VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR GALVANISCHEN BESCHICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung mindestens eines elektrisch leitfähigen Substrates oder einer strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitfähigen Oberfläche auf einem nicht leitfähigen Substrat, welche mindestens ein Bad, eine Anode und eine Kathode umfasst, wobei das Bad eine mindestens ein Metallsalz enthaltende Elektrolytlösung enthält, aus der Metallionen an elektrisch leitenden Oberflächen des Substrates unter Bildung einer Metallschicht abgeschieden werden.

[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur galvanischen Beschichtung mindestens eines Substrates, welches in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung durchgeführt wird.

[0003] Galvanische Beschichtungsverfahren werden zum Beispiel eingesetzt, um elektrisch leitfähige Substrate oder strukturierte oder vollflächige elektrisch leitfähige Oberflächen auf nicht leitenden Substraten zu beschichten. Mit diesen Verfahren können zum Beispiel Leiterbahnen auf Leiterplatten, RFID-Antennen, Flachkabel, dünne Metallfolien, Leiterbahnen auf Solarzellen hergestellt werden sowie andere Produkte wie zwei- oder dreidimensionale Gegenstände, zum Beispiel Kunststoffformteile galvanisch beschichtet werden.

[0004] Aus DE-B 103 42 512 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum elektrolytischen Behandeln von elektrisch gegeneinander isolierten, elektrisch leitfähigen Strukturen auf Oberflächen von bandförmigem Behandlungsgut bekannt. Hierbei wird das Behandlungsgut auf einer Transportbahn und in einer Transportrichtung kontinuierlich befördert, wobei das Behandlungsgut mit einer außerhalb eines Elektrolysebereichs angeordneten Kontaktierelektrode kontaktiert wird, wodurch die elektrisch leitfähigen Strukturen mit negativer Spannung beaufschlagt werden. Im Elektrolysebereich scheiden sich auf den elektrisch leitfähigen Strukturen Metallionen aus der Behandlungsflüssigkeit unter Bildung einer Metallschicht ab. Da auf den elektrisch leitfähigen Strukturen nur Metall abgeschieden wird, so lange diese von der Kontaktelektrode kontaktiert werden, lassen sich nur solche Strukturen beschichten, die so groß dimensioniert sind, dass sich die zu beschichtende elektrisch leitfähige Struktur im Elektrolysebereich befindet, während diese gleichzeitig außerhalb des Elektrolysebereichs kontaktiert wird.

[0005] Eine Galvanisiereinrichtung, bei welcher die Kontaktiereinheit im Elektrolytbad angeordnet ist, ist zum Beispiel in DE-A 102 34 705 offenbart. Die hier beschriebene Galvanisiereinrichtung eignet sich zum Beschichten von bereits leitfähig ausgebildeten Strukturen, die auf einem bandförmigen Träger angeordnet sind. Die Kontaktierung erfolgt dabei über Walzen, die mit den leitfähig ausgebildeten Strukturen in Kontakt stehen. Da sich die Walzen im Elektrolytbad befinden, scheidet sich auf diesen ebenfalls Metall aus dem Elektrolytbad ab. Um das Metall wieder entfernen zu können, sind die Walzen aus einzelnen Segmenten aufgebaut, die kathodisch geschaltet werden, so lange diese mit den zu beschichtenden Strukturen in Kontakt stehen und anodisch geschaltet werden, wenn kein Kontakt von Walze und elektrisch leitfähiger Struktur vorhanden ist. Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass an kurzen Strukturen, gesehen in Transportrichtung, nur eine kurze Zeit eine Spannung anliegt, während an langen Strukturen, ebenfalls in Transportrichtung gesehen, über einen wesentlich längeren Zeitraum eine Spannung anliegt. Hierdurch ist die Schicht, die auf langen Strukturen abgeschieden wird, wesentlich größer als die Schicht, die auf kurzen Strukturen abgeschieden wird.

[0006] Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist, dass mit diesen keine sehr kurzen Strukturen - vor allem gesehen in Transportrichtung des Substrates - beschichtet werden können. Ein weiterer Nachteil ist, dass zur Realisierung ausreichend langer Kontaktzeiten viele hintereinander geschaltete Walzen erforderlich sind und dadurch eine sehr lange Vorrichtung benötigt wird.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche auch für kurze Strukturen eine ausreichend lange Kontaktzeit gewährleistet, damit auch kurze Strukturen mit einer ausreichend dicken und homogenen Metallschicht versehen werden. Weiterhin soll die Vorrichtung weniger Platz benötigen.

[0008] Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung mindestens eines elektrisch leitfähigen Substrates oder einer strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitfähigen Oberfläche auf einem nicht leitfähigen Substrat, welche mindestens ein Bad, eine Anode und eine Kathode umfasst, wobei das Bad eine mindestens ein Metallsalz enthaltende Elektrolytlösung enthält, aus der Metallionen an elektrisch leitenden Oberflächen des Substrates unter Bildung einer Metallschicht abgeschieden werden, während die Kathode mit der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates in Kontakt gebracht ist und das Substrat durch das Bad gefördert wird. Erfindungsgemäß umfasst die Kathode mindestens zwei auf jeweils einer Welle rotierbar gelagerte Scheiben, wobei die Scheiben ineinander kämmen.

[0009] Im Vergleich zu Vorrichtungen zur galvanischen Beschichtung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ineinander kämmenden Scheiben als Kathode, dass auch Substrate mit kurzen elektrisch leitfähigen Strukturen, vor allem gesehen in Transportrichtung des Substrates, mit einer ausreichend dicken und homogenen Beschichtung versehen werden können. Ermöglicht wird dies dadurch, dass durch die ineinander kämmenden Scheiben ein geringerer Abstand der Berührungsstellen der Scheiben mit den elektrisch leitfähigen Strukturen realisiert werden kann als dies bei hintereinander angeordneten Walzen der Fall ist.

[0010] Die Scheiben sind in einem auf das jeweilige Substrat abgestimmten Querschnitt ausgeführt. Bevