KR101076947B1 - 전기 절연 구조체를 전해 처리하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

전기 절연 포일 재료 상에 상호에 대해 전기 절연되는 작은 도전성 구조체의 연속적인 전해 처리를 허용하기 위해서, 작업편(1)의 표면 상에 상호에 대해 전기 절연되는 도전성 구조체를 전해 처리하는 장치가 제공되고, a) 작업편(1)과 접촉하는 적어도 하나의 전극(6)과 적어도 하나의 전해 영역을 구비하며 이들 각각에서 적어도 하나의 상대 전극(4)과 작업편(1)이 처리액과 접촉하는 적어도 하나의 장치를 구비하고, b) 적어도 하나의 접촉 전극(6)이 상기 적어도 하나의 전해 영역의 외부에 배치되어 처리액과 접촉하지 않으며, c) 적어도 하나의 접촉 전극(6)과 적어도 하나의 전해 영역이 서로 밀접하게 이격되어 작은 도전성 구조체가 전해 처리될 수 있다.

Description

전기 절연 구조체를 전해 처리하는 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR ELECTROLYTICALLY TREATING ELECTRICALLY INSULATED STRUCTURES}

본 발명은 컨베이어가 설치된 도금 라인에서 스트립 형태의 작업편 표면에 상호에 대해 전기 절연되는 전기 도전성 구조체를 전해 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

물품용 인식표 또는 정가표, 또는 칩 카드(스마트 카드)를 제조하기 위해, 포일(foil)과 같은 플라스틱이 이용되고, 이 위에 바람직한 전기적 기능을 위해 요구되는 도전성 구조체가 제조된다.

종래 방법은, 예컨대 구리 도포된 재료를 사용하는데, 이로부터 소망하는 금속 패턴이 에칭 과정을 이용하여 제조된다. 이 방법의 비용을 낮추고 에칭 과정에 의해 달성될 수 있는 것보다 더 미세한 구조체의 제조를 허용하기 위해서, 전해 증착법(electrolytic deposition)을 이용하여 금속 구조체를 제조하는 시도가 있었다. 안테나 코일을 제조하기 위한 이런 공지 방법은 미국 특허 제4,560,445호 공보에 개시되어 있다. 상기 공보에 의하면, 금속 구조체는 촉매 활성 금속의 순차적 흡착을 위해 플라스틱 재료를, 스웰링(swelling), 에칭, 조절하고, 촉매 활성 금속을 증착하고, 음극 이미지의 형태로 마스크를 프린팅하고, 촉매 활성 합성물을 가속시키고, 무전해식 도금 및 전해식 금속 도금을 행하는 단계를 포함하는 방법 시퀀스를 이용하여 폴리올레핀 막 위에 제조된다.

금속 도금 스트립용 프로세스는 특히 전기도금법(electroplating)을 포함한다. 다년간, 이를 위해 소위 릴-대-릴(reel-to-reel) 처리 장비가 컨베이어가 설치된 도금 라인으로서 사용되고 있는데, 이를 통해 재료가 이송되고 운반 중에 처리액과 접촉된다. 테이프가 전해 금속 증착을 위해 전기적으로 접촉된다. 접촉 전극은 이 목적을 수행한다. 전해 처리를 위해, 처리 라인에서 처리액 내의 접촉 전극과 상대 전극을 의미하는 두 전극을 배열하거나, 또는 상대 전극에만 배열하는 것이 가능하다.

DE 100 65 643 C2는 전기 접촉을 설정 기능하는 접촉 롤러와 상대 전극 모두가 전해 배스(electrolytic bath) 내에 배치되는 도전성 스트립 형상 작업편을 전기도금하거나 전해식으로 에칭하는 장치를 개시한다. 이런 배열은, 접촉 롤러가 전해 배스 내에서 금속 도금되므로 접촉 롤러에 증착된 금속이 민감성 포일을 손상할 우려가 있다는 문제가 있다.

전해 배스 내의 캐소드 상에 금속 증착을 회피하거나 감소하기 위해서, WO 03/038158 A는, 애노드와 회전하는 접촉 롤러가 전해 배스에 위치하는 스트립용 릴-대-릴 장비에서 기판에 도전하도록 이미 구성된 전기도금 구조체의 보강용 전기도금장치를 개시한다. 기판을 향해 선회된 측면 상에서, 접촉 롤러가 직류원의 음극에 연결되고 그 반대로 선회된 측면 상에서 직류원의 양극에 연결되어 있다. 이는 직류 모터의 콜렉터의 것과 유사한 방식으로 접촉 롤러를 분할함으로써 이루어지는 것이 가능하다. 그 결과, 정상 동작시 롤러의 일 회전 동안 접촉 롤러 상에 증착된 금속이 애노드를 향한 포텐셜을 변경함으로써 제거될 수 있다. 이 방법의 주요한 단점은 금속 도금과 도금 제거(deplating)의 교대 동작이 계속되어 접촉 롤러의 마모가 크다는 것이다. 이 이유는 매우 복잡하고 값비싼 코팅이 사용되기 때문이다.

그러나, 근본적인 단점은 전체 영역에 비해 도전성인 표면에만 전해 처리될 수 있고, 상호에 대해 전기 절연되고 예컨대 안테나 코일을 제조하기에 바람직한 구조체는 아니된다는 것이다.

따라서 DE 199 51 325 C2는 전기 절연된 포일재료의 표면 상에 상호에 대해 전기 절연된 전기 도전성 구조체를 비접촉 전해 처리하는 장치 및 방법을 개시하는데, 여기에서는 재료가 처리액과 접촉되면서 처리장비를 통해 컨베이어가 설치된 경로 상에서 이송된다. 운반되는 동안, 재료는 적어도 하나의 전극 배열을 지나 안내되는데, 이들 각각은 캐소드 극성과 애노드 극성을 구성하고, 캐소드 극성과 애노드 극성이 차례로 처리액과 접촉한다. 전류원은 전류가 전극과 도전성 구조체를 흐르도록 한다. 전극은, 이에 의해 실질적으로 전기적인 전류가 두 반대 극성의 전극 사이에서 직접적으로 흐르지 않는 방식으로 상호 차폐되고 있다. 전술한 방법의 단점은, 작업편이 캐소드 극성을 지나 안내될 때 전극 장치의 결과로 금속이 한편으론 증착되지만 다른 한편으론 적어도 부분적으로 다시 용해되기 때문에 증착된 금속의 층이 감소된 코팅 두께만을 가질 수 있다는 데에 있다.

이전 전극 배열에 대하여, 미국 특허 제6,309,517호 공보는, 캐소드가 전해 질의 외부에서 접촉되고, 재료가 캐소드와 전해질과 접촉할 때 금속의 증착을 허용하도록 하는 인쇄회로기판과 같은 편평한 작업편의 전체 표면을 도금하는 도금장치를 개시한다. 전해질 셀의 외부에서 전기적 접촉을 이루기 위해, 접촉 롤러, 브러시 또는 글라이드(glide)가 사용된다. 롤러는 실링 롤러에 의해 전해질 셀을 향해 밀봉된다. 그러나 이 장치는 스트립 형태의 작업편과 절연 구조체를 처리하기에 적합하지 않다.

DE 100 65 649 A1은 전해질 외부에 위치한 캐소드성 접촉 롤러를 가지는 하나의 도전성 표면을 갖는 가요성 스트립의 전기화학적 릴-대-릴 처리용 장치를 제안한다. 주위에 스트립이 권취된 특별한 애노드 롤러가 전해질 내에 회전가능하게 배치된다. 애노드 롤러는 애노드로부터 스트립을 소정 거리로 또한 가능한 한 작은 거리로 이격 유지하는 이온-투과성, 전기 절연층을 구비하고 있다. 하지만 상호에 대해 절연된 구조체를 갖는 표면을 처리하는 것은 불가능하다.

그 결과, 공지의 방법은 상호에 대해 절연되고 스트립 처리라인 또는 컨베이어가 설치된 라인에서 포일 스트립 형태로 전기 절연된 작업편 상에 증착되는 작은 구조체를 갖는 표면을 전기적으로 처리하는 것을 허용하지 않는다.

따라서 본 발명에 잠재하는 문제점은, 공지의 전해질 처리 장치 및 방법의 단점을 해결하는 데에 있다. 보다 상세하게는 본 발명의 목적은, 전기 절연 포일 재료의 표면에 상호에 대해 절연되는 작은 도전성 구조체의 연속적인 전해 처리를 허용하는 장치 및 방법을 찾는 데에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 이런 형태의 도전성 구조체를 장착하여, 예를 들면 분배 스테이션에서 물품을 표시하고 자동적 으로 확인하고 분배하는 칩 카드, 또는 예컨대 액세스 컨트롤용 전자 신분 확인 카드의 부품으로서 적용되는 포일 재료를 제조하기 위해 사용될 수 있는 방법 및 장치를 찾는 데에 있다. 이런 형태의 전자부품은 저비용으로 초대규모로 제조된다. 본 발명의 또 다른 목적은, 인쇄회로기술에서의 인쇄 회로 포일과 자동차산업 또는 전자통신에서의 작은 물건용과 같은 단순한(plain) 전자회로를 갖는 인쇄 회로 포일을 제조하기 위해 사용될 수 있는 방법 및 장치를 찾는 데에 있다.

본 발명은 청구항 1에 따른 장치와 청구항 24에 따른 방법을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시형태는 종속항에서 인용된다.

이 명세서와 첨부의 특허청구의 범위에 사용된 바와 같이, 내용이 명백하게 다르게 기술하지 않는다면 단수 형태 "a", "an", 및 "the"의 기재는 복수의 지시대상을 포함하며 그 반대도 가능하다는 것에 주의해야 한다. 예컨대, 복수의 작업편에 대한 언급은 단수의 작업편을 포함하고, "접촉 전극"에 대한 언급은 둘 이상의 이런 접촉 전극에 대한 언급을 포함하며, "전해 영역"에 대한 언급은 둘 이상의 전해 영역에 대한 언급을 포함한다. 또 작업편에 대한 언급은 포일 스트립, 포일 세그먼트 또는 패널 등을 포함한다.

본 발명의 방법 및 장치는 상호에 대해 전기 절연되는, 보다 상세하게는 작은 도전성 구조체를 전기 절연 스트립 형태의 작업편 표면, 보다 상세하게는 도전성 구조체가 구비된 플라스틱 스트립(플라스틱 포일)의 표면에 전해 처리하는 것이다. 이런 형태의 구조체는 수 센티미터, 예컨대 2 내지 5cm의 치수를 갖는다.

작업편은 양측(양면)에 또는 일측에만 처리될 수 있다. 전자의 경우, 전해 처리를 실행하기 위한 적절한 설비가 양측에, 후자의 경우 일측에만 이루어지는 것이다.

본 발명의 방법 및 장치는, 예컨대 작업편 내의 구멍을 금속 도금하기 위하여 또는 관통 도금(through plating)하기 위하여 또한 사용될 수 있다. 작업편의 일측의 전기 절연된 구조체는 타측에 설치되는 예컨대 전기 절연된 구조체 또는 예컨대 커패시터 또는 칩 등의 반도체 부품과 접촉될 수 있다.

