TW548349B - Segmented counterelectrodes for an electrolytic treatment system - Google Patents

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五、發明説明（i .人=發明相料工作件電解處理的裝置及方法，尤其相關 万；笔路板及其他電路載體。 :路板科技及智慧卡科技中，結構持續變小的尺寸要求 極薄的基板層，其須加以處理，先前這些基板層藉由在非 導％塑膠支柊板上舖上一層極薄電解銅膜而製成，銅塗層 、、勺具15-35/ζηι厚度。在精密線路板中，目前這些基板層常 由無電鍍金屬沉積製成，在此基板層上，例如穿透孔及具 有50 // m線路及間隔的精密導體圖案皆施以電解處理。對 電路板的製造而言，在電鍍導體軌跡間的強化基底層必須 以化學蝕刻移除，因導體軌跡在蝕刻過程中不應切除底 部，基板層必須是薄的。精密線科技使用2_5/zm厚度的基 板層’在SB U(連續建立）科技中，要求由無電鍍方法製成 銅基板層且具有0.3-10//111的厚度。 對薄金屬層（尤其是銅層）的製造而言，在電路板基板材 料上可使用一般電路板處理系統，例如在專利案第DE 3 6 45 3 19 C2號及第〇Ε 41 32 418 C1號中說明此類系統，在 此以引用方式併入本文。兩份文件中所揭示之系統，其中 電路板材料係經由系統，以水平輸送方法饋入，在兩情形 中皆以水平輸送平面導入材料。專利案第DE 36 45 319 C2號說明電路板的安裝輸送帶系統，以水平配置的夾具與 待處理產品以電接觸；在DE 41 32 418 C1中所揭示者為 具有接觸輪的安裝輸送帶系統，藉此方式水平接觸電路 548349 五 、發明説明（ 板。 已發現如果選擇如1〇 A/dm2的相對大電流密度塗佈 ^無進-步措施已不再能在具有極薄（如_厚度）基板 至屬塗層的電路板材料進行電解金屬化。此情形中，在甘 些與電接觸點相對遠離(如5〇—的面積沉積較少(或甚： 無）金屬，經由電接觸點，例如根據DE刊衫319以萨^ 夾具’或根據DE 41 32 418 C1藉由接觸滾筒，饋入^流 而將整個基板層金屬化（基板金屬化）。 例如可藉由減少電流密度而減輕上述問題，惟其不利之 處在於因此減少電H统的有效性及經濟可行性。為形成 預設層厚度的金屬層，在這些條件上必須提供夠長的處理 系統’其中在必要的金屬化時間期間可維持電路板材料完 好。投資及材料相關情況所需的花費及用以照料，維修及 維護所需的人事，造成此類系統的操作不合經濟效益。 !用低陰極電流密度時’亦證明為不利，其中待金屬化 的薄銅基板層在通常用來執行電解金屬化的硫酸銅槽中， 被部分地或完全地溶解，致使只有非導電基板材料留下。 避免上述問題的另-可能性為找出電路板的不同電接觸 方法。 舉例而言，在EP 〇 959 153 A2(兹以引用方式併入本文） 中說明電路板的另一安裝輸送帶系統，此例中，使用接觸 滾筒，其跨過整個電路板寬度與輸送方式橫切而延伸，以 此裝置可〉冗積的金屬層厚度比使用上述裝置者某種程度上 較為平均，惟避免在陰極側連接的接觸滾筒金屬化所需的 I紙張尺度適财國S家標準(CNS)域格(“297公爱〉 5- 548349 五、發明説明（ 措施花費太大^ 此頒型的另一接觸安裝輸送帶系統在〇£ 196 33 797 Ai 中有所說明，兹以弓1用方式併入本文，此系統橫跨整個工 作寬度均具有接觸及輪送滾筒。 滾 變 可 f隹此私接觸方法有一極不利處，包括藉由金屬接觸 同，由於陰極化而使直流電導入電路板的可用面積，而 成在表面載入銅分子，這將引起靈敏表面損壞，因此不 行。 發明簡述 置 □此本發明之目的係發現一特別可達成經濟操作的裝 及方法。 :本發明另一目的係無需存在任何具有害效應的薄基板金 屬層，而在大量制式工作件（尤其是電路板及其他電路載 子）上沉積一金屬層。 本發明仍有另一目的，係找出一裝置及方法適於其他電 解處理，其亦需在大量制式工作件上皆均等，例如電解蝕 刻過程。 孔 件 其中以下所指出的工作件為扇形，特別地這些扇形有 及/或厚度相對其長度及寬度相對較小，此類扇形工作 可特別用於電路板或其他電路載子。 电路板所指此類材料亦應如包括由複數個介電及金屬 製成的扇形薄片，並可包括孔（穿透孔、埋孔及盲孔）。 他電路載子包括，（¾其他物件之間）非扇形物件用於黏= 及電連接至這些電路載子的電氣零組件的電連接，例^耆 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） -6 - 548349 A7

k二可為其上具有導體結構的立體結構。此外，這些， =含混合系統的晶片載子，基本上工作件不應僅視 电路載子，亦應視為提供其他目的的產品。 ’、’包轧 〜丨”包伐和對，應了解這指 十向^•極與X作件配置成互相以特定方式分隔，最好對 裝 =極與工作件位於互相平行的平面上，其中相關於扇形 =電極與工作件。其他情形中，對向電極與工作件具有 雜的立體形式’應了解所呈現的配置，其中對向電極與 作件配置成互相以預設方式分隔’藉此對向電極與工作 的特走表面互相面對，互相以平均距離分隔。 ^中以下指出電極區段為近接觸，應了解此意即各電極 區段配置成與包含電接觸地點的工作件的至少一區域相 其中以下指出電極區段為遠接觸，應了解此意即各電極 區段配置成與遠離接觸地點的工作件的至少一區域相對。

