DE68923467T2 - Vorrichtung zum selektiven Metallisieren. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das selektive, elektrische Metallisieren von elektrischen Anschlüssen, d. h. das elektrische Metallisieren nur der elektrischen Kontaktoberflächen der Anschlüsse unter Ausschluß der anderen Oberflächen der Anschlüsse und insbesondere auf das selektive Metallisieren von Anschlüssen, die an einem Trägerstreifen angebracht sind.
• In einem Verfahren zum Herstellen elektrischer Anschlüsse werden die Anschlüsse aus einem Metallstreifen ausgestanzt und geformt und sind an einem Trägerstreifen angebracht. Dieser Trägerstreifen ist nützlich, um die Anschlüsse in Streifenform durch aufeinanderfolgende Herstellungsvorgänge zu führen. Ein notwendiger Herstellungsvorgang beinhaltet das Metallisieren, d. h. das elektrische Beschichten der elektrischen Kontaktoberflächen mit Edelmetall-Legierungen. Diese Metalle sind gekennzeichnet durch gute elektrische Leitfähigkeit und geringe oder keine Bildung von Oxiden, die die Leitfähigkeit vermindern. Daher verbessern diese Metalle, wenn sie als Beschichtung aufgebracht sind, die Leitfähigkeit der Anschlüsse. Die hohen Kosten dieser Metalle haben es notwendig gemacht, genau auf den Kontaktoberflächen der Anschlüsse abzulagern und nicht auf Oberflächen der Anschlüsse, auf denen eine Beschichtung unnötig ist.
• Eine Vorrichtung zum Metallisieren oder Beschichten wird Galvanisierzelle genannt und enthält eine elektrische Anode, eine elektrische Kathode bestehend aus dem Streifen der zugeführten Anschlüsse und einen Galvanisierlösung, d. h. einem Elektrolyt von Metallionen. Eine Streifenzuführeinrichtung führt den Streifen zu einer Streifenführung. Die Streifenführung führt die Anschlüsse durch eine Galvanisierzone, während die Anschlüsse metallisiert werden. Die Galvanisierlösung ist ein Fluid und wird in Kontakt mit der Anode und den Anschlüssen gebracht. Die Vorrichtung arbeitet mit dem Durchleiten von elektrischem Strom von der Anode durch die Galvanisierlösung zu den Anschlüssen. Die Metallionen lagern sich als Metallbeschichtung auf denjenigen Anschlußoberflächen ab, die in Berührung mit der Galvanisierlösung stehen.
• Ein Verfahren, um ein selektives Metallisieren zu erreichen, besteht darin, diejenigen Bereiche eines Werkstücks zu maskieren, die nicht mit einer Metallisierschicht versehen werden sollen. Typischerweise wird diese Schicht von dem Werkstück nach dem Metallisieren entfernt. Ein anderes Verfahren besteht darin, eine Vorrichtung zu verwenden, die Bänder hat, gegen welche das Werkstück anliegt, so daß die Bänder die Bereiche maskieren, die unbeschichtet bleiben sollen. Diese Art von Vorrichtung erfordert auch Einrichtungen zum Antreiben des Bandes oder der Bänder längs einer kontinuierlichen Bahn durch die Vorrichtung zusätzlich zu Einrichtungen zum Bewegen des Werkstücks durch die Vorrichtung in Anlage an den Bändern.
• Andere Einrichtungen zum selektiven Metallisieren von Komponenten, wie z. B. das Eintauchgalvanisieren oder das Spitzengalvanisieren, schließen das Durchführen eines Endes oder des anderen Endes des Kontakts durch die Galvanisierlösung hindurch ein. Diese Verfahren sind nicht zufriedenstellend, wenn der Galvanisierbereich in der Mitte eines Streifens von elektrischen Kontakten liegt.
• Die US-Patente 564 430, 4 597 564 und 4 597 845 offenbaren eine kontinuierlich arbeitende Kontakt-Metallisiervorrichtung und Verfahren hierfür, wobei die Vorrichtung ein sich kontinuierlich bewegendes Bürstenband verwendet, das eine Galvanisierlösung enthält, die in Berührung mit einem mit Stegen versehenen Werkstück gebracht wird, wobei die Vorrichtung ausgewählte Abschnitte des kontinuierlichen, mit Stegen versehenen Werkstücks metallisiert. Das Band wird kontinuierlich mit Galvanisierlösung durch eine kastenförmige Verteileinrichtung nachgefüllt. Das Band ist aus offenzelligem Schaum oder absorbierendem Material hergestellt, das die Galvanisierlösung aufsaugt und sie auf den gewünschten Bereich auf das kathodisch geladene, mit Stegen versehene Werkstück aufbürstet. Das Werkstück und das Bürstenband werden in genaue Berührung gebracht an Öffnungen in einem Kopfstück der kastenartigen Verteilei nrichtung, wo das Metallisieren stattfindet.
• Diese Patente lehren auch eine Führung für das mit Stegen versehene Werkstück, die längs mehr als einer Achse einstellbar ist, um das Bürstenband mit dem mit Stegen versehenen Werkstück mit einem Bereich von Kontaktdrücken und -winkeln in Berührung zu bringen. Das bürstenartige Band dieses Systems besteht aus einer kontinuierlichen Schleife aus Material, das ein Träger für eine kontinuierliche Schleife von absorbierendem Material ist, das in der Tat die Bürste ist. Der Träger und das Bürstenmaterial müssen beide chemisch inert gegenüber der Galvanisierlösung sein, die in der Vorrichtung benutzt wird. Ferner muß die Bürste periodisch erneuert werden, wenn sie verschleißt.
• Es ist daher erwünscht, eine selektive Metallisiervorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten eines Streifens von elektrischen Kontakten oder anderen Werkstücken an deren beiden- Seiten gleichzeitig zu schaffen, die nicht Bänder benötigt, um entweder die ausgewählten Bereiche zu metallisieren oder einen Bereich zu maskieren, der an dem Werkstück nicht beschichtet werden soll.
• Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine maskenlose Vorrichtung zum selektiven Metallisieren eines Bereiches eines sich kontinuierlich bewegenden, unmaskierten Werkstücks an dessen beiden Seiten gleichzeitig zu schaffen.
• Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine maskenlose Vorrichtung und ein Verfahren zum Metallisieren des mittleren Bereichs eines Werkstücks an dessen beiden Seiten gleichzeitig zu schaffen.
• Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Erzielen einer konstanten Dicke einer Metallisierung an beiden Seiten eines ausgewählten Bereichs des unmaskierten Werkstücks gleichzeitig zu schaffen.
• Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein maskenloses Verfahren zum selektiven Metallisieren beider Seiten eines kontinuierlichen Streifens von nicht maskierten elektrischen Kontaktgl iedern gleichzeitig zu schaffen.
• Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine selektive Metallisierung gleichzeitig längs beider Seiten des Mittelbereichs eines Streifens von unmaskierten elektrischen Kontaktgliedern in einer kontinuierlichen Weise aufbringt.
• Gemäß einem ihrer Aspekte besteht die vorliegende Erfindung in einer Vorrichtung zum selektiven Metallisieren, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
• US-A-4 405 410 offenbart eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• JP-A-62-136 586 bezieht sich auf eine selektive Metallisiervorrichtung, in der zu beschichtende elektrische Anschlüsse nicht maskiert sind und in der die Spitzen der Anschlüsse beschichtet werden. Die Anschlüsse werden in einer lotrechten Ebene zugeführt, so daß ihre Spitzen benachbart zu der Oberseite eines Vorrats von Galvanisierflüssigkeit bewegt werden, wobei durch einen lotrechten Kanal in dem Vorrat Galvanisierflüssigkeit zugeführt wird, so daß sie die Spitzen der Anschlüsse beaufschlagt. Eine Anode ist in dem lotrechten Kanal vorgesehen.
• Gemäß einem anderen ihrer Aspekte besteht die vorliegende Erfindung in einem Verfahren zum kontinuierlichen Metallisieren wenigstens eines ausgewählten Bereichs an einem Werkstück, wie es in Anspruch 3 definiert ist.
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
• Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Metallisiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 2 ist eine teilweise im Querschnitt dargestellte Endansicht der Vorrichtung von Fig. 1.
• Fig. 3 ist eine vergrößerte, teilweise im Querschnitt dargestellte Ansicht der Streifenführung und der Stützeinrichtung.
• Fig. 4 ist eine auseinandergezogene Darstellung der unteren kastenartigen Verteileinrichtung der Vorrichtung.
• Fig. 5 ist eine auseinandergezogene Darstellung der oberen kastenartigen Verteileinrichtung der Vorrichtung.
• Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Streifens von Anschlüssen, die die Arten von Anschlüssen repräsentiert, die durch die Vorrichtung metallisiert werden können.
• Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht der Düse der unteren kastenartigen Verteileinrichtung, die das Muster der Strömung der Galvanisierlösung durch die Düse veranschaulicht.
• Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht ähnlich zu Fig. 7, die das Muster der Strömung der Galvanisierlösung veranschaulicht, wenn ein Kontaktanschluß mit der Düse ausgerichtet ist.
• Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht der Düsen der oberen und unteren kastenartigen Verteileinrichtungen der zusammengebauten Vorrichtung, die das Muster der Strömung der Lösung veranschaulicht, wenn der Anschluß zwischen den Düsen hindurchgeht.
• Fig. 10 ist eine graphische Darstellung, die die durchschnittliche Verteilung und Dicke der Metallisierschicht veranschaulicht, die auf beiden Seiten einer Reihe von elektrischen Anschlüssen abgelagert wird, die mittels der Vorrichtung beschichtet werden.
• Fig. 11 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der oberen kastenartigen Verteileinrichtung.
• Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht des Düsenabschnitts der Verteileinrichtung von Fig. 11.
