DE1796130C

DE1796130C - Method and arrangement for treating parts of the surface of workpieces with liquid chemicals

Info

Publication number: DE1796130C
Authority: DE
Inventors: Ernst Rausch Georg Schmidt Rudolf 8000 München Wutz Franz 8060 Dachau Wenzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-07-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln der Oberfläche mindestens eines Werkstückes, das hierzu in eine Chemikalien enthaltende Flüssigkeit eingebracht wird, insbesondere zum Aufbringen von Schichten aus Edelmetall und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for treating the surface of at least one workpiece, which for this purpose is introduced into a liquid containing chemicals, in particular for application of layers of precious metal and arrangement for carrying out the method.

Unter »Behandeln« 1st dabei beispielsweise das stromlose Abscheiden von Metallen auf Werkstücken aus Metall oder Kunststoff und chemische Oberflächenbearbeitungen mit und ohne Strom (z. B. Ent- fetten, Entrosten, Beizen, anodisches Oxydieren) ebenso zu verstehen wie das galvanische Abscheiden von Metallen auf aus Metall bestehenden Teilen der Oberflächen von Werkstücken.“Treat” includes, for example, the electroless deposition of metals on workpieces made of metal or plastic and chemical surface treatments with and without electricity (e.g. de- greasing, rust removal, pickling, anodic oxidation) as well as galvanic deposition of metals on parts of the surfaces of workpieces made of metal.

Bei bekannten Verfahren der eingangs genannten Art hat man die Werkstücke an Gestellen aufgehängt oder in Trommeln gefüllt und zusammen mit diesen in die Flüssigkeit, z. B. in einen Elektrolyten getaucht, und zwar so tief, daß die Werkstücke bzw. bestimmte Bereiche davon auch unabhängig von ao Schwankungen des Spiegels der Flüssigkeit stets mit Sicherheit vollständig in diese Flüssigkeit eintauchen. Es ist dabei nicht möglich, unterschiedliche Teile der Werkstückoberfläche ohne Abdeckung verschieden zu behandeln, z. B. mit unterschiedlich dicken Schich- »5 ten eines Metalles zu überziehen oder auf einzelne Teile des gleichen Werkstückes Überzüge aus verschiedenen Metallen aufzubringen. In known methods of the type mentioned above, the workpieces have been hung on racks or placed in drums and mixed with them into the liquid, e.g. B. immersed in an electrolyte so deep that the workpieces or certain areas thereof, regardless of ao fluctuations in the level of the liquid, are always completely immersed in this liquid with certainty. It is not possible to treat different parts of the workpiece surface differently without a cover, e.g. B. to coat with layers of different thicknesses of a metal or to apply coatings of different metals to individual parts of the same workpiece.

Gerade das läßt sich durch die vorliegende Erfindung mit äußerst geringem Aufwand ermöglichen.This is precisely what the present invention makes possible enable with extremely little effort.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück schwimmend angeordnet wird, so, daß nur der zu behandelnde Teil der Oberfläche in die Flüssigkeit eintaucht.The method according to the invention is characterized in that the workpiece is arranged in a floating manner so that only the part of the surface to be treated is immersed in the liquid.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich die Behandlung auf sehr eng tolerierte Teilbereiche der Oberfläche der Werkstücke beschränken läßt und daß sich dadurch beim Abscheiden von Metallen eine erhebliche Einsparung an Material erzielen läßt. Bei einer schwimmenden An-Ordnung der Werkstücke kann man nämlich die Eintauchtiefe von bestimmten Teilen der Oberfläche auf Bruchteile eines Millimeters genau einhalten, ohne daß man hierzu das Niveau der Flüssigkeit mit aufwendigen Reglern auf einem konstanten Wert halten muß. Durch eine solche Regelung könnte man die genannte Genauigkeit ohnehin nicht erreichen, wenn die Oberfläche der Flüssigkeit als Folge der in ihr hin und her bewegten Gegenstände wellig ist.A particular advantage of the invention is that the treatment was very closely tolerated Partial areas of the surface of the workpieces can be limited and that thereby during the deposition of metals can achieve a considerable saving in material. With a floating arrangement of the workpieces you can namely determine the immersion depth of certain parts of the surface Comply with a fraction of a millimeter without having to laboriously adjust the level of the liquid Must keep controllers at a constant value. Such a regulation could make the said accuracy anyway not reach if the surface of the liquid as a result of in it objects moving back and forth is wavy.