其中以下參照至用以引處理流體接觸工作件、對向電 極、接觸點、用以經由裝置或電極區段饋入工作件的構件 而使用的構件，意指至少一構件用以引處理流體接觸工作 件、至少一對向電極、工作件上至少一接觸點、至少一構 件用以經由裝置或至少一電極區段饋入工作件。 根據本發明的裝置及方法，適用於工作件（尤其是電路 板及其他電路載子）的電解處理，電路載子的電解處理， 其中可包括電解金屬化或電解蝕刻，或以其他方式在它們 之上執行電解處理。本發明尤其相關在安裝輸送帶系統製

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548349 A7 — B7 五、發明1明（6 ~ ^--— ^問題二對目前在電路板科技及智慧卡科技所使用更小的 、、口構而σ，白使用極薄銅層作為基板金屬塗層，這些銅層 具有成比例的大電阻，此電阻高於以前一般包括電解銅的 17.5//m厚度的基板層電阻，高達1〇〇倍之多，部分原因是 因某些情形中係以無電鍍銅層作為基板金屬塗層，而無電 鍍沉積銅層的電阻高於電解沉積銅的電阻。 即便在電路板製造中使用此薄銅層，電流在電解槽中經 由基板金屬塗層流動而分配至電接觸構件，藉此電路板以 電連接至電解槽的電流源。 如果電鍍系統的電接觸構件在電路板一邊緣以一般方式 連接，則整體電流必須流經有電流供應的薄基板金屬塗 層，特別是由前方一路流至對邊。電解處理一開始，例如 陽極位於電路板對面，電路板剛好在電解金屬化的安裝輸 送系統流入區域的後面，藉由此電流會在靜止的薄基板金 屬空層造成大的電壓降，俾使局部有效槽電壓以不同量減 V °在電解金屬化的例子，基板層因處理時間增加而變 厚’因此而較導電；在電解蝕刻的例子，電傳導性以對應 的方式降低’兩例子中，事實上電路板的表面經過習用製 私中皆電解處理得不均句。通常具有複數個電解金屬化陽 極的安裝輸送帶系統中，必須能以高達丨：1 〇〇的範圍處理 具有極不同厚度基板層的電路板，而造成一產品至下一產 品有極不同的有效電解處理。 由於在安裝輸送帶系統中，通常在一側將電流饋入電路 板’造成局部不同槽電壓，亦因而造成局部不同電流密 t紙張尺度適财國國家標i(CNS) A4規格爱)-9 -- 548349

度，此導致電路板上局部相 μ m ^ m ^ w、t 7臂与度。在接觸面積中， ，卜—$ μ i W距離増加，厚度即持續地減 /。在電路板引起的層厚户装田 β ^ 印尽度爰兴依厚度（即依基板層電阻 s…解液的電阻Re、依電路板與影響電叫的輸送 :向棱切的寬度’及依影響電叫的陽極/陰極分隔)而 足。 為能更清楚說明水平電鐘萃结左陆、+、& τ %狨乐統在陳述條件下的情形而參 照至圖1，其中根據所陳述的技藝以示意剖面圖，說明一 水平安裝輸送帶系、统。圖2說明圖i所示系、统情形的相關等 化電路圖，圖中的參考數字及其他標籤以下將加以說明， 並列入元件符號對照表中。 以一般80 mm的陽極/陰極分隔，整流器12的輸出電恩 UGr實作上約為4V ;以15 mm的陽極/陰極分隔，所需的電 壓減少至約2 V ;如果在工作件使用約1 〇 a/ d m2的簡約可行 電流密度，在具有〇·5 // m開始層厚度的基板層中，電壓降 約US1 = 1V接近接觸面積，藉此電壓降Usx從UslSUs持續 地下降（在遠接觸區域US5=0.2V)。 如果以實際中取得的資料用在以下公式中： 1=1+12+13+14+15+16 (1) Uzi = UGr (2) Uz2=Ugr - Usi (3) Uz3=Ugr - (Usi + Us2) (4) Uz4= Ugr - (Usi + US2+US3) (5) Uz5=U〇R - (Usi + US2+Us3+US4) (6) -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱) 548349

發明説明 · (US1 + US2+US3+US4+US5) (7) 則造成極不同的槽電壓uzx。如果忽略由整流器（電流源） 至電解槽，在電導體中的輕微電壓降，則槽電壓 UZ2以電壓降usi的值而減少：

UZ2=UGR - US1 = 4V 一 1V=3V 由此造成兩槽電壓UZ1及uz2中以IV或相對於電路板近接 觸區域中的uzi=4V的25%的大小次序有所差異。假設另外 的電壓降為 US2 = 〇.8V ，US3=0.6V ，US4=0.4V ，

Us5=(K2V ’如實作極薄金屬基板層電鍍開始所發生者，則 造成以下的槽電壓：

^23^2.2V

1.6 V

Uz5= 1 ·2 V UZ6= l.ov 廷些局部不同的槽電壓引起不同的電流密度，並因而引 起不同的金屬層厚度。以電路板經由電鍍系統持續增加層 建儿，而使電阻減低，在電鍍開始的較薄待金屬化基板 ㈢其相對減少較多。如果電鍍過程中槽電壓差明顯地下 降，開始時發現的塗層不平均則無法弄平均，上例中開始 時的槽電壓差為4:1。 如果以較小的陽極/陰極分隔執行電鍍，則整流器電壓 uGR，例如由於電極電阻Re持續下降至2v而減弱。上例中 有相同私，瓦欲度，在基板層則會發生相同的電壓降

