TW201348520A - 於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法及裝置 - Google Patents

Abstract

在工件之電解性金屬化期間，為了改善電流轉移，提供一種方法，其包含下列之方法步驟：(a)提供金屬沈積裝置，其中裝配有該工件、至少一種陽極以及金屬沈積電解液，且其具有一用於電流產生之設備以及至少一種電流饋入設備，在各情況下，至少一種電氣接觸元件，用於製造與該工件之電氣接觸；(b)使該至少一種電氣接觸元件與該工件接觸；以及(c)透過該至少一種電氣接觸元件，將電流饋至該工件，以便在該工件上沈積一沈積金屬。在方法步驟(b)之前，於另外的方法步驟(d)中，在至少一種電氣接觸元件上沈積金屬。

Description

於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法及裝置

本發明有關一種於工件上，電解性沈積一導電層，特別是金屬，之方法以及裝置。該方法以及該裝置係用於產生平坦，例如，平面形之工件或連續箔，例如印刷電路板以及導體箔、晶圓、太陽能板、平板螢幕等等，以及在金屬化其它形式之工件時，其係用於例如衛生領域、汽車工業、機械工程或其它領域。

用於電解性金屬塗佈之設備，通常是浸漬浴設備或連續設備。此類型之裝置述於，例如，DE 36 24 481 A1中。該裝備具有電解槽，其中印刷電路板經電解方式塗佈上金屬。在將印刷電路板傳送通過該槽以及饋入電流於印刷電路板方面，其使用夾持器，於其等傳送之位置抓住印刷電路板。夾持器以連續循環驅動系列之方式提供。印刷電路板被夾在傳送區域中，且在其間製造電氣接觸，如此其等可經電解方式金屬化。在金屬化區域之外面，針對夾持器提供一充滿電解液之去金屬化槽，其中該夾持器經電解釋出在金屬化期間所塗上的金屬。

EP 1 115 915 B1揭示另一種用於印刷電路板之電化處理設備，其呈連續水平設備之形式。在饋入電流於印刷電路板方面，使用具有至少一種具接觸區之接觸元件之觸點構件。接觸區可由凸塊形成，其由銅構成，以提供更佳的熱導性。因為在電解處理後進行之去金屬化期間，假如其等由銅構成，則按照EP 1 115 915 B1之接觸元件可能會分解，所以可於其等上塗佈，例如，金構成之抗性塗層。此指出，印刷電路板之觸點位置或鄰近區上之特別薄的底銅層，在透過觸點構件施與，例如40至160A，之高電流時會“燒毀”，如此在那裡形成黑區，在該區中，銅是受損傷的，或在一些例子中，甚至完全遭到破壞。為了克服此問題，該文件提供接觸元件之接觸區之形狀，依照特定情況形成。

然而，已發現，EP 1 115 915 B1中提出之方法，當在電解性金屬化設備中製造工件之電氣接觸時，解決問題之範圍有限。一個根本的需求，是能夠以非常高的沈積速率，如，高電流，操作電解性金屬沈積，因為可藉此減少金屬化方法之成本。金屬化期間，當施予非常高的電流時，除了在該引述的文件中所述的問題外，額外觀察到，電流饋入器之電氣接觸元件在將電流轉移至工件上之過程中，亦會受到損壞。此損壞在於，事實上，電流饋入器之接觸元件係透過接觸區壓至工件上，接觸區會大幅地磨損，之後變成不適合電流之傳送

因此，本發明以尋找用於補救此等問題之方法之目的為基礎，特別是提供一種適合能夠用高電流進行電解性金屬沈積之方法以及裝置。因此，該方法以及裝置適合用於在電氣接觸元件之接觸區或該工件表面上之鄰近區的觸點區域不會受到損壞或破壞之情況下，將非常高的電流轉移至工件上。

此目的可藉由如申請專利範圍第1項之電解性沈積金屬於工件上之方法，以及如申請專利範圍第8項之用於電解性沈積該沈積金屬於工件上之裝置達成。本發明之較佳具體例明確的述於申請專利範圍之附屬項中。

在此所使用之術語，諸如，工件、電流饋入設備、接觸元件、接觸區、握持設備、陽極、電流產生設備、洗滌裝置、接觸塗佈裝置以及接觸夾持器，在之後的說明書以及申請專利範圍中，係用單數形式，然在各情況下，對應的複數形式之意思相同，反之亦然，除非有特別的說明。

本發明之於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法，包含下列之方法步驟：(a)提供金屬沈積裝置，其中裝配有該工件、至少一種陽極以及金屬沈積電解液，且其具有一用於電流產生之設備以及至少一種電流饋入設備，各情況下，帶有至少一種電氣接觸元件，用於製造與該工件之電氣接觸(該電氣接觸元件是該電流饋入設備之一部分，其用於製造與該工件之電氣接觸，且其具有至少一種接觸區)；(b)使該至少一種電氣接觸元件與該工件接觸；以及 (c)透過該至少一種電氣接觸元件，將電流饋至該工件，以便在該工件上沈積一沈積金屬。

依照本發明之方法，在方法步驟(b)之前，於另外的方法步驟(d)中，在至少一種電氣接觸元件上，特別是在該至少一種電氣接觸元件之各別的接觸區上，沈積該沈積金屬。

在方法步驟(d)中沈積之沈積金屬，蓋住該電氣接觸元件之接觸區之範圍超過50%，較佳地，完全蓋住。在該沈積金屬層中可能存在孔洞，其為無害的。因此，該電氣接觸元件之接觸區，可透過此沈積的沈積金屬層，大部分或完全地與該工件表面接觸。

