NL1015348C2 - Methode ter verbetering van electrolytische metaal neerslagverdeling op een substraat met behulp van Periodic Reversal Current waarbij gebruik wordt gemaakt van Oplosbare-, Inerte- en Hybride Anoden. - Google Patents

Description

Methode ter verbetering van electrolytische metaal neerslagverdeling op een substraat met behulp van Periodic Reversal Current waarbij gebruik wordt gemaakt van Oplosbare-, Inerte- en Hybride Anoden.

5 1. Inleiding.

De 'Gelijkrichters' of beter gezegd de 'Periodic Reversal Current' power generators van Dutch Reverse Pulse Plating B.V. - D.R.P.P., zijn ontwikkeld om met name in de electroplating industrie, een verbetering in de metaal neerslagverdeling op een drie dimensionaal 10 topografisch zeer complex gevormd substraat te bewerkstelligen. Een aantal van de mogelijke stroomvormen zijn zichtbaar gemaakt in de Figuren 1 tot en met 13. In al deze tekeningen wordt de pulsduur op de x-as voorgesteld door het cijfer 3. De tijdschaal op deze as wordt uitgedrukt in tijdseenheden die kunnen variëren van 100 μβ tot 15 oneindig, doch binnen het bereik vallend van de mogelijkheden van de D.R.P.P. puls krachtbronnen. De y-as welke gemerkt is met het cijfer 1, geeft de stroomschaal in Ampère weer.

De beoogde golfvorm wordt verkregen door de stroom volgens een -van tevoren door de gebruiker geprogrammeerde- vastgestelde modulus, 20 periodisch te laten omkeren. Deze Omkeerstroom = 4, 8, 9 heeft als taak om het substraat -welke normaal gesproken Kathodisch is geschakeld gedurende de Voorwaartse puls =2, 6, 7, 12 - tiideliik Anodisch te schakelen. Hierdoor raken sommige gebieden op het substraat oppervlak en in eventuele, volledig door het substraat 25 heen geboorde en/of tot halverwege het substraat geboorde gaten, tijdelijk bedekt met organisch materiaal welke opzettelijk is toegevoegd aan het electrolyt waarin het substraat geplaatst is. Dankzij deze bedekking met de organische laag, kan gedurende een korte tijd van de Forward stroom =2, 6, 7, 9 geen, electrolytisch 30 neergeslagen, metaal gevormd worden.

Nadat de organische laag afgebroken is, door het eerste gedeelte van de Forward puls, zorgt de electrolyse stroom uit de resterende tijd van de Forward puls, voor een metaalneerslag op deze gebieden. Vanzelfsprekend wordt in onbedekte (niet gepolariseerde oftewel de 35 niet gepassiveerde) gebieden, reeds bij aanvang van de Forward puls al metaal neergeslagen.

Om electrolytische metaal neerslagen met bepaalde karakteristieke eigenschappen te verkrijgen, kan de D.R.P.P. pulsgenerator ook nagenoeg rimpelvrije gelijkstroom genereren, golfvorm A uit Fig.13 40 Daarnaast is de gelijkrichter ook in staat om alleen Forward pulsen te leveren, golfvorm C uit Fig. 13 J 0 1 5 3 4 8 2

Bovengenoemde pulsvormen kunnen ook gesuperponeerd worden door toevoeging van een extra puls in de Forward- = 6 dan wel de Reverse richting = 8 of naar beide = Fig.8

Productietijd verkorting en kwaliteitsverbetering van metaalneerslag 5 kunnen bereikt worden in met name de printplaten industrie wanneer gebruik wordt gemaakt van volautomatische dan wel handbediende verticale onderdompel machines of in conveyorized verticale en horizontale plating machines.

Met verticaal wordt bedoeld dat de printplaat in verticale stand 10 wordt ge-electrolyseerd en met horizontaal wordt bedoeld dat de printplaat in horizontale stand wordt ge-electrolyseerd.

2. De metaalionen houdende electrolyten die gebruikt worden, om langs electrolytische weg, metaalneerslagen te bewerkstelligen 15 hebben als samenstelling de volgende componenten: 2-1. Metaalionen afkomstig van opgelost metaal en/of metallo-organische verbindingen en/of anorganische verbindingen dan wel meervoudig samengestelde metaalverbindingen (zoals bijvoorbeeld 20 dubbelzouten) zowel van organische- dan wel van anorganische aard/oorsprong of combinaties of mengsels ervan. Tevens vormen complexe metaalverbindingen -in de vorm van liganden en/of chelaten-een bron van metaalionen.

De aanwezige metaalionen zijn afkomstig van één van de bovengenoemde 25 metaal verbindingen of mengsels hiervan. Legeringen vormen ook een bron van metaalionen.