_ 11 ^7公釐) " 548349 A7 B7 五、發明説明（9

Usx，原因是根據上述等式（1)至（7)，槽電壓為

UZ4=Ugr^( υ5ΐ + υ52+USs) = 2 V~( lV+〇 8V+〇.6V)==〇V 此形式的電鍍系統並不適於處理薄金屬層，在這些條件 下，在安裝輸送帶系統中即使增加電鍍期間，亦未電鍍電 路板的运接觸£域’此£域中亦存在基板層會經由電解液 的化學侵襲而被蝕掉的危險。 根據EP 0 959 153 A2的處理系統中，其中以接觸滾筒 接觸電路板，饋入基板層的電流將不會均勻地流入電路板 的所有邊緣面積，以此技術，以較薄基板層的局部活動電 流密度差異會較以一側饋入者降低，但此例中，即使在輸 送方向中，仍有層厚度的差異。 根據DE 196 3 3 797 A1 ’有安裝輸送帶系統的相同應 用，其中在整個工作寬度皆提供接觸滾筒，此例中，亦重 演上述不利之處，電流流入工作件可用面積。 尤其在使用習用電鍵系統時’可見到在低電流密度的基 板層溶解’其中電流僅由電路板邊緣饋入基板層，歸因於 受影響表面積中的電槽電壓太低而無法金屬化的事實，致 使金屬可溶解而進入沉積槽中。為沉積金屬，需要最小電 流密度以補償化學蝕刻效應，否則不顧低電流密度，而變 成触掉而非電鍍電路板的遠接觸區域，結果，又增加電路 板中的電壓降。 本發明中，避免了所說明的情形： 可個別調整工作件上個別表面區域的槽電壓，結果補償 岫述的電壓下降，結果持續達成均勻電流密度及均勻電解 — - ___ · 12 本紙張尺錢财_家標準(CNS) A4雜(2継297公[ ------ 548349 五、發明説明（ 處理速度。 無須省卻電流由-側饋入的有利之處，而相對以例如接 觸滾筒延伸整個工作件寬度而馈入電流，此可避免接觸構 件碰觸工作件的靈敏可用面積，亦無需例如由對邊將電流 饋入私路板，此万法不利之處在於，須將接觸構件的分隔 碉至電路板的寬度。 可接近工作件邊緣藉由接觸夾或接觸滾筒作為接觸構件 $流而饋入電流，接觸滾筒可在週邊細分成複數個區段， 藉此只有區段沿工作件滾動而遞送電流。 以 為使電流均勻地饋入工作件，提供調節系統，其可用 控制電流源，當然亦可以手動來設定電流源’惟最好“ 自動電流調節II，可確保經由個別電極區段的各別電流在 基板金屬化中大大地補償電壓降。 因此可將電流以幾乎相同電流密度經過工作件的所有表 面積。 電 向 電極區段大小最好應加以選擇’使一對向電極的相鄰 極區段間的電壓幾乎為相等大小，以確保在輸送方向棒 的所有區域中-同等大小平均電流密度(jjj4)有效。 區 的 ::對向電極的電極區段大小’由至少一近接觸電極 H二少-遠接觸電極區段增加而有所不同，亦為㈣ 區 流 -對向電極的電極區段之間，或不同對向電極的電極 :間可以電隔離設計元件隔開，以避免電極區段間有杏 流動。 私 張尺度適用中_家標準(CNS) A4規格(21G X297公 13- 548349

設計元件防止電極區段間發生梦踗，B 3 &上一， 甘 私王尨路，且瑕好為溥側壁， 具效果為只輕微減弱電場線 ^ 俾使這些分隔側壁在電解處 里上的影響保持最小。 另-較佳實例中，非導電側壁緊靠工作件，致使側壁在 處理系統中將電解槽互相隔開。 /發明尤其可用於製造電路板及其他電路載子的水平系 ' &頒系、、·先中，如供合適輸送構件用以將由裝置饋入工 作件，以此裝置在-輸送方向輸送工作件，在製程中將工 作件電解處理。此系統中，對向電極最好細分成幾乎與工 乍件的輸送方向檢切的電極區段，如果以向上位置輸送電 路載子，則對向電極亦配置成向上。 貝例中，繪出電極區段的分隔線與工作件的輸送方 幾乎成平行。 ，，τ，一對向電極的電極區段間的分隔線最好相對於 一鄰近對向電極的電極區段間的分隔線而偏離，這可達成 遮蔽電場線（其確實微小但不容忽視）只在由電極區段經過 的工作件上一地點不影響電解處理的效應。當然 '，此例中 遮蔽效應影響工作件的不同區域，俾使處理效果幾乎保持 均勻。 本發明的另一實例中，畫出電極區段的分隔線與工作件 的輸达方向成角度α >0 ,以此方式，如上所述，由於在分 隔區域出現絕緣，而達成遮蔽效應不再限於工作件表面的 特定區域，而是平均地分佈。 此例中’一對向電極的電極區段間的分隔線可與一鄰近 --一 · 14 - 本紙張尺度適财s @家標•規格(細χ 297公g-一 — -- 548349 A7

