JP4257203B2 - 電解処理システム用のセグメント化した対向電極 - Google Patents
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Description
I=I1+I2+I3+I4+I5+I6 (1)
UZ1=UGR (2)
UZ2=UGR−US1 (3)
UZ3=UGR−(US1+US2) (4)
UZ4=UGR−(US1+US2+US3) (5)
UZ5=UGR−(US1+US2+US3+US4) (6)
UZ6=UGR−(US1+US2+US3+US4+US5) (7)
結果として、非常に異なる槽電圧UZXとなる。槽電圧UZ1は、整流器(電流源)から電解槽への導電体におけるわずかな電圧降下を無視する場合、UGRと等しい。
UZ2=UGR−US1=4V−1V=3V
UZ3=2.2V
UZ4=1.6V
UZ5=1.2V
UZ6=1.0V
UZ4=UGR−(US1+US2+US3)=2V−(1V+0.8V+0.6V)=0Vであり、
このタイプの電気めっきシステムは、薄い金属層の処理には適していない。これらの状況では、回路基板の接点遠方領域は、コンベヤ式システムにおける電気めっきの継続時間を増加しても、電気めっきされない。この領域ではむしろ、電解液の化学的作用のために、ベース層がエッチングされる危険が存在する。
RE 部分陽極/陰極セクションの電解液抵抗
RS 搬送方向を横断する回路基板のベース層の抵抗
I 全体のめっき電流
Ix 部分めっき電流(I1、I2、I3、I4、I5、I6)
UGR 整流電圧
USx ベース層における電圧降下(US1、US2、US3、US4、US5、US6)
UZx 位置により作用する槽電圧(UZ1、UZ2、UZ3、UZ4、UZ5、UZ6)
UZ1=UGR1−US1 (2a)
UZ2=UGR2−(US1+US2) (3a)
UZ3=UGR3−(US1+US2+US3) (4a)
UZ4=UGR4−(US1+US2+US3+US4) (5a)
この目標を、セグメント整流器15.xの異なる大きさの出力電圧UGRx(UGR1、UGR2、UGR3、UGR4)によって達成できることが理解できる。陽極セグメント13.xには、対応する寸法のセグメント整流器が備えられている。共通陰極(電気めっきすべきベース層6および8)への電流の供給ポイントから、陽極セグメントの距離が増加するとともに、整流器の出力電圧は、増加しなければならない。所定の目標電流密度から始まり、全ての陽極セグメントのために、特定の電流を、より高いレベルの制御システムで計算するか手動で決定して設定し、つぎに常時監視する。大きな電圧降下USxのために、電気めっきプロセスの開始電流が小さくなりすぎた場合には、目標電流値に達するまで、出力電圧を増加する。実際には、非常に高い出力電圧(25Vまで)は、単に、電気めっきプロセスの開始時に必要なだけである。電気めっきすべきベース槽6および8の層厚の増加とともに、コンベヤ式システムにおける金属の堆積のために、電気抵抗RSが減少する。これに対応して、この層における電圧降下US1、US2、US3、US4もまた減少する。回路基板の処理継続時間の増加とともに、セグメント整流器の必要な電圧UGRxは、より小さくする。それゆえ、コンベヤ式システムの送り込みからの技術的複雑さも、出口近くでは、より小さくなる。管理したレベルで電流を供給する、セグメント整流器の性能のおかげで、必要な出力電圧UGRxは、即座に有効になる抵抗RS1、RS2、RS3、RS4に従い、自動的に設定され、製造物特有の目標電流密度が、コンベヤ式電気めっきシステムの全領域において、対向電極をセグメント化していない場合よりも、著しく正確に維持される。
2 電解液
3 上部電解槽
4 下部電解槽
5、5.x、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8 上部陽極
6 金属被膜すべき上部ベース層
7 下部陽極
8 金属被膜すべき下部ベース層
9 被処理物
10 クランプ
11 整流器接続部
12 整流器
13.x、13.1、13.2、13.3、13.4 陽極(対向電極)セグメント
14.x、14.1、14.2、14.3、14.4 電解部分槽
15.x、15.1、15.2、15.3、15.4 セグメント整流器
16 分離壁
17 容器底
18 電解液レベル
19 非セグメント化陽極(対向電極)
Claims (14)
- 処理液を被処理物と接触させる手段と、前記被処理物を接点位置で電気的に接触させる手段と、前記被処理物が対向配置し得るように配置された対向電極とを有する、被処理物の電解処理用の装置であって、
前記対向電極(5.x)がそれぞれ、少なくとも2つの電極セグメント(13.x)に小分割され、