Ferner kann man durch die Erfindung auf ein Gestell verzichten, das ja gegenüber dem die Flüssigkeit enthaltenden Behälter hin und her verschiebbar angeordnet und so genau ausgeführt sein muß, daß sich die an ihm befestigten Werkstücke parallel zu der Oberfläche der Flüssigkeit bewegen. Zur Erfüllung dieser Forderung ware schon dann eine äußerst aufwendige Konstruktion erforderlich, wenn die Eintauchtiefe der Teile in die Flüssigkeit in jeder Stellung des Gerüstes nur auf einen Millimeter genau sein soll.Furthermore, one can dispense with the invention on a frame that is opposite to the liquid Containing container arranged to be displaceable back and forth and must be designed so precisely that the workpieces attached to it move parallel to the surface of the liquid. To fulfillment this requirement an extremely complex construction would be required if the immersion depth of the parts in the liquid in every position of the framework with an accuracy of only one millimeter should be.

Die Einhaltung der genannten Toleranzen ist aber beispielsweise dann wichtig, wenn für Kontaktzwecke bestimmte Kleinteile, wie beispielsweise Schalterteile, Kontaktarme oder Steckerstifte, nur an denjenigen Stellen mit einer Edclmctallschicht überzogen werden sollen, die später für die Kontaktgabe tatsachlich ausgenutzt werden.However, compliance with the specified tolerances is important, for example, when for contact purposes certain small parts, such as switch parts, contact arms or connector pins, only on those Areas should be coated with a special metal layer, which will actually be used later for making contact will.

Da die Abscheidung von Edelmetallen auf sehr eng begrenzte OberfWohenteUe von kleinen Bauteilen mit den bekannten Methoden wlrtechafülch nicht möglich war, hat man bisher in solchen Fallen die gesamte Oberflache derartiger Bauteile behandelt und die damit verbundene Verschwendung von Edelmetall in Kauf genommen. Dabtil trat als zusätzlicher Nachteil, z. B. bei der Bearbeitung in Massengalvanisicrungsaggregaten, eine verfahrensbedingte Ungleichmäßigkeit der Schichtdicke auf. Since the deposition of precious metals on very narrowly limited surface areas of small components was not possible with the known methods, the entire surface of such components has hitherto been treated in such cases and the associated waste of precious metal has been accepted. Dabtil appeared as an added disadvantage, e.g. B. when processing in Massengalvanisicrungsaggregaten, a process-related unevenness of the layer thickness.

Bei dem erflndungsgemößen Verfahren werden die Werkstücke in der Regel in einer Hilfsvorrichtung angeordnet. Müssen die Werkstücke zur Behandlung hintereinander mehreren Badlüsungen ausgesetzt werden, wird man die Hilfsvorrichtung entsprechend der Bearbeitungsfolge jeweils in einen anderen Schwimmer einsetzen. Eine gleichmäßige Schichtdicke wird bei einer galvanischen Behandlung dabei durch eine sichere Kontaktierung und gleichmäßige Anodenabstände aller Teile erreicht. In the method according to the invention, the workpieces are generally arranged in an auxiliary device. If the workpieces have to be exposed to several bath solutions one after the other for treatment, the auxiliary device will be inserted into a different float in accordance with the processing sequence. With galvanic treatment, a uniform layer thickness is achieved through secure contact and uniform anode spacing of all parts.

Die Schwimmer werden zweckmäßig eine positive metazentrische Höhe haben. Durch Verändern des Verhältnisses von Gewicht zu Volumen der aus Hilfsvorrichtung und Werkstücken bestehenden Einheit läßt sich dann die Eintauchtiefe der zu behandelnden Oberflüchenteile — z. B. während verschiedener Bearbeitungsstufen unterschiedlich — einstellen. The swimmers will expediently have a positive metacentric height. By changing the Ratio of weight to volume of the unit consisting of auxiliary device and workpieces can then the immersion depth of the surface parts to be treated - z. B. during various Processing stages different - set.

Hierzu kann man entweder die Hilfsvorrichtung durch Aufsätze unterschiedlich belasten oder ihr Volumen verändern. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Werkstücke in einer entsprechend groß bemessenen Hilfsvorrichtung verschieden hoch zu befestigen.For this you can either load the auxiliary device differently by attachments or you Change volume. Another possibility is to have the workpieces in a correspondingly large size sized auxiliary device to be attached at different heights.