假如在依照方法步驟(d)之於該接觸區上產生該沈積金屬層，以及在依照方法步驟(b)之使該接觸區與該工件接觸之間，存在有一預定的時限，則在該時限中，該電氣接觸元件不是陰極化的，即，無電流，該沈積的沈積金屬層可能會在該沈積電解液中再次分解。在此情況下，需在該接觸區上產生夠厚的沈積金屬層，如此即使在該時限過後，該沈積金屬層仍盡可能地存在。在與該工件接觸之前，在該接觸區上之沈積金屬的厚度，需至少0.5μm，較佳地至少2μm，特佳地至少5μm。針對經濟上之理由，形成之層的厚度，盡可能不要超過50μm。

根據本發明之裝置包含：(a)至少一種陽極以及至少一種電流饋入設備，其具有至少一種電氣接觸元件，用於製造與該工件之電氣接觸， 其中可使該至少一種陽極以及該至少一種電流饋入設備，與該金屬沈積電解液接觸，以及(b)一用於電流產生之設備，用於提供電流給該至少一種陽極以及該至少一種電流饋入設備以及因此該工件。

根據本發明，該用於在該工件上電解性沈積該沈積金屬之裝置，另外包含一接觸塗佈裝置，用於在該電氣接觸元件上，特別是在該電氣接觸元件之各別的接觸區上，沈積該沈積金屬。在該接觸塗佈裝置中，該至少一種電氣接觸元件沒有與該工件接觸。

因此，本發明之一基本手段在於，電氣接觸元件，特別是其等之接觸區之區域，在與該工件接觸之前，被該沈積金屬蓋住，透過該區域，其等在其金屬化期間，與該工件接觸。意指，較佳地，用於金屬塗佈該工件之相同的金屬，亦用於覆蓋該電氣接觸元件。此使得在該工件之金屬化期間，於電流饋入設備以及工件間之電流的轉移特別的好。根據本發明之手段之結果，接觸電阻變得非常的低，且局部的熱放出相應地變得非常低。

已發現，根據本發明之手段，可克服以上所述之問題。甚至可在該接觸區施予更高的電流，且可更快速地在工件上塗佈該沈積金屬。

在實驗中，進一步確定了，該電氣接觸元件以及該工件之間緊密的機械接觸-其係產生適合的電流轉移所必須的-係有利的，即，其有利於接觸區之面積盡可能確實的抵靠在該工件之表面上。為此目的，將該接觸元件固定 至該電流饋入設備，在特定區域內可以可撓性之方式進行，以便，例如，代償接觸區相對於該運送平面之平行位置的偏差。此固定之彈性，使得該接觸區可自動對齊平行於該工件表面，其中該夾持器之接觸元件壓在一起之力量，必須夠大，以便該接觸區對齊該工件表面。較佳地，為了達到良好的電流轉移，該電氣接觸元件之接觸區是平坦的。

此外，為了在底材料以及該接觸塗層之沈積金屬之間達到緊密的強連接，假如該電流饋入設備，特別是該接觸元件，之底材料，例如，鈦，之表面，特別是該接觸區，具有某程度之粗糙度係有利的。粗糙度之值Ra範圍可在0.2至1μm之間，較佳地0.5至5μm。

為了在接觸位置處達到良好的電流轉移，已證實，該工件上，每單位表面積之接觸區上之壓力為0.15至2.5N/mm²，較佳地0.3至1.5N/mm²係有利的。

根據本發明之一較佳的發展，於方法步驟(d)之前之另外的方法步驟(e)中，移除存在該至少一種電氣接觸元件上之沈積金屬。

在之前用於與該工件電氣接觸期間，該沈積金屬已經施塗在該電氣接觸元件上。因此，該方法步驟(e)亦可接在方法步驟(c)之後面，或在方法步驟(c)之後以及該電流饋入設備與該工件間之接觸再次放開之後進行。在重複的使用電流饋入設備來製造與該工件之電氣接觸之情況下，在方法步驟(d)之前，此去金屬化之額外步驟的結果，可隨 時重複地建立附著沈積金屬之接觸區之一致狀態。較佳地，去金屬化後，被該沈積金屬蓋住之接觸區的範圍小於10%。

為了移除在電解性金屬化該工件期間，沈積在該至少一種電流饋入設備上之沈積金屬，如本發明之裝置可包含洗滌裝置，較佳地電解性洗滌裝置。

根據本發明之另外較佳的發展，如本發明之用於在該工件上電解性沈積一沈積金屬之裝置，係設計成結果為，依照方法步驟(c)之在該工件上之金屬沈積，以及依照方法步驟(e)之該電氣接觸元件之去金屬化，以及依照方法步驟(d)之在該電氣接觸元件上之沈積金屬的沈積，均在該裝置中進行。因此，如本發明之裝置包含第一區域，於其中在該工件上塗佈沈積金屬；第二區域，於其中該電流饋入設備再次與沈積在其上之金屬分開；以及第三區域，於其中在該電氣接觸元件上沈積一沈積金屬。如本發明之裝置之第二區域，因此係由該洗滌裝置形成，而該第三區域由該接觸塗佈裝置形成。此設計之結果為，該電流饋入設備可連續地循環使用，因為，在工件之金屬化(在期間，其等同樣隨之金屬化)後，其等在該洗滌裝置以及該接觸塗佈裝置中，準備下一個金屬化過程。