對向電極的電極區段間的分隔線交會，俾使相鄰對向電極 間產生分隔線的交點，此避免具有不同電位的電極區段互 相直接接界，俾使對向電極本身可避免電鍍及蝕刻效應。 本發明上述實例的另一發展為，近接觸電極區域間的分 隔線，比起遠接觸電極區域間的分隔線，與工作件的輸送 方向呈-較小角度α。採用此方法的原因在於，由於^ 夾=(在近接觸區域中）的較高電流，使基板層的電壓降幾 乎每一長度單位較遠離夾具的（遠接觸）區域為大。這可使 遠接觸區域中分隔線與輸送方向成較大角度α，且將眘作 較大的陽極區段面積’整體而言，藉此減少了分段陽二 設計成本。 此外，可提供複數個對向電極，且由工作件的輸送方向 看去，係配置成一個緊跟著一個，經由在輸送方向所見對 向電極的細分，完成不同區域中各別電流密度再調整，以 補償工作件面積中不同的電壓降。 在安裝輸送帶系統中，可在工作件的輸送方向降低各對 向電極之電極區段數目，此在經濟理由上極為有利。在電 解金屬化的例子中，由於層厚度增加而使基板金屬化的電 壓降變得較小，整體系統中無需在對向電極上提供複數2 電極區域，其在基板金屬化上作為進一步金屬沉積，已由 先前金屬化增強，因此不再需要系統的部分對向電極發生 分段。 & 簡單附圖說明 本發明茲將使用範例加以說明，為求簡化，對電鍵而 -15- 548349 A7

p ”中對向包極為陽極’而以陰極接觸工作件，以下附 圖j月中以使用非落解性或溶解性陽極的電路板科技 的範例加以說明’惟本發明同樣關係到電解触刻或其他任 何電解處理。原則上，p余了電路板，自然亦可處理其他工 作件，以下圖示有助於更詳細說明本發明。 、圖1根據本喬明’ tf意說明經由無分段對向電極的水平 安裝傳送帶系統的剖面圖； 圖2說明相關的等化電路圖； 圖3根據本發明 剖面圖， 不意說明經由水平安裝傳送帶系統的 圖4纟兄明相關的等化電路圖； 圖5示意說明安裝傳送帶系統中四個第一陽極各別細分 成三個並聯陽極區段；沿陽極導引的電路板在左側以電接 觸；此亦應用在以下的圖6至圖9 ; 圖6示意說明安裝傳送帶系統中四個[陽極各別細分 成三個並聯陽極區段，它們藉此彼此偏離； 圖7示意說明安裝傳送“統中四個第—陽極各別細分 成三個並聯陽極區段，藉此以對角配置分開線； 圖8示意說明安裝傳送帶系統中四個ι陽極各別細分 成三個並聯陽極區段’藉此以對角配置具有陽極區段鏡像 配置的分開線； 圖9 7F意說明安裝傳送帶系統中七個第—陽極各別細分 成-至二個並聯陽極區&，藉此說明陽極區段間分開線的 進行方向。 本紙張尺度適财國ϋ家標準(CNS) Α4規格(21G X 297公 -16 548349 A7

五、發明説明（14 附圖詳細說明 圖1用以詳細說明製造電路板所使用的水平安裝輸送帶 系統。 電解液2位於浸泡容器丨中，而各別由上陽極5及待金屬 化的上導電基板層6形成上電解槽3 ,以及由下陽極7及待 金屬化的下基板層8形成下電解槽4。工作件（此例中為電 路板）由至少一夾具1〇固定，電接觸及輸送至圖示深度方 向，從一陽極至另一陽極（以垂直於圖示平面的輸送方 向）。經由接點1 1及夾具丨〇將電流饋入電路板9 ,從陽極$ 經由上基板層6至電路板9，再回到夾具1 〇，電鏡電流分配 地流動’在此由不同局部電流丨ι、][ 3、丨6代表。此基板層6 具有大電阻，如它極薄時更是如此；由於局部不同電流， 橫過此電阻會引起不同的電壓降U s，結果不同的槽電壓與 輸送方向橫切。此產生不同局部電流^、l3、“，惟其應 屬相等大小，用以在每一表面區域達成相等層厚度，即應 設立均勻的電流密度。 圖2說明電解槽3的等化電路圖中的電阻及電壓降，實際 上可忽視一方饋入陽極中的電壓降，其總計約為2 0 m V , 實際上待關心的其他電壓為薄基板層一伏特的次序大小。 在等化電路圖中，符號表示如下：

Re 一局部陽極/陰極區段的電解液電阻；

Rs 在輸送方向橫向的電路板基板層電阻； I 整體電鍍電流； Ιχ 局部電鍍電流（I!、12、13、14、15、16); ------ -17 - 本紙張尺度適用中國國家標gS) μ規格(21〇Χ29?公爱)----- 548349 A7

15 UGR 整流器電壓；

Usx 基板層中電壓降（US1、US2、US3、US4、uS5、uS6);

Uzx 局部作用槽電壓（uZi、Uz2、uZ3、uZ4、UZ5、UZ6)。 可假设電解液電阻R E在全區同樣大，一特定區段在電鍍 製程開始時，基板層電阻R s亦如此。 應知道由於基板層電阻Rs中的電壓降Usx，及根據上述 公式（1)至（7) ’在輸送方向橫向施加不同槽電壓，此 導致不同局部電流I i至。進一步放大此效應，其中流經 罪近夾具的電阻R S的電流遠大於流經遠離夾具者，整體的 結果是’電鍍期間由於槽電壓Uzx的下降而引起不均勻的 層厚度’從夾具1 0至電路板9的對側持續地下降。 待金屬化基板層6、8越小，則此不良的層厚度減少即越 大，此外，如電壓Uzx相對於電壓usx變小，則層厚度差異 亦較大’如果以相同電解液傳導性減少陽極/陰極分隔， 即為此情形。 先前電路板科技中，已使用如17μιη厚度的基板層6、 8，此外，陽極/陰極分隔已約為8〇 min，藉此，具經濟效 盈的10 A/dm2電流密度的電壓降Usx已在〇.〇2V至0.06V的 區域内’因此基板層中所有電壓降的總數約為 0.2V(US1(0.06V) + US2(0.05V) + US3(0.04V) + US4(0.03V) + US5(0.02V))。由於大的陽極/陰極分隔，須有4V大小的槽 電壓’因此與輸送方向橫切的電解有效槽電壓uzx係介於 4.0V與3.8V之間，此差異仍可忍受。對電路板的製造而 言’應使用SB U科技持續增加的數目需求，而使用約具〇.5 _ ' ' ' -18 — 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2i〇X297公董) -"一"一丨 一 548349