본 발명의 장치는 작업편용의 적어도 하나의 접촉 전극과 적어도 하나의 전해 영역을 구비하는 적어도 하나의 배열을 포함한다. 전해 영역에서, 적어도 하나의 상대 전극과 작업편이 처리액과 접촉된다. 접촉 전극은 처리액과 접촉하는 것이 방지된다. 접촉 전극과 전해 영역은, 상호에 대해 절연되고 절연 포일 스트립 형태의 작업편 표면에 처리되는 작은 도전성 구조체가 전해 처리될 수 있는 정도의 작은 거리로 이격되어 있다. 프로세싱 라인 내에서, 다수의 이런 전극 배열은 줄줄이 직렬로 배치될 수 있다. 다수의 이런 형태의 프로세싱 라인이 직렬로 연결될 수도 있다.

접촉 전극과 전해 영역 사이의 간격(거리)은 절연된 구조체의 크기를 고려하여 가능한 한 작게 이루어진다. 전해 영역과 접촉 전극 사이의 간격을 결정할 때, 전해 영역의 시작점과 작업편과 충분한 접촉을 설정하는 접촉 전극 상의 위치 사이의 간격이 중요하다. 이 간격은 최소화되어야 한다. 예컨대 5 cm의 도전성 구조체가 양호한 결과로 전해 처리될 수 있도록 선택되어야 한다.

접촉 전극과 전해 영역의 이러한 배열은 상호에 대해 절연되는 작은 구조체마저도 확실하게 금속 도금하는 것을 허용한다. 접촉 전극과 전해 영역 사이의 간격이 작을수록, 구조체의 중앙 영역과 단부 영역(운반방향으로 볼 때) 사이의 코팅 두께의 차이는 작아지는데, 이는 단지 본 발명의 장치를 통한 이송 경로의 소정 거리에 대해 구조체가 전해 영역에 동시에 위치하면서 구조체가 접촉 전극과 접촉하는 사실에 기인한다. 장치의 접촉 전극 사이의 간격이 작아 작업편이 라인을 통해 안내될 때 구조체가 적어도 하나의 접촉 전극에 의해 전기적으로 접촉될 수 있으면, 단부 영역과 중앙 영역에서의 동일한 두께를 갖는 층이 완성될 수 있다. 이는 구조체가 비교적 크거나 또는 접촉 간격 사이의 간격이 작을 때에만 가능하다. 본 발명의 목적은 균일하게 실행가능하도록 수 센티미터의 치수를 갖는 금속 도금 구조체를 구성하되, 접촉 전극 사이의 간격이 수 센티미터를 초과해서는 안되도록 하는 것이다.

특히 바람직한 실시형태는 적어도 두 개의 접촉 전극을 제공하는데, 이들 중 어느 하나가 전해 영역을 통해 유도하는 운반부의 일측에 배치되고 다른 하나가 상기 운반부의 타측에 배치된다. 전술한 바와 같이 매우 균일한 전해 처리의 장점을 달성하기 위해서, 전해 영역을 통해 유도하는 운반부는, 이 경우, 도전성 구조체가 접촉 전극 중 어느 하나와 계속적인 전기적 접촉을 이루도록 짧게 선택되는 것이 바람직할 수 있다.

원칙적으로, 전술한 원리를 수행하는 복수의 실시형태가 상정될 수 있다. 특히 바람직한 제1 실시형태는 처리액을 포함하는 적어도 하나의 처리 모듈과 적어도 하나의 상대 전극을 제공하는 것으로, 작업편은 이를 통과하여 방향 변화 없이 수평의 운반방향으로 안내된다. 이 경우, 작업편은 수평방향으로 또는 수직방향으로 안내될 수도 있고, 경사 방향 역시 가능하다. 처리 모듈 각각은 작업편이 처리 모듈에 출입하도록 그 입구측에 적어도 하나의 통로와 출구측에 적어도 하나의 통로를 포함한다. 이 실시 형태에서, 접촉 전극은 통로에 배치된다. 전해 영역은 처리 모듈 내에 위치된다. 이 실시형태는 전극과 전해 영역의 매우 조밀한 배열을 달성하여 매우 작은 구조체의 처리를 가능하게 한다. 다수의 이런 형태의 처리 모듈이 직렬로 배치될 수 있다.

다른 제2 실시형태에서는, 처리액을 포함하는 적어도 하나의 탱크와 적어도 하나의 상대 전극이 제공되고 있다. 작업편이 안내되는 이송 경로는 액체의 표면을 통과해 탱크 내부로, 처리액 내에서 상대전극으로 안내되고, 이로부터 액체의 표면을 통과해 탱크를 유출하게 된다. 이 경우, 접촉 전극은 처리액의 표면에 접촉하지 않은 채로 처리액의 표면에 (매우 인접하게) 배치된다. 이 경우 처리액의 표면에 접촉 전극과 상대 전극(처리액의 외측의 접촉 전극과 처리액 내의 상대 전극)이 근접 배치될수록, 매우 작은 구조체를 전해 처리할 가능성이 보다 높아진다. 이 배열에 의해, 접촉전극이 보다 상세하게는 이송 경로가 처리액의 표면을 횡방향으로 가로지르는 지점에서 처리액의 표면에 바로 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 전술한 고려사항이 적용된다. 수평방향으로의 방향 변화가 거의 없이 처리액 표면 높이 위에서 대략 상방으로 지향된 운반 경로에 압착 롤러 또는 에어 나이프(air knives)를 배치하면, 롤러 또는 에어 나이프에 의해 동반하는 처리액이 제거되어 탱크로 복귀될 수 있다.

그러나, 접촉 전극은 상기 전극이 처리액과 접촉하지 않기 위해서 액체의 표면으로부터 최소 거리만큼 이격되어야 한다.

가능한 한 집약적인 전해 처리를 달성하기 위해서, 이 실시형태의 이송경로는 편향 롤러 또는 실린더와 같은 편향수단을 수차례 통과하면서 처리액의 표면을 통과해 탱크로 유입하고, 액체를 횡단하고, 표면을 통과해 탱크를 유출할 수 있다.

보다 상세하게는 처리되는 절연 구조체의 최소 크기는 접촉 전극과 상대 전극 사이에 달성되는 최소 간격에 의해 결정된다. 최소 간격은 특히 접촉 전극의 공간적 치수 뿐만 아니라 전해 영역으로부터의 접촉 전극을 이격시키는 거리에 의존한다. 따라서 축선 상에서 가까이 이격된 관계로 배열되는 롤러 또는 복수의 릴로서 접촉 전극을 구성하는 것이 바람직한데, 롤러 또는 릴은 매우 작은 직경을 가지므로 롤러 또는 릴 전극의 길이방향 축선과 전해 영역 사이의 간격은 매우 작게 선택될 수 있다. 이와 같이 완성될 수 있는 조밀한 배열에 의해, 2cm 이하 정도의 치수를 갖는 구조체의 전해 처리가 완성될 수 있다.

가능한 한 작은 예컨대 둥근 접촉 전극을 이용하여 전극 사이의 최소 간격을 감소시키는 시도는 흔히 접촉 전극의 발생하는 기계적 불안정성에 의해, 보다 상세하게는 탄성 접촉 재료가 사용될 때, 훼손된다. 이 문제는 어째든 접촉 전극에 대해 끼워지기 위해서 배치되는 기계적으로 안정된 핀치 롤러 또는 릴을 이용하여, 이를 안정화시키고, 어려운 경우 이들을 서로 약간 가압함으로써 회피될 수 있다. 롤러와 릴 대신에, 작업편의 표면에 닿는 브러시 또는 도전성의 스폰지와 같은 장치가 접촉 전극으로서 사용될 수 있다.

접촉 전극은 중력 및/또는 스프링력의 인가에 의해 작업편의 표면에 가압된다.

제2 실시형태에서 접촉 전극과 액체의 표면 사이의 간격을 조정할 때, 접촉 전극은 처리액과 접촉하도록 하지 않는다. 접촉 전극이 예컨대 전해 금속 증착 공정에서 캐소드로 사용되는 경우, 접촉 전극은 소망하지 않는 금속화에 대해 보호되어야 한다. 그러나 접촉 전극과 처리액의 표면 사이의 간격이 실제로 일정하게 유지될 수 없다는 사실을 알게 되었다. 그 결과, 이 간격을 조정할 때 어려움이 발생할 수 있다. 간격에서의 이런 편차는 처리탱크 내의 처리액의 표면 높이의 변화에 기인하고, 상기 변화는 예컨대 상기 탱크에 공급되는 공기에 의해 유발된다. 또, 액면 높이는 증발에 의해 또는 처리액을 통해 이송되는 작업편에 의해 탱크로부터 질질 끌려 나온 처리액에 의해 낮아질 수 있다. 한편, 질질 끌려나오거나 보충되는 처리액이 탱크로 복귀될 때 액면 높이는 또한 증가할 수 있다.

이 문제를 해결하기 위해, 접촉 전극과 처리액 사이의 액체의 표면의 영역에 작업편을 통과시키지만 접촉 전극이 처리액에 의해 적셔지는 것을 보호하는 파티션 부재를 삽입하는 것이 바람직하다. 작업편이 처리액 내로 그리고 처리액으로부터 안내되기 위해서, 이 파티션 부재는 슬롯과 같은 통과 개구를 구비해야 하는데, 이를 통해 작업편이 안내될 수 있다. 이런 파티션 부재는, 예컨대 이러한 슬롯이 형성된 적절한 형상의 처리액 커버 플레이트로 이루어질 수 있다. 또한, 두 개의 커버 플레이트가 설치될 수 있고, 상기 두 개의 커버 플레이트는 슬롯을 형성하도록 서로 가까이 이격되어 있다.

본 발명의 전극 배열은 처리탱크 내에 처리액을 유지하도록 밀봉 립(sealing lip) 및/또는 스크레이퍼를 갖는 밀봉 벽과 같은 밀봉 부재를 또한 구비할 수 있다. 압착 롤러가 또한 존재할 수 있고, 상기 롤러는, 작업편을 확실하게 안내하면서 예컨대 포일을 액체로부터 제거할 때 처리액을 유지한다. 이런 형태의 밀봉 부재는 본 발명의 제1 실시형태에서의 처리 모듈과 제2 실시형태에서의 파티션 부재 내에 설치된 통로에 모두 설치될 수 있다. 상기 밀봉 수단은 전해 영역 내에 처리액을 가능한 한 완전하게 유지하는 기능을 하므로 나머지 유체가 접촉 전극과 접촉하는 것을 가능한 한 허용하지 않는다. 다수의 이런 압착 롤러(밀봉 롤러)는 회전중에 상호 밀봉하도록 또한 층층이 적층될 수 있다.

처리액이 접촉 전극과 접촉하는 것을 확실하게 방지할 수 없는 경우, 전해 영역을 빠져 나와 접촉 전극에 도달하는 처리액은 연속적인 또는 간헐적인 세척 또는 분무를 제공함으로써 제거될 수 있다. 접촉 전극으로부터 처리액을 효율적으로 세척하기 위해서, 작업편은 예컨대 적어도 5°, 최대로 약 70°, 그리고 바람직하게는 약 15°의 각도로 수평방향에 대해 경사진 평면 내에서 운반될 수 있다. 접촉 전극으로 공급된 세척액이 신속하게 배출되어 처리액의 효율적인 제거가 가능하다. 또한, 전해 영역을 빠져 나온 처리액은 또한 예컨대 에어 나이프를 이용한 에어 제트에 의해 제거될 수 있다.

접촉 전극이 롤러가 되도록 구성되는 경우, 작업편이 일측에서만 처리될 때, 작업편은 접촉 롤러와 대면하는 무전류식 롤러(current-less roller)(지지롤러)에 의해 전기적으로 접촉될 수 있다. 도전성 패턴이 양측에 형성될 때, 접촉 롤러는 작업편의 양측에 설치된다.