• Unter Bezugnahme nunmehr auf die Figuren 1 bis 5 besteht die selektive Metallisiervorrichtung 20 der vorliegenden Erfindung aus einer unteren Verteileinrichtung 22, einer oberen Verteileinrichtung 52, ersten und zweiten Streifenstützeinrichtungen 80, 94 und ersten und zweiten Streifenführungseinrichtungen 102, 104. Wie in den Fig. 1, 2 und 4 gezeigt ist, besteht die untere Verteileinrichtung 22 aus einem Hauptteil 24, der auf einer Grundplatte 44 montiert ist. Der Hauptteil 24 weist eine obere Wand 26, Endwände 27 und gegenüberliegende vordere und hintere Wände 28 und 30 auf, die Flansche 29, 31 haben, die sich davon nach außen erstrecken. Der Hauptteil 24 schließt einen Hohlraum 25 ein, der durch die oben genannten Wände gebildet ist, wie es am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Die Flansche 29 und 31 weisen Montageöffnungen 40 zur Montage des Hauptteils 24 an der Grundplatte 44 auf. Der Hauptteil 24 weist ferner eine Düse 32 auf, die Seiten 34, 35 hat, die sich von der oberen Wand 26 und der vorderen Wand 28 nach oben erstrecken, sowie eine Endfläche 36 und einen Durchgang 38. Die Düse 32 erstreckt sich im wesentlichen über die Länge der Wände 26 und 28, und sie ist die Einrichtung zur Freigabe der Galvanisierlösung. Eine Anodeneinrichtung 42 ist in dem Hohlraum 25 angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen parallel zu der Düse 32. Die Anodenanordnung 42 ist längs der hinteren Wand 30 angebracht, wie es am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Die hintere Wand 30 hat ferner eine Einrichtung 43 zum Anschließen eines elektrischen Stroms an die Anodeneinrichtung 42.
• Die Grundplatte 44 hat Öffnungen 46, die mit den Öffnungen 40 in dem Hauptteil 24 ausgerichtet sind. Die Öffnungen 40 und 46 nehmen durchgehende Halterungsmittel 47 auf, um den Hauptteil 24 an der Grundplatte 44 zu befestigen und somit die Anordnung der unteren Verteileinrichtung 22 zu vervollständigen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Grundplatte 44 ferner eine Düsenöffnung 48 zur Aufnahme einer Einlaßdüse 50 auf. Es ist zu verstehen, daß die Düse auch durch irgendeine der Wände des Hohlraums eintreten kann. Eine Leitung 51 ist an dem äußeren Ende der Einlaßdüse 50 befestigt und liefert Galvanisierlösung zu der Verteileinrichtung oder Kammer 22 von einem nicht gezeigten Reservoir.
• Wie in den Figuren 1, 2 und 5 zu sehen ist, weist die obere Verteileinrichtung 52 obere und untere Wände 54, 56, vordere und hintere Wände 58, 59 und Endwände 60 auf. Die obere Verteileinrichtung 52 schließt einen Hohlraum 53 ein, der durch die oben genannten Wände gebildet ist. Die obere Wand 54 enthält eine Einlaßdüse 55 zur Aufnahme von Galvanisierlösung in den Hohlraum 53. Eine andere Leitung 51 ist an dem äußeren Ende der Einlaßdüse 55 angebracht, um Galvanisierlösung der oberen Verteileinrichtung von einem nicht gezeigten Reservoir zuzuführen. Die obere Wand 54 weist Öffnungen 57 auf, die mit Öffnungen 61 in den vorderen, hinteren und Endwänden 58, 59, 60 ausgerichtet sind und die Montagemittel 62 aufnehmen, wenn die obere Verteileinrichtung zusammengebaut wird. Der Hohlraum 53 weist ferner eine Anodeneinrichtung 64 auf, wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, die sich im wesentlichen längs der gesamten Länge der hinteren Wand 59 erstreckt. Elektrischer Strom wird der Anodeneinrichtung 64 bei 65 zugeführt. Die obere Verteileinrichtung 52 weist eine Düse 68 auf, die Seiten 67, 69 hat, die sich von der vorderen Wand 58 und der unteren Wand 56 nach unten erstrecken. Die Düse 68, die sich im wesentlichen über die Länge der vorderen und unteren Wände 58, 56 erstreckt, ist die Einrichtung zur Freigabe der Galvanisierlösung von der oberen Verteileinrichtung 52. Die Düse 68 hat in sich einen Durchgang 72 und eine Endfläche 70. Der Hohlraum 53 weist ferner eine Ablenkplatte 66 in Ausrichtung mit der vorderen Wand 58 und parallel zu der Düse 68 auf. Die Ablenkplatte 66 blockiert einen unmittelbaren Zugang der Galvanisierlösung zu der Düse 68, so daß sie eine Einrichtung bildet, die es gestattet, den Hohlraum 53 im wesentlichen mit der Galvanisierlösung zu füllen, bevor die Lösung durch die Düse 68 austritt.
• Vorzugsweise sind die Galvanisier-Verteileinrichtungen aus Polyvinylchlorid oder anderem dielektrischem Material gebildet, das den Chemikalien und den Temperaturen widersteht, die mit dem Galvanisiervorgang verbunden sind. Die Art der verwendeten Anode wird durch das Galvanisiersystem bestimmt, das in der Vorrichtung verwendet wird.