μιη厚度的無電鍍沉積銅製成待金屬化的基板層。同樣條 2下，引起高達1V大小的基板層6、8中的電壓降^，在 遠接觸私路板區域中，電壓降的總數等於整流器電壓，如 以上所計算’此處槽電壓為ov。因此此區域内不會發生電 鍍，但依浸池的組成，會發生較大或較小程度的蝕刻。在 電路板表面朝近接觸區域（尤其朝饋入電流），電鍍層的厚 度從〇增加至最大值。以明顯減少電流密度才能對抗此不 均句電鍍的缺點，惟此表示製程的有利之處將大打折扣。 S 3中使用水平士裝輸送帶系統的範例，以剖面圖 π思过明根據本發明的原則；圖4說明相關的等化電路 圖。此處將陽極分成以橫切輸送方向·而分割的個別帶電隔 離陽極區段13·χ(13·1、13.2、13·3、π·4)。此例中，陽極 區段的分隔線與輸送方向平行，即進入圖示平面，陽極區 段與電路板9上的基板層6共同形成電解局部槽14χ(14ι、 41·2、14.3、14·4) ’各局部槽由分開的電流源饋入電流， 例如由其自己區段整流器15χ(15·1、15·2、15·3、15·4)饋 入電流，為保持定電流，各電流源裝設一合適的控制單元 (未不），其在電流偏離目標值時用以改變電壓。待處理的 電路板9以其待金屬化上基板層6，建構局部槽14.x的陰 極。 在共用陰極6中，在對應陽極區段的區域中亦引起電壓 降Us…果疋即使在電路板的這些局部面積’亦施以不同 的槽電壓Uzx，在接點側，此處電流密度亦是高的，但遠 離接點的電流密度是低的。基於品質製程相關因素，在安 19

裝輸送帶系統中產生的電路板最大可容許電流密度差異， 因此判定系統中每一陽極所需的陽極區段13x數目及此類 陽極數目；大的可容許電流密度差異可使用少的陽極區 段’反之亦然。電路板以特定方向一次經過系統，因流密 度差異以基板層6的金屬化不斷增加而減少，由電路板9的 輸送方向可見到每一陽極的陽極區段數目可減少。每一陽 極可包括個別適應要求及適當成形的陽極區段。 圖9示意說明各陽極可個別適應要求，可使用適當成形 的陽極區段。此例中，從陽極5·8未再使用任何分段式陽 極，在實作上，在輸送方向（以箭頭表示）中的陽極長度例 如為400 mm，與輸送方向橫切的陽極寬度例如為7〇〇 mm。為此目的，例如對貼近安裝輸送帶系統入口後面的 陽極5.1及5.2而言，四陽極區段已綽绰有餘。 圖3中各區段整流器丨5.x最好為可調整電流者，藉此可個 另J p周正輸出黾壓UGR(在此為Ugri至UGiu)，即設定每一陽 極區段的電壓至可達到目標電流的值。象徵性代表的區段 整流器可為直流電流源、單極脈衝控制電流源或雙極脈衝 控制電流源。 區段整流器15·χ可控制其電流，俾便形成一平均區段電 泥密度，為此目的可個別調整各區段整流器的輸出電壓， 其依電解有效區段面積及陽極區段13χ必要的平均電流密 度而定。亦可藉可校正因數影響電流，校正因數包括一經 驗為準的值，作為校正因數的常值，設定2為中間值。例 如，如果電流饋入區（近接觸區）中電路板9表面所要的層 548349

厚度將小於遠離（遠接觸） ，视，、 、 } 則非近電泥饋入區（近接觸區） 、：、於1的校正因數，而遠離(遠接觸)區中為大於1。 如待處理的為較短的電路板（在輸送方向橫向所見），則 i t ^ m周整％ ，此例中，遠離固定及接觸夬10的 區段’對應至較小的電路板面積而以較小電流操作。以不 同=‘私心名度由一產品至另一產品的更換上，實作上應 比陽極長度（亦在輸送方向所見）更長的仿製品（在輸送方向 所見）依次通過，由一電路板產品至另一電路板產品，以 避免產生不適當電流密度所造成的瑕疵品。 陽極區段13 ·χ間配置電絕緣分隔側壁丨6，而使經由陽極 區段間引起的電位差，不會發生互相電鍍及蝕刻的過程。 如果，例如分隔側壁一方面以〇.5- 5 mm距離接近電路板 9，而另一方面，向下遠及箱底17，且向上遠及電解液位 準18之上，則為有利。 圖4說明圖3中電解局部槽ΐ4.χ及區段整流器15.x的等化 電路，目標是保持槽電壓UZ1、UZ2、UZ3、UZ4儘可能相 同，致使與輸送方向橫切的所有區域中，一大平均電流密 度（jl至j4)為有效。以下等式中 U21 = UGRl - Usi (2a) UZ2=UGR2 - (US1 + US2) (3a)

Uzs^Ugrs - (Usi + US2+Us3) (4a) UZ4=UGR4 - (US1 + US2+US3+US4) (5a) 可看出這可由區段整流器15.x的不同大小輸出電壓 、UGR2、UGR3、UGR4)而達成。在陽極區段 13·χ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)

