DE3423033C2 - Maschine zum Vergolden der Lamellenkontakte gedruckter Schaltungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung schafft eine Maschine zum kontinuierlichen Vergolden der Lamellenkontakte von gedruckten Schaltungen, die aufeinanderfolgende Zellen aufweist, die das Entfernen einer Schutzschicht, die Beschichtung mit Nickel und Gold und dazwischen Wasch- und Vorbehandlungsarbeitsgänge durchführt. Die gedruckten Schaltungen werden durch die Zellen mittels eines Doppelbandförderers geleitet, der außerdem den kathodischen Kontakt für jede Zelle herstellt. Die Zellen sind mit einer oder mehreren Eintrittskammern und wenigstens einer Sammelkammer versehen. Zwischen der Eintrittskammer und der Sammelkammer wird ein Bereich einer kaskadenartigen Strömung eines chemischen Bades erzeugt. Durch Rückgewinnungskammern am Ein- und Austritt jeder Zelle können Verluste der chemischen und elektrochemischen Bäder erreicht werden.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Maschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gedruckte Schaltungen für elektronische Geräte sind mit Lamellenkontakten versehen, die längs einer oder mehreren Seiten ihres Umfangs angeordnet sind und die eine Oberflächenvergoldung erfordern, die einen einwandfreien Stromdurchgang bewirkt und die Oxidierung der Kontakte verhindert.

Es sind Maschinen bekannt, die in chemischen und elektrochemischen Bädern eine aufeinanderfolgende Behandlung durchführen, um die Zinn/Blei-Schutzschicht von der Schaltung im zu vergoldenden Bereich zu entfernen, eine Nickelschicht aufzubringen, die den Kontakten eine ausreichende Härte verleiht, und die Goldschicht mit konstanter Dicke auf die Kontakte aufzubringen.

Hierzu können getrennte Bäder und Behälter verwendet werden, die ein erhebliches Ausmaß haben und Handarbeit oder auch kontinuierlich arbeitende Maschinen erfordern. Diese Maschinen haben verschiedene Nachteile wie ζ. B. eine erhebliche Gesamtlänge, um eine ausreichende Produktion zu ermöglichen, und z. B. die Schwierigkeit, einen einwandfreien kathodischen Kontakt herzustellen und die Zellen in den Bereichen abzudichten, in denen der Stromdurchgang erfolgt. Der kathodische Kontakt wird üblicherweise mit längs der Maschine gleitenden Kontakten hergestellt, die jedoch jedesmal in eine Ausgangsstellung zurückgebracht werden müssen und schwierig zu verstellen sind. Der Kontakt kann auch durch Bürsten erfolgen, die über die Schaltungen streichen, die jedoch durch die ständige Reibung beschädigt werden können.

Die Dichtheit der Zellen wird üblicherweise durch Gummidichtungen erreicht, jedoch können derartige Einrichtungen Flüssigkeitsverluste nicht vollständig verhindern.

Aus der US-PS 43 64 801 ist eine Galvanisiervorrichtung für Kontaktstifte bekannt, bei der die Kontaktstifte lediglich auf einer Fläche beschichtet werden sollen. Diese Aufgabe wird bei dem bekannten Gegenstand dadurch gelöst, daß dem Elektrolytstrom ein steuernder Gasstrom entgegengerichtet wird, der den Elektrolyten von der nicht zu beschichtenden Fläche fernhält. Diese Regelung des Flußes über den Gasdruck der entgegengerichtete« Düse ist jedoch äußerst kompliziert.

Aus der DE-OS 32 35 958 ist eine Galvanisiervorrichtung bekannt, bei der der Elektrolyt über eine Reihe von Düsen unter so hohem Druck auf die Oberflächen der Leiterplatten gespritzt wird, daß der Flüssigkeitsspiegel über den Düsen liegt und zwar auch dann, wenn im Boden des darunterliegenden Auffangbehälters öffnungen vorhanden sind. Durch die Anordnung der Düsen beim bekannten Gegenstand bzw. durch deren Betrieb mit unter hohem Druck stehendem Elektrolyten ergibt sich jedoch eine Reihe von Nachteilen. Zum einen teilt sich der auf die Leiterplatten aufprallende Elektrolytstrom in zwei Hälften, einen aufwärtsfließenden Teilstrom und einen abwärtsfließenden Teilstrom. Zumindest in dem Abschnitt, der den Ausströmöffnungen der Düsen direkt gegenüberliegt, erfolgt somit nahezu keine Elektrolytbewegung. Zum anderen neigt ein Flüssigkeitsstrom, der an einer Fläche entlanggeleitet wird, dazu, sich an dieser anzuheften. Durch dieses Anheften an die Oberfläche strömt aber der Elektrolyt noch ein Stück über die ansonsten definierte Oberfläche hinaus. Um nun zu vermeiden, daß bei der bekannten Vorrichtung Elektrolyt nach oben spritzt muß eine gesonderte Abdichtvorrichtung (Bürsiten) angebracht werden. Weiterhin geht die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten nach oben hin gesehen gegen 0, so daß in der Randzone eine schlechte und vor allen Dingen ungleichmäßige Behandlung der Leiterplatte erfolgt. Gleiches gilt für den unteren Abschnitt der Leiterplatte, da diese nach der Entgegenhaltung unten abgestützt wird, so daß ein freies Vorbeiströmen des Elektrolyten verhindert wird. Somit geht auch am unteren Ende der Leiterplatte die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten gegen 0. Weiterhin tritt dadurch, daß die Leiterplatte zwangsläufig vertikal aufgehängt ist, das Problem auf, daß die Schwerkraft der aufwärtsströmenden Komponente einen Widerstand entgegensetzt, während die Abwärtskomponente durch die Schwerkraft beschleunigt wird. Hieraus resultieren zwangsläufig unterschiede in den Strömungsgeschwindigkeiten nach oben und unten und somit auch Unterschiede in der Beschichtung. Schließlich summieren sich dadurch, daß die Leiterplatten zwangsläufig parallel zu einer Reihe von Düsen bewegt werden die Partialgeschwindigkeiten der Flüssigkeitsströme derart auf, daß gegen Ende der Düsenreihe (in