因此，如本發明之裝置之此具體例變化中，不僅包含該金屬化裝置，且亦包含該洗滌裝置以及該接觸塗佈裝置。然而，原則上，後二個裝置亦與該金屬化裝置結合在一起，或各自在不同的裝置中。與例來說，當使用其中 提供給該工件之金屬塗佈(金屬化裝置)、該電流饋入設備之去金屬化(洗滌裝置)以及該電流饋入設備之沈積金屬塗佈(接觸塗佈裝置)分開的容器之垂直設備時，使用後者之變化係可能的。此外，可用諸如壁或隔件之分開設備，將該三個區域彼此分開，例如大於100mm之隔件，如此可抑制或避免場力線之相互影響的情況。

根據本發明之另外較佳的發展，該沈積金屬是銅。該電氣接觸元件可由鈦產生。鈦在一般用於銅沈積之沈積電解液中具抗性。選擇性地，該電氣接觸元件亦可由不同的金屬構成，諸如，例如，鈮以及高級鋼。

根據本發明之另外較佳的發展，在方法步驟(d)中，各情況下，除了該至少一種電流饋入設備之至少一種電氣接觸元件外，亦在該至少一種電流饋入設備中，鄰近該分別的至少一種電氣接觸元件之部分上，沈積該沈積金屬。此是利用該接觸塗佈裝置之陽極相對於該電流饋入裝置之適合的幾何排列來進行，如此在該電流饋入裝置中，鄰近該接觸元件之部分以及該陽極之間，亦形成足夠的場線。該電流饋入設備中，不直接屬於該接觸區之額外的塗佈區域，確保了電流以較低電阻以及較少熱放出之方式轉移至該接觸區。因此，應努力的確保沈積在該電氣接觸元件上之沈積層盡可能的厚。在與該工件接觸之前，該電流饋入設備中，鄰近該接觸元件之部分上之沈積金屬之層的厚度，為至少0.5μm，較佳地至少1μm，特佳地至少3μm。為經濟上之理由，應避免沈積過厚的層。因此，在該接觸 塗佈裝置中形成之層的厚度，應不大於40μm。相對於欲塗佈之電流饋入設備之區，在該接觸區上之電解性接觸金屬沈積，可在電流密度為1A/dm²至35A/dm²下進行。

根據本發明之方法之更佳的發展，該工件被導引在用於連續電解性金屬沈積之連續裝置中，較佳地在水平傳送路徑上。在該連續設備方面，數個電流饋入設備被導引平行於該傳送路徑。在此情況下，首先，根據方法步驟(b)，使該電流饋入設備之電氣接觸元件，與通過該裝置之工件電氣接觸，以及其次，根據方法步驟(c)，透過該電氣接觸元件極化該工件。在方法步驟(c)之後，該電氣接觸元件先與沈積於其上之沈積金屬分開。之後，根據方法步驟(d)，使沈積金屬沈積在該電氣接觸元件上。使該電氣接觸元件之後與另外的工件接觸。此類型之連續方法非常有效率，因為其等在簡潔的設備中進行，容許高通量以及能夠自動操作。

結果，如本發明用於電解性沈積一沈積金屬於工件上之裝置，較佳地是用於連續電解性金屬沈積數個電流饋入設備之連續裝置。根據本發明之此具體例，該電流饋入設備夾在形成循環之夾持設備上，其中該裝置之該循環之第一區域中，具有一用於該工件之傳送路徑，以及平行於該傳送路徑，用於該電流饋入設備之引導件，如此使該電氣接觸元件與該工件接觸，且使沈積金屬沈積在該工件上。此外，在該裝置之第一區域之終端，設計成可使該工件以及該電氣接觸元件間之接觸再次分開。用於移除沈積 在該電氣接觸元件上之沈積金屬之洗滌裝置，形成該循環之第二區域，而用於使該沈積金屬沈積於該電氣接觸元件上之接觸塗佈裝置，形成該循環之第三區域。

根據以上所述之具體例之另外較佳的發展，該電流饋入設備可依序地被引導，較佳地被驅動在該洗滌裝置以及該接觸塗佈裝置中，較佳地以連續循環順序，一個接在另一個後面，使該電流饋入設備與電解液接觸。較佳地，用於該電流饋入設備之夾持設備是連續循環傳送鏈等等。該電流饋入設備較佳地被固定至該夾持設備上，一個依序接在另一個後面，因此連續地通過該個別區域。較佳地，除了該循環之第一、第二以及第三區域外，沒有提供進一步之電解活性區域。

根據以上所述之具體例之另外較佳的發展，在該循環之第二區域中洗滌該沈積金屬，如此可達到從該電流饋入設備中，快速以及控制的移除該沈積金屬。此安排過程發生，洗滌電極相對於該電流饋入設備陰極化。此洗滌陰極安排在該電流饋入設備之對面，且以可改變之方式固定。

根據本發明之另外較佳的發展，該至少一種電流饋入設備是接觸夾鉗。使用該接觸夾鉗時，可用鉗緊的方式夾住該工件，例如，其中可利用電氣接觸元件，在該工件表面上，施加預定的壓力/單位表面積。因此可使電流從該電氣接觸元件良好的轉移至該工件。