• Die Vorrichtung 20 ist so ausgebildet, daß sie einen Bereich eines Werkstücks oder eines Materialstreifens beschichtet, das bzw. der kontinuierlich durch die Vorrichtung hindurchgeführt wird. Ein Beispiel eines Werkstücks ist in Fig. 6 gezeigt, die einen teilweisen Streifen 120 von elektrischen Anschlußgliedern 122 veranschaulicht, die erste und zweite Endabschnitte 124, 126 und einen Metallisierbereich 128 haben. Der Metallisierbereich 128 hat entgegengesetzte untere und obere Oberflächen 130 und 132. Die Kontaktanschlüsse 122 erstrecken sich nach außen von einem Trägerstreifen 134, der an den Endabschnitten 126 der zweiten Anschlüsse befestigt ist. Es ist zu verstehen, daß ein zweiter Trägerstreifen auch an den zweiten Endabschnitten 125 der Anschlüsse 122 angebracht werden kann und daß die elektrischen Anschlüsse 122 nur die vielen Arten von Anschlüssen repräsentieren, die mit der Vorrichtung 20 metallisiert werden können.
• Wie es am besten in den Figuren 1, 2 und 3 zu sehen ist, sind in der zusammengebauten Vorrichtung 20 die oberen und unteren Verteileinrichtungen 22, 52 so ausgerichtet, daß ihre entsprechenden Düsen 32, 68 an gegenüberliegenden Oberflächen 132, 130 des Metallisierbereichs 128 des Streifens 120 liegen, wenn dieser zwischen den Düsen 32 und 68 hindurchgeht. Wie in den Figuren 1, 2 und 5 gezeigt ist, ist die obere Verteileinrichtung 52 an Ort und Stelle durch einen Schwenkarm 90 abgestützt, der über einen Block 91 an Endwänden 60 der oberen Verteileinrichtung 52 angebracht ist, und an der Grundplatte 44 durch nicht gezeigte Montagemittel. Der Schwenkarm 90 arbeitet mit Anschlagmitteln 63 an der Endwand 60 der oberen Verteileinrichtung 52 zusammen und hält die Verteileinrichtung 52 in ihrer Stellung oberhalb des Streifens des zu beschichtenden Materials.
• Der Streifen 120 wird, während er zwischen den Düsen der Vorrichtung 20 hindurchgeht, durch erste und zweite Streifenstützeinrichtungen 80 und 94 abgestützt. Die erste Streifenstützeinrichtung 80 ist an der Grundplatte 44 benachbart zu der Schwenkeinrichtung 91 durch nicht gezeigte Montagemittel befestigt. Die zweite Streifenstützeinrichtung 94 ist an der Grundplatte 44 benachbart zu den Endwänden 27 der unteren Verteileinrichtung 22 durch nicht gezeigte Montagemittel befestigt. Die erste Streifenstützeinrichtung 80 weist ein Bodenglied 82, ein Hülsenglied 84 und ein Führungsglied 86 auf. Wenn sie zusammengebaut sind, sind die Boden- und Hülsenglieder 82, 84 so gestaltet, daß sie einen lotrechten Schlitz 85 zur gleitfähigen Aufnahme des Führungsglieds 86 bilden. Es sind auch Einrichtungen vorgesehen, um das Führungsglied 86 in dem Schlitz 85 einstellbar zu lokalisieren. Das Führungsglied 86 weist einen horizontalen Schlitz 88 auf, der sich im wesentlichen parallel zu dem Stützunterteil 44 erstreckt und eine erste Streifenstützeinrichtung 102 aufnimmt, die in sich einen waagerechten Schlitz 103 trägt. In dem in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel nimmt der Schlitz 103 einstellbar die Kante des Trägerstreifens 134 auf, wenn der Streifen 120 durch die Vorrichtung 20 hindurchbewegt wird. Die zweite Streifenstützeinrichtung 94 stützt die entgegengesetzte Längskante 125 des Endabschnitts 124 des Streifens 120 ab und ist in ähnlicher Weise wie die erste Streifenstützeinrichtung 80 konstruiert. Die zweite Streifenstützeinrichtung 94 weist ein Bodenglied 96, ein Hülsenglied 98 und ein Führungsglied 100 auf. Wenn sie zusammengebaut sind, sind die Boden- und Hülsenglieder 96, 98 so gestaltet, daß sie einen lotrechten Schlitz 99 zur gleitfahigen Aufnahme des Führungsgliedes 100 bilden. Es ist auch eine Einrichtung zum einstellbaren Lokalisieren des Führungsglieds 100 in dem Schlitz 99 vorgesehen. Das Führungsglied 100 weist einen waagerechten Schlitz 101 auf, der sich im wesentlichen parallel zu dem Stützenunterteil 44 erstreckt und eine zweite Streifenstützeinrichtung 104 aufnimmt, die in sich einen waagerechten Schlitz 106 tragt. In dem in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel nimmt der Schlitz 106 einstellbar die Kante 125 des Streifens 120 auf, wenn dieser durch die Vorrichtung 20 hindurchgeführt wird.