Bewegungsrichtung der Leiterplatten gesehen) der Elektrolytspiegel ansteigt und eine weitere Verungleichmäßigung der Beschichtung an den Grenzflächen mit sich bringt

Ausgehend vom obengenannten Stand der Technik ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gattungsgemäße Maschine auf kostengünstige Weise so weiterzubilden, daß eine gleichmäßige Vergoldung der Lamellenkontakte möglich wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspriichen.

Auf Grund der ein kaskadenartiges Überströmen bewirkenden Anordnung der Ausströmöffnung werden gemäß der Erfindung sämtliche Ungleichmäßigkeiten in der Strömungsgeschwindigkeit vermieden, ohne daß dies durch komplizierte Mittel erreicht werden müßte. Weiterhin wird dadurch, daß die Flüssigkeit lediglich kaskadenförmig abströmt, vermieden, daß ein größerer Strom von Flüssigkeit unter Anhaftung an der Leiterplatte in horizontaler Richtung nach oben, also aus der Zelle herausströmt. Somit entfallen bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zusätzliche Abdichtmittel.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 3 beispielsweise erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Maschine,

F i g. 2 einen Querschnitt einer Behandlungszelle,

F i g. 3 einen Längsschnitt einer Zelle längs der Linie III-1II in Fig. 2.

Wie F i g. 1 zeigt, ist eine erste Zelle 1 vorhanden, in der eine Zinn/Blei-Schutzschicht der Kupferbahnen der gedruckten Schaltungen in dem Bereich der Lamellenkontakte entfernt wird, die vergoldet werden sollen. Dieses Entfernen wird z. B. mit einem Elektrolytbad aus Fluorborsäure und mit Sauerstoff angereichertem Wasser bei Umgebungstemperatur durchgeführt

Dieser Vorbehandlungszelle 1 zum Entfernen der Schutzschicht ist ein erster Waschbehälter 2 nachgeschaltet, der eine Zone 3 zum mechanischen Abbürsten der Kontakte, ein Aktivierungsbehälter 4 z. B. mit verdünnter Schwefelsäure, ein zweiter Waschbehälter 5 und eine Nickelbeschichtungszelle 6 folgen.

Der Nickelbeschichtungszelle folgt ein weiterer Waschbehälter 7, ein Aktivierungsbehälter 8, der z. B. mit Zitronensäure arbeitet, ein Waschbehälter 9 und eine Vergoldungszelle 10. Am Ausgang der Zelle 10 sind schließlich ein Wasch- und Goldrückgewinnungsbehälter 11, ein Waschbehälter 12 und ein Endbehandlungs-Trocknungsofen 13 vorhanden.

Der Transport der gedruckten Schaltungen 14 erfolgt mit einem mit Gummi beschichteten Doppelförderer 15, der außerdem kathodische Kontaktkabel IC hat, die über eine Rolle 17 an den negativen Pol der zugehörigen Schaltungsanordnung angeschlossen sind.

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt einer Zelle der Maschine, über der im Querschnitt der Förderer 15 ersichtlich ist, der mit den Kontaktkabeln 16 und mit Rollenstützketten 18 versehen ist.

Die Zelle besteh! au? einem Anßpngphäiise 19. in dem zwei Förderkammern 20 gebildet sind, die über öffnungen 21 mit einer Eintrittskammer 22 verbunden sind.