접촉 전극과 상대 전극을 작업편의 전체 유효 폭에 걸쳐 연장하는 방식으로 길게 배열되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 보다 상세하게는 이송 경로에 대략 평행하게 배치할 수 있다.

제2 실시형태의 경우, 전기적 접촉을 달성하기 위해 편향 롤러가 또한 이용될 수 있다.

롤러 형상 접촉 전극은 탄성의 도전성 재료로 제조되는 것이 바람직할 수 있다. 이에 의해 한편으론 매우 높은 전류를 작업편의 표면 위에 전달시키고 다른 한편으론 접촉 전극과 전해 영역 사이의 간격을 감소시키는 것이 가능한데, 이는 이 간격을 결정하는 전극과 작업편의 표면 사이의 접촉면이 강성의 롤러의 경우와 같이 좁고 길다란 영역이 아니라 대신에 넓은 영역이기 때문이다. 가능한 탄성 접촉 재료는 금속/플라스틱 복합 재료이고, 보다 상세하게는 다량의 도전성 필러(filler)를 갖는 탄성 플라스틱 재료로 형성된 복합 재료이다. 이는 전기화학적으로 안정적인 생고무, 실리콘 또는 다른 탄성 플라스틱과 같은 바인더로서의 엘라스토머와 도전성 필러로 구성된다. 또한 바인더는 전자 제조 분야에 사용되는 완전하게 경화하지 않는 도전성 접착제를 포함한다. 도전성 필러는 제조되는 동안 이런 형태의 재료와 혼합된다. 이와 같이 금속 플라스틱 복합재가 얻어진다.

함유물 성분이라고도 불리우는 필러는, 파우더, 화이버, 니들, 실린더, 구(sphere), 플레이크(flake), 펠트(felt)의 형태 및 다른 형태의 금속으로 구성하는 것이 바람직하다. 전체 접촉 재료에 대한 필러의 양은 90 중량%에 달한다. 필러의 양이 증가할 수록, 금속 플라스틱 복합재의 탄성은 감소하고 전기 도전성이 증가한다. 이들 두 값은 관련된 적용 경우에 대하여 조정된다. 또한 도전성이고 전기화학적으로 안정된 모든 재료가 필러로 사용되는데 적합하다. 전류 필러는 예컨대 티타늄, 니오브(niobium), 백금, 금, 은, 특별한 강 및 전기탄(electrocoal)이다. 백금 도금, 은 도금 또는 금 도금된 예컨대 티타늄, 구리, 알루미늄 또는 유리로 제조된 구와 같은 입자가 예를 들어 사용될 수 있다.

높은 캐소드 전류 밀도에서도 균일한 전해 처리, 예컨대 균일한 두께의 금속 층을 달성하기 위해서 상대 전극과 작업편용 운반 경로 사이의 거리가 가능한 한 작게 되도록 조정됨에 따라, 바람직하지 않은 접촉이 발생하는 경우에 작업편과 상대 전극 사이에 전기 단락이 발생할 우려가 있다. 이런 우려를 확실하게 제거하기 위해서, 상대 전극에는 바람직하게는 부드럽고 액체 투과가능한 이온-투과성의 비도전성 코팅(절연층)이 설치될 수 있다. 상대 전극과 작업편 사이의 간격은, 절연 코팅이 설치된 상대 전극이 작업편의 표면 부근에 있으므로 코팅이 작업편의 표면과 접촉함으로써 최소화될 수 있다.

상대 전극과 이송 경로 사이의 간격이 작게 조정되어 전극을 통과하여 안내될 때 상대 전극 상의 코팅이 작업편에 닿는 경우에, 코팅은 작업편의 표면과 상대 전극 중 각각 하나의 표면 사이에 쐐기 고정될 수 있는 것이 바람직하다. 이를 위해, 보다 상세하게는 코팅이 상대 전극과 작업편의 표면에 의해 형성된 갭을 넘어 돌출하고 전해 영역으로부터 반대방향의 셀 벽의 측면에 두껍게 이루어져 갭 폭을 넘어 돌출하여 셀 벽의 외측에 견고하게 유지할 수 있다.

후자의 실시형태에서 처리액이 전해 영역으로부터 빠져 나가는 것을 방지하기 위해서, 로크 챔버(lock chamber)가 또한 처리 모듈 내에 설치될 수 있는데, 상기 챔버는 운반 방향에서 볼 때 전해 영역 바로 이전 또는 이후에 배치된다. 그 결과, 다른 파티션 벽이 처리 모듈 내에 설치되고, 상기 벽은 전해 영역을 로크 챔버로부터 분리한다. 따라서, 로크 챔버는 파티션 벽과 셀 벽으로 형성된다. 이 실시형태에서, 로크 챔버는 전술한 밀봉 립을 갖는 밀봉 벽에 의해 외부에 대해 밀봉될 수 있다.

특히 얇은 작업편이 뒤틀리는 것을 방지하기 위해서, 상대 전극은 그 표면이 예컨대 접촉 롤러와 동일한 속도로 회전하는 상태에서 회전가능하게 유지할 수 있다. 상대 전극과 접촉 전극은 예컨대 작업편이 애노드에 롤링되는 상태에서 모터 구동될 수 있으므로, 이송부재로 기능한다. 상대 전극은 다른 방식으로 구성될 수도 있다. 이는 플레이트 또는 망상 연신된 금속판(expanded metal)으로 형성될 수 있다. 다양한 형태의 상대 전극이 조합될 수 있다. 작업편의 표면에 활성 화학물질이 고갈되는 것을 방지하기 위해서, 신선한 전해질이 상대 전극의 내부로부터 연속적으로 공급될 수 있다. 따라서, 연신된 금속판으로 이루어진 상대 전극이 바람직하다. 전해 증착 동안 발생하는 번(burn)이 발생하지 않는 상태로 높은 캐소드 전류 밀도에서 작업하는 것이 가능하다.

전해 금속 증착의 경우, 접촉 전극은 캐소드의 극성을 갖고 상대 전극은 애노드의 극성(애노드)을 갖는다. 용해성 애노드와 비용해성 애노드 모두가 상대 전극으로 사용될 수 있다. 본 발명의 제2 실시형태에서, 예컨대 작업편이 감겨져 회전하는 비용해성 금속으로 이루어지는 둥근 플러드 애노드(flood anode) 또는 애노드 롤러가 사용될 수 있다. 플러드 애노드는, 처리액이 분출되어 처리액이 애노드 쉘의 개구를 통해 가압하에 강제적으로 공급될 수 있는 중공 공간을 구비한다. 따라서 작업편의 처리되는 표면에 신선한 처리액이 연속적으로 효율적으로 공급될 수 있다. 애노드의 치수는 작업편의 치수와 동일한 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 장치가 제1 실시형태의 전해 금속 증착에 이용되는 경우, 처리액의 애노드, 예컨대, 플러드 애노드가 길고 작업편에 대략 법선방향으로 지향되도록 구성될 수 있다. 특히 바람직한 실시형태에서, 작업편은 전기적 단락이 발생되지 않은 상태로 애노드 상에 제공된 비도전성의 바람직하게는 부드러운, 액체와 이온 투과성 코팅을 지나서 안내될 수 있다. 이 배열은 애노드 뿐만 아니라, 전해질 공급과 배출 라인이 구비될 수 있는 전술한 처리 모듈에 제공된다. 처리액의 누설에 대하여 모듈을 밀봉하기 위해서, 모든 측면에 벽을 구비하고, 상기 벽은 예컨대 작업편용 통과 개구, 바람직하게는 슬롯을 구비한다. 슬롯을 구비한 이들 벽은 모듈의 입구측과 출구측에 배치되고 추가로 전술한 밀봉 부재를 구비한다. 밀봉 부재는 보다 많은 양의 전해질이 셀에서 이탈하는 것을 방지하고 금속이 캐소드 접촉요소에 증착하는 것을 방지한다. 밀봉 부재는 예컨대 작업편을 파손하지 않고 작업편에 닿는 밀봉 립을 갖는 밀봉 벽을 이룰 수 있다. 처리액은 모듈에서 이탈하는 것이 방지된다. 특히 민감한 포일이 처리되는 경우, 탄성 밀봉 립은 밀봉 롤러와 결합될 수 있다. 모든 롤러의 직경은 작은 도전성 절연 구조체의 처리를 허용하기 위해 그 길이가 30 내지 45 mm 사이의 범위 및 그 이하로 가능한 작게 유지되어야 한다. 직경의 하한은 작업편에 대해 가압되는 롤러에 대하여 필요한 기계적인 안정성이라고 말하여질 수 있다.

상대 전극과 접촉 전극 사이의 최소 공간을 구비한 특히 조밀한 구성을 확실하게 제공하기 위해서, 접촉 전극과 상대 전극은 공통 캐리어 프레임에 조밀한 유닛으로 수납될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 작업편을 저장하기 위해 각각이 적어도 하나의 제1 및 제2 저장시설, 예컨대 저장 드럼을 구비하는 스트립 처리라인의 부품부인 것이 바람직하다. 이런 형태의 처리 라인은 적어도 하나의 제1 저장 시설로부터 적어도 하나의 제2 저장 시설로 처리 라인을 통해 작업편을 이송하는 이송부재를 또한 구비한다. 또한, 정확한 직선 경로를 유지하도록 민감한 작업편을 안내하는 수단, 예컨대 측방향 가이드 롤러와 이송 릴의 위치를 변경하는 수단이 제공될 수 있다. 이를 위해, 센서가 이송 경로를 따라 설치될 수 있고, 상기 센서는 작업편의 외측 가장자리의 위치를 연속적으로 등록하고 허용불가능한 편향을 감지할 때 포일을 이송 및/또는 안내하는 수단을 조절한다.

이 장치는 보다 상세하게는 포일과 같은 스트립 형태의 얇은 작업편에 금속을 증착하는데 적절하다. 이런 형태의 포일은 예컨대 폴리에스테르 또는 폴리올레핀과 그 유도체, 보다 상세하게는 폴리에틸렌 및 폴리염화비닐(PVC)로 구성될 수 있다. 포일은 예컨대 15 내지 200㎛ 사이의 범위의 다른 두께를 가질 수 있다. PVC 포일은, 응용 경우에 따라 예컨대 200㎛까지의 두께를 가질 수 있다.

청구된 장치는 보다 상세하게는 플라스틱 포일 재료에 코일 형상 구조체를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 이런 형태 코일 형상 구조체는 데이터 캐리어(스마트 카드)에 비접촉 데이터 전송을 위해 사용되는 안테나로서 사용된다. 이런 형태의 안테나를 구비한 캐리어는 예컨대 안테나와 전기적으로 배선된 집적회로를 유지할 수 있으므로 안테나에서 발생된 전기 펄스가 그곳에서 저장되거나 또는 안테나에 의해 수신된 테이터를 전기적 신호로 처리된다.

신호 처리는 공급된 데이터를 변환하고, 예컨대, 이미 저장된 다른 데이터를 고려하여, 얻어진 데이터가 차례로 안테나에 저장 및/또는 공급되도록 한다. 안테나에 의해 전달된 이들 데이터는, 수신 안테나에서 수신될 수 있으므로 방출된 데이터는 예컨대 데이터 캐리어의 안테나에 의해 수신된 데이터와 대비될 수 있다. 이런 형태의 데이터 캐리어는 예컨대 상품 물류와 소매 거래에, 예컨대 상품의 비접촉 인식가능한 정가표 또는 인식표로서, 또한 스키 이용권과 같은 연관된 사람의 데이터 캐리어로서, 그리고 액세스 컨트롤용 신원확인카드 또는 차량용 확인수단으로서 이용될 수 있다.