根據本發明之另外較佳的發展，該至少一種電流饋入設備可被驅動，而在各情況下作為該工件之傳送元 件。較佳地，為此目的驅動該夾持設備。

根據本發明之另外較佳的發展，該接觸夾鉗具有二個電氣接觸元件，各具有接觸區，其等安裝成彼此平行，且位置彼此相反對齊。透過此等二個電氣接觸元件，可將電流饋入特別是工件之平面的二側，從而使得二側金屬化。將該二個接觸元件，例如，各安裝在該電流饋入設備之臂上，其可利用彈性元件支撐抵住另一個，該二個臂以及因此該二個電氣接觸元件，可預先壓至封閉的位置，其等可在施予打開的力時，從該位置轉移至打開位置。在打開位置，二個電氣接觸元件彼此間隔分開，如此工件可置於其等之間，然後利用夾鉗方式夾住。假如在以上所示之連續設備中使用此等夾鉗，其中其等被夾在形成循環之夾持設備上，則其等可從本發明之裝置之第一(金屬化)區域之封閉位置，移動至出口區域之打開位置，如此迫使該二個夾鉗部件彼此分開。在相應的方法中，該打開的夾鉗可一起移動，然後以夾鉗之方式，在彈性力之作用下，在該第一(金屬化)區域之入口區域中夾住該工件。在該循環之第二區域(在該洗滌裝置中)以及該循環之第三區域(在該接觸塗佈裝置中)中，該夾鉗接觸區仍處在彼此分開之位置。

除了夾鉗，亦可使用不同形式之電流饋入設備，例如，接觸輪。接觸輪以其終端面在該工件表面上運行。在各情況下，可提供包含位置彼此相反之二個接觸輪之接觸輪對，以便能夠使工件之二側同時接觸。為了在該工件之表面相反之接觸輪之區域上，達到去金屬化以及接觸塗 佈，可將該接觸輪分段。為此目的，該接觸輪之節段，根據其等相對的旋轉位置，相對於反電極適當的極化。

該電氣接觸元件之接觸區，可具有線性或條狀形式。其等較佳地為平坦且平滑的。

如本發明之裝置之第二區域中之洗滌裝置，具有一用於接受洗滌電解液以及至少一個洗滌陰極之容器。使該洗滌陰極以及轉移至該洗滌裝置中且相對於該洗滌陰極陽極化之電流饋入設備，在那裡與該洗滌電解液接觸。該洗滌陰極安裝在該電流饋入設備之對面，且在連續裝置之情況下，在該電流饋入設備之傳送路徑的對面。在本發明之進一步較佳具體例中，該洗滌陰極安裝在該電流饋入設備之打開的，亦即彼此間隔分開的，接觸元件之間。該洗滌陰極因此安裝在該電氣接觸元件之對面，或介於二個彼此間隔分開之電氣接觸元件之間。在一較佳具體例中，於該電氣接觸元件在該洗滌裝置中先移動之區域中，該洗滌陰極可在該電氣接觸元件之對面，而於該電氣接觸元件在該洗滌裝置中後移動之區域中，另外的洗滌陰極可安裝在該二個電氣接觸元件之間。此外，可在該洗滌裝置中，額外安裝用於施用電解液之流至欲去金屬化之電流饋入設備的區域之裝置，例如，噴嘴，以便達到快速的去金屬化。該洗滌裝置設計成可再次移除所有已經施塗在該電流饋入設備上，特別是接觸區，之沈積金屬，移除率達90%，較佳地完全移除。

該接觸塗佈裝置具有一用於容納接觸塗佈電解 液以及至少一種接觸塗佈陽極之容器。使該接觸塗佈陽極以及轉移進入該接觸塗佈裝置且相對於該接觸塗佈陽極陰極化之電流饋入設備，與該接觸塗佈電解液接觸。該接觸塗佈陽極安裝在該電流饋入設備之對面，且在連續裝置之情況下，在該電流饋入設備之傳送路徑的對面。在本發明之另外較佳的具體例中，該接觸塗佈陽極安裝在該電流饋入設備之打開的，亦即彼此間隔分開的，接觸元件之間。因此，該接觸塗佈陽極可安裝在該電氣接觸元件的對面，或在二個彼此間隔分開之電氣接觸元件之間。在一較佳具體例中，於該電氣接觸元件在該接觸塗佈裝置中先移動之區域中，接觸塗佈陽極可在該電氣接觸元件之對面，而於該電氣接觸元件在該接觸塗佈裝置中後移動之區域中，另外的接觸塗佈陽極可安裝在該二個電氣接觸元件之間。此外，可在該接觸塗佈裝置中，額外安裝用於施用電解液之流至欲金屬化之電流饋入設備的區域之裝置，例如，噴嘴，以便達到平滑的金屬化，該電氣接觸元件與該沈積金屬具有高的附著強度。

在該電流饋入設備之金屬化不希望浸在電解液中之情況下，可在其等之四周，圍上屏蔽殼或塗佈絕緣層，以便屏蔽其等免於場線之影響。

根據本發明之另外較佳的發展，該沈積電解液、該洗滌電解液以及該接觸塗佈電解液具有相同的組成。因此，用於容納在本發明之裝置之三個區域中之三種電解液之容器，可彼此連接，如此，可藉由，例如，相應的流量 控制，在該容器之三個區域之間轉移電解液。

根據本發明之另外較佳的發展，該第二區域，也就是說該洗滌裝置，是至少該第三區域，亦即，該接觸塗佈裝置，之一半長以及最多三倍長。較佳地，該第二區域將近該第三區域之二倍長(+/-30%)。