Die Kammern 20 haben oben perforierte Trennwände 23. aus deren öffnungen 24, die in F i g. 3 näher gezeigt sind, der Flüssigkeitsstrom austritt, der die Schaltung 14 bespült und, wie der Pfeil zeigt, in eine Sammelkammer 25 fällt. Vor dem Austritt aus den Öffnungen 24 der Trennwände 23 strömt der Elektrolyt über Anoden 26, die an einen Generator für die erforderliche Spannung angeschlossen sind. In der Vorbehandlungszelle sind selbstverständlich keine Anoden vorhanden.
Im unteren Teil des Außengehtuses 19 ist schließlich eine Kammer 27 zur Rückgewinnung von Verlusten vorhanden. In dieser Kammer, die in F i g. 3 näher gezeigt ist, werden der Elektrolyt, der nicht in die Sammelkammer 25 fällt, und mögliche Tropfen der Schaltung

ίο beim Verlassen der Zelle aufgefangen. Es ist daher nicht erforderlich, auf den Zelleneintritts- und -austrittsbahnen für die Schaltungen Dichtungen vorzusehen, da der Flüssigkeitsstrom, der aus den öffnungen 24 der Trennwände 23 austritt, in seiner Richtung genau festgelegt ist und außerdem, wie Fig.3 zeigt, die Rückgewinnungskammer 27 vorgesehen ist, um weitere Verluste und mitgeschleppte Flüssigkeit zurückzugewinnen.

Die Förderkammern 20 sind, um einen ausreichenden Elektrolytzufluß am Ausgang der öffnungen 24 zu erreichen, von einer Förderpumpe mit Druck beaufschlagt Der Druck ist am Flüssigkeitspegel in seitlichen Leitungen 28 ablesbar, die aus transparentem Material bestehen oder mit einem Schwimmer versehen sind.
Die Länge »L« der Zelle der F i g. 3 hängt von der für die Maschine erforderlichen Geschwindigkeit ab, die somit die Verweilzeit der Schaltungen in den Elektrolytbädern jeder Zelle und damit die erforderliche Länge jeder Zelle bestimmt.
Die Kammern 25 und 27 geben den Elektrolyten an einen Vorratsbehälter 29 ab, aus dem die Förderpumpe 30 den Elektrolyten abfördert und mit der erforderlichen Förderhöhe und in der erforderlichen Menge zur Eintrittskammer 22 leitet
Der Vorratsbehälter 29 ist außerdem mit einer Umwälzpumpe 31 und einem Filter 32 versehen, um die Homogenität des Elektrolyten sicherzustellen und eventuelle Verunreinigungen zurückzuhalten.

Wie Fig.3 zeigt, ist die gedruckte Schaltung 14 in einem entsprechenden Bereich mit der Schutzschicht 33 versehen, die den Teil der Schaltung begrenzt, der den chemischen und elektrochemischen Bädern der Maschine ausgesetzt ist und die zu vergoldenden Lamellenkontakte aufweist.
Um sicherzustellen, daß die Bäder in jeder Zelle auf der für die Reaktionsgeschwindigkeit günstigsten Temperatur gehalten werden, ist z. B. ein elektrisches Heizelement (nicht gezeigt) vorgesehen, das mit einem entsprechenden Thermostaten versehen ist.
Die Verwendung von Zellen mit der beschriebenen Konstruktion ermöglicht die Anwendung einer größeren Stromdichte aufgrund des kaskadenartig über die Oberfläche der Lamellenkontakte der gedruckten Schaltung strömenden Elektrolyten, und damit eine höhere Produktion und damit eine höhere Konkurrenzfähigkeit der Maschine zu erreichen.

Es kann z. B. mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,5 bis 2 m pro Minute in einer Maschine mit einer Gesamtlänge von weniger als 4,5 m erreicht werden, jedoch können andere Werte in Relation zu den verwendeten Bädern, deren Temperaturen und dergleichen erreicht werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Maschine zum kontinuierlichen Vergolden der Lamellenkontakte gedruckter Schaltungen, mit ehemischen und elektrochemischen Behandlungszellen, die aufeinander folgend angeordnet sind und durch deren Badzonen die zu vergoldenden gedruckten Schaltungen mittels eines Förderers geführt werden, mit einer Anordnung von Ausströmöffnungen für die Zuführung eines Elektrolyten zur Badzone, aus der der Elektrolyt in eine Sammelkammer fließt, mit Mitteln zum Verbinden der Lamellenkontakte mit dem negativen Pol einer Stromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen ιs

(24) so angeordnet sind, daß der Elektrolyt kaskadenartig über den Teil der gedruckten Schaltung (14) strömt, der die Lamellenkontakte trägt, und dann frei in die darunter angeordnete Sammelkammer

(25) fällt

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zellen (1,6,10) die Eintrittskammern (22) gegenüberliegende Trennwände (23) aufweisen, die mit mehreren Gruppen öffnungen (24) für den kaskadenartigen Durchgang eines Stroms des chemischen oder elektrochemischen Bades der Zelle versehen sind, wobei aus den Trennwänden kaskadenartig zwei Ströme austreten, die die beiden Seiten der gedruckten Schaltungen im Bereich der Lamellenkontakte überstreichen.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zellen (1,6,10) eine oder mehrere Anoden in den Eintrittskammern vor dem Bereich des kaskadenartigen Stroms vorhanden sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Eintritts- und Austrittsbereich jeder Zelle (1,6,10) der gedruckten Schaltungen eine Rückgewinnangskammer (27) angeordnet ist, in die Tropfen und mitgenommene Flüssigkeit, die von der Eintrittskammer beim Durchgang, der gedruckten Schaltungen stammen, fallen können. *