Vor der Behandlung von großen Stückzahlen kleiner Bauteile wird man diese zunächst in ein entsprechend ausgebildetes Magazin einbringen, aus dem die Teile mit den zu behandelnden Oberflächen mit einer definierten Länge herausragen. Bei einer galvanischen Behandlung sind die Magazine zur Kontaktierung zweckmäßigerweise mit Kontaktfolien oder Kontaktgewebeeinsätzen ausgestattet, die von den zu galvanisierenden Teilen durchstoßen werden. Es können auch Metallbürsteneinsätze, in Rahmen gefaßte Metallwolle oder eingelegte Kontaktdrähte zur Anwendung kommen. Diese Magazine werden dann in die Schwimmer bzw. in die Hilfsvorrichtung eingehängt. Sollen bei einer galvanischen Behandlung stärkere Schichtdicken der in die exponierten Randberciche der Magazine eingebrachten Bauteile vermieden werden, können die Schwimmer mit blendenartigen Bodeneinsätzen versehen werden.Before handling large numbers of small components, these are first converted into a corresponding Introduce trained magazine, from which the parts with the surfaces to be treated with a protrude defined length. In the case of galvanic treatment, the magazines are used for contacting expediently equipped with contact foils or contact fabric inserts, which from the to galvanized parts are pierced. Metal brush inserts can also be used, in frames Metal wool or inserted contact wires are used. These magazines are then in the float or suspended in the auxiliary device. Should be used during galvanic treatment thicker layers of the components introduced into the exposed edge areas of the magazines are avoided the floats can be fitted with fascia-like floor inserts.

Soll eine große Anzahl mit Kunststoff umspritzter Teile, wie z. B. Steckerleisten, gleichzeitig in einem Bad behandelt werden, so können diese bereichsweise an eigene Stromkreise angeschlossen werden. Durch eine entsprechend abgestufte Stromstärke für jeden Bereich läßt sich für alle Teile wenigstens annähernd die gleiche Abscheidungsgeschwindigkeit und Schichtdicke erzielen. ·If a large number of parts molded with plastic, such as B. power strips, at the same time in one Bad are treated, so these can be connected to their own circuits in areas. With a correspondingly graduated current intensity for each area, at least approximately achieve the same deposition rate and layer thickness. ·

Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemäße Verfahren beim Galvanisieren der Stifte von Steckerleisten. Diese Stifte haben auf der einen Seite ein Kontaktstück und auf der anderen eine Lötfahne. Bisher hat man solche Stifte insgesamt, mit einer unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit des Überzuges uuf dem Kontaktstück ausreichend dicken Schicht eines Edelmetalles, insbesondere mit einer Goldschicht, überzogen. Dabei wird jedoch dasThe method according to the invention offers particular advantages when electroplating the pins of connector strips. These pins have a contact piece on one side and a solder tail on the other. Heretofore there has been a total of such pens, with one from the point of view of the durability of the coating On the contact piece, a sufficiently thick layer of a noble metal, in particular with a Gold layer, plated. However, this will be the case

Edelmetall nicht wirtschaftlich ausgenutzt, da die verhältnismäßig dicke Goldschicht lediglich auf den Kontaktstücken notwendig Ist, während die von dem Kunststoff umgebenen Teile überhaupt nicht und die Lötfahnen nur mit einer sehr dünnen Goldschicht β überzogen sein müßten, Diesen unterschiedlichen Anforderungen kann nun durch das erflndungsgemäße Verfahren äußerst einfach und wirtschaftlich entsprochen werden, da man die Galvanisierung der Stifte In sehr einfacher Welse erst nach dom Einpressen In die Kunststoffleiste durchführen kann, und zwar auf den beiden Seiton der Leiste mit unterschiedlichen Schichtdicken oder Überzügen.Precious metal not economically exploited because the relatively thick gold layer is only necessary on the contact pieces, while that of the The parts are not surrounded by plastic at all and the soldering lugs are only covered with a very thin layer of gold β These different requirements can now be made extremely simple and economical by means of the method according to the invention must be met, as the galvanizing of the pins in a very simple catfish can only be carried out after the dome has been pressed into the plastic strip, namely on the two Seiton of the bar with different layer thicknesses or coatings.

An einem solchen AusfUhrungsbeisplel wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the drawings using such a design example. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt,F i g. 1 a longitudinal section,

F i g. 2 einen Querschnitt undF i g. 2 a cross section and

Fig. 3 eine Draufsicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Galvanisiereinrich-Fig. 3 is a plan view of a according to the invention Electroplating equipment

In diesen Figuren sind ein Behälter mit 1, der darin enthaltene Elektrolyt mit 3 und eine paralell zum Boden des Behälters verlaufende Anode mit 2 bezeichnet. Einem rahmenförmig ausgebildeten Schwirr»- as mer, z. B. aus Strom nicht leitendem Material, ist das Bezugszeichen 4 zugeordnet. In diesem Schwimmer sind mehrere, beispielsweise hundert, Steckerleisten befestigt, die aus einem Preßteil 6 aus Kunststoff bestehen, aus dem die zu galvanisierenden Werkstücke, nämlich die Kontaktstücke 5 und die Lötfahnen herausragen. Der Schwimmer kann auch noch zusätzliche Hilfsanoden tragen.In these figures are a container with 1, which is in it The electrolyte contained therein is denoted by 3 and an anode running parallel to the bottom of the container is denoted by 2. A frame-shaped buzzing »- as mer, z. B. from electricity non-conductive material, that is Associated with reference numeral 4. In this float there are several, for example a hundred, connector strips attached, which consist of a pressed part 6 made of plastic, from which the workpieces to be galvanized, namely the contact pieces 5 and the soldering tails protrude. The float can also be additional Wear auxiliary anodes.