裝 訂

-21 - 548349 A7 B7 五、發明説明（19 ㈣大小區段整流器’陽極區段與電流鑽入共用陰極 (待電鍍基板層6、8)的饋入點距離越增力口，整流器中的輸 出電壓亦必須增加。從一預設目標電流密度開始，每一陽 極區#又在一較南等級控制系統中計算特定電流，或手動判 足叹足，然後持纟w監控。如果由於大的電壓降Usx，電 鍍過私開始時電流太小，則增加輸出電壓直到達到目標電 况值為止，只在電鍍過程開始時需要輸出電壓，其在實作 上非常鬲（高達25V)。當待電鍍基板層6、8增加層厚度， 由於安裝輸送帶系統中金屬沉積，電阻Rs會降低，以對應 万式，電壓降US1、US2、US3、IJS4在此層中亦會減少。當 電路板處理期間增加，區段整流器的必要電壓U⑽X變小，

藉此k安裝輸送帶系統入口朝向出口，所需設備的技術複 雜性亦變小。感謝區段整流器能以調節性位準遞送電流， 致使所需的輸出電壓UGRX根據瞬間優勢電阻rs t、R ^ 2

Rs3、RS4而自行自動設定，產品特定目標電流密度明顯地 比未將對向電極分段時，更能在安裝輸送帶系統的所有區 域中明確地維持。 電路板的水平電鍍系統包括丨5個上陽極及丨5個丁陽極_ 個跟著一個地配置在電路板9的輸送方向，每一陽極的陽 極區段13·χ數目依其他參數而定。待金屬化的極薄基板層 6、8需要沿一大輸送路徑有分段式陽極，而且每—陽極的 陽極區段數目必須比使用較厚基板層6、8時更大，例如以 向輸送速度（例如3 m/min)及大電流密度進行時，相較以低 輸送速度進行，大的處理路徑亦須配備分段式陽極以達成 _______-22·_ 本紙張尺度適用巾國g家標準(CNS) A4規格(21G χ 297公爱） -------- 548349 五、發明說明—γ 20 Α7 Β7 同等好的結果。當安裝輸送帶系統的電路板電鍍層已達到 1子大的厚度（如12 μπι)時，只有輕微的電壓降Usx，可減 ((或冗全忽略）陽極區段的數目及每一陽極的整流器丨5χ '節省成本。在任何情形中，本文中的安裝輸送帶系統的 配備必須顧及最難製造的產品，最快的流通時間，以及最 高的電流密度。 本系統设计的一目標包括儘可能使用少用不同的零組 件’以節省成本，意即各陽極5 χ(51、5 2、5·3、5 4)儘 可旎具有相同形狀及相同的陽極區段13χ數目。陽極區段 7最好有電絕緣層16，俾使可在不同電壓供應電流予各區 段，如圖5所示（以箭頭指明），此絕緣層可與輸送方向成 平行。 平行配置的結果包括，其中與在陽極區段13.乂本身之下 比較，由於電場線遮蔽的緣故，在此絕緣層之下的沉積層 略為較薄。為避免此不利點，在輸送方向(以箭頭指示 從陽極至陽極5.x可提供不同的陽極區段細分，如圖㈣ 示° 後者指出，藉由設計，從陽極至陽極5^，將提供至少二 不同的陽極區段13.x，並依照區段面積大小，從陽極至陽 極5.x提供不同大小區段整流器15 χβ根據圖7，由陽極的 分段避免此額外的成本，其中陽極區段的分隔線未與電路 板9的輸送方向（以箭頭指示）成平行，此處陽極區段的形 式及大小幾乎同等。提供分隔線夠大的斜度，因而提供陽 極分段及絕緣層，而使待製造的電路板所有面積幾乎全暫 ___— -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ' ------— 548349

時處於各陽極的絕緣面積之上或之下，以此方式而使絕緣 層在層厚度的影響得到平衡。 圖6及7中，例如在一區域中，陽極54的陽極區段ι3·3直 接與陽極5.3的陽極區段13·2接界，而供應不同區域的陽極 區段（13.3及13.2)係以相當不同的整流器電壓Ugr操作。因 此在這些陽極區段間的交界線引起不容忽視的電壓差，這 可導致陽極區段本身之間發生蝕刻及電鍍，尤其當電路板 只局部地延伸至這些陽極區段的區域更是如此。情形是， 例如如果電路板並未完全充滿與輸送方向（以箭頭指示） 橫切的整個區域，即如果它們是窄的，及如果同時（例如 其中陽極/陰極分隔層是小的）在陽極間未使用任何電絕緣 遮蔽。根據圖8所示，以陽極區段13 χ的較佳圖形即可避免 這類情形發生，在此只有具有相同區段位置，因而具有相 似區段電壓的陽極區段互相鄰接，這由其中鄰近陽極區段 的分隔線在陽極5 ·χ間的銜接處交會而完成。此外，整個安 衣輸送τ系統只需兩陽極版本，配置成彼此的鏡像。圖9 亦說明陽極區段可在形式及大小中作不同的設計。 由於由輸送方向所見的陽極區段丨3 ·χ鏡像斜向配置，相 鄰陽極區段的分隔線在兩鄰接陽極5χ間的銜接處交會。由 於電路板的前送動作，由分隔絕緣而導致的稍微較小的層 厚度繼續在電路板9的其他表面區域形成。 在一較佳實例中，由於基板層6、8中的電壓降由於在靠 近夾具的（近接觸）區域所引起電流，大體上以每一單位長 度而大於遠離夾具的區域者，因此在電路板9的側邊區域