• Die Einstellbarkeit der Führungsglieder 86, 100 in den Schlitzen 85, 99 in den ersten und zweiten Streifenabstützeinrichtungen 80, 94 schafft Mittel zum Einstellen der lotrechten Beziehung des Werkstücks oder des Materialstreifens in bezug auf die Stellung der Düsen 32, 68 der Vorrichtung 20. Die Einstellbarkeit der Stellung der Längskanten des Streifens in den Schlitzen 103, 106 der ersten und zweiten Streifenführungseinrichtungen 102, 104 schafft Mittel zum Einstellen der waagerechten Beziehung des Werkstücks oder des Materialstreifens in bezug auf die Stellung der Düsen 32, 68 der Vorrichtung 20, um den ausgewählten Metallisierungsbereich in Ausrichtung mit den Düsen zu bringen. Die Vorrichtung 20 kann daher schnell und leicht eingestellt werden, um eine Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Werkstücken aufzunehmen und insbesondere eine Vielzahl von Ausbildungen elektrischer Anschlüsse, ohne daß ein Bedarf besteht, Bänder in ihrer Konstruktion zu ändern, wie es bei zuvor benutzten Systemen notwendig sein kann.
• Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, weist das Streifenführungsglied 104 ferner daran montierte Arme 108 auf, was ein federbelastetes Glied 110 schwenkbar abstützt. Das federbelastete Glied 110 weist eine Führung 112 auf, in der ein Glied 114 unter Federkraft mit Federgliedern 115 angebracht ist. Das durch Federkraft belastete Glied 114 ruht gegen den Anschlußstreifen 120 und trägt dazu bei, irgendwelche Anschlußglieder 122 auszurichten, die außerhalb der Ebene des Streifens 120 liegen können, wenn dieser zwischen den unteren und oberen Düsen 32, 68 hindurchgeht.
• Wenn der Streifen 120 der Anschlüsse 122 metallisiert wird, wird Beschichtungsmaterial durch die Vorrichtung 20 in dem ausgewählten Bereich 128 der Anschlüsse 122 abgelagert. Der Streifen 120 von Anschlüssen ist so angebracht, daß die Endabschnitte 124 der Anschlüsse 122 und der Trägerstreifen 134 in den Schlitzen 103, 106 der Stützplatten 102, 104 sind, und gegenüberliegende Oberflächenbereiche 130, 132 des Metallisierungsbereichs 128 sind in Ausrichtung mit den Düsen 32, 68.
• Die Figuren 7 bis 9 veranschaulichen das Muster der Strömung der Galvanisierlösung durch die Düsen 32 und 68 zur Bildung einer Galvanisierumhüllung 140. Fig. 7 zeigt die Galvanisierlösung, die unter Druck nach oben durch die untere Düse 32 gepumpt wird, so daß sie eine Blase 136 an der Endfläche 36 der unteren Düse 32 bildet und längs der Seiten 34, 35 der Düse 32 nach unten fließt. Fig. 8 zeigt das Ausbreiten der Blase 136, wenn sie auf den ausgewählten Metallisierungsbereich 128 an dem elektrischen Anschluß 122 auftrifft, wenn dieser über die Düse 32 hinweggeht. Die Oberflächenspannung veranlaßt die Blase 136, sich nach außen aufzuweiten, so daß sie etwa dreimal die Breite der Endfläche 36 der Düse 32 hat. Fig. 9 zeigt das Muster der Galvanisierlösung, wenn diese durch die Düse 68 in der oberen Verteileinrichtung 52 nach unten und auf den Anschluß 122 in dem ausgewählten Metallisierungsbereich 128 fließt. Die Strömungsrate der Galvanisierlösung durch die obere Düse 68 wird so eingestellt, daß die Kanten der durch die obere Düse 68 gebildeten Blase 138 wieder etwa dreimal der Breite der Endfläche 70 der Düse 68 entsprechen.
• Die Strömungsraten der Galvanisierlösung durch die Düsen 32, 68 der oberen und unteren kastenartigen Verteileinrichtungen oder Kammern 22, 52 wird so eingestellt, daß die Galvanisierumhüllung 140 um den ausgewählten Metallisierungsbereich 128 herum gebildet wird. Wenn die Strömungsrate der Lösung durch die obere Düse 68 zu groß ist, bricht die Galvanisierungsumhüllung 140 und die Galvanisierlösung fließt nach außen längs des Anschlusses 122 und aus dem Metallisierungsbereich 128 heraus. In dem in den Figuren 1, 2 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Strömungsrate durch die obere Kammer mittels der Ablenkplatte 66 gesteuert, die es der oberen Galvanisierungs-Verteileinrichtung 52 erlaubt, im wesentlichen gefüllt zu werden, bevor Lösung durch die Düse 68 strömt. Die untere Kammer 22 wird dadurch gefüllt, daß Lösung unter Druck in die Kammer und durch die Düse 32 nach außen gepumpt wird.
• Fig. 10 ist eine graphische Darstellung, die die durchschnittliche Dicke der Metallisierung über den Metallisierungsbereich einer Anzahl von elektrischen Anschlüssen der Art repräsentiert, die in Fig. 6 gezeigt sind. Die Dicke des metallisierten Bereichs nimmt ab, wenn man sich von der Mitte der Galvanisierungsumhüllung, die als 0 gezeigt ist, weg bewegt. Wie aus dieser Figur zu sehen ist, ist die Dicke der oberen und unteren Schichten in dem Metallisierungsbereich etwa die gleiche.