도전성 금속 구조체가 설치된 포일의 추가 응용 분야는 예컨대 자동차 공학 또는 전자통신의 작은 물건 또는 손목시계와 같은 간단한 전기회로의 제조이다. 이들 재료는 또한 장치의 수동식 및 능동식 전자기 스크린용으로 또는 빌딩용 스크리닝 그리드 재료 뿐만 아니라 의류용 직물에 이용될 수 있다.

데이터 캐리어는, 폴리에스테르 포일, 폴리올레핀 포일 또는 폴리염화비닐 포일과 같은 포일로 제조될 수 있고, 본 발명의 장치를 이용하여, 이들 위에 전기 절연 구조체가 전해적으로 제조됨으로써 만들어 질 수 있다. 이를 위해, 상기 장치를 이용하여 금속화된 구조체를 구비하도록 제조된 포일은, 복수의 인쇄 패널의 생성된 구조체 패턴에 따라, 각 데이터 캐리어의 크기에 대응하는 별개의 포일 세그먼트로 분할된다. 집적회로는 포일 세그먼트와 증착된 집적회로에 전기적으로 접속된 금속 구조체에 증착될 수 있다. 접합 공정은 보다 상세하게는 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 집적회로는 캐리어가 제공되지 않은 칩 형태로서 증착될 뿐만 아니라, TAB 캐리어와 같은 캐리어에 증착되어 포일 상에 놓여질 수도 있다. 일단 집적회로가 전기적으로 접속되면, 포일 세그먼트는 가공된 데이터 캐리어 내 처리될 수 있고, 상기 세그먼트에는 다른 포일이 추가 적층되어 내부에 안테나가 접합된 카드를 형성하게 된다.

보다 상세하게는, 데이터 캐리어 상의 전기 절연성 구조체는 하기 방식으로 제조될 수 있다.

스트립 형태가 바람직하고 예컨대 20-50μ 범위의 두께와 20cm, 40cm 또는 60cm의 폭을 갖는 포일 재료가 저장드럼 둘레에 포일이 감겨진 채로 저장 드럼에 제공된다.

먼저, 스트립은 예컨대 활성제 바니시(activator varnish) 또는 활성제 페이스트(activator paste)가 포일의 표면에 인쇄되기 때문에 제조될 구조체가 제공되고 있다. 이를 위해, 상기 바니시 또는 페이스트는 예컨대 귀금속 성분, 보다 상세하게는 팔라듐성분, 바람직하게는 유기 팔라듐 복합체를 포함할 수 있다. 바니시 또는 페이스트는 또한 용제, 염료 및 요변성 약품(thixotropic agent)과 같은 추가의 현재 성분 뿐만 아니라 결합제를 포함한다. 바니시 또는 페이스트는 롤러를 지나 운반되는 포일 상에 롤러에 의해, 보다 상세하게는 오프셋(offset), 그라비어 인쇄(gravure) 또는 리소그래피 인쇄 공정(lithographic printing process)으로 인쇄되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 바니시 또는 페이스트는 저수통(reservior)으로부터 디스펜서 롤러 상으로, 디스펜서 롤러로부터 프린팅 롤러 상으로 그리고 프린팅 롤러로부터 포일 위로 운반된다. 과도한 바니시 또는 과도한 페이스트가 적절한 스크레이퍼를 이용하여 디스펜서 롤러와 프린팅 롤러로부터 제거된다. 프린팅 롤러는 예컨대 단단한 크롬(hard chromium)으로 도포될 수 있다. 포일은 효율적인 잉크인쇄(inking)를 위해 부드러운 상대 롤러("부드러운 롤러")에 의해 프린팅 롤러에 대해 가압된다. 활성제 인쇄 스테이션 다음의 스테이션에서, 포일에 인쇄된 잉크가 건조된다. 이를 위해, 스트립 형태 포일 재료가, 예컨대 IR 조사체 또는 핫 에어 덕터(hot air ductor)로 형성되거나 또는 활성제 바니시 또는 활성제 페이스트의 결합제가 UV 조사(바람직하게는 용매 없이)의 작용하에서 민감하게 건조하는 경우 UV 조사체를 구비하는 건조 경로를 통해 운반된다. 이들 건조장치는 건조 터널에 배치되는 것이 바람직한데, 이 건조 터널을 통해 스트립 형태 재료가 이송된다. 건조 스테이션을 통과한 후, 스트립 형태 재료는 보다 상세하게는 드럼으로 형성되는 다른 스트립 저장 시설에 도달한다. 재료가 풀려지는 제1 저장 드럼으로부터 재료가 재수집되는 제2 저장 드럼으로의 과정에서, 상기 재료는 릴에 걸쳐 안내되고 잡아 당겨진다(릴-대-릴 프로세스) .

활성제 바니시 또는 활성제 페이스트가 인쇄된 스트립 형태 포일은 금속 구조체를 형성하기 위해 먼저 비전착성 금속 석출식으로 금속 도금된 후 전해 금속 도금된다.

이를 위해, 활성제 바니시 또는 페이스트로 인쇄된 포일은 저장 드럼으로부터 풀려져 처리 라인의 각종 연속하는 처리 스테이션을 통해 안내되고, 스트립 형태 재료가 (편향하는) 릴에 걸쳐 안내되고 잡아 당겨진다(릴-대-릴 방법). 원칙적으로, 재료의 추가적인 중간 저장 없이도, 스트립 형태 재료를 인쇄 프로세스에서 습식 화학 처리까지 직접적으로 이송하는 것이 가능하다.

제1 처리 단계에서 인쇄된 재료가 일반적으로 수소화붕소나트름(sodium boron hydride) 등과 같은 수용액, 디메틸 아미노 보레인(dimethyl amino borane)와 같은 아미노 보레인(amino borane) 또는 차아인산염(hypophosphite) 내의 강한 환원제로 이루어지는 환원반응기로 운반된다. 이 환원반응기에서, 바니시 또는 페이스트에 함유되는 산화된 귀금속(oxydated noble metal)이 금속성 귀금속, 예컨대 금속성 팔라듐으로 환원된다. 환원후, 스트립은 세척 스테이션으로 공급되어 과도한 환원반응기가 물 세척된다. 스프레이 싱크(spray sink)가 이를 위해 사용되는 것이 바람직하다. 다음에, 구리의 초박층(0.2 - 0.5 ㎛ 두께)이 활성제 구조체 위에 비전착성 금속 석출식으로 증착된다. 구조체 상의 구리 증착은 환원반응기 내에 형성된 귀금속 핵에 의해 시작되고, 구리는 비 인쇄 영역에 증착되지 않는다. 포름알데히드 뿐만 아니라 타르타르산염, 에틸렌 디아민 테트라아세테이트 또는 테트라키스-(프로판-2-올-일)-에틸렌 디아민(trakis-(propane-2-ol-yl)-ethylen diamine)을 포함하는 전류 배스가 구리 배스(copper bath)로 사용될 수 있다. 구리 도금후, 스트립 형태 재료는, 과도한 구리 배스가 물로 분무 세척하여 제거되는 세척 스테이션으로 이송된다.

다음에, 스트립 형태 재료가 본 발명의 장치에 공급되어 도전성 구조체는 추가의 구리로 선택적으로 코팅된다. 공지된 전해 구리 도금 배스 모두, 예컨대 피로포스페이트(pyrophosphate), 술폰산(sulphuric acid), 메탄 술폰산(methane sulfonic acid), 아미도 술폰산(amido sulfuric acid) 또는 테트라플루오로보릭산(tetrafluoroboric acid)을 포함하는 배스가 전해 구리 증착에 사용될 수 있다. 특별히 적합한 배스는 황산구리, 황산 및 소량의 염소 뿐만 아니라 유기황 성분, 폴리글리콜에테르(polyglycolether) 성분 및 폴리비닐알콜과 같은 첨가제를 포함하는 황산 배스이다. 황산 배스는 가능한 한 높은 캐소드 전류 밀도에서 대략 실온 부근에서 작동하는 것이 바람직하다. 포일 스트립이 본 발명의 장치를 통해 운반되는 속도가 1 m/min이면, 예컨대 10 A/dm²(활성 구조면)의 캐소드 전류 밀도가 조정되어 약 2 ㎛/min 의 속도로 구리가 증착되도록 조정될 수 있다. 길이가 약 2.5 - 7.5 m의 라인에 의해, 5 - 15㎛ 두께의 구리 층이 이 방식으로 증착될 수 있다.

전기 전류는 본 발명에 따른 장치의 포일 스트립과 애노드에 직류 또는 펄스 전류 형태로 공급될 수 있다. 후자의 경우가 가능한 한 높은 전류 밀도를 발생시키기에 유리한데 이는 양호한 특성(광택 같은 높은 표면 품질, 거칠기의 부족, 균일한 코팅 두께, 양호한 취성, 도전성)을 나타내는 구리층이 계속해서 이들 조건하에서 증착될 수 있기 때문이다. 이를 위해, 소위 역 펄스 전류, 즉 캐소드와 애노드 전류 펄스 모두를 구비하는 펄스 전류가 이용되는 것이 바람직하다. 원칙적으로, 단극성 펄스 전류가 당연히 바람직하다. 역 펄스 전류를 이용하여, 캐소드와 애노드 전류 펄스의 펄스 높이, 각 펄스 폭 및 필요시 중간 펄스 휴지(interpulse pause) 역시 증착 조건을 최적화하기 위해 또한 최적화된다.

본 발명의 장치에서 비용해성 애노드를 이용하여 전해 구리 도금이 실행되기 때문에, 구리 이온은 결과적으로 구리 애노드를 전해 용해함으로써 용해될 수 없다. 증착액 내의 구리 이온의 농도를 유지하기 위해서, 산화 환원 반응 시스템(redox system)의 성분, 보다 상세하게는 Fe^{2 +} 및 FeSO₄ 및 Fe₂(SO₄)₃ 와 같은 Fe²⁺ 성분이 배스에 추가되는 것이 바람직하다. 배스에 포함된 Fe^{2 +} 이온은 비용해성 애노드에서 산화하여 Fe^{3 +} 이온을 형성한다. Fe^{3 +} 이온은 금속성 구리편(재생 타워(regenerator tower))을 포함하는 다른 탱크로 운반된다. 재생 타워에서, 구리편은 Fe^{3 +} 이온의 작용하에서 산화하여 Cu^{2 +} 이온과 Fe^{2 +} 이온을 형성한다. 두 반응(Fe²⁺ 이온의 애노드 산화에 의한 Fe^{3 +} 이온의 형성과 구리편의 산화에 의한 Cu^{2 +} 이온을 형성)이 동시에 진행되므로, 증착액의 구리 이온의 농도는 상당히 일정하게 유지될 수 있다.

포일 스트립이 본 발명의 금속 도금 장치를 통과한 후, 재료는 다시 분무 싱크로 안내되어 과도한 증착액이 세척된다. 그리고, 스트립 재료는 장치로 전달되고 구리가 변색하는 것을 방지하는 목적의 패시베이션(passivation) 수단과 접촉된다. 다른 저장 드럼에 스트립 형태의 포일 재료를 권취하기 이전에, 재료는 건조 스테이션에서 건조된다. 이를 위해, 사용된 장치는 활성제 바니시 또는 활성제 페이스트를 건조하기 위해 사용된 것과 유사한 것일 수 있다.