22 22 五、 發明説明（ (尤其是靠近夾具（近接觸）的區域）相對於輸送方向（以箭頭 表示）的角度α應選擇小於遠離（遠接觸）區域者。這將可實 現分隔線相對於輸送方向具較大角度〇，及在遠離夾具的 區域將可實作較大的陽極區段13·χ面積，整體而言，藉此 可減少分段式陽極的設計成本。 圖5及圖8中所說明及描述的陽極區段13 · X圖形將作為範 例’如圖9所示的其他圖形及配置亦可應用於本發明。 層厚度從陽極至陽極5.χ( 5.1、5.2、5.3、5.4、5 5、 5·6、5·7、5.8、5.9)逐次增加，而層的電阻以對應方式減 少，因此，陽極本身之間由於〇·5V大小的區段部分15 χ， 其稍微不同的輸出電壓Ugr而引起電壓差。因此應將陽極 互相絕緣，正如將個別的陽極區段互相電絕緣一樣，由於 電路板的每個區域在這些絕緣層上以相同方式移動，所以 這個與輸送方向橫切的陽極絕緣層，對電路板9上的層厚 度分佈並無影響。 如上述，每一陽極5.x的陽極區段π·χ數目，可依安裝輸 送V系統中電鑛條件而有所不同，如果產品規格容許的 話’在安裝輸送帶系統的出口區亦可完全忽略陽極的分 段。如果基板層6、8的傳導性特低，則入口區選擇的區段 可窄於系統中處理線中段或後段所選擇者，只有經濟可行 性及電鍍槽的形狀會對此產生限制。本發明可以極均句的 層厚度電鍍電路板，一方面經由陽極的分段，及另一方面 個別的電流饋入及這些區段的調整，與輸送方向橫切的電 路板9特定區域可受到優先電解處理。例如，如果接近系 548349 A7 B7

統出口選擇無分段是有利的，藉由在處理開始時，加強在 遠離電路板接觸點的電流位準，在此即可初始地施以較厚 層。經由處理線末端無分段，由於基板層的電阻，此區域 所供應的電流較少，俾使初始層厚度差異再次平衡，藉此 可將預設層厚度輪廓準確地電鍍。 從圖1至4，可看出即使在陽極區段13·Χ内，待電鍍的基 板層6、8亦發生電壓降，透過細分成複數個區段，電壓降 會變小。以增加陽極區段數目，即以與輸送方向橫切的較 小尺寸，可使相關聯電壓降Us減少及槽電壓Uz變得較平 均。對陽極5.x的分段及區段整流器15·χ&技術努力增加 了’惟最終，施加在處理物件上的精確度決定每一陽極所 需的陽極區段數目。 一陽極區段13.x的電路板9的對應表面區域上，引起一平 均電泥被度j ’此電流密度j經由相關聯區段整流器Χ的 輸出電壓UGR加以調整。藉由較高等級控制系統，或經由 手動目標值輸入，以區段整流器151的控制輸出各陽極區 段的預設個別電流目標值。為了電流的調節及維持，區段 整流器的電流維持控制器設定輸出電壓Ugr。如果所需的 電流歡度j在接觸夾的遠離區域大於近接觸區者，則可執 行產品製造，容許因局部使用未分段陽極5χ而引起的層厚 度差異得以有效地平衡。 在待金屬化基板層6、8中的電流，朝電流饋入點，即電 路板9邊緣的夾具10或接觸滾筒而增加。電壓降…的施加 亦如此，如果在每一陽極區段13.\之下的電壓降大致上為

548349 五、發明説明（24 相同大小的情形是合適的，則在朝向電流饋入點的方向， 必須楗供較小尺寸的陽極區段。一陽極區段至另一陽極區 段地持續減少區段寬度是有利的，此方法造成一陽極區段 至另一陽極區段的電位差幾乎是相同，藉由分隔側壁16可 防止由於殘餘的最小電位差，在陽極區段產生可能的互相 效應’互相電鍍及姓刻的過程。 屯解液由噴嘴流出或以類似方式流入電解局部槽Μ.X , 圖1至3並未示出，分隔側壁16的開口可使電解液未受阻止 地流出，及用以循環電解液。薄分隔側壁的設計達成的效 應是，在電場線上側壁保持小電遮蔽效應，數毫米厚度的 分隔側壁已足以提供穩定機械結構，藉此，直接在分隔側 壁之下減少的層厚度很小，意即可忽視它。 接觸夾10的使用係提供水平饋入電流及輸入電路板的功 能，如使用電路板科技習知的分段式或未分段接觸滾筒， 則使用額外的輸送滾筒以輸送電路板9。 陽極及陰極分隔層影響電路板9表面上金屬的層厚度分 佈，電鍍導體軌跡及其他結構時，最妤亦電解處理邊緣， 為避免此尖峰效應，極小的陽極/陰極分隔層（例如卜i 0 mm，尤其是2-5 mm)為有利。這亦應用在分段式陽極 13.x，以小的陽極/陰極分隔層，一定可靠地避免由電路板 造成的陽極/陰極短路。尤其在電極間（陽極及電路板作為 陰極）具有僅數毫米的分隔層，為此目的而插入大半可透 過電場的平面電絕緣設計元件，此範例為位於電極間的一 塑膠可攜板，或覆以塑膠纖維的框。 ______ - 27 - 本紙張尺度適财@國家標準(CNS) x 297公$- 25 548349 五、發明説明（ 二：整個表面只將執行電鍍，可選擇較大的陽極，陰極 刀/曰，以此考量設定系統經濟效益可行性的極限，如果 增加陽極/陰極分隔層，則整個系統變高，其明顯地增加 系、·’充成本。在此條件下，整流器由於電解液電阻增加而需 要較大的輸出電壓，這又增加所輸送的電力，而使操作期 間系、y斤需的能源更大β在實作上已證明例如1〇_25_的 平均陽極/陰極分隔層為有利的。比率υζ/Α變大（圖4)， 結果，因此例中Uz大於Us ,即使以小的陽極區段5乂數 目 母 2 #又13 .X亦施以大約同等大小的槽電屢uz。 應了解在此所說明的範例及實例，僅為說明目的，其中 見解的不同修改及改變，以及此申請中所說明的特點組合 將建礒給熟諳此藝者，並將涵蓋在本發明的精神及範圍 内，並在後附申請專利範圍的範疇中，文中所引用的刊 物、專利及專利申請案，以引用方式併入本文，以茲參 考0 浸泡容器 電解液 上電解槽 下電解槽 上陽極 元件符號對照表 1 2 3 4 5,5·χ，5.1，5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5·8 6 待金屬化之上基板層 7 下陽極 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 548349 A7 B7 五、發明説明（26 ) 8 待金屬化之下基板層 9 工作件 10 夾具 11 整流器連接 12 整流器 13.X, 13.1 ?13.2 ,13.3 ,13.4 陽極（對向電極）區段 14.X，14.1，14.2, 14.3, 14.4 電解局部槽 15·χ，15.1，15.2, 15.3, 15.4 區段整流器 16 分隔側壁 17 容器底部 18 電解液位準 19 未分段陽極 (對向電極） -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

