüsen austretende Elektrolytstrahl annähernd die gleiche Stärke aufweist. Ein besonders einfacher Aufbau einer Sprühzelle ergibt sich gemäß der Erfindung dadurch, daß die aus je einem Edelmetallröhrchen, z.B. Platin, bestehenden Sprühdüsen in einem rohrförmigen Behälter aus korrosionsbeständigem Material, z.B. Titan, eingesetzt sind, welcher vorzugsweise an einer Seite verschlossen ist und an der anderen Seite einen Anschlußstutzen für Elektrolytflüssigkeit aufweist. Damit an sämtlichen Sprühdüsen annähernd der gleiche Elektrolytdruck entsteht, ist es vorteilhaft, daß im Inneren des rohrförmigen Behälters ein vorzugsweise konzentrisch angeordnetes Verteilerrohr angeordnet ist, über das der Elektrolyt--zugeführt wird und in dem an der den Sprühdüsen abgewandten Seite Bohrungen in entsprechender Verteilung vorgesehen sind.As has already been explained above, it is advantageous that the spray nozzles arranged on at least one side of the belt are used to form a spray cell in a common container which is designed and held under pressure such that each of the electrolyte jets emerging from the individual spray nozzles has approximately the same strength. A particularly simple construction of a spray cell results according to the invention in that it consists of one noble metal tube, e.g. Platinum, existing spray nozzles in a tubular container made of corrosion-resistant material, e.g. Titanium are used, which is preferably closed on one side and has a connecting piece for electrolyte liquid on the other side. So that approximately the same electrolyte pressure arises at all spray nozzles, it is advantageous that a preferably concentrically arranged distributor pipe is arranged in the interior of the tubular container, via which the electrolyte is supplied and in which holes are provided in a corresponding distribution on the side facing away from the spray nozzles are.
Ein solcher Behälter kann auf einfache Weise in Bezug auf das Band oder dgl. so verstellt werden, daß der Abstand der Sprühdüsen vom Band und die Richtung der Sprühdüsen zum Band geändert werden kann. Hierbei kann die Sprührichtung auf einfache Weise dadurch geändert werden, daß der Behälter um seine Längsachse schwenkbar ausgebildet ist.Such a container can be easily adjusted with respect to the belt or the like so that the distance of the spray nozzles from the belt and the direction of the spray nozzles to the belt can be changed. The spray direction can be changed in a simple manner in that the container is designed to be pivotable about its longitudinal axis.
Anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele zum Teil rein schematisch dargestellt sind, wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with the aid of the drawing, in which several exemplary embodiments are shown in part purely schematically.
Es zeigen:
- Figur 1 eine-perspektivische Ansicht einer Vorrichtung mit einer Sprühzelle zum partiellen Galvanisieren von zu leitenden Bändern oder Streifen zusammengefaßten elektrischen Bauteilen, wobei mit strichpunktierten Linien angedeutet ist, wie die zu beschichtenden Bänder oder Streifen kontaktiert und bewegt werden,
Figur 2 einen teilweise vergrößert dargestellten Teil des zu beschichtenden Bandes,- Figur 3 eine Vorrichtung mit zwei Sprühzellen, die zu beiden Seiten des Bandes angeordnet sind,
- Figur 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 3 im Schnitt in verkleinerter Darstellung,
- Figur 5 in vergrößerter Darstellung einen Teil eines beschichteten Stiftes eines Bandes und
- Figur 6 eine bevorzugte Ausführung einer Sprühzelle im - Schnitt.
- FIG. 1 shows a perspective view of a device with a spray cell for the partial electroplating of electrical components combined into strips or strips to be conducted, dash-dotted lines indicating how the strips or strips to be coated are contacted and moved,
- FIG. 2 shows a part of the strip to be coated, shown in a partially enlarged form,
- 3 shows a device with two spray cells which are arranged on both sides of the belt,
- FIG. 4 shows a side view of the device according to FIG. 3 in section in a reduced representation,
- Figure 5 shows an enlarged view of part of a coated pin of a tape and
- 6 shows a preferred embodiment of a spray cell in section.