De aanwezige metaalionen in het electrolyt, volledig of gedeeltelijk opgelost en afkomstig uit eerder genoemde componenten of mengsels, zijn altijd positief geladen.

30 2-2. Het milieu waarin de metaalionen -gedeeltelijk of volledig-opgelost zijn, is meestal: -Sterk of zwak alkalisch(pH >7) of 35 -Neutraal(pH =7) of -Sterk of zwak zuur(pH < 7)

Het milieu is meestal waterig, maar kan ook organisch zijn of een mengsel van beide.

40 10 1 5 348 3 2-3. Complexeermiddelen, liganden en/of chelaten -dan wel mengsels hiervan- in onder '2-2' genoemd milieu is niet strikt noodzakelijk, maar kunnen vaak gewenst zijn.

5 2-4. Hulpstoffen of 'Additieven' in het electrolyt maken het mogelijk om fysische eigenschappen van electrolytische metaal neerslagen zoals ductiliteit, treksterkte en hardheid te beïnvloeden.

10 Polariserende hulpstoffen worden geactiveerd door de stroomvormen die gegenereerd worden door de krachtbronnen van Dutch Reverse Pulse Plating - D.R.P.P. B.V.

Door de activering, welke geheel voor rekening van de Reverse puls = 4, 8, 9, 11 komt, wordt het metaal op uniforme wijze neergeslagen op 15 het hele oppervlak van het -kathodisch geschakelde- voorwerp doordat het substraat door de Omkeer stroom plaatselijk gepolariseerd of gepassiveerd wordt. De moeilijkheids graad bij het opgroeien van electrolytisch metaal op een gedrukte schakeling wordt bepaald door het toegepaste sporenpatroon. Fijnheid en dichtheid van het ontwerp 20 spelen een belangrijke factor in de keuze van de toegepaste golfvorm en gebruikte stroomdichtheid. Derhalve is het noodzakelijk om een onderscheid te maken tussen gemiddelde en locale stroomdichtheid.

Smalle sporen op de print vangen nu eenmaal meer stroom op dan grote 25 massavlakken. Dit wil zeggen: een stippeltje met een oppervlak van 0.01 mm2 heeft op dezelfde gedrukte schakeling een hoger locale stroomdichtheid als een groot massavlak van 1000 mm2. Het kan dus voorkomen dat op deze printplaat alleen het 'massavlak' gepassiveerd raakt door de Reverse stroom terwijl het 'stippeltje' op dezelfde 30 printplaat helemaal onberoerd is door de Reverse stroom. Bij een andere instelling van de stroom kan het omgekeerde ook mogelijk: het 'stippeltje' raakt volledig gepassiveerd terwijl de 'massavlak' onberoerd blijft. Indien de Reverse stroom extreem hoog of extreem laag is ingesteld, raken zowel het 'stippeltje' als de 'massavlak', 35 in het geheel niet gepassiveerd of gepolariseerd.

Op de gepolariseerde gebieden kan tijdelijk geen metaallaag, langs electrolytische weg, gedeponeerd worden gedurende de Forward puls.

De Forward puls breekt deze polarisatie laag namelijk eerst geleidelijk af, vooraleer hier een metaallaag neergeslagen kan 40 worden voor de resterende tijdsduur van de Voorwaartse puls. De hoogte van de Omkeerpuls dient zorgvuldig gekozen te worden, omdat polarisatie slechts plaats vindt bij een beperkt stroomdichtheids 1015348 4 traject. Is de stroomdichtheid ter plaatse te laag of te hoog dan zal er op deze gebieden geen polarisatie plaatsvinden.

Bij niet polariseren van het oppervlak, zal reeds bij aanvang van de Voorwaartse puls al koper opgegroeid worden. In dit geval zal het 5 oppervlak dan van overmatig electrolytisch koper voorzien worden, wat niet de opzet is. Dit laatste is namelijk een voorbeeld van een niet-uniforme metaallaag distributie.

Om alle gebieden op het substraat om de beurt te kunnen passiveren of te polariseren, is het noodzakelijk om tijdens het electrolyse 10 proces, de Reverse stroomdichtheden steeds te variëren. Het gehele platingproces dient dus in kleine stappen onderverdeeld te worden. Het is namelijk niet mogelijk om het hele oppervlak van een complex gevormde substraat in één stap tegelijkertijd te polariseren. Amplitude van de Reverse stroom is volledig onafhankelijk instelbaar 15 ten opzichte van de hoogte van de Forward stroom.