• Fig. 11 und 12 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel 152 der oberen Verteileinrichtung, wobei die vordere Wand 58 modifiziert ist, um ein Blockglied 158 aufzunehmen, das ein darin angebrachtes Ventil hat. Das Blockglied 158 ist mit einem ringförmigen Schlitz 156 versehen, in dem eine Welle 159 montiert ist, um bei 160 ein Schmetterlingsventil zu bilden. Die Wirkung des Schmetterlingsventils bei 160 wird gesteuert durch eine Steuereinrichtung 162, die das Ventil nach innen und nach außen bewegt, um die Strömung der Galvanisierungslösung durch die Düse 168 zu steuern.
• Es wurde gefunden, daß zum Aufrechterhalten des Metallisierens innerhalb des ausgewählten Bereichs das Verhältnis der Strömungsrate der Lösung zwischen den oberen und unteren Düsen etwa drei zu fünf sein sollte. Das Strömungsmuster wird antänglich hergestellt durch Einstellen der Strömungsrate von der Düse 32 der unteren Kammer. Die Strömungsrate der Lösung durch die obere Düse 68 wird nur in dem notwendigen Maß eingestellt, um das durch die untere Düse bewirkte Muster aufrechtzuerhalten. Die Galvanisierungsumhüllung ist in ihrer Gestalt zylindrisch und deckt die Oberfläche ab. Die Stirnfläche der Düse stabilisiert die Kante der Umhüllung und veranlaßt die Lösung, nach außen zu strömen und das Ende der Düse und das Teil zu befeuchten.
• Um eine Kontinuität der Metallisierung aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, daß die Düsen zu allen Zeiten gefüllt sind. Die Strömungsrate durch die obere Verteileinrichtung muß ausreichend sein, um die Düse voll zu halten, so daß eine gleichmäßige Schicht der Metallisierung an der Oberfläche abgelagert wird. Die Ablenkplatte 66 in der Verteileinrichtung 52 gestattet es der Lösung, sich anzusammeln, um eine volle Kammer aufrechtzuerhalten. Das Schmetterlingsventil 160 in dem alternativen Ausführungsbeispiel der Verteileinrichtung 152 erhöht den Rückdruck gegen die Galvanisierlösung und ermöglicht es somit, die Kammer zu füllen, während zugelassen ist, die Strömungsrate aufrechtzuerhalten.
• Beim Metallisieren mit der Vorrichtung 20 wird ein Streifen 120 durch die Vorrichtung durch (nicht gezeigte) Antriebsmittel hindurchgezogen. Die effektive Metallisierungslänge der Vorrichtung 20 ist die Länge der Düse der beiden kastenartigen Verteileinrichtungen. Durch Einstellen der Strömungsrate in geeigneter Weise kann eine gleichförmige Schicht an beiden Seiten des Materials zur gleichen Zeit abgelagert werden. Um eine gleichförmige Dicke an beiden Seiten des Materials zu erreichen, sollte die Spannung in den entsprechenden kastenartigen Verteileinrichtungen gleich gehalten werden. Eine Serie von Vorrichtungen 20 kann verwendet werden, um nacheinander eine Serie von dünnen Schichten oder eine Serie von unterschiedlichen Metallisierungsbereichen zu galvanisieren.
• Die Vorrichtung 20 ist kompakt, und eine oder mehrere können an einem standardmäßigen Galvanisierungsbecken angebracht werden und machen es somit leicht, an existierende Galvanisierungslinien angefügt zu werden. Galvanisierungsbecken oder -tanks sind im Stand der Technik bekannt und aus kommerziellen Quellen leicht erhältlich. Es besteht kein Bedarf, eine Galvanisierungslinie zu ändern, um Bodenraum für in großes Ausrüstungsteil zu schaffen, was normalerweise für eine Bandvorrichtung erforderlich ist.
• Abhängig von der Zusammensetzung des verwendeten Galvanisierungsbades und seiner "Abwurfkraft" kann die in der Vorrichtung verwendete Anode löslich oder unlöslich sein. Die "Abwurfkraft", wie sie im Stand der Technik bekannt ist, ist ein Maß für die Menge, mit der eine Galvanisierlösung Ablagerungen produziert, die gleichförmiger sind als diejenigen, die bei Abwesenheit irgendwelcher Effekte erzeugt würden, die hohe Stromdichten vermindern. Siehe "The Canning Handbook on Electroplating", W. Canning Limited, Birmingham, 1978, 22. Auflage, Seiten 578 - 579.
• Wenn eine lösbare Anode verwendet wird, sollte die Größe der Kammer groß genug sein, um ein Anodenglied und ausreichend Galvanisierlösung aufzunehmen, so daß die Anode sich gleichförmig auflöst. Um die Stillstandszeit zur Wartung der Vorrichtung und zum Ersetzen der Anodenglieder zu minimieren, sollte die Kammer auch groß genug sein, um ein ausreichend großes Anodenglied aufzunehmen. Die kastenartigen Verteileinrichtungen oder Kammern können kleiner sein, wenn unlösliche Anodenglieder verwendet werden. Die Zusammensetzung des Galvanisierbades bestimmt die Art der erforderlichen Anode. Typischerweise wird diese Information durch den Hersteller des Bades geliefert oder ist in der Literatur verfügbar, die Zusammensetzungen von Galvanisierbädern beschreibt. Gaivanisierlösungen zum Galvanisieren von Silber, Gold, Nickel, Zinn und anderen Metallen können unter Verwendung dieser Vorrichtung metall isiert werden.