在該循環之第三區域中，也就是說在接觸塗佈裝置中，之陽極，可特別地包含在各別的電解液中之電解情況下具抗性之材料。例如，有關塗佈Pt或混合氧化物之閥金屬，例如，Ti。此類型之不溶性陽極，可與含有形成氧化還原對，諸如Fe²⁺/Fe³⁺之添加物之沈積電解液一起使用。原則上，亦可使用由沈積金屬構成之可溶性陽極。

在金屬化區域中之金屬化，和/或在去金屬化區域中之去金屬化，和/或在接觸塗佈區域中之接觸塗層之各情況中，可用直流電或脈衝電流操作。在脈衝電流之情況下，可使用單極脈衝系列，也就是說，在接觸塗佈區域中之接觸元件處僅具有陰極脈衝，而在去金屬化區域中之電氣接觸元件處，僅具有陽極脈衝；或使用雙極脈衝系列，也就是說具有主動式脈衝，以及假如適合的進一步具有脈衝間歇，在後者之間，具有相反極性之脈衝。

以上所述之本發明可應用，特別是，沈積銅於工件上，較佳地從含有銅(II)離子、硫酸、氯化物以及慣用的浴添加物之沈積電解質中。

原則上，本發明亦可用於沈積可引起改善接觸特性之金屬。例如，當本發明用於沈積鎳或鉻，且在使用電 流饋入設備來製造與該工件之電氣接觸之前，將各別的金屬沈積在該電氣接觸元件上時，因此產生之金屬覆蓋物，亦可保護該接觸區，對抗磨損和/或腐蝕和/或提供其等高的硬度。減少磨損以及腐蝕的傾向，同樣地會在電流轉移方面產生改善。

1‧‧‧連續設備

2‧‧‧外殼

3‧‧‧前壁

4‧‧‧後壁

5‧‧‧入口壁

6‧‧‧出口壁

7‧‧‧內部

8‧‧‧入口狹縫

9‧‧‧出口狹縫

10‧‧‧下面的隔間

11‧‧‧上面的隔間

12‧‧‧水槽

13‧‧‧噴嘴

14‧‧‧饋入管線

15、16‧‧‧噴嘴連接

17、117‧‧‧第一(金屬化)區域、金屬化裝置

18、118‧‧‧第二(去金屬化)區域、洗滌裝置

19、119‧‧‧第三(接觸塗佈)區域、接觸塗佈裝置

20、120‧‧‧反電極、洗滌陰極

21、121‧‧‧反電極、接觸塗佈陽極

30‧‧‧接觸夾鉗圓頂

31‧‧‧接觸夾鉗、電流饋入設備

32、33‧‧‧夾鉗接觸臂

34、35‧‧‧接觸元件

40、41‧‧‧陽極

44、45、74‧‧‧接觸區

46‧‧‧塗佈區域

48‧‧‧屏蔽殼

49‧‧‧夾持設備

60、61、62‧‧‧電流來源

70‧‧‧製接觸輪

71、72‧‧‧屏蔽

AE‧‧‧沈積電解液

WS‧‧‧工件、印刷電路板

TR‧‧‧傳送方向

TB‧‧‧傳送路徑

將參考下列圖式，更詳細說明本發明：圖1係以概略圖例方式，顯示如本發明之用於處理印刷電路板之連續裝置之透視圖；圖2係以概略圖例方式，顯示圖1中，如本發明之用於處理印刷電路板之連續裝置之橫截面圖；圖3係以概略圖例之方式，顯示圖1中，如本發明之用於處理印刷電路板之連續裝置之俯視圖；圖4係顯示第一具體例中，具有電氣接觸元件之電流饋入設備之一部分的透視圖；圖5係顯示第二具體例中，具有二個可彼此撐住之夾鉗元件之電流饋入設備之概觀；圖6係顯示如本發明之方法之順序；圖7係以概略橫截面圖例方式，顯示具有觸點輪之具體例。