Eveneens zijn de ingestelde tijden van de Forward puls = electrolyse stroom, volledig onafhankelijk instelbaar van de ingestelde tijden voor de Reverse puls (= de 'polarisatie' stroom). Er is tussen de instellingen van enerzijds de Forward puls(-stroom, -tijd of -20 potentiaalverschil) versus anderzijds de instellingen van de Reverse puls(-stroom, -tijd of -potentiaalverschil) geen onderlinge afhankelijkheid.

3. Stroomvormen 25 De nieuwe typen Pulse Reverse gelijkrichters van D.R.P.P., hebben een extra aanduiding: A.M.P. De afkorting A.M.P. staat voor Advanced Multi Pulse.

Een aantal van de mogelijke pulsvormen zijn weergegeven in de Figuren 4 tot en met 13.

30 Met behulp van deze tekeningen zal een gedeelte van de mogelijke vormen van de Advanced Multi Pulse gevisualiseerd worden.

Daar een golflengte = A of B of C uit Fig. 13, in zestien segmenten = 9 of 10 of 11 uit Fig. 13, onderverdeeld kan worden waarbij elk afzonderlijk segment =10, 11, 12 individueel te programmeren is, 35 moge het duidelijk zijn dat het aantal soorten golfvormen erg hoog is.

Zowel de standaard Periodic Reverse Pulse Golfvorm, bestaande uit 1 Forward golf en 1 Reverse golf met eventueel onderbreektijden tussen 40 de Forward Pulse en de Reverse Pulse = Fig.l, Fig.2, Fig.3 als de uit zestien segmenten bestaande Advanced Multi Pulse = Fig.4 tot en met Fig.13 worden er gevisualiseerd.

tl 0 1 5 3 4 8 5

De instel mogelijkheden voor de Standaard Periodic Reversal Current Golfvorm = Fig.l, Fig.2, Fig.3 zijn als volgt:

Forward Pulse Tijd Min.: 2 millisec. Max.: 500 milliseconden 5 Reverse Pulse Tijd Min.: 0.1 millisec. Max.: 6.50 milliseconden

De instel mogelijkheden voor de Advanced Multi Pulse = Fig.4 tot en met Fig.13 zijn:

Per segment =6, 9, 10 en 11 uit Fig. 13, bedraagt de minimale 10 insteltijd 100 microseconde en kan per stap van 50 microseconden opgewaardeerd worden. De minimale pulsduur voor één golflengte = A of B of C uit Fig. 13 bedraagt dus 1600 μβ en de maximale pulsduur is oneindig (gelijkstroom), hetgeen overeenkomt met een repeterende golfvorm A uit Fig.13.

15 3-1. Gepulseerde stroom met periodieke stroomomkering zonder toepassing van Onderbreektijden = 5 wordt weergegeven in Fig.l.

Deze golfvorm bestaat enkel uit een Forward puls = 2 en een Reverse puls = 4. Dit is de meest eenvoudige golfvorm met periodieke stroom 20 omkering.

3-2. Gepulseerde stroom met periodieke stroomomkering waarbij Onderbreektijden = 5 zijn toegepast worden weergegeven in Fig.2 en Fig. 3 25 Deze golfvorm bestaat uit drie gedeelten: de Voorwaartse puls = 2, de Omkeer puls = 4 en de Onderbreekt!jd = 5. De Onderbreektijd geen amplitude en levert dus geen bijdrage in actieve stroom.

3-3.Gesuperponeerde gepulseerde stroom met periodieke stroom 30 omkering zonder onderbreektijden. Zowel de Voorwaartse stroom als de Reverse stroom kunnen voorzien worden van een extra puls, dit is de superponering.

Het doel van de Superponering is de creatie van een metaalstructuur met betere fysische eigenschappen.

35 3-3-1. Wanneer alleen de Forward stroom gesuperponeerd is Fig.4 en Fig.5, kan de Superponering = 6, 7 diverse parameters aannemen. Deze variabele superponeringen beïnvloeden de electrolytische metaal neerslag in gunstige mate.

40 3-3-2. Fig. 6 en Fig.7. Alleen Omkeerstroom gesuperponeerd, waarbij de superponering variabel kan zijn per AMP-segment =6, 10, 11, 12.

1015348 6

Variabele superponeringen beïnvloeden de electrolytische metaal neerslag in gunstige mate.

3-3-3. In Fig.8 zijn zowel de Voorwaartse als de Omkeerstroom beide 5 gesuperponeerd.

3-4. Onderbreektij den = 5 zijn ook mogelijk bij gesuperponeerde gepulseerde stroom met periodieke stroomomkering.