Wie Figur 1 zeigt, sind die partiell zu beschichtenden Teile 1 zu einem leitenden Band 2 zusammengefaßt. Nach der Beschichtung und anderweitiger Behandlung werden die Teile 1 in an sich bekannter Weise vereinzelt. Das Band 2 ist meist auf einer Rolle' aufgewickelt und wird von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Abwickelvorrichtung abgezogen und läuft in die Galvanisieranlage hinein. Es durchwandert in an sich bekannter Weise mehrere Vorbehandlungsstationen und läuft dann schließlich in die eigentliche Galvanisierzelle 4 ein, deren Prinzip in Figur 1 dargestellt ist. Das Band 2 wird hierbei in Pfeilrichtung 3 in die Galvanisierzelle 4 hineingezogen. Unmittelbar vor der eigentlichen Sprühzelle ist ein Paar von Kontaktrollen 5 zur Kontaktierung des Bandes 2 vorgesehen, die gleichzeitig auch als Führung dienen. Durch eine leichte Schräglage dieser Kontaktrollen 5 zur Durchlaufrichtung wird das Band leicht gegen einen Anschlag gedrückt. Dadurch ist eine genaue Lage des Bandes zur Sprühzelle gegeben. Unmittelbar nach der Sprühzelle ist ebenfalls ein Paar von Kontaktrollen 6 vorgesehen, welche ebenfalls zur Kontaktierung und Führung des Bandes dienen. Das Band 2 durchwandert dann weiter die Anlage und wird am Ende mit Hilfe einer Aufwickelvorrichtung wieder auf eine. Rolle aufgewickelt.As FIG. 1 shows, the parts 1 to be coated are combined to form a
Das Band 2 wird an einer Reihe von Düsen 7 entlanggeführt, welche in einem als Sprühzelle ausgebildeten rohrförmigen Behälter 8 eingesetzt sind. Wie mit einem Pfeil 9 angedeutet ist, wird in den rohrförmigen Behälter 8 Elektrolyt hineingepumpt, der dann über die Düsen 7 austritt. Die Düsen 7 sind gegen den zu beschichtenden Bereich B gerichtet, wobei der Durchmesser d der Düsen 7 und der Abstand a vom Band 2 so aufeinander abgestimmt sind, daß die Stromdichteverteilung etwa der gewünschten Schichtdickenverteilung entspricht (Fig. 2).The
Figur 2 zeigt. im vergrößerten Maßstab die Anordnung der Düsen 7 in Bezug auf den zu galvanisierenden Bereich B der Teile 1 auf dem Band 2. In Figur 2 ist die Düse 7 annähernd senkrecht gegen das Band 2 gerichtet. Dies ist dann zweckmäßig, wenn -wie in Figur 2 dargestellt- der zu beschichtende Bereich B des Teiles 1 gekrümmt ist. Ist dies nicht der Fall, so kann es zweckmäßig sein, daß der Winkel α zwischen Düsenachse 10 und Bandebene kleiner als 90° gemacht wird. Diese Einstellung des Winkels kann in einiacher Weise derart vorgenommen werden, daß der rohrförmige Behälter 8 um seine Längsachse 11 entsprechend gedreht wird. Die in dem rohrförmigen Behälter 8 eingesetzten Düsen 7 sind vorzugsweise im gleichen Abstand D voneinander angeordnet, wobei jedoch der Abstand D nicht gleich einem Vielfachen des Abstandes t der im Band 2 zusammengefaßten Bauteile ist.Figure 2 shows. on an enlarged scale, the arrangement of the nozzles 7 with respect to the area B to be galvanized of the parts 1 on the
Wie in Figur 1 angedeutet ist, kann der nicht zu galvanisierende Bereich des Bandes 2 abgedeckt werden.Dies-; kann beispielsweise durch entsprechende Masken 12 und 13 vorgenommen werden, die elastisch gegen das Band 2 gedrückt werden. Falls das Band jedoch aus einzelnen Teilen z.B. Kontaktstiften besteht, die mehr oder weniger freistehen, so besteht die Gefahr, daß diese Teile 1 verbogen und beschädigt werden. In diesem Falle ist es zweckmäßig, wenn sich die Masken 12 und 13 gemäß Figur 1 mit dem Band geschwindigkeitskompatibel mitbewegen. Dies kann auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt werden, wenn als Masken 12 und 13 umlaufende Bänder verwendet sind, wie sie beispielsweise auch bei einer in der DE-OS 29 28 904 beschriebenen Vorrichtung verwendet sind. Dadurch besteht ferner die Möglichkeit auch zu Streifen zusammengefaßten Teile, wie Stiftkämme oder dgl. und auch Leiterplatten partiell zu galvanisieren.As is indicated in FIG. 1, the area of the
Figuren 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit zwei Sprühzellen, wobei zu einem Band zusammengefaßte Kontaktstifte 14 am unteren freien Ende galvanisiert werden sollen, und zwar von beiden Seiten. In diesem Falle sind auf beiden Seiten des Bandes 2 rohrförmige Behälter 8 und 8' mit Sprühdüsen 7 und 7' vorgesehen, die gegen den zu plattierenden Bereich auf den Kontaktstiften 14 gerichtet sind. Die Anordnung und Ausbildung der Düsen 7 und 7' entspricht im wesentlichen der Ausbildung gemäß Figur 1, jedoch sind in diesem Falle die einander gegenüberliegenden Düsen 7 und 7' gegeneinander auf Lücke versetzt, so daß die aus den einzelnen Düsen 7 und 7' austretenden Elektrolytstrahlen sich gegenseitig nicht beeinflussen. Die beiden rohrförmigen Behälter 8 und 8' sind innerhalb eines Elektrolyttroges 15 angeordnet, wie Figur 4 zeigt.FIGS. 3 and 4 show an exemplary embodiment with two spray cells, contact pins 14 being combined into a band to be galvanized at the lower free end, from both sides. In this case, on both sides of the