圖式中，一樣的參考符號代表具有相同功能之元件。

圖1、2以及3中所示之連續裝置1，可用於連續電 解性沈積金屬在工件WS上，在此為印刷電路板。裝置1可用於，例如，沈積銅。在此情況下，使用銅沈積電解液。

此類型之設備1具有外殼2，其具有前壁3、後壁4、該印刷電路板WS之入口壁5、該印刷電路板之出口壁6以及蓋子(未示出)，其等一起界定出內部7。

外殼2垂直一分為二：一供用於沈積電解液AE之容器，其位於下面的隔間10(“水坑”)。上面的隔間11由水槽12形成，其中一樣可以容納沈積電解液AE。位在此區域中的是將印刷電路板WS運送通過裝置1之傳送路徑TB。傳送路徑TB是水平方向的，如此以水平方向傳送印刷電路板WS通過裝置1。印刷電路板WS通過入口壁5之入口狹縫8，進入裝置1之內部7，以其縱向方向通過該裝置，然後經過出口壁6之出口狹縫9，再離開裝置1。因為沈積電解液AE累積在此上面水槽中之傳送路徑TB上，所以在此情況下，印刷電路板WS完全浸在沈積電解液AE中。為了使沈積電解液AE不會透過狹縫8、9滲透到外面，在外殼2內狹縫8、9處，塞進一個置於另一個之上之滾筒(未示出)。操作期間，利用幫浦(未示出)將沈積電解液AE從下面的隔間10，運送至上面的隔間11。為此目的，沈積電解液AE透過管線14被送進傳送路徑TB上面以及下面之噴嘴連接15、16，該電解液從該噴嘴流進水槽12。該噴嘴連接15、16係相對於傳送路徑TB之縱向方向(傳送方向TR)，橫向地安裝。噴嘴連接15、16之噴嘴13，方向朝向傳送路徑TB，如此從該噴嘴流出之沈積電解液AE，方向直接對著在傳送路徑TB上運送之 印刷電路板WS。此外，亦提供方向對著夾鉗接觸之噴嘴(未示出)。噴嘴連接15、16在傳送方向TR上之安裝是一個在另一個之後面，如此可在印刷電路板WS通過裝置1之全長上，從二側施予密集的電解液AE流。下面的噴嘴連接16示於圖1中。從上面的隔間11而來之沈積電解液AE，連續地離開水槽12，再流進下面的隔間10。再者，存在循環幫浦以及濾器(未示出)。

根據本發明，上面的隔間11具有三個區域：在第一區域17方面，其在入口狹縫8以及出口狹縫9之間延伸，印刷電路板WS之金屬化在此發生。此第一區域稱作金屬化區域17。其定義為金屬化裝置17。在第二區域18方面，其在相對於接觸夾鉗圓頂30向後之部分上方延伸，接觸夾鉗31被去金屬化。該第二區域稱作去金屬化區域18。其定義為洗滌裝置18。在第三區域19方面，其與第二去金屬化區域18一樣，位在接觸夾鉗圓頂30之後側上，在此延伸出由接觸塗佈裝置19形成之接觸塗佈區域。在此區域中，接觸夾鉗31再次塗佈與沈積金屬(銅)。去金屬化區域18較佳地約接觸塗佈區域19之二倍長(+/-30%)。

此三個區域17、18、19可形成用於接受在上面的隔間11中之電解液AE之共同容器。電解液AE之後可在全部三個區域17、18、19間流動。

陽極40、41位在金屬化區域17中，傳送路徑TB之上方以及下方。

圓頂30將上部隔間11分成前區域(金屬化區域17) 以及後區域(去金屬化區域18以及接觸塗佈區域19)，用於驅動以及引導電流饋入設備31，其用於將電流饋至通過裝置1之印刷電路板WS。該電流饋入設備由夾鉗31形成，各具有二個夾臂32、33，在其等之一端各有一具有接觸區之接觸元件34、35(圖4、5)。數個此夾鉗31固定在連續夾持設備49，例如齒狀帶，上，彼此具有一致的距離，夾鉗31之接觸元件34、35，各固定在該夾鉗之下端。夾持設備49由接觸夾鉗圓頂30支撐住，且在其上環形。攜帶上部接觸元件34之夾鉗接觸臂32，可相對於夾鉗接觸臂33垂直移動。夾鉗31在金屬化區域17中，被引導平行於傳送路徑TB，其中接觸元件34、35之路徑，大約運行在傳送路徑TB之水平。

通過第一區域17，進入第二區域18，然後進入第三區域19之夾鉗31，在第二區域18以及第三區域19保持打開的位置。夾鉗31在此等區域之運送沒有緊抓住印刷電路板WS。在金屬化區域17中，夾鉗31與印刷電路板WS一起被傳送，之後緊閉。夾鉗31以及其等之夾持設備49係設計成能夠運送印刷電路板WS通過外殼2之內部7。為此目的，驅動夾持設備49本身，因此透過夾鉗31傳送印刷電路板WS。因此，夾鉗31之作用不僅用於饋入電流至印刷電路板WS，且之後亦作為傳送元件。

反電極20位在第二(去金屬化)區域18中，經由連接的電流來源61，相對於運行通過之接觸夾鉗31陰極化。此洗滌陰極20可由不同的個別洗滌陰極構成。其安裝在電氣接觸元件34、35之接觸區間之電解液內，接觸夾鉗31呈 打開狀態(如圖4所示)。其亦可安裝在運行通過之接觸夾鉗31的對面(如圖2所示)。此外，從接觸夾鉗31之運送方向觀之，其亦可安裝成先在運行通過之接觸夾鉗31的對面，之後在電氣接觸元件34、35之接觸區之間。個別的洗滌陰極可以不同的電流或電壓操作。為此目的，其等可連接至輸出不同電流/電壓之電流/電壓來源。特別地，以該接觸夾鉗之傳送方向觀之，可用比最後個別洗滌陰極大的電流或高的電流密度，操作該第一個別洗滌陰極。

反電極21位於第三(接觸塗佈)區域19中，且藉由連接的電流來源62，相對於運行通過的接觸夾鉗31陽極化。此接觸塗佈陽極21可由不同的個別接觸塗佈陽極構成。其安裝在電氣接觸元件34、35之接觸區之間之電解液內，接觸夾鉗31呈打開之狀態(如圖2、4所示)。其亦可安裝在運行通過之接觸夾鉗31之對面。接觸元件34、35之距離需小於30mm。此外，以接觸夾鉗31之運送方向觀之，其可先安裝在運行通過之接觸夾鉗31之對面，之後在電氣接觸元件34、35之接觸區之間，反之亦然。可用不同的電流或電壓，操作該個別的接觸塗佈陽極。為此之目的，可將其等連接至輸出不同電流/電壓之電流/電壓來源。特別地，以該接觸夾鉗之傳送方向觀之，可用比最後的個別接觸塗佈陽極大的電流或高的電流密度，操作該第一個別接觸塗佈陽極。