3-4-1. Alleen Voorwaartse stroom gesuperponeerd Fig.9 en Fig.10 10 3-4-2. Alleen Omkeerstroom gesuperponeerd Fig.ll 3-4-3. De Voorwaartse en de Omkeerstroom zijn gesuperponeerd Fig.12 15 3-5. Hoewel in de bovenstaande getekende A.M. Pulsvormen zoveel mogelijk variaties in D.R.P.P. pulsgolven getekend zijn, dient voor de duidelijkheid vermeld te worden dat de D.R.P.P. gelijkrichters tot het volgende in staat zijn: elk van.de repeterende golven kunnen in zestien segmenten onderverdeeld worden, waarbij elk segment vrij 20 programmeerbaar is.

Met vrij programmeerbaar wordt bedoeld dat de amplitude van elk willekeurig segment, binnen een golflengte, van te voren bepaald kan worden. De amplitude van elk afzonderlijk segment kan, of een positieve of een negatieve uitwijking hebben. Een 'nul' uitwijking 25 (Onderbreektijd = 5) is eveneens mogelijk.

De tekening uit Figuur 13 maakt duidelijk dat het aantal vrij te programmeren golfvormen legio is.

De minimale tijdsduur voor een segment bedraagt 100 microseconden en 30 kan in stapjes van 50 microseconden opgewaardeerd worden. De maximum frequentie (bij een golf van zestien segmenten) bedraagt 625 Hertz. Het is niet mogelijk om alle golfvormen te laten zien door middel van tekeningen, daar hiervan vele tienduizenden varianten mogelijk zijn.

35 In Fig 13 zijn drie golfvormen A, B en C getekend, waarbij de afzonderlijk vrij te programmeren segmenten zichtbaar zijn gemaakt

De conventionele Periodic Reversal Current pulsvorm bestaat per golflengte uit slechts één Voorwaartse puls, één Omkeerpuls.

40 Eventueel kan tussen deze twee pulsen één of twee onderbreekt ij den gevoegd worden.

Lf 01 5 3 4 8

De Advanced Multi Pulse golfvorm heeft per golflengte maximaal zestien segmenten die alle vrij programmeerbaar zijn. Elk segment kan dus één van de volgende vormen hebben: 7 5 1-als Voorwaartse puls 2- als Omkeerpuls 3- als Onderbreektijd 4- als Superponering tijdens de Voorwaartse puls 5- als Superponering tijdens de Omkeerpuls 10 4. De Kathode:

Dit is het voorwerp waarop het -langs electrolytische weg-afgescheiden metaal, dan wel metaallegering, neergeslagen wordt.

De vorm van de kathode kan vlak zijn of ruimtelijk -variërend van 15 een eenvoudig tot zeer complex geschapen voorwerp- met of zonder helemaal doorboorde dan wel gedeeltelijk doorboorde (=blinde) gaten of andere openingen en al dan niet voorzien van uitstekende delen. Het materiaal van de kathode is electrisch geleidend, of electrisch geleidend gemaakt.

20 5. De Anode Fig.14:

Het anode materiaal welke toegepast wordt in boven beschreven proces bestaat uit of kan bestaan uit: 25 5-1. De Oplosbare Anode, in Fig.14 gemerkt met OA. Dit type anode bestaat uit een enkele metaal of legeringen dan wel mengsels van twee of meer metalen. Deze anode is dimensioneel niet stabiel en gaat onder invloed van stroom in oplossing in het electrolyt en fungeert zo als metaalionenbron voor het electrolyt.

30

Het is eveneens mogelijk dat dit anodetype vanzelf -dus stroomloosin oplossing gaat in het betreffende electrolyt als gevolg van een chemische (redox-)reactie. Deze anode moet dus regelmatig vervangen dan wel regelmatig aangevuld worden.

35

Het nadeel van oplosbare anoden ligt in het feit dat deze anoden niet alleen in oplossing gaan onder invloed van stroom, maar ook onder invloed van de chemische interactie tussen anode materiaal enerzijds en het electrolyt anderzijds. Dus, zonder stroom gaat de 40 oplosbare anode ook in oplossing in het electrolyt als gevolg van een redoxreactie.

1015348 8

Dit heeft weer als gevolg dat de metaalionen concentratie in het electrolyt alsmaar stijgt, wat vaak een hogere electrische weerstand oplevert, hetgeen erg ongunstig is voor de uniforme distributie van de metaalneerslag over het oppervlak van het substraat.

5 Daarnaast reageert de oplosbare anode -bij het bereiken van een bepaalde stroom dichtheid (welke afhankelijk is van het redox potentiaal van de hulpstoffen)- vaak met de hulpstoffen van het betreffende electrolyt, waardoor de electrische weerstand van de anode toeneemt, doordat deze gepassiveerd raken. Om de toename van 10 de weerstand als gevolg van polarisatie/passivering te vermijden, wordt als oplossing vaak een grotere anode oppervlak toegepast.