전술한 방법 단계를 실행하기 위해, 사용된 작업 스테이션에는 적합한 가이드와 운반 릴 또는 롤러 뿐만 아니라 필러 펌프, 화학약품용 투약 스테이션과 같은 처리액을 처리하는 장치 뿐만 아니라, 가열 및 냉각장치가 구비된다.

본 발명은 첨부 도면을 참조로 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 두 변형예에 따른 수평방향 처리 라인의 측단면도이다.

도 2는 제1 실시형태에서 수평방향 처리 라인의 단일 처리 모듈의 측단면도이다.

도 3은 운반방향에서 볼 때 도 1에 따른 수평방향 처리 라인의 단일 처리 모듈의 절반의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 다른 변형예에 따른 수평방향 처리 라인의 단일 모듈의 측단면도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 수평방향 처리 라인의 측단면도이다.

도 6은 도 5에 따른 수평방향 처리 라인을 통한 단면도이다.

도 7은 도 6의 수평방향 처리 라인의 상세도이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시형태의 다른 변형예에 따른 수평방향 처리 라인의 측단면도이다.

도 9는 도 8의 수평방향 처리 라인의 변형예의 측단면도이다.

도면의 상세한 설명을 위해, 금속이 본 발명에 따른 장치에서 스트립 형태 포일에 증착되고 캐소드 극성의 접촉수단과 상대 전극으로서 적용된 애노드가 이 목적을 위해 구비되는 것으로 가정한다. 또한, 이 장치는 다른 캐소드 처리 공정을 실행하기 위해 당연 이용될 수 있다. 또, 본 발명에 따른 장치는 예컨대 애노드 에칭(anodic etching), 크로마타이징(chromatizing) 또는 애노다이징(anodizing)(예컨대 애노드 전해 산화작용)을 위해 애노드 프로세스를 실행하기 위해 당연히 이용될 수 있다. 이 경우, 스트립 형태 포일은 애노드 극성이다. 캐소드는 상대 전극으로 사용된다.

후술하는 도면에서, 동일 참조번호는 동일 의미를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 제1 실시형태를 도시한다. 도면에 도시한 장치의 크기는 보다 상세하게는 장치의 실제 크기에 대략적으로 매칭될 수 있다. 이는 수 ㎝ 정도의 치수를 갖는 전기적으로 절연된 구조체가 처리되려면, 장치의 개별 모듈(M)은 운반 방향에서 볼 때, 수 ㎝의 길이를 갖는 것을 의미한다. 운반 방향에서 볼 때, 단일 모듈(M)의 길이는 예를 들어, 4.5㎝이다. 다양한 모듈의 길이[도 2의 크기(L)]는 포일 스트립(1)의 구조체의 크기에 의존한다. 개별 모듈(M)의 폭은 처리되는 포일(1)의 폭에 의존한다. 예컨대 60㎝의 폭을 갖는 포일 스트립(1)이 장치에서 처리되려면, 개별 모듈(M)은 또한 이와 비슷한 정도의 폭을 가져야 한다. 그 결과, 모듈(M)은 바람직하게는 포일(1)의 전체 폭에 걸쳐 운반 방향(도 1의 화살표로 지시된 운반 방향)에 대해 사실상 수직으로 연장하는 길다란 처리 장치이다.

포일(1)은 바람직하게는 본원에 도시되지 않은 릴로부터 권취 해제되고 본 발명의 장치를 통해 이송된 후에, 도시되지 않은 다른 릴 주위에 둘러싸여지는(릴-대-릴) 스트립 형상으로 제공된다.

처리 모듈(M)이 장치를 통해 진행하는 포일(1)의 이송 경로를 따라 배치되므로 포일(1)은 순차적으로 모듈(M)을 통해 이송되도록 한다. 모듈(M)의 수는 개별 모듈(M)에서 요구되는 처리 시간에 의존하고, 예를 들어, 포일 스트립(1)과 함께 2 m/분의 속도로 본 발명에 따른 장치를 통해 고속으로 이송되는 상태로 매우 두꺼운 구리층이 예를 들어, 두께 5 ㎛의 층에 증착되려면, 구리가 10 A/d㎡(2㎛ Cu/분)의 캐소드 전류 밀도에서 증착된다면 4.5 ㎝의 활성 길이를 갖는 약 110개의 모듈(M)이 서로 줄줄이 배치되는 것이 요구된다. 모듈(M)의 "활성 길이" 이라 함은, 금속이 이를 통과해 이송되는 포일(1) 상에 증착되는 모듈(M) 내의 영역의 길이로써 해석된다.

도 1에 도시된 발명에 따른 장치는 3개의 처리 모듈(M)이 배치된 수집 탱크(12)로 구성된다. 수집 탱크(12)는 포일 스트립(1)이 이송되는 이송 경로와 평행하게 연장하는 두 개의 수직 측벽과 탱크 저부로 구성되고, 상기 벽들은 도면의 전방과 후방에서 운반 방향에 평행하게 각각 연장된다. 벽들은 또한 두 개의 수직 단부측에 제공되고, 상기 벽은 포일 스트립(1)이 수집 탱크(12)에 출입하도록 수평 방향으로 슬롯 가공된다. 이는 수집 탱크(12)의 좌측 및 우측 각각에서 도 1에 도시된다.

포일 스트립(1)은 좌측벽의 입구벽에 제공된 수평방향 슬롯을 통해 수집 탱크(12)로 들어오고 수평 방향 및 수평 배향으로 수집 탱크(12)를 통해 이송된다. 포일 스트립(1)은 운반 방향과 평행하게 배향된 스트립(1)의 측방향측 경계 상에서 포일 스트립(1)의 표면으로부터 액체가 흘러 제거되는 것을 돕기 위해 운반방향에 대하여 수직방향으로 안내될 수 있다. 포일은 운반 방향으로 줄줄이 배치된 3개의 처리 모듈(M)을 통해 이송된다. 포일 스트립(1)이 마지막 모듈(M)을 통해 이송된 후에, 출구벽에 제공된 수평방향 출구 슬롯을 통해 수집 탱크(12)로부터 배출된다.

포일 스트립(1)은 운반 수단에 의해 수집 탱크 내로 진행되고 또한 이에 의해 안내된다. 운반 수단은 예를 들어, 접촉 롤러(6)와 밀봉롤러(7)이며, 이들 롤러가 모터 구동되는 것이라면 이후에 보다 상세하게 설명된다. 이들 롤러에 부가하여, 운반 방향에 사실상 수직인 이송 경로에 걸쳐 연장하는 모터 구동축에 고정된 운반 휠 또는 동일한 방식으로 배치된 운반 롤러와 같은 도시되지 않은 다른 운반 수단이 제공될 수 있다. 축 상의 운반 휠은 포일 스트립(1)의 전체 폭에 걸쳐 분포될 수 있거나 또는 예를 들어 포일 스트립(1)의 경계 영역에만 배치될 수 있다. 스트립(1)을 안내하여 운반 방향에 정확하게 평행하게 하기 위해, 운반 수단이 또한 일직선상에서 스트립(1)의 높이 안내를 보장하도록 이송 경로로부터 또는 운반 방향에 수직인 바람직한 축방향으로부터 약간 일탈될 수 있다. 도면에 도시되지 않고 스트립의 정확한 위치를 연속적으로 검출하는 센서들은 동일한 이송 경 로 상에 포일을 계속적으로 유지하기 위해 운반 및/또는 안내 롤러의 배향을 변형시키도록 한다.

처리 모듈(M)을 빠져나가는 처리액은 수집 탱크(12)의 하부에 축적된다. 수집 탱크(12)의 액체 높이는 도면부호 15로 지시된다.

장치 내의 개별 모듈(M)은 동일하거나 상이하게 구성될 수 있다. 본 경우에는 이들은 동일한 구성이다.

각각의 처리 모듈(M)은 포일 스트립(1)의 운반면의 각각 위아래로 배치된 천정부 및 저부를 포함한다. 모듈(M)의 벽은 도면부호 10으로 지시된다. 이들 두 부분은 처리액으로 채워진 상부 전해 셀(2)과 하부 전해 셀(3)을 형성한다. 이들 두 부분은 사실상 동일한 원리에 따라 만들어진다. 두 부분은 운반면을 향해 배향되고 운반면에 평행하게 그 양측에 배치된 애노드(4)를 포함한다. 모듈(M)에서, 애노드(4)는 적절한 홀더(5)에 의해 모듈 하우징에 고정된다. 운반면으로부터 볼 때 이러한 측면에 위치된 애노드(4)의 겉면에는, 포일 스트립(1)과 애노드(4) 사이의 접촉을 방지하기 위해 이온 투과성 코팅(절연층)(13)이 제공된다. 코팅(13)이 없으면, 애노드(4)와 포일 스트립(1) 사이의 간격이 바람직하게는 매우 작게 선택되기 때문에 둘 사이의 접촉이 쉽게 발생될 수 있다. 이러한 작은 간격은 전기 도전성 구조체 상의 상이한 지점에서의 불균일한 전해 처리를 상당히 방지하도록 하여, 비교적 높은 전류 밀도가 조정가능하다.

모듈(M) 내에는, 전해질 공급 라인(11)을 경유하여 모듈(M)의 두 부분의 내부 공간으로 공급되는 처리액이 있다. 그 결과, 모듈(M) 내에 위치한 스트립(1)과 애노드(4)는 처리액과 접촉하여 전류가 상호 전기적으로 절연된 애노드(4)와 스트립(1)의 구조체 사이에서 유동하도록 한다.

상호 전기적으로 절연된 구조체들을 전기적으로 접속시키기 위해, 포일 스트립(1)은 전해 셀(2, 3)의 외측에서 본 발명에 따라 전기적으로 접속된다. 애노드(4)가 큰 균질 전기장(전해 영역)을 제공하는 스트립(1) 상의 영역에 매우 근접한 스트립(1)을 전기적으로 접속시키기 위해, 서로 전기적으로 절연된 포일(1) 상의 구조체는 여전히 또는 이미 전술한 영역 내에 위치하면서 접촉 수단과 전기적으로 접속된다. 이는 연속적인 전해 처리를 가능하게 한다.

도 1에 도시된 경우에서, 접촉 롤러(6)는 좌측 모듈(M)의 하류 및 상류에 제공되고 접촉 브러시(14)는 우측 모듈(M)의 하류 및 상류에 제공되는데, 이들 접촉 롤러 및 브러시는 접촉 수단으로써 채용되고 이송 경로의 전체 폭에 걸쳐 운반 방향에 대해 사실상 수직으로 배향된다.

접촉 롤러(6)는 보다 상세히는 금속롤러, 예를 들어 외부 접촉 표면이 특수한 강 또는 구리로 제조된 롤러 또는 전기 도전성의 탄성 표면을 갖는 롤러일 수 있다. 후자의 경우, 롤러(6)의 표면은 예를 들어, 금속 입자의 삽입에 의해 전기 도전성을 갖는 탄성 플라스틱 코팅을 구비할 수 있다.

접촉 브러시(14)는 예를 들어, 브러시 기부(base) 상에 고정된 구리 또는 그래파이트(graphite)로 제조된 파이버일 수 있다. 파이버는 부가적으로로 파이버 샤프트에서 전기적으로 절연될 수 있다.