• Es ist zu verstehen, daß die mit der vorliegenden Vorrichtung verwendeten elektrischen Anschlüsse nur repräsentative Beispiele sind. Es ist einzusehen, daß die Länge und die Seiten der Düse eingestellt werden können, um die Breite des Metallisierungsbereichs zu modifizieren. Da die durch die Düse gebildete Galvanisierumhüllung etwa dreimal die Breite der Endfläche der Düse hat, kann ein engerer oder weiterer Bereich durch Änderung der Breite der Seiten der Düsen metallisiert werden. Die Strömungsrate durch die Düsen in den beiden Verteileinrichtungen kann demgemäß eingestellt werden, um die zuvor beschriebene Galvanisierumhüllung zu bilden, so daß der Durchgang die gleiche Größe behalten kann. Während die Breite der Düsen die Breite des Metallisierungsbereichs bestimmt, bestimmt die Breite der Düsen nicht die Geometrie der zu beschichtenden Teile. Da die Teile sich durch die Vorrichtung waagerecht bewegen, kann die Galvanisierumhüllung um eine große Vielzahl von Anschlußkonfigurationen herum gebildet werden. Es besteht kein Bedarf, eine speziell konturierte Düse für unterschiedliche Anschlußausbildungen zu ändern. Diese Vorrichtung bietet daher größere Flexibilität beim Metallisieren als es mit Bandausführungen möglich ist, die die Teile allgemein lotrecht hindurchbewegen und oft konturierte Bänder erfordern, um das gewünschte Metallisieren zu erreichen.
• Die vorliegende Vorrichtung ermöglicht ein maskenloses selektives Metallisieren längs eines gewünschten Bereichs von Kontaktanschlüssen an deren beiden Seiten gleichzeitig und in einer kontinuierlichen Weise. Die Vorrichtung ist relativ kompakt und hat weniger Teile als früher verfügbare Einrichtungen zum bereichsweisen Metallisieren. Da das einzige, sich kontinuierlich bewegende Teil der Streifen der Anschlüsse ist, sind ferner Teile zum Antreiben von Bändern u.dgl. nicht nowendig.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum selektiven Metallisieren (20) zum kontinuierlichen Metallisieren wenigstens eines ausgewahlten Bereichs (128) an beiden, einander gegenüberliegenden Oberflächen (130, 132) eines Werkstücks (120), wobei der wenigstens eine Bereich (128) sich zwischen den Längskanten des Werkstücks (12t)) befindet, wobei die Vorrichtung ein erstes und ein zweites Reservoir (22, 52) für eine Metallisier- oder Galvanisierlösung aufweist, wobei die Reservoire entsprechende erste und zweite längliche Austrittsbereiche (32, 68) haben, wobei jeder Austrittsbereich (32, 68) benachbart zu dem wenigstens einen Metallisierbereich des Werkstücks ist und die Austrittsbereiche (32, 68) einander entgegengesetzt gerichtet sind; mit einer Anodeneinrichtung (42, 64), die längs der Länge jedes Austrittsbereichs (32, 68) und an einer davon beabstandeten Stelle derart angebracht ist, daß die gesamte, jedes Reservoir (22, 52) verlassende Galvanisierlösung durch die entsprechende Anodeneinrichtung (42, 64) aufgeladen wird; mit einer Einrichtung (86, 100) zum Führen eines kontinuierlichen Streifens des Werkstücks mit dem wenigstens einen, selektiv zu metallisierenden Bereich (128) durch die Vorrichtung (20), derart daß der wenigstens eine Bereich (128) benachbart zu jedem Austrittsbereich (32, 68) ist, wobei der Streifen eine Kathodeneinrichtung aufweist; und mit einer Einrichtung (66) zum Aufrechterhalten einer gewünschten Strömungsrate der Galvanisierlösung durch jeden Austrittsbereich (32, 68); wobei die Vorrichtung (20) dadurch gekennzeichnet ist, daß das Werkstück (120) nicht maskiert ist, der erste Austrittsbereich (32) nach oben gerichtet ist, der zweite Austrittsbereich (68) nach unten gerichtet ist, die Führungseinrichtung (80, 94) so ausgebildet ist, daß sie das Werkstück (120) in einer im allgemeinen waagerechten Ebene zwischen den Austrittsbereichen (32, 68) führt, die Einrichtung zum Aufrechterhalten der gewünschten Strömungsrate der Galvanisierlösung durch den ersten Austrittsbereich (32) so angeordnet ist, daß sie die Strömungsrate so steuert, daß eine erste Blase (136) der Galvanisierlösung längs des ersten Austrittsbereichs (32) gebildet wird und daß die untere Oberfläche des wenigstens einen Metallisierbereichs (128) an der oberen Oberfläche der Blase (136) angreift, um diese zu veranlassen, sich nach außen längs der unteren Oberfläche auszubreiten, und daß die Einrichtung (66) zum Steuern der gewünschten Strömungsrate der Galvanisierlösung durch den zweiten Austrittsbereich (68) so angeordnet ist, daß sie die Strömungsrate so steuert, daß eine zweite Blase (138) der Galvanisierlösung längs des zweiten Austrittsbereichs (68) gebildet wird und daß die obere Oberfläche des wenigstens einen Metallisierbereichs (128) an der unteren Oberfläche der zweiten Blase (138) angreift und diese veranlaßt, sich nach außen längs dieser oberen Oberfläche in im wesentlichen dem gleichen Maße auszubreiten wie die erste Blase (136), wodurch die Blasen (136, 138) eine Metallisierungsumhüllung (140) um den wenigstens einen Metallisierbereich (128) herum bilden, so daß die Galvanisierlösung die beiden Oberflächen des wenigstens einen Metallisierbereichs (128) tränkt und eine Metallisierungsschicht auf diesen Oberflächen ablagert, wenn das Werkstück (120) durch die Metallisiervorrichtung (20) hindurchgeht.