Nach dem Anschluß der Anode 2 an den Pluspol einer nicht dargestellten Gleichstromquelle und der Stifte 5 an den Minuspol dieser Quelle wird während eines ersten Zeitabschnittes zunächst auf die in den Elektrolyten hineinragenden Lötfahnen 51 ein Überzug aufgebracht. Dabei wird der Schwimmer in Richtung des in F i g. 1 dargestellten und mit 7 bezeichneten Pfeiles hin und her bewegt.After connecting the anode 2 to the positive pole of a direct current source, not shown, and the Pins 5 to the negative pole of this source is initially on the in the during a first period of time Electrolyte protruding soldering lugs 51 applied a coating. In doing so, the swimmer is directed towards of the in FIG. 1 shown and labeled 7 moves back and forth.

Nach Erreichen der gewünschten Schichtdicke wird dann der Schwimmer im garnen umgedreht, so daß die zuvor aus dem Elektrolyten herausragenden Kontaktstücke 5 in den Elektrolyten eintauchen.After the desired layer thickness has been reached, the float is turned around in the yarn, see above that the contact pieces 5 protruding from the electrolyte are immersed in the electrolyte.

Der Schwimmer 4 ist so bemessen, daß der Spiegel 31 des Elektrolyten 3 die Oberseite der Werkstücke 5 nicht berührt.The float 4 is dimensioned so that the mirror 31 of the electrolyte 3 is the top of the workpieces 5 not touched.

Claims

Patent claims:

1. A method for treating the surface of at least one workpiece, which is for this purpose in a Liquid containing chemicals is immersed, in particular for the application of layers made of precious metal, characterized in that the workpiece is arranged in a floating manner so that only the part to be treated the surface is immersed in the liquid.

2. The method according to claim 1, characterized in that the workpiece is arranged in an auxiliary device so that in a first treatment step a first part of the surface of the workpiece is immersed in the liquid, and that the auxiliary device is then turned over with the workpiece, so that a second part of the surface of the workpiece that is outside the liquid is immersed in the liquid during the first treatment step.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekonn- .3. Arrangement for carrying out the method according to claim 1 or 2, thereby gekonn-.

. zeichnet, daß dos Werkstück in einer Hilfsvorrichtung angeordnet ist, und daß das Verhältnis' von Gewicht zu Volumen der aus Hilfsvorrichtung und Werkstück bestehenden Einheit veränderbar 1st.. indicates that the workpiece is arranged in an auxiliary device, and that the ratio ' from weight to volume of the unit consisting of auxiliary device and workpiece is changeable.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsvorrichtung eine positive metnzentrische Höhe hat.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the auxiliary device has a positive metering height.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsvorrichtung aus mindestens einem, einem oder mehreren Behandlungsschrittcn zugeordneten Schwimmer besteht.5. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the auxiliary device consists of at least one swimmer assigned to one or more treatment steps.

6. Arrangement for the galvanic treatment of existing metal, with the negative pole a DC voltage source connected parts of the surface of at least one workpiece according to one of claims 3 to S, characterized in that the with the positive pole of the DC voltage source connected anode plate-shaped and in the electrolyte is arranged parallel to its surface.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the auxiliary device is additional Anodes.

8. Arrangement for the galvanic treatment of existing metal, with the negative pole a DC voltage source connected parts of the surface of at least one workpiece according to one of claims 3 to 5, characterized in that several workpieces together contacted by a metal foil and connected to the negative pole of the DC voltage source are.

9. Arrangement for the galvanic treatment of existing metal, with the negative pole a DC voltage source connected parts of the surface of at least one workpiece according to one of claims 3 to 5, characterized in that several workpieces together contacted by metal brush-like inserts and with the negative pole of the source of the same voltage are connected.

10. Arrangement for the galvanic treatment of existing metal, with the negative pole a DC voltage source connected parts of the surface of at least one workpiece according to one of claims 3 to 5, characterized in that several workpieces together contacted by metal wool and connected to the negative pole of the equilibrium voltage source are.

11. Arrangement for the galvanic treatment of existing metal, with the negative pole a DC voltage source connected parts of the surface of at least one workpiece according to one of claims 3 to 5, characterized in that the workpieces are individually or Are connected to separate DC voltage sources in areas.

1 sheet of drawings