접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)로부터 서로 전기적으로 절연된 구조체와 처리액을 경유하여 애노드(4)로 전류를 흐르게 하기 위해, 도시되지 않은 전류 공급원이 활용되는데, 극(pole)은 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)에 또는 애노드(4)에 접촉된다.

도 1에 도시된 경우에, 스트립(1)은 전기 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)가 처리액과 접촉하지 않는 상태로 상기 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)에 의해 전기적으로 접촉된다. 이를 위해, 접촉 롤러(6)와 접촉 브러시(14)는 처리액을 포함하는 모듈(M)의 영역의 외측에 위치된다.

밀봉 롤러(7)가 또한 제공되는데, 상기 밀봉 롤러는 처리액이 모듈(M)의 내부 공간으로부터 배출되는 것과 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)에 도달하는 것이 상당히 방지한다. 여기서, 접촉 롤러(6) 또는 접촉 브러시(14)가 처리액과 접촉하면, 금속은 이에 증착될 수 있다. 이는 바람직하지 않다. 밀봉 롤러(7)는 바람직하게는 탄성이고 포일 스트립(1)의 표면에 대해 가압된다. 그 결과, 이들은 스트립(1)의 표면에 대해 단단히 끼워맞춤된다. 접촉 롤러(6) 및 접촉 브러시(14)와 유사하게, 이들은 운반 방향에 대해 수직으로 배치되고 포일 스트립(1)의 이송 경로의 전체 폭에 걸쳐 분포된다.

또한, 탄성 밀봉 벽(9)이 처리액 배출에 대해 모듈 하우징을 밀봉하기 위해 제공된다. 이를 위해, 밀봉 벽(9)은 바람직하게는 밀봉 롤러(7)에 대해 접하도록 가압하는 액체 기밀식 밀봉부를 제공하도록 모듈 하우징의 셀 벽(10)에 대해 고정된다. 밀봉 롤러(7)가 모듈(M) 내의 밀봉 벽(9)의 하류에 배치되는 경우, 밀봉 벽은 기계적인 마찰과 전해 셀 내의 액체의 정압(static pressure)에 따라 밀봉 롤러 의 회전에 의해 밀봉 롤러(7)쪽으로 끌어당겨져서, 액체가 없는 공간 내로의 처리액의 누출에 대한 모듈(M)의 효과적인 밀봉을 제공한다. 이에 반해, 상류에 배치된 밀봉 롤러(7)와 밀봉 벽(9)의 경우, 밀봉 벽(9)은 밀봉 롤러의 회전에 의해 밀봉 롤러(7)로부터 연속적으로 승강되어, 액체 누출에 대한 효과적인 밀봉이 제공될 수 없다. 따라서, 보조 밀봉 롤러(8)는 모듈(M)의 입구 영역에 부가적으로 제공되고, 상기 보조 롤러는 바람직하게는 밀봉 롤러(7)와 유사한 탄성 표면을 갖도록 구성되어 밀봉 롤러(7)에서 롤링된다. 이 경우, 밀봉 벽(9)은 보조 밀봉 롤러(8)에 대해 끼워맞추어지고, 액체의 누출에 대해 모듈(M)을 효율적으로 밀봉한다.

운반 방향에 평행한 방향으로 연장하는 모듈(M)의 일측에서는, 밀봉 립부(도시생략)가 구비되어 처리액의 누출에 대해 밀봉을 제공한다. 이러한 영역에는 전기 도전성 구조체용의 접촉 수단이 없기 때문에, 효율적인 밀봉이 절대적으로 필요하지는 않다.

모듈(M)의 천정부는 장치 내로 포일을 도입하기 위해 제거 가능하도록 구성된다. 모듈의 하부에 장착된 상응하는 홀딩요소(도시생략)들은 정상 작동 동안 천정 모듈부를 고정식으로 유지하도록 하고, 예를 들어 신속 해제식 윙 너트를 이용하여 단단히 앵커링된다.

도 2는 표면을 넘쳐 흐르는 처리액으로 배스 표면 높이(15)까지 충전된 수집 탱크(12)의 모듈(M)의 단면을 도시한다. 포일 스트립(1)은 일 단부벽의 수평방향 슬롯을 통해 수집 탱크(12)로 진입하여, 우선 재료의 양측을 경유하여 접촉 브러시(14)와 전기 접촉한다. 전류는 브러시(14)를 경유하여 스트립(1) 상의 전기 도전 성 구조체로 공급된다. 브러시(14)는 스트립(1)의 전체 폭에 걸쳐 사실상 연장되어, 스트립(1)의 전체 구조체에는 전류가 공급될 수 있다. 모든 구조체들이 브러시(14)를 통과하여 안내됨에 따라 브러시 파이버에 의해 접촉되는 것이 중요하다. 구조체가 운반 방향으로 연장됨에 따라, 이들은 브러시와 전기 접속되는 동시에 전해 셀(2, 3)의 애노드(4)의 전기장 내에 위치된다.

브러시(14)와 그 하류에 매우 근접하여 스트립(1)의 양측에 배치된 밀봉 롤러(7)가 제공된다. 보조 밀봉 롤러(8)는 부가적으로 밀봉 롤러(7) 상에서 롤링되고, 밀봉 벽(9)은 접하는 방식의 밀봉을 제공한다. 탄성 밀봉 벽(9)은 모듈(M)의 셀 벽(10)에 고정된다. 처리액은 수집 탱크로부터 전해질 공급 라인(11), 펌프 및 파이프라인(도시 생략)을 경유하여 모듈(M)의 내부 공간으로 공급된다. 과잉 처리액은 셀 벽(10)에 제공된 전해질 배출 라인(17)을 경유하여 수집 탱크로 복귀한다.

밀봉부를 통과해 진행된 후에, 포일 스트립(1)은 운반면의 위아래에 배치된 애노드(4)의 전기장에 노출된 모듈(M)의 내부 공간으로 진입한다. 애노드(4)는 예를 들어 백금 도금된 티타늄의 망상 연신된 금속판(expanded metal)으로 제조된다. 이온 투과성 코팅(13)은 운반면과 애노드(4) 사이에 위치되고, 상기 코팅은 전기 도전성 구조체와 애노드(4)의 접촉으로 발생하는 전기적인 단락을 방지한다.

포일 스트립(1)이 모듈(M)을 통과한 후에, 이는 액체가 모듈(M)로부터 배출되는 것을 방지하는 한 쌍의 다른 밀봉 롤러(7)를 통과하도록 진행된다. 밀봉 벽(7)에 대해 접하도록 끼워맞추어지고 셀 단부 벽(10)에 고정되는 밀봉 벽(9)은 액체의 누출에 대해 내부 공간을 부가적으로 밀봉한다. 스트립이 밀봉 롤러(7)를 통 과하면, 이는 다른 접촉 롤러(6)와 접촉하게 된다. 그 결과 서로에 대해 전기적으로 절연되며, 모듈(M)을 통해 이송됨에 따라 더 이상 접촉 브러시(14)와 접촉되지 않게 되었던 구조체는 다시 전기적으로 접속된다.

도 3은 도 1의 "A"로 지시된 방향에서의 절반의 단면도이다. 그러므로, 도 1의 설명에서 언급되고 상응하는 도면 번호를 붙인 구성 요소들을 참조한다.

수평 운반면에서 안내되는 포일 스트립(1)의 어느 하나 측에서, 수평방향으로 배향되고 애노드 홀딩장치(5)에 장착된 애노드(4) 뿐만 아니라 애노드(4)에 대해 직접적으로 부착되는 이온 투과성 절연체(13)는 단면도에서 셀 벽(10)으로 지시된 모듈(M)에 도시된다. 애노드(4) 및 포일 스트립(1)은 전해 셀(2, 3)을 형성한다.

또한, 수평으로 장착된 밀봉 롤러(7)는 정면도에서 보여질 수 있는데, 이러한 롤러는 셀 벽(10) 중 어느 하나에서 베어링(16)에 장착된다. 밀봉 롤러(7)의 각각의 외형은 밀봉 벽(9)에 의해 커버되어 점선으로 도시된다. 밀봉 벽(9)은 운반면을 향하여 연장되고 밀봉 롤러(7)에 대해 접하도록 맞추어진다. 이들은 액체 기밀식 밀봉을 제공하도록 셀 단부 벽(10)에 고정된다.

처리액은 수집 탱크(12)로부터 전해질 공급 라인(11)과 (도시생략된) 펌프 및 파이프라인을 경유하여 모듈(M)의 내부 공간으로 공급되고, 전해질 배출 라인(17)을 경유하여 넘쳐흐르도록 한다. 넘쳐흐른 액체는 [배스 표면 높이(15)로 지시된] 수집 탱크(12)의 집액통(sump)에서 축적된다.

도 4는 수집 탱크(12) 내의 모듈(M)의 다른 바람직한 실시예를 도시한다. 도면은 도 2에 도시된 방향에 대응된다.

도 2에 도시된 모듈(M)과 대조함에 따라, 이온 투과성 코팅(13)은 통과하는 포일 스트립(1)과 직접 접촉된다. 코팅(13)은 접촉 브러시(14)에 대해 처리 모듈(M)의 내부 공간을 밀봉하는 기능을 동시에 수행한다. 처리액이 코팅(13)을 통해 접촉 브러시(14)에 직접적으로 도달하는 것을 방지하기 위해, 모듈(M)의 내부 공간은 부가적인 내부 파티션 벽(24)에 의해 경계를 갖는다. 이들 내부 파티션 벽(24)에서, 코팅(13)이 액체 기밀을 위해 입구측과 배출측에서 고정된다. 코팅(13)은 이송 경로쪽을 따라 연장하는 셀 벽(10)에 부가적으로 고정될 수 있다. 작업편(1)이 모듈(M)의 내부 공간의 최외부 영역만큼 멀리 연장되지 않기 때문에, 이러한 부가의 고정은 절대적으로 필요하지는 않다.

전해질 공급 라인(11)을 경유하여, 처리액은 망상 연신된 금속판으로부터 형성된 애노드(4)에 운반되고, 코팅(13)으로 공급되기 전에 이를 횡단한다. 코팅(13)이 스폰지형 또는 액체 흡수 물질로 형성되기 때문에, 이들은 포화되어 애노드(4)와 스트립 재료(1) 사이의 전해 접촉을 형성한다. 잉여 처리액은 운반 방향에 대한 횡단방향으로 수집 탱크(12)로 다시 유동될 수 있다.

모세관력 및 압착력에 의해 액체는 내부 파티션(24)의 입구 및 출구 영역의 절연 코팅(13) 내부에 사실상 보유되기 때문에, 액체가 모듈(M)을 빠져나갈 위험이 감소된다. 처리 모듈(M)을 빠져나갈 수 있는 액체의 잔여량은 입구 및 출구측의 모듈의 셀 벽(10)과 파티션 벽(24)에 의해 형성된 공간을 경유하여 전해질 배출 라인(17)을 통해 수집 탱크(12)의 집액통 내로 하향으로 배출된다. 그 결과, 밀봉 립(23)은 접촉 브러시(14)에 액체가 거의 없도록 한다. 출구측(하류)에서, 두 개의 밀봉 립(23)이 처리 모듈(M)의 벽(10)에 제공될 수 있는데, 스트립(1)의 전방 이동 때문에 입구 영역에서보다도 출구측에서 모듈(M)로부터 처리액이 배출되는 것이 용이하므로 처리액이 모듈(M)을 빠져나가는 것을 방지하기 위해 밀봉 립이 내부 및 외부 셀 벽(10)에 고정된다. 그 결과, 접촉 브러시(14)(또는 선택적으로 접촉 롤러(6))와 전해 셀(2, 3) 사이에 제공된 간격은 매우 작다. 코팅(13)이 작업편(1)과 접촉함으로써 야기되는 마찰이 스트립(1)을 신장시키는 것을 방지하기 위해, 운반 롤러(25)가 각각의 모듈(M)의 앞 또는 뒤에 제공될 수 있다. 보다 상세히는 하부 모듈 셀(3)의 압력을 조절하기 위해, 제어 밸브가 배출 라인(17)의 파이프라인 내로 장착될 수 있는데, 이러한 제어 밸브는 상기 셀(2, 3)에 제공된 센서를 통해 셀(2, 3) 내부의 압력을 일정하게 조정한다.