Claims (1)

1. L觸種料工作件電解處理之裝置，包括用以引處理液接 作株作件〈構件’用以在接觸處及對向電極以電接觸工 件疋構件，對向電極配置錢工作件與這些對向電極 目對，其特徵為對向電極（5.x)各細分成至少二電極區段 (^3、·Χ) ’而提供至少一近接觸電極區段⑴丨）及至少一 遠接觸％極區段⑴·4)，並可能地提供配置在它們之間 的其他電極區段⑴·2，13.3)，藉此各電極區段⑴幻由 —分開之電流源（15·χ)饋入。 2·如申请專利範圍，麵之裝置，其特徵為備有控制 之可調節電流源（J^。 3·如申叫專利範圍各項中任一項之裝置，其特徵為電 極區段U3.x)的祕選擇而使對向電極(5χ)之鄰近電 極區段（13·χ)間之電壓幾乎為相同大小。 4·如申請專利範圍第3項之裝置，其特徵為電極區段（ΐ3 χ) 由至少一近接觸電極區段（Π」）向至少一遠接觸電極區 段（13.4)增加。 5·如申請專利範圍第丨及2項中任一項之裝置，其特徵為對 向電極（5·χ)之電極區段（13·χ)藉由電絕緣設計元件（16) 互相隔開。 6·如申請專利範圍第5項之裝置，其特徵為電絕緣設計元 件（1 6 )係緊靠工作件（9 )的牆壁。 7·如申請專利範圍第1及2項中任一項之裝置，其特徵為提 供經由裝置在一輸送方向輸送工作件（9)之構件，及對 向電極（5·χ)細分成電極區段（ΐ3·χ)幾乎與工作件（9)之 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 548349 『、申請專利範園 輸送方向呈橫切。 專利範圍第7項之裝置’其特徵為分隔線大致上 9二作件（9)之輸送方向平行，而_電極區段⑴·Χ)。 •清專利範圍第8項之裝置’其特徵為對向電極(5幻 ^極區段（〗3.Χ)間之分隔線，相對於_鄭近對向電極 (5.X)〈電極區段⑴·χ)間之分隔線呈偏離。 i〇.如申請專利範圍第9項之裝置，其特徵為緣出電極區段 (13.X)<分隔線與工作件（9)之輸送方向呈一角度“ >〇 〇 11.如申請專利範圍第㈣之裝置，其特徵為對向電極（5.幻 〈電極區段(13.幻間之分隔線與一鄰近對向電極(5 χ)之 電極區段（1 3 .X)間之分隔線交會。 12·:申請專利範圍第1〇項之裝置，其特徵為近接觸電極區 段（13.1)間之分隔線，比遠接觸電極區段（134)間之分 隔線，與工作件（9)之輸送方向呈較小角度α。 13·如申請專利範圍第9至12項中任一項之裝置，其特徵為 提供複數個對向電極（5·χ)，且由工作件（9)的傳輸方向 看去，係一個緊跟一個之後配置。 14·如申請專利範圍第9項之裝置，其特徵為各對向電極 (5.x)之電極區段（13 χ)數目在工作件（9)之輸送方向減 少。 15· —種用以電解處理工作件之方法，其中引工作件與處理 液接觸’並在工作件與配置成與其相對的對向電極間產 生包流’其特欲為各對向電極（5 · X)細分成至少二電極區 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐） 548349 A8 B8 C8

   段（13.x)，並從電流源（15·χ)供應各電極區段 2，俾使電解處理之範圍在工作件（9)所有表面區域二 等地大，或至少大約同等地大。 16. 如2請專利範圍第15項之方法，其特徵為來自各電流源 之電泥由一控制系統加以調節。

   17. 如申請專利範圍第15及16項中任一項之方法，其特徵 為包極區段（13.x)大小之選擇，為使對向電極（5 χ)之鄰 近電極區段（13 ·χ)間所有電壓降皆一樣大。 裝 18·如申請專利範圍第15及16項中任一項之方法，其特徵 為經由一處理裝置，藉由一合適輸送構件，以一輸送方 向輸送工作件（9)，並同時加以電解處理，藉此對向電 極（5·χ)在該裝置中幾乎配置成橫切於輸送方向。

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