少なくとも1つの接点近傍電極セグメント(13.1)と、少なくとも1つの接点遠方電極セグメント(13.4)と、その間に配置された可能性としての更なる電極セグメント(13.2、13.3)とが設けられ、それにより、各電極セグメント(13.x)が、別個の電流源(15.x)から電流を供給されるようになっており、
更に、前記電極セグメント(13.x)を区分する分離線が、被処理物(9)の搬送方向に対して、角度α>0で通っており、対向電極(5.x)の電極セグメント(13.x)間の分離線は、隣接する対向電極(5.x)の電極セグメント(13.x)間の分離線と出会うことを特徴とする、装置。 - 前記電流源(15.x)を管理できる制御システムが設けられることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記電極セグメント(13.x)のサイズが、対向電極(5.x)の隣接電極セグメント(13.x)間の電圧がほぼ同じ大きさになるように、選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。
- 前記電極セグメント(13.x)のサイズが、少なくとも1つの接点近傍電極セグメント(13.1)から、少なくとも1つの接点遠方電極セグメント(13.4)へと増加することを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 対向電極(5.x)の前記電極セグメント(13.x)が、電気的絶縁設計要素(16)によって、互いに分離されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記電気的絶縁設計要素(16)が、前記被処理物(9)の近くまで達する壁であることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
- 前記被処理物(9)を、装置を通して搬送方向に搬送する手段が設けられ、
前記対向電極(5.x)が、前記被処理物(9)の搬送方向をほぼ横断する電極セグメント(13.x)に小分割されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置。 - 接点近傍電極セグメント(13.1)間の前記分離線が、接点遠方電極セグメント(13.4)間の分離線よりも、前記被処理物(9)の搬送方向に対して、より小さい角度αで通っていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の装置。
- 複数の対向電極(5.x)が設けられ、前記被処理物(9)の搬送方向に見て、前後になるように配置されていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置。
- 各対向電極(5.x)の電極セグメント(13.x)の数が、前記被処理物(9)の搬送方向に減少することを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 被処理物を、処理液と接触させ、電流を、被処理物と、被処理物と対向配置した対向電極との間に発生させる、被処理物の電解処理方法であって、
前記各対向電極(5.x)がそれぞれ、少なくとも2つの電極セグメント(13.x)に小分割され、前記電極セグメント(13.x)を区分する分離線が、被処理物(9)の搬送方向に対して、角度α>0で通っており、対向電極(5.x)の電極セグメント(13.x)間の分離線は、隣接する対向電極(5.x)の電極セグメント(13.x)間の分離線と出会い、更に、電解処理の程度が、前記被処理物(9)の全表面領域において等しい大きさになるか、または少なくともほぼ等しい大きさなるように、各電極セグメント(13.x)が、電流源(15.x)から電流を供給されることを特徴とする方法。 - 各電流源(15.x)からの電流の大きさが、制御システムにより管理されることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 対向電極(5.x)において隣接する電極セグメント(13.x)間の全ての電圧降下が、等しい大きさとなるように、前記電極セグメント(13.x)のサイズが選択されることを特徴とする、請求項11または12に記載の方法。
- 前記被処理物(9)が、適切な搬送手段により、処理装置を通して搬送方向に搬送されて、その間に電解処理され、それによって、前記対向電極(5.x)が、搬送方向をほぼ横断して、前記装置の中に配置されていることを特徴とする、請求項11〜13のいずれか一項に記載の方法。
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