在金屬化區域17中，用電流來源60施予接觸夾鉗31電流。位在二個夾鉗接觸臂32、33下端之電氣接觸元件 34、35，事實上是經由壓制其等於該印刷電路板之下、上表面上，而將電流轉移至印刷電路板WS，之後透過其等轉移至該工件上。在此，並不希望浸到電解液中之接觸臂32、33產生金屬化，因此可用例如，塑膠構成之屏蔽殼48或用絕緣層包住其等之四周，以便屏障其等免於場線之影響(屏蔽殼48，圖4)。在接觸塗佈裝置19中，在金屬化期間，鄰近接觸元件之接觸臂部分，可能一起被金屬化。此塗佈區域46例示於圖4中。

圖7顯示用於製造與工件WS電氣接觸之電流饋入設備之替代構形，觸點輪70，其連接至金屬化電流來源60。在此情況下，透過觸點輪70之圓筒側區，製造與工件WS，較佳地平面材料，諸如印刷電路板，之電氣接觸。在工件WS上滾動之路徑可為帶狀的或在極端情況下為線性的。該圓筒區之材料可由導體材料構成，較佳地由鈦或高級鋼構成，或由導電彈性體構成。該接觸區可為環形封閉的，如此在圓筒區之所有的區域上之極性普遍相同，或該圓筒區由數個具有可調極性之個別的接觸區構成。在工件WS之金屬化方面，陽極40位在工件WS之對面。較佳地沈積銅。使用觸點輪70時，同樣地，該裝置具有三個功能區，金屬化區域117、去金屬化區域118以及接觸塗佈區域119。金屬化區域117位在觸點輪上，在此接觸接觸區74本身接觸工件WS。在觸點輪70之轉動方向上，接著去金屬化區域118。後者具有洗滌陰極120，其位在接觸區74之對面，且相對於接觸區74陰極化，如此附著於接觸區74之金屬會被 洗掉。為了降低洗滌陰極120因其與陽極40之間之電場而被金屬化，可利用絕緣屏蔽71，屏蔽洗滌陰極120與陽極40之電場。在個別接觸區之情況下，亦可省略洗滌陰極120，因為之後該個別的接觸區可相對於工件WS陽極化，而洗去接觸區74上之金屬。根據本發明，位在金屬化117以及去金屬化118之區域間的是接觸塗佈119之區域。後者具有接觸塗佈陽極121，其位在接觸區74之對面，且相對於接觸區74陽極化。為了抑制其它電極之干擾影響，可用絕緣屏蔽71屏蔽接觸塗佈陽極121以及陽極40，以及用絕緣屏蔽72屏蔽接觸塗佈陽極121以及洗滌陰極120。假如陽極40實行接觸塗佈陽極121之任務，則可省略接觸塗佈陽極121，因為其相對於接觸區74陽極化。去金屬化之區域118可大於接觸塗佈之區域119。用噴嘴，例如，包含金屬化電解液之流，可在金屬化區域117或去金屬化區域118或接觸塗佈區域119中，施予至觸點輪70上。觸點輪70可與平面工件之一側或二側接觸，也就是說，至少二個觸點輪70與其前以及後側接觸。

圖6顯示依照本發明之方法之順序：首先(步驟A)，提供依照本發明之以上所述的裝置1，其包含金屬沈積裝置17，其中裝配有印刷電路板WS、陽極40、41、沈積電解液AE、電流產生設備60以及具有電氣接觸元34、35之接觸夾鉗31。

在印刷電路板WS被傳送進入裝置1以及到達其中從側邊而來之接觸夾鉗31經方法步驟B)塗佈上銅(至少 在接觸元件34、35之接觸區上)之區域(其等在此樞轉進入平行於印刷電路板WS之傳送路徑TB之路徑上)之後，接觸元件34、35會抓住印刷電路板WS以及與其接觸(方法步驟C)。在之後通過金屬化區域17的傳送期間，透過夾鉗接觸31，饋入電流至印刷電路板WS，使其相對於陽極40、41陰極化，如此銅沈積在印刷電路板上(方法步驟D)。同時，在夾鉗接觸臂32、33之區域中之接觸元件34、35以及接觸夾鉗31之鄰近區域部分，產生金屬化。

一旦印刷電路板WS到達金屬化區域17之出口區域，接觸夾鉗31會連續地放開印刷電路板WS，然後印刷電路板WS會被送出裝置1。接觸夾鉗31被運送進入圓頂30之後部分中之第二區域18，在此接觸夾鉗31相對於在那裡的洗滌陰極陽極化，如此沈積的銅再次被洗掉(方法步驟E)。可用0.01-2.5A/夾鉗之電流進行此製程。在通過圓頂30之後部之返回部分後，接觸夾鉗31上之金屬被除掉了。之後使其等進入第三(接觸塗佈)區域19，在此其等相對於接觸塗佈陽極21陰極化。從此方法步驟開始，重覆之前所述之方法步驟B至E(方法步驟F)。在第三區域中，銅在0.2-10A/夾鉗之電流下，沈積在欲金屬化之區上(方法步驟B)。在已沈積具有所欲厚度之銅層後，再次將夾鉗31樞轉進入金屬化區域17，然後在那裡夾取另外未經處理的印刷電路板WS。