Een groot anode oppervlak heeft weer als gevolg dat de uniformiteit van de, langs electrolytische weg neergeslagen, metaaldistributie op het, kathodisch geschakelde, substraat nadelig wordt beïnvloed.

15 5-2. De onoplosbare anode of Inerte Anode, in Fig.14 is dit gemerkt met IA. Dit type anode is (drie-) dimensioneel stabiel van vorm. Zowel onder invloed van stroom alsmede onder invloed van chemische reacties zal deze anode niet in oplossing gaan. Derhalve is deze 20 anode nagenoeg onderhoudsvrij. Deze anode is gemaakt van goud of het oxide daarvan; of van een edelmetaal uit de platinagroep of het oxide daarvan; of een legering dan wel mengsel van goud met een metaal uit de platinagroep of de respectievelijke oxiden daarvan; of een legering dan wel mengsel van metalen uit de platinagroep 25 onderling; of een mengsel van de respectievelijke oxiden daarvan.

Deze voornoemde stoffen kunnen gelegeerd worden, dan wel gemengd worden met de stoffen die onder '5-3' genoemd worden.

30 Onder de platinagroep metalen wordt verstaan de volgende elementen: Platina, Iridium, Rhodium, Palladium, Osmium en Ruthenium.

5-3. Andere mogelijke anode materialen.

Naast de genoemde stoffen in '5-2', kunnen andere metalen zoals 35 Titanium en Tantalium ook gebruikt worden als anode materiaal.

Een groot voordeel van inerte anodes is dat het onoplosbare materiaal niet reageert met de hulpstoffen uit het electrolyt, waardoor de overgangsweerstand tussen anode en electrolyt 40 onveranderlijk blijft. Daarnaast kunnen de vormen van inerte anodes willekeurig ontworpen worden. Dit komt ten goede aan de uniforme distributie van de, langs electrolytische weg, neergeslagen 1015 3.48 9 metaallaag over het gehele oppervlak van de kathodisch geschakelde substraat.

Het substraat of in het bijzonder de Printed Circuit Board, wordt tijdens de omkeerpuls gepolariseerd.

5

Inerte anodes behouden hun oorspronkelijke vorm doordat ze niet in oplossing gaan.

Om een goede, electrolytisch neergeslagen, metaallaag distributie te krijgen over het gehele oppervlak van het substraat, dient het anode 10 oppervlak kleiner te zijn dan het kathode oppervlak en dimensioneel stabiel te zijn.

Inerte anodes zijn, door hun stabiele vorm, bij uitstek geschikt voor gebruik in de electroforming industrie 15

Dit laatste kan alleen gerealiseerd worden met inert (onoplosbaar) anode materiaal welke niet reageert met de hulpstoffen die aanwezig zijn in het electrolyt. Inerte anodes kunnen niet polariseren en passief worden onder invloed van electro-chemische reacties.

20 5-4. De onder *5-2' en *5-3' genoemde stoffen kunnen ook als coatingslaag of deklaag gebruikt worden op oplosbare anoden, waardoor deze oplosbare anoden als inerte anoden toegepast kunnen worden en dus nagenoeg onderhoudsvrij zijn.

25

Bij gebruik van inerte anoden, zal de metaalionen concentratie in de oplossing niet op 'natuurlijke' wijze, door middel van het in oplossing gaan van anode materiaal onder invloed van stroom en/of chemische reactie, aangevuld kunnen worden. Het is dan noodzakelijk 30 om de betreffende metaalionen, als verbinding opgelost in water of organische vloeistof, handmatig of via automatische doseerapparaten toe te voegen aan het electrolyt.

5-5. Een combinatie van oplosbare = OA en inerte anoden = IA vormt 35 de zogenaamde Hybride anode = Fig.14

Anoden kunnen ook samengesteld worden van de onder '5-1' genoemde stoffen in combinatie met de onder '5-2' en '5-3' genoemde stoffen om een 'Hybride' anode te vormen.

De oppervlakte verhoudingen van de samengestelde of hybride anode 40 bestaat minimaal uit 50% inert anode oppervlak en maximaal 50% oplosbaar anode oppervlak.

1015348 10

Hoewel in Figuur 14 slechts vierkante en rechthoekige anodevormen zijn getekend, zijn andere anodevormen ook mogelijk.

Het is gebleken dat ronde of ovale anoden of anoden met afgeronde hoeken gunstig zijn voor verbetering / uniformiteit van de metaal 5 neerslag distributie.