절연 코팅(13)이 계속하여 포일 스트립(1)에 닿아 작업편(1)의 확산층을 방해하기 때문에, 이러한 실시 변형은 특히 높은 전류 밀도를 조정하도록 한다.

도 5는 제2 실시예의 본 발명에 따른 수평방향 처리 라인을 통해 본 단면도이다. 처리 라인은 동일한 구조체의 3개의 처리 모듈(M)이 배치된 수집 탱크(12)를 포함한다. 처리 모듈(M)은 장치를 통한 포일 스트립(1)의 이송 경로측을 따라 배치되어, 포일 스트립(1)이 차례로 모듈(M)을 통해 이송되도록 한다. 개별 처리 모듈(M)은 사실상 접촉 롤러(6), 이온 투과성 절연체(13)를 포함하는 애노드(4), 애노드 홀더(5) 및 처리액(전해질)을 포함한다. 처리액은 접촉 롤러(6)의 아래에 놓여진 배스 표면 높이(15)의 정도까지 수집 탱크(12)에 충전된다.

롤러(6)는, 접촉 롤러와 유사하게 운반을 보조하기 위해 모터 구동될 수 있는 편향 롤러(18)에서 사실상 수평방향으로 공급된 포일 스트립(1)이 제1 모듈(M) 내부로 이송되고, 접촉 롤러(6) 사이를 수직방향으로 이동 통과하여 처리액 내부에 이르게 되는 방식으로 배열된다. 포일 스트립(1)의 양측은 두 개의 접촉 롤러(6)와 전기적으로 접속된다. 애노드(4)는 불용성 금속의 플러드 애노드로 구성되는데, 그 내부 공간으로부터 신선한 전해질이 증착 프로세스용으로 연속적으로 공급된다. 플러드 애노드는 절연체(13)를 통과하여 포일 스트립(1)을 이송하는데 절연체에서는 전해질로부터 빠져나오기 전에 포일 스트립이 금속 도금되며, 배스 표면 높이(15) 위에 위치되는 다른 접촉 릴(6)에서 다시 접촉된다. 다른 편향 릴(18)에 의해 선회된 후에, 포일 스트립(1)은 제2 모듈(M)을 통해 이송되고, 제3 편향 릴(18)에 의해 다시 뒤집어진 후에, 제3 모듈(M)을 통해 진행된다. 제3 모듈(M)을 통과하여 진행된 후에, 포일은 처리 라인으로부터 최종적으로 수평방향으로 인출되기 전에 제4 편향 릴(18)에 의해 다시 선회된다.

도 6은 도 5에 따른 수평방향 처리 라인의 두 개의 모듈(M)의 세부 해결책의 단면을 도시하고, 각각의 모듈(M)의 절반만이 도시된다.

이러한 경우, 장치는 부가의 요소 부품, 즉, 슬롯과 밀봉 립(23)(도 7에 도시됨)을 갖는 파티션 부재(21)와 핀치 롤러(22)를 특징으로 한다. 이들 요소 부품은 처리액으로부터 접촉 롤러(6)를 보호하도록 제공된다. 핀치 롤러(22)는 특히 얇게 구성되는 접촉 롤러(6)의 기계적인 안정성을 증가시키도록 제공된다. 접촉 롤러(6)에 대해 직접적으로 맞추어지는 핀치 롤러(22)는 롤러(6)가 탄성일 때 이들 을 함께 가압될 수 있어서, 접촉 롤러(6)가 매우 작은 직경을 갖는 경우에도 전류가 잘 전달될 수 있도록 한다. 이는 다시 애노드(4)와 접촉 롤러(6) 사이의 간격을 보다 감소시키도록 한다.

특별한 실시예에서, 핀치 롤러(22)는 또한 상대 전극의 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해 예를 들어, 도면에 도시되지는 않았지만 롤러형 애노드(4)의 도전성 애노드 표면에 좁은 스트립 형상으로 증착된 스파이럴 코팅을 갖는다. 스파이럴형 나선 사이의 간격은 노출된 상태로 남아있다. 스프링형으로 증착된 코팅은 접촉 롤러(6) 상에서 롤링되어, 이들 작업편(1)에 대해 가압한다. 스파이럴 형상 덕분에, 애노드로써 작용하는 핀치 롤러(22) 상의 존재하지 않거나 단지 작은 면적의 이온 투과성 코팅의 스크린 효과는 작업편(1)의 다른 지점에서 계속적으로 그 효과를 작용하고, 이들이 불균일하게 코팅되는 것을 방지한다. 어느 하나의 모듈로부터 다른 모듈로 오프셋되도록 애노드에 장착된 링형 절연체를 이용하여 동일한 효과가 얻어진다.

접촉 롤러(6)가 처리액의 튐(splash)에 의해 금속도금되는 것을 방지하기 위해, 액체의 표면은 통로 개구로서 작용하는 슬롯을 포함하는 파티션 부재(21)에 의해 완전하게 커버된다.

전해질 처리 동안, 포일 스트립(1)은 제1 모듈(M)의 절연체(도시 생략)를 포함하는 개략적으로 나타낸 애노드(4)를 통과하고, 애노드(4)는 접촉 롤러(6)와 사실상 접촉한다. 포일 스트립(1)은 도 5와 유사하게 애노드(4)의 외측의 처리액과 접촉하지 않고 애노드(4)의 내부 공간으로부터 파티션 부재(21)의 슬롯을 통해 접 촉 롤러(6)에 직접적으로 공급된다. 그 결과, 동반되는 처리액량은 최소화된다. 그 다음에, 포일 스트립(1)은 편향 롤러(18)에서 선회되고 제2 모듈(M)로 이송된다. 따라서, 포일 스트립은 접촉 롤러(6)에서 다시 전기적으로 접촉되고 추가의 금속화를 위해 파티션 부재(21)의 슬롯을 통해 애노드(4) 내로 도입된다.

도 7은 도 6의 수평방향 처리 라인의 모듈(M)의 세부 해결책의 개략 상세도를 도시한다.

포일 스트립(1)은 애노드(4)에 매우 근접하여 이격된 접촉 롤러(6)들 사이와 파티션 부재(21)의 슬롯에 배치된 밀봉 립(23) 사이를 통과한다. 파티션 부재(21)가 처리액으로부터 접촉 롤러(6)를 효과적으로 보호할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서 밀봉 립(23)은 예를 들어 배스 표면 높이의 변화라는 결과가 되는 바람직하지 않은 액체 누출을 방지한다.

도 8은 다른 변형에서 본 발명에 따라 수평방향 처리 라인의 제2 실시예의 측단면도를 도시한다. 처리 라인은 다양한 애노드와 캐소드 배열에 의해 각각 특징지워지는 3개의 상이한 모듈(M1, M2, M3)을 갖는 수집 탱크(12)로 구성된다.

처리 모듈은 장치를 통해 안내되는 포일 스트립(1)의 이송 경로측을 따라 배치되어 포일 스트립(1)이 모듈(M1)에서 시작해서 개별 모듈을 통해 순차적으로 통과 가능하다. 편향 릴(18)은 모듈 이전에 그리고 이들 모듈 사이에 배치된다.

포일 스트립(1)은 편향 릴(18)에 의해 모듈(M1) 내부로 도입된다. 모듈(M1)은 사실상 이온 투과성 절연체(13)를 갖는 피봇식 애노드 롤러(4)와, 처리액 내로 부분적으로 침지되는 애노드(4)로 구성된다. 액체 표면 높이는 도면부호 15로 지 시된다. 애노드 롤러(4)와 포일 스트립(1) 사이의 코팅(13)은 절연용으로 제공되고, 따라서 롤러(4)의 내부 공간으로부터 제공된 처리액이 공급될 수 있다. 모듈(M1)은 또한 접촉 롤러(6)가 처리액으로 적셔지는 것을 보호하는 커버 캡(20)을 포함한다. 이러한 커버 캡(20)에서, 애노드(4)에 대해 전기적으로 절연된 단일 제1 접촉 롤러(6)가 포일 스트립(1)의 운반 방향에서 볼 때 애노드(4)의 상류에 배치되고, 애노드(4)에 대해 전기적으로 절연된 제2 접촉 롤러(4)가 애노드(4)의 하류에 배치된다. 바람직하게는 상기 모듈(M1)은 포일 스트립(1)이 일측에만 금속으로 도금될 때 이용된다. 애노드 홀더(5)와 접촉 롤러(6)는 보다 조밀한 구조체를 위해 일 유닛 내로 합체된다.

금속도금 완료 후에, 포일 스트립(1)은 모듈(M1)로부터 편향 릴(18)을 경유하여 제2 모듈(M2)로 이송된다. 모듈(M2)은 이온 투과성 절연체(13)를 갖는 피봇식 애노드 롤러(4)와, 또한 액체 표면 높이(15)로부터 돌출되고 포일 스트립(1)의 배향과 일치하는 이온 투과성 절연체(13)를 갖는 만곡식 애노드(4')로 구성된다. 애노드 배열의 상류 및 하류에는 애노드(4)에 대해 전기적으로 절연되도록 커버 캡(20)에 배치된 두 개의 동일한 접촉 배열이 위치된다. 이들 배열은 접촉 롤러(6)와 접촉 롤러(6)의 대향측에 위치된 접촉 브러시(14)로 구성된다.

포일 스트립(1)이 모듈(M2)의 양측에서 도금된 후에, 편향 릴(18)을 경유하여 제3 모듈(M3) 내로 이송된다. 접촉 롤러(6)는 접촉 브러시(14) 대신에 이용되고, 이러한 접촉 롤러는 애노드(4")와 동일한 지지 아암에 장착되며 애노드에 대해 전기 절연된다. 만곡식 애노드(4")의 형상은 명백하게 회전식 애노드(4)와 일치한 다. 이러한 모듈(M3)은 애노드(4")와 작업편(1) 사이의 접촉이 애노드(4')에서 균일하고 길기 때문에 접촉 브러시의 이용이 배제될 때 바람직한 실시예를 구성하고, 따라서, 보다 균일한 코팅을 야기한다. 제3 모듈(M3)의 처리 완료시에, 포일 스트립(1)은 편향 롤러(18)를 경유하여 처리 라인으로부터 이송된다.

도 9는 도 8의 수평방향 처리 라인의 변형예의 측단면도를 도시한다.

동일한 모듈(M4, M5)은 사실상 도9에 도시된 모듈(M3)과 유사하고, 하부 만곡식 애노드(4")는 이로부터 제거되어 있다. 모듈은 포일 스트립(1)이 양측에서 코팅되는 경우에 이용하는 것이 적절하다. 모듈(M4, M5)에서, 접촉 롤러(6)는 전기적으로 절연되는 방식으로 애노드 홀더(5)에 장착된다.

