[发明专利]用于向待电解处理的工件或对应电极供电的载体和用于电解处理工件的方法

说明书

本发明涉及一种用于向待电解处理的工件或对应电极供电的载体和用于电解处理工件的方法。

待电解处理的工件、例如印刷电路板与合适的对应电极一起与处理液接触。在电解金属化处理(电镀)中用阳极作为对应电极。在传统的电解处理中，工件及对应电极浸入处理液的浴中，并且产生通过工件及对应电极的电流。在大多数情况下，在工件的每一侧各相对地安置一个对应电极，以便能够处理工件的两侧。

为此，工件及对应电极被固定在合适的载体上。对应电极被固定地安置在浴槽中，而工件可拆卸地安置在纵长延伸的制品载体上并借助输送装置被逐槽输送到各个处理站内。在电镀时，工件在作为电解时的阴极，而对应电极作为阳极。相反，在电解蚀刻、清洁、打毛时以及在进行其它阳极处理(例如电泳处理)时，工件作为阳极而对应电极作为阴极。以下仅代表性地描述电镀的情况。但本发明也涉及工件作为阳极而对应电极作为阴极或在可逆向脉冲电镀中两者交替地作为阳极和阴极的情况。

通常，电解沉积在工件上的金属层必须以非常均匀的厚度被涂覆上。大多数情况下将多个单个工件固定在一个制品载体上。为了获得均匀的涂层，必须在进行处理时使所有工件承受基本相同的物理及化学条件。在此，一个很重要的因数是局部有效电流密度，因为它与沉积金属的量成比例。这就意味着，必须将固定在一个制品载体上的所有工件上的电流密度调整成基本相同。为此，必须在所有工件上作用相同的电解池电压(Zellspannung)，即，在各个工件表面和在处理浴中与工件相对的阳极表面之间测得的电压必须对于每个工件都是相同的。

在例如用于处理印刷电路板的生产设备中，制品载体与阳极载体跨过相当长的处理槽，因此通常具有数米的长度。因而所谓的电镀窗(印刷电路板的投影，印刷电路板相邻和额外部分相互叠置地装在固定于制品载体上的框架上)宽度很大。通过同时电镀多个印刷电路板可以使设备达到高的生产能力。在此类型设备中，施加在一个制品载体上的总的电镀电流必须被调整成很高的值，以达到印刷电路板的高电流密度并从而达到短的电镀时间。特别是在很大的设备中，其中也使用了带有很多装在其上的印刷电路板的长制品载体，所要求的电流很大。

电镀窗的宽度可达8米而高度可达1.5米。印刷电路板紧密地彼此相邻安置在设备中。所要求的印刷电路板电流密度例如达5A/dm²。如果借助这种设备用直流电对印刷电路板在整个表面上电解镀铜，则在印刷电路板每一侧流过的电流为80dm·15dm·5A/dm²＝6000A。由于通常印刷电路板的两侧被同时处理，在这种情况下流过的电流为12,000A。(在该计算中没有考虑，在印刷电路板中存在的贯通孔具有额外的面积。)在这样大的电流下，在制品载体中出现不可忽视的电压降，该电压降对于固定在将电流导入制品载体中的供电位置附近的印刷电路板而言很小，而在远离该位置处可以具有相当大的值(例如几百mV)，从而对于各个印刷电路板产生差别很大的电解池电压。在与印刷电路板相对安置的阳极上也有一个不可忽视的电压降，它是由于大电流通过阳极载体而产生的。因此，上述很均匀地电镀的目的只能很不完全地达到。

当使用可逆向脉冲技术(双极电流脉冲形式)时，会产生比上述更大的电流。在这种情况下，在进行处理期间电流交替地接通阳极和阴极。为了达到预定的电镀效果，必须将有效的阴极电流强度相对于额定电流强度进一步提高。典型的方式为，在约85％的时间内电镀并在约15％的时间内再退镀。如果要沉积与直流电处理时相同的金属量，则必须将电镀脉冲阶段中的电流强度提高一个在退镀阶段中流过的量值。在这种情况下，代替前述示例中的6000A或12,000A电流强度(使用直流电)，必须将电流强度调整成6900A或13,800A。

在EP 0619846 B1的描述中，由于制品载体上的电压降，在印刷电路板的固定位置之间出现电压降，由此在相邻印刷电路板的对应边缘之间额外形成各个局部的电解池。在两个相邻印刷电路板的彼此相对并通过一个间距隔开的边缘区域中，其中一个起到局部阳极的作用，另一个起到局部阴极的作用，并具有一个电解池电压。这导致作为局部阴极的边缘区域比相邻的作为局部阳极的边缘区域更强地金属化。在测量时，由于这种效应造成的镀层厚度差为20％或更多。

过去曾尝试通过以下措施来避免上述缺点：