Hybride anoden hebben als voordeel dat het inerte gedeelte niet gepolariseerd kan raken, en ook niet in oplossing kan gaan, terwijl het oplosbare gedeelte ervoor kan zorgen dat het metaalionen gehalte 10 in het electrolyt op niveau blijft. Hybride anoden zijn dus niet geheel dimensioneel stabiel, afhankelijk van het oppervlakte aan oplosbare materialen. Dit vormt echter geen probleem voor de Advanced Multi Pulse van de D.R.P.P. power supplies.

15 20 25 30 35 40 ‘101 5 34 8

Claims (20)

1. Voltage mode

1. Periodic Reversal Current en in het bijzonder de Advanced Multi Pulse golfvorm-al dan niet in combinatie met 'Onderbreektij den' 5 tussen de pulsen- verbetert de neerslagspreiding van electrolytisch neergeslagen metaal-lagen uit een metaalionen houdend electrolyt.

2. Current mode

35 Is er geen paneel aanwezig in de electrolysecel, dan is bij een ingeschakelde gelijkrichter, het potentiaalverschil (de Voltage) erg hoog terwijl de stroom op nul Ampere staat. In dit geval schakelt de gelijkrichter automatisch over naar de 'Voltage Mode'. Indien een Printplaat de electrolysecel binnen treedt, zal de stroom 40 zeer snel willen stijgen. Deze verandering in stroom wordt opgemerkt door de gelijkrichter. De 'Voltage Mode' zal ongebreidelde stroom toename verhinderen doordat de gelijkrichter automatisch gaat 101 5 348 overschakelen naar de 'Current Mode'. Wanneer de gelijkrichter zich in de 'Current Mode' bevindt, zal de stroom lineair toenemen. De stroom toename is evenredig met de toename van het geëxposeerd P.C.B. oppervlak in de electrolysecel.

2. Inerte of Onoplosbare anoden laten hogere Forward- en/of Reverse stroomdichtheden toe, eventueel in combinatie met 'Onderbreektij den' 10 tussen de (segment)pulsen. Ze worden niet passief onder invloed van (electro-)chemische reacties in het metaalionen houdende electrolyt. Hierdoor worden electrolyse tijden aanzienlijk verkort. Claim 2 is een aanvulling op claim 1

3. Inerte of Onoplosbare anoden kunnen, met de hier besproken pulsvormen, al dan niet in combinatie met onderbreektijden- niet polariseren. Ze kunnen derhalve kleiner van omvang zijn in vergelijking met de grootte van oplosbare anoden. Claim 3 is een aanvulling op alle voorgaande claims 20

4. Superponering van de Forward pulsen, al dan niet in combinatie met onderbreek tijden, geeft ten opzichte van gelijkstroom, een fijner kristal structuur aan de electrolytische metaalneerslag uit metaalionen houdende electrolyten.

25 Claim 4 is een aanvulling op alle voorgaande claims

5 Deze twee modi zijn noodzakelijk om 'Verbranding' (Grove-) metaalneerslag te verhinderen. De automatische wisselwerking tussen 'Voltage Mode' en 'Current Mode' verzekert dus de uniformiteit van de metaallaag distributie over het gehele paneel, zonder dat kostbare 'dummy' panelen verspild worden.

5 Een hoge omkeerstroom daarentegen, twee of meerdere malen hoger dan de voorwaartse stroom geeft een mat metaalneerslag. Een hogere frequentie geeft een glanzender neerslag dan een lagere frequentie bij een gelijke amplitude instelling. Door te variëren met de pulsfrequentie en/of te variëren met de 10 Reverse stroomdichtheid, kan het metaalneerslag uiterlijk gemanipuleerd worden van egaal mat naar egaal zijde-glanzend. Claim 16 is een aanvulling op alle voorgaande claims.

5. Superponering van de Reverse pulsen vergroten het polarisatie traject op het substraat, waardoor de neerslagverdeling, als gevolg van electrolyse, nog verder verbetert. Hierdoor worden productie 30 tijden aanzienlijk verkort. Claim 5 is een aanvulling op alle voorgaande claims

6. De Amplitude van de Reverse puls, dit is de ingestelde stroom(dichtheid), bepaalt de mate van polarisatie. Hoe complexer de 35 vorm van het substraat, des te hoger dient de Amplitude te zijn van de Reverse puls. Op een ontgepolariseerd oppervlakte, zal de electrolytische metaal opgroei het hoogst zijn in de gebieden met hoge, plaatselijke, stroomdichtheid. Echter, bij optreden van polarisatie, worden deze gebieden 40 afgeschermd zodat de stroom over de andere resterende niet gepolariseerde gebieden gedistribueerd wordt. 1015348 Het gevolg is: betere neerslag verdeling, waardoor platingtijden aanzienlijk verkort kunnen worden. Claim 6 is een aanvulling op alle voorgaande claims

7. Bij zeer complex geconstrueerde printplaten met een zeer hoge patroondichtheid per oppervlakte eenheid en in combinatie met zeer kleine -al dan niet blinde- boorgaten, zorgen hogere Reverse gemiddelde stroomdichtheden voor betere polarisatie met als gevolg een betere neerslag distributie.