1‧‧‧連續設備

2‧‧‧外殼

3‧‧‧前壁

4‧‧‧後壁

5‧‧‧入口壁

6‧‧‧出口壁

7‧‧‧內部

17‧‧‧第一(金屬化)區域、金屬化裝置

18‧‧‧第二(去金屬化)區域、洗滌裝置

19‧‧‧第三(接觸塗佈)區域、接觸塗佈裝置

20‧‧‧反電極、洗滌陰極

21‧‧‧反電極、接觸塗佈陽極

30‧‧‧接觸夾鉗圓頂

31‧‧‧接觸夾鉗、電流饋入設備

40‧‧‧陽極

49‧‧‧夾持設備

WS‧‧‧工件、印刷電路板

TR‧‧‧傳送方向

TB‧‧‧傳送路徑

Claims (10)

1. 一種於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法，其包含下列之方法步驟：(a)提供電解性金屬沈積裝置，其中裝配有該工件、至少一種陽極以及沈積電解液，且其具有一用於電流產生之設備以及至少一種電流饋入設備，各情況下，帶有至少一種電氣接觸元件，用於製造與該工件之電氣接觸；(b)使該至少一種電氣接觸元件與該工件接觸；以及(c)透過該至少一種電氣接觸元件，將電流饋至該工件，以便在該工件上沈積該沈積金屬；其特徵在於，在方法步驟(b)之前，於另外的方法步驟(d)中，在該至少一種電氣接觸元件上，沈積該沈積金屬。
2. 如申請專利範圍第1項之於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法，其特徵在於，於方法步驟(d)之前，在另外的方法步驟(e)中，移除存在該至少一種電氣接觸元件上之沈積金屬。
3. 如申請專利範圍第1或2項之於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法，其特徵在於，該方法步驟係重覆循環。
4. 如申請專利範圍第1或2項之於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法，該金屬較佳為銅，其特徵在於，於方法步驟(d)中沈積之沈積金屬層係沈積出一厚度，使得在隨後的方法步驟(c)之前，在該接觸區上之層的厚度為至少0.5μm。
5. 如申請專利範圍第1或2項之於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法，其特徵在於，在方法步驟(d)中，除了各該至少一種電流饋入設備之至少一種電氣接觸元件之情況外，亦在該至少一種電流饋入設備中，鄰近該分別的至少一種電氣接觸元件之部分上，沈積該沈積金屬。
6. 如申請專利範圍第1或2項之於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法，其特徵在於，該工件被導引在用於連續電解性金屬沈積之連續裝置中之傳送路徑上，其中數個電流饋入設備被導引平行於該傳送路徑，在此情況下，首先，根據方法步驟(b)，使該電流饋入設備之電氣接觸元件與該工件電氣接觸，以及其次，根據方法步驟(c)，透過該電氣接觸元件極化該工件，在方法步驟(c)之後，該電氣接觸元件先與沈積於其上之沈積金屬分開，之後根據方法步驟(d)，在該電氣接觸元件與另外的工件接觸之前，使沈積金屬再次沈積在該電氣接觸元件上。
7. 如申請專利範圍第5項之於工件上電解性沈積一沈積金屬的方法，其特徵在於，該電流饋入設備夾在形成循環之夾持設備上，在該循環之第一區域中，使該電流饋入設備之電氣接觸元件與該工件接觸，沈積金屬在該第一區域中沈積在該工件上，以及在該第一區域之終端處，使該工件以及該電氣接觸元件間之接觸再次分開，在該循環之第二區域中，洗掉沈積在該電氣接觸元件上之沈積金屬，以及在該循環之第三區域中，使沈積金屬再次沈積在該電氣接觸元件上。
8. 一種於工件上電解性沈積一沈積金屬之裝置，其包含： (a)一電解性沈積裝置，其具有至少一種陽極以及至少一種電流饋入設備，各情況下，帶有一種電氣接觸元件，用於製造與該工件之電氣接觸，其中可使該至少一種陽極以及該至少一種電流饋入設備，與沈積電解液接觸，以及(b)一用於電流產生之設備，其特徵在於，該裝置進一步包含一接觸塗佈裝置，用於在該電氣接觸元件上沈積該沈積金屬，在該裝置中，該至少一種電氣接觸元件沒有與該工件接觸。
9. 如申請專利範圍第8項之於工件上電解性沈積一沈積金屬之裝置，其特徵在於，該裝置進一步包含一洗滌裝置，用於從該至少一種電流饋入設備中移除該沈積金屬。
10. 如申請專利範圍第8或9項之於工件上電解性沈積一沈積金屬之裝置，其特徵在於，該裝置是一連續裝置，用於連續電解性金屬沈積數個電流饋入設備，其中該電流饋入設備夾在形成循環之夾持設備中，其中在該循環之第一區域中，該連續裝置具有一用於該工件之傳送路徑，以及一平行於該傳送路徑用於該電流饋入設備之引導件，如此可使該電氣接觸元件與該工件接觸，以及可於該工件上沈積沈積金屬，以及其中該連續裝置設計成，在該第一區域之終端處放開該工件與該電氣接觸元件間之接觸，其中該用於從該電氣接觸元件上移除沈積金屬之洗滌裝置，進一步形成該循環之第二區域，以及其中用於在該電氣接觸元件上沈積該沈積金屬之接觸塗佈裝置，形成該循環之第三區域。