2. Vorrichtung zum selektiven Metallisieren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück ein Streifen von elektrischen Anschlüssen (122) ist und daß der wenigstens eine ausgewählte Bereich ein Kontaktbereich der Anschlüsse (122) ist.

3. Verfahren zum kontinuierlichen Metallisieren wenigstens eines ausgewählten Bereichs (128) an beiden gegenüberliegenden Oberflächen (130, 132) eines Werkstücks (120), wobei der wenigstens eine Bereich zwischen den Längskanten des Werkstücks (120) liegt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- Zurverfügungstellen eines ersten und eines zweiten Reservoirs (22, 52) einer Galvanisierlösung, wobei die Reservoire entsprechende erste und zweite längliche Austrittsbereiche (32, 68) haben, wobei jeder Austrittsbereich (32, 68) benachbart zu dem wenigstens einen Metallisierbereich (128) des Werkstücks (120) ist und die Austrittsbereiche einander entgegengesetzt gerichtet sind, wobei jedes Reservoir (22, 52) eine Anodeneinrichtung (42, 64) aufweist, die längs der Länge des Austrittsbereichs (32, 68) und an einer demgegenüber beabstandeten Stelle angebracht ist, so daß die gesamte Galvanisierlösung, die jedes Reservoir (22, 52) verläßt, durch die entsprechende Anodeneinrichtung (42, 64) aufgeladen worden ist;

- Führen eines kontinuierlichen Streifens des Werkstücks mit dem wenigstens einen Bereich (128), der selektiv metallisiert werden soll, durch die Einrichtng derart, daß der wenigstens eine ausgewählte Bereich benachbart zu jedem Austrittsbereich (32, 68) ist, wobei der Streifen eine Kathodeneinrichtung aufweist,

- und Aufrechterhalten einer gewünschten Strömungsrate der Galvanisierlösung durch den Austrittsbereich (32, 68),

wobei das Verfahren durch die folgenden weiteren Schritte gekennzeichnet ist:

- Orientieren des Werkstücks (120), das nicht maskiert ist in einer im allgemeinen waagerechten Ebene, während das Werkstück (120) zwischen den Austrittsbereichen (32, 68) bewegt wird, wobei der wenigstens eine Metallisierbereich (128) relativ zu den Austrittsbereichen (32, 68) so angeordnet ist, daß die folgenden weiteren Schritte möglich sind:

- Steuern der Strömungsrate der Galvanisierlösung durch den ersten Austrittsbereich (32), der nach oben gerichtet ist, so daß eine erste Blase (136) der Galvanisierlösung längs des ersten Austrittsbereichs (32) gebildet wird und die untere Oberfläche des wenigstens einen Metallisierbereichs (128) an der oberen Oberfläche der Blase (136) angreift und diese veranlaßt, sich nach außen längs der unteren Oberfläche auszubreiten;

- Steuern der Strömungsrate der Galvanisierlösung durch den zweiten Austrittsbereich (68) der nach unten gerichtet ist, so daß eine zweite Blase (138) der Galvanisierlösung längs des zweiten Austrittsbereichs (68) gebildet wird und die obere Oberfläche des wenigstens einen Metallisierbereichs (128) an der unteren Oberfläche der zweiten Blase (138) angreift und diese veranlaßt, sich nach außen längs dieser unteren Oberfläche in im wesentlichen dem gleichen Maße wie die erste Blase (136) auszubreiten,

- wodurch die Blasen (136, 138) eine Metallisierumhüllung (140) um den wenigstens einen Metallisierbereich (128) herum bilden, so daß die Galvanisierlösung beide Oberflächen des wenigstens einen Metallisierbereichs (128) tränkt und eine Metallisierungsschicht auf diesen Oberflächen ablagert, wenn das Werkstück (120) zwischen den Austrittsbereichen (32, 68) bewegt wird.

4. Verfahren zum kontinuierlichen Metallisieren wenigstens eines Bereichs (128) auf einem Werkstück (120) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (120) ein Streifen von elektrischen Anschlüssen (122) ist und daß der wenigstens eine ausgewählte Bereich (128) ein Kontaktbereich der Anschlüsse (122) ist.