도시된 다양한 실시예는 전술한 것과 다른 방식으로 또한 합체될 수 있다. 도 7에 도시된 밀봉 립(23)을 갖는 밀봉 부재가 또한 도 8 및 도 9에 도시된 변형예에서 이용될 수 있다.

본원에서 도시된 예 및 실시예들은 도시의 목적만을 위한 것이고, 이러한 견지에서 다양한 변형 및 변경뿐만 아니라 본 출원에서 설명된 특성들의 조합은 해당 기술 분야의 종사자들에게 제안될 수 있는 바, 이는 본 발명의 명세서와 첨부된 청구범위의 범주 내에 포함되어야 한다. 인용된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 참조로써 본원에 합체된다.

참조번호

1 : 작업편(포일 스트립)

2 : 상부 전해 셀

3 : 하부 전해 셀

4 : 상대 전극, 애노드

5 : 상대 전극 홀더, 애노드 홀더

6 : 접촉 전극, 접촉 롤러

7 : 밀봉 롤러

8 : 보조 밀봉 롤러

9 : 밀봉 벽

10 : 모듈 벽, 셀 벽

11 : 전해질 공급 라인

12 : 수집 탱크

13 : 이온 투과성 절연 코팅

14 : 접촉 브러시

15 : 배스 표면 높이

16 : 밀봉 롤러 베어링

17 : 전해질 배출 라인

18 : 편향 롤러

19 : 상부 애노드 홀더용 베어링 표면

20 : 커버 캡

21 : 파티션 부재

22 : 핀치 롤러

23 : 밀봉 립

24 : 내부 파티션 벽

25 : 구동 롤러

M, M1-M5 : 처리 모듈

Claims (34)

1. 이송 경로 상에서 운반방향으로 작업편(1)을 연속적으로 이송하여, 이에 의해 구조체가 전해처리되는 단계를 포함하는 방법을 이용하여, 작업편(1)의 표면에 상호에 대해 전기 절연되는 전기 도전성 구조체를 전해 처리하는 장치로서,

   a) 적어도 하나의 전해 영역으로서, 이들 각각에서 적어도 하나의 상대 전극(4)과 작업편(1)이 처리액과 접촉될 수 있도록 되어 있는 적어도 하나의 전해 영역과, 상기 적어도 하나의 전해 영역의 각각에 할당되고, 작업편(1)과 각각 접촉하기 위한 적어도 두 개의 전극(6, 14) 조립체를 구비하는 적어도 하나의 배열(arrangement)을 포함하고, 각각의 조립체의 상기 적어도 두 개의 접촉 전극(6, 14) 중 적어도 하나가 상기 하나의 전해 영역을 통해 안내하는 각 운반부의 일측에 배치되고 상기 접촉 전극(6, 14) 중 적어도 다른 하나가 상기 운반부의 타측에 배치되고,

   b) 각 조립체의 상기 적어도 두 개의 접촉 전극(6, 14)이 상기 적어도 하나의 전해 영역의 외부에 배치되어 상기 처리액과 접촉하지 않으며,

   각 조립체의 상기 적어도 두 개의 접촉 전극(6, 14) 사이의 간격이 수 센티미터를 초과하지 않고 작게 이루어져, 상기 작업편이 상기 장치를 통해 안내될 때 작은 구조체가 적어도 하나의 접촉 전극에 의해 영속적으로 전기적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 도전성 구조체를 전해 처리하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 길이 5cm의 전기 도전성 구조체가 전해 처리될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 두 개의 접촉 전극(6, 14)이 제공되고, 이들 중 적어도 하나가 상기 전해 영역의 일측에 배치되고 적어도 다른 하나가 상기 전해 영역의 타측에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 전해 영역이 짧아 상기 도전성 구조체가 접촉 전극(6, 14) 중 하나와 항구적으로 전기적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리액과 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)을 포함하는 적어도 하나의 처리 모듈(M, M1, M2, M3, M4, M5)을 더 구비하고, 작업편(1)은 이를 통과하여 수평의 운반방향으로 이송되고, 상기 적어도 하나의 처리 모듈(M, M1, M2, M3, M4, M5)은, 그 입구측과 출구측 각각에, 상기 작업편(1)이 상기 모듈에 출입하기 위한 적어도 하나의 통로를 구비하고 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)이 상기 통로에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리액과 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)을 포함하는 적어도 하나의 탱크(12)를 더 구비하고 상기 이송 경로는 상기 처리액 표면을 경유하여 상기 탱크(12) 내부로, 상기 처리액 내에 배치된 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)으로 이르고 이로부터, 상기 처리액의 표면을 경유하여 다시 탱크(12) 외부로 이르며, 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)이 상기 처리액의 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 이송 경로는 반복하여 상기 처리액 표면을 경유하여 상기 탱크(12) 내부로, 상기 처리액을 통과해 상기 처리액 표면을 경유하여, 다시 상기 탱크(12) 밖으로 이르며, 편향수단(18)에 의해 방향이 선회되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작업편(1)의 통과용 통로와 밀봉부재(7, 23)를 구비한 파티션 부재(21)를 구비하고, 상기 파티션 부재(21)는 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)과 상기 처리액 사이에 배치되고, 상기 밀봉부재(7, 23)는, 처리액이 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)과 접촉하는 것을 방지할 수 있는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 밀봉부재가 압착 롤러(7), 밀봉 립(23) 및 스크레이퍼를 포함하는 군(群)으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)이 파티션 벽(24)에 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)이 롤러와 브러시(14)를 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 롤러(6)는 작은 직경을 가지며 롤러(6)의 길이방향 축과 상기 적어도 하나의 전해 영역 사이의 간격이 작아서 길이 2cm의 전기 도전성 구조체가 전해 처리될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)과 상기 작업편(1) 사이에 전기 비도전성인 이온 투과성 코팅(13)이 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 코팅(13)은, 상기 이송 경로에 인접 배치되어, 상기 작업편(1)이 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)을 지나서 안내될 때 상기 작업편(1)이 상기 코팅(13)을 접촉하게 되어, 시일(seal)로서 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이송 경로는 수평방향에 대해 경사지는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 세척 시설을 구비하여, 이에 의해 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)이 연속적으로 또는 간헐적으로 세척될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)과 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)이 길고 상기 이송 경로에 실질적으로 평행하고 상기 운반 방향에 수직방향으로 지향하는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)이 캐소드극성을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)이 비용해성 애노드(insoluble anode)인 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 애노드(4)가 플러드 애노드(flood anode)인 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)과 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)이 공통의 캐리어 프레임(5)에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작업편(1)을 저장하기 위해 적어도 하나의 제1 저장 시설 및 적어도 하나의 제2 저장 시설을 각각 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 장치를 통과해 상기 적어도 하나의 제1 저장 시설로부터 상기 적어도 하나의 제2 저장 시설로 상기 작업편(1)을 이송하는 이송부재(18, 25)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 작업편(1)의 표면에, 상호에 대해 전기 절연되는 전기 도전성 구조체를 전해 처리하는 방법으로서,

    a) 상기 작업편(1)을 적어도 하나의 전해 영역을 통해 이송 경로 상에서 운반 방향으로 연속적으로 이송하는 단계와,

    b) 적어도 하나의 상대 전극(4)과 상기 작업편(1)을 상기 적어도 하나의 전해 영역의 처리액에 접촉하게 하는 단계와,

    c) 상기 작업편(1)을 적어도 두 개의 접촉 전극(6, 14)의 조립체에 접촉하게 하는 단계로서, 각 조립체는 상기 적어도 하나의 전해 영역의 외부에서, 상기 적어도 하나의 전해 영역 중 어느 하나에 할당되고, 각 조립체의 상기 적어도 두 개의 접촉 전극(6, 14) 중 적어도 하나가 상기 하나의 전해 영역을 통해 안내하는 각 운반부의 일측에 배치되고 상기 접촉 전극(6, 14) 중 적어도 다른 하나가 상기 운반부의 타측에 배치되는 단계와,

    d) 각 조립체의 상기 적어도 두 개의 접촉 전극(6, 14)이 상기 처리액과 접촉하는 것을 방지하는 단계를 포함하고,

    각 조립체의 상기 적어도 두 개의 접촉 전극(6, 14) 사이의 간격이 수 센티미터를 초과하지 않고 작게 이루어져, 상기 작업편이 안내될 때 작은 구조체가 적어도 하나의 접촉 전극에 의해 영속적으로 전기적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 도전성 구조체를 전해 처리하는 방법.
25. 제24항에 있어서, 길이 5cm의 전기 도전성 구조체가 전해 처리될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 작업편(1)이 접촉 전극(6, 14)에 먼저 접촉하게 된 후, 전해 영역을 통과하여 접촉 전극(6, 14)과 다시 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
27. 제26항에 있어서, 전기 도전성 구조체가 상기 전해 영역을 통과할 때 상기 접촉 전극(6, 14) 중 하나와 항구적인 전기적 접촉을 이루도록 상기 전해 영역이 짧게 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
28. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 작업편(1)이 처리 모듈(M, M1, M2, M3, M4, M5)의 각각에 포함된 적어도 하나의 전해 영역을 통과해 수평의 운반방향으로 안내되고, 상기 작업편(1)이 그 입구측에 위치한 적어도 하나의 통로를 통과해 상기 모듈(M, M1, M2, M3, M4, M5)로 안내되고 그 출구측에 위치한 적어도 하나의 통로를 통해 상기 모듈(M, M1, M2, M3, M4, M5)의 외부로 안내되고, 상기 모듈(M, M1, M2, M3, M4, M5)에 들어가기 전과 상기 모듈(M, M1, M2, M3, M4, M5)로부터 나온 후에, 또는 상기 모듈(M, M1, M2, M3, M4, M5)에 들어가기 전 또는 상기 모듈(M, M1, M2, M3, M4, M5)로부터 나온 후에 상기 작업편(1)이 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)에 의해 전기적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 작업편(1)이 탱크(12)에 포함된 처리액의 표면을 경유하여, 상기 탱크(12) 내부로, 상기 처리액에 배치된 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)으로 안내되고, 그로부터 상기 처리액의 표면을 경유하여 상기 탱크(12) 외부로 안내되며, 상기 처리액으로 도입되기 전과 상기 처리액에서 나온 후에, 또는 상기 처리액으로 도입되기 전 또는 상기 처리액에서 나온 후에 상기 작업편(1)이 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)에 의해 전기적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 제29항에 있어서, 상기 작업편(1)이 상기 처리액의 표면을 경유하여 상기 탱크(12) 내부로 반복하여 안내되고, 상기 처리액을 통해 다시 상기 표면을 경유하여 상기 탱크(12) 외부로 안내되며, 편향수단(18)에 의해 방향이 선회되는 것을 특징으로 하는 방법.
31. 제24항 또는 제25항에 있어서, 전기 비도전성인 이온 투과성 코팅(13)이 상기 적어도 하나의 상대 전극(4)과 상기 작업편(1) 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 제31항에 있어서, 상기 작업편(1)은, 상기 비도전성인 이온 투과성 코팅(13)을 따라 인접하게 안내되어, 상기 이온 투과성 코팅(13)이 상기 작업편(1)을 접촉하는 것을 특징으로 하는 방법.
33. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 이송 경로는 수평에 대해 경사지고, 상기 적어도 하나의 접촉 전극(6, 14)은 연속적으로 또는 간헐적으로 세척되는 것을 특징으로 하는 방법.
34. 제24항 또는 제25항에 있어서, 금속이 상기 작업편(1) 위에 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.

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