Soll beispielsweise das untere Ende eines Kontaktstiftes 14 so galvanisiert werden, daß die in Figur 5 dargestellte Verteilung der Schicht 26 entsteht, so läßt sich eine solch-gleichmäßige Schichtdickenverteilung nur erzielen, wenn der Durchmesser d der einzelnen Düsen 7 wesentlich kleiner ist als der zu galvanisierende Bereich B des Steckerstiftes 14 und wenn die Düsen 7A bis 7N auch quer zur Bewegungsrichtung des Bandes versetzt sind, und zwar insgesamt um einen Betrag c. Dies läßt sich auf einfache Weise bei den Sprühzellen gemäß Figur 1 und 3 dadurch erreichen, daß der oder die Behälter 8 parallel zum Band um den Betrag c schräg gestellt werden, so daß beispielsweise die in der Reihenfolge erste Sprühdüse 7A die obere und die letzte Sprühdüse 7N die untere Bereichsgrenze erfaßt. Der Übersicht halber ist der Betrag c übertrieben gewählt. Wie bereits eingangs erwähnt, läßt sich auf diese Weise jede beliebige Schichtdickenverteilung erzielen.If, for example, the lower end of a contact pin 1 4 is to be galvanized in such a way that the distribution of the layer 26 shown in FIG. 5 is produced, such a uniform layer thickness distribution can only be achieved if the diameter d of the individual nozzles 7 is significantly smaller than that galvanizing area B of the
Figur 6 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Sprühzelle, und zwar insbesondere zum partiellen Vergolden. Die Zelle besteht aus einem Rohr 16 aus korrosionsfestem Material, z.B. Titan, in dem als Düsen 7 dienende Röhrchen 17 aus Edelmetall, zum Beispiel Platin, eingesetzt sind. Das Rohr 16 ist zu diesem Zweck mit entsprechenden Bohrungen versehen, in die die Röhrchen 17, beispielsweise durch Pressen, eingefügt sind. An dem einen Ende des Rohres 16 ist ein Stopfen 18 aus korrosionsfestem Material, z.B. Kunststoff, eingefügt, der das Rohr 16 dicht abschließt. Das andere Ende des Rohres 16 besitzt einen Anschlußstutzen 19 zum Anschluß an eine Elektrolytzufuhr, wie mit einem Pfeil 20 angedeutet ist. Damit an sämtlichen Röhrchen 17 der Elektrolytstrahl gleichmäßig austritt, ist innerhalb des Rohres 16, vorzugsweise konzentrisch zu diesem, ein Verteilerrohr 21 angeordnet, dessen eines Ende über eine Anformung 22 des Stopfens geschoben ist und dessen anderes Ende in einer entsprechenden Bohrung 23 des Anschlußstutzens 19 zentriert ist. Das Verteilerrohr 21 ist an der den Röhrchen 17 abgewandten Seite mit Durchbrüchen in Form von Bohrungen 24 versehen, über die der Elektrolyt austritt und sich nach beiden Seiten um das Verteilerrohr 21 ergießt, bevor er zu den Röhrchen 17 gelangt und dort austritt.Figure 6 shows an advantageous embodiment of a spray cell, in particular for partial gold plating. The cell consists of a
Vorzugsweise sind die in den Figuren 1, 3 und 4 dargestellten Sprühzellen ebenfalls so ausgebildet, wie die Sprühzelle gemäß Figur 6. Eine solche Zelle kann in eine einfache Halterung eingesetzt werden, die sowohl eine Drehung um ihre Längsachse 25 erlaubt als auch eine Einstellung einer gewissen Schräglage C parallel zum Band zur Einstellung einer definierten Beschichtungsbreite B und auch eine Einstellung eines für die Galvanisierung optimalen Abstandes der Düsenenden zu den zu galvanisierenden Bereichen erlaubt.The spray cells shown in FIGS. 1, 3 and 4 are preferably also designed in the same way as the spray cell according to FIG. 6. Such a cell can be inserted into a simple holder which allows both rotation about its
- 1 Teile1 parts
- 2 Band2 volume
- 3 Pfeilrichtung3 arrow direction
- 4 Galvanisierzelle4 electroplating cell
- 5 Kontaktrollen5 contact rollers
- 6 n 6 n
- 7 Düsen7 nozzles
- 8 Behälter der Sprühzelle8 spray cell containers
- 9 Pfeil9 arrow
- 10 Düsenachse10 nozzle axis
- 11 Längsachse11 longitudinal axis
- 12 Maske12 mask
- 13 "13 "
- 14 Kontaktstift14 contact pin
- 15 Elektrolyttrog15 electrolyte trough
- 16 Rohr16 pipe
- 17 Röhrchen17 tubes
- 18 Stopfen18 plugs
- 19 Anschlußstutzen19 connecting piece
- 20 Pfeil20 arrow
- 21 Verteilerrohr21 manifold
- 22 Anformung22 molding
- 23 Bohrung23 hole
- 24 "24 "
- 25 Längsachse25 longitudinal axis
- 26 Schicht26 layer
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