8. Bij eenvoudig geconstrueerde printplaten met een zeer lage patroondichtheid per oppervlakte eenheid en in combinatie met grote -al dan niet blinde- boorgaten, zorgen lagere Reverse gemiddelde 15 stroomdichtheden voor betere polarisatie met als gevolg een betere neerslag distributie. Claim 8 is een aanvulling op alle voorgaande claims

9. Indien er sprake is van een gecombineerd printplaat ontwerp, 20 zoals apart besproken in claim 7 en in claim 8, dan dienen de Reverse stroomdichtheden gedurende de platingtijd steeds gevarieerd te worden -van hoog naar laag of andersom- om de neerslag verdeling zowel in het complexe gedeelte alsmede in het eenvoudige gedeelte te verbeteren.

25 Om alle pulsvormen welke gegenereerd kunnen worden door de D.R.P.P. gelijkrichter te kunnen aansturen, is hiervoor een speciaal computer programma geschreven: 'Batchprogrammering'. De amplitude en tijdsduur van zowel de Voorwaartse puls alsmede van de Omkeerpuls kan hierdoor automatisch voor-geprogrammeerd worden evenals 30 eventuele Onderbreektijden. Claim 9 is een aanvulling op alle voorgaande claims.

10 Claim 21 is een aanvulling op alle voorgaande claims. 22.Om plaatselijke hoge stroomdichtheden te vermijden, dient men ook aandacht te besteden aan de Anodevorm. Scherpe hoeken in het ontwerp van de anode dient vermeden te worden.

10. Als materiaal voor inerte anoden kunnen gebruikt worden: Goud, Platina, Osmium, Ruthenium, Iridium, Palladium en Rhodium.

35 Deze metalen kunnen puur, als mengsel of als legering gebruikt worden als inert anode materiaal. Claim 10 is een aanvulling op alle voorgaande claims.

10 Claim 7 is een aanvulling op alle voorgaande claims

11. Als materiaal voor inerte anoden kunnen gebruikt worden de 40 oxiden van: Goud, Platina, Osmium, Ruthenium, Iridium, Palladium en Rhodium. 1015348 Deze oxiden kunnen puur, als mengsel of als legering gebruikt worden als inert anode materiaal. Claim 11 is een aanvulling op alle voorgaande claims.

12. De materialen besproken in claim 10 en claim 11 kunnen ook als coating gebruikt worden op Titanium, Tantalium, Ijzer en Non-Ferro metalen om ze te beschermen tegen de oxiderende invloeden van het gebruikte electrolyt. Met behulp van deze beschermende dunne coatings laag, kunnen op 10 goedkopere manier inerte electroden en in het bijzonder inerte Anoden geproduceerd worden. Claim 12 is een aanvulling op alle voorgaande claims.

13. Inerte electroden kunnen gebruikt worden in zowel dompel 15 platingmachines gebruikt worden als in volcontinu doorloop platinglijnen. In de doorloop platinglijnen kunnen de substraten in verticale of horizontale ligging getransporteerd worden door de platingcellen van deze machine.

20 Claim 13 is een aanvulling op alle voorgaande claims.

14. De in dit schrijven beschreven pulsvormen hebben een bereik van 2 (twee) Hertz tot en met 500 (vijfhonderd) Hertz. Elke pulsvorm kan voorzien zijn van Omkeerstromen en/of 25 Onderbreekt i j den. Beweerd wordt dat eerder genoemde inerte anoden met de beschreven stroomvormen, electrisch actief en ontgepolariseerd blijven, met als resultaat een verbeterde neerslag distributie over het gehele substraat, hetgeen tot verkorte productie tijden leidt.

30 Claim 14 is een aanvulling op alle voorgaande claims.

15 Dutch Reverse Pulse Plating B.V. claimt dat anoden met ronde of ovale vorm voor een betere stroomdistributie zorgt. Het materiaal van deze ronde of ovale anodevorm kan zijn: oplosbaar materiaal, inert materiaal of een combinatie van beide materialen (Hybride vorm).

15. De pulsvormen beschreven in claim 14, geven ook een neerslag distributie verbetering wanneer Oplosbare Anoden gebruikt worden indien de (Anode-) polarisatie stroom niet bereikt wordt als gevolg 35 van een te hoge anodische stroomdichtheid. Te hoge stroomdichtheid kan vermeden worden door het oppervlak van de electrode, in dit geval het oppervlak van de Anode, te vergroten. Hetzelfde effect wordt ook bereikt wanneer de stroom wordt verlaagd. Claim 15 is een aanvulling op alle voorgaande claims. 40

16. Een lage omkeerstroom, even hoog of lager als de voorwaartse stroom geeft een halfglanzend metaalneerslag, indien het electrolyt 1015348 in Gelijkstroom reeds .glanzende neerslagen geeft.(Electrolyten die matte neerslagen geven in Gelijkstroom, blijven zelfs bij lage omkeerstromen tijdens Periodic Reversal Current plating matte neerslagen produceren.)

17. De materialen/grondstof fen van Inerte en Oplosbare Anoden 15 kunnen gecombineerd worden waardoor een nieuw type anode ontstaat: de zogenaamde Hybride Anode. Deze Hybride anode bestaat uit een oplosbaar deel en een onoplosbaar deel. Het inerte gedeelte van de anode zorgt ervoor dat er steeds stroom 20 geleverd wordt tijdens electrolyse, terwijl het oplosbare gedeelte zorgt voor het in stand houden van de metaalionen concentratie in het electrolyt. Wanneer het oplosbare gedeelte tijdens electrolyse gepolariseerd raakt, kan deze in oplossing gaan indien de polarisatielaag 25 verdwijnt tijdens electrolyse bij lage stroom gedurende de productie of het kan chemisch in oplossing gaan tijdens een stroomloze periode. Het inerte gedeelte raakt niet gepolariseerd tijdens electrolyse bij (te)hoge of (te)lage stroomdichtheid.

30 Claim 17 is een aanvulling op alle voorgaande claims.

18. Genoemde claims hebben betrekking op electrolyten aan welke extra polarisatoren zijn toegevoegd die geactiveerd worden door de Omkeerpuls (=Reverse puls). Met name geldt dit in het bijzonder voor 35 zure koperelectrolyten die toegepast worden voor de vervaardiging van printplaten. Geschikte Inerte Anode materialen voor dit zure koperelectrolyt zijn genoemd in claim 10 en claim 11. Terwijl in claim 12 beschreven is dat de materialen, welke genoemd zijn in claim 10 en claim 11, 40 ook gebruikt kan worden als een dunne beschermende coatingslaag voor aan oxidatie onderhevige Anode basis materialen. . Claim 18 is een aanvulling op alle voorgaande claims. Ü015348

19. In vergelijking met conventioneel Gelijkstroom en standaard Periodic Reversal Current, laat de Advanced Multi Pulse hogere stroomdichtheden toe, waardoor productietijden aanzienlijk verkort 5 kunnen worden. In combinatie met Inerte anodes, beschreven in Claim 10, Claim 11, Claim 12 en Hybride anodes, beschreven in Claim 17, kunnen zeer complex ontworpen Printed Circuit Boards uniform opversterkt worden. Claim 19 is een aanvulling op alle voorgaande claims. 10

20. De software en de hardware van de D.R.P.P. Periodic Reversal Current power supplies zijn in staat om een zogenaamde 'Batchprogrammering' uit te voeren. Een 'Batchprogramma' verdeeld een electrolyse proces in kleinere 15 deelprocessen. Een platingcyclus wordt dus onderverdeeld in kortere cycli. Elke cyclus heeft zijn eigen golfvorm en stroomdichtheid. De ingestelde parameters zijn dus uniek voor elk van de separate deelcycli. Het kan soms echter voorkomen dat twee of meer cycli gedurende een 20 'Batch' identiek zijn aan elkaar. 'Batchprogrammering' verbetert de uniforme verdeling van de metaalneerslag over het hele oppervlak van de Printed Circuit Board (P.C.B.), ongeacht de complexiteit van het sporenpatroon op de P.C.B.

25 Claim 20 is een aanvulling op alle voorgaande claims.

21. D.R.P.P. gelijkrichters zijn in staat om te detecteren of een Printplaat aanwezig is in een electrolysecel. Daartoe zijn deze gelijkrichters voorzien van 30 twee extra modi die automatisch over en weer kunnen schakelen.

20 Scherpe hoeken in anoden zorgen voor hoge stroomdichtheden. Door gasvorming aan de anode wordt mede het electrisch platingrendement verstoord. Binnen de standaard insteltijden van de Standaard Periodic Reversal Pulse en binnen de standaard insteltijden van de uit zestien 25 segmenten bestaande Advanced Multi Pulse zijn verbeteringen in neerslag uniformiteit, kwaliteit en procestijden verkorting te bewerkstelligen. Claim 22 is een aanvulling op alle voorgaande claims. 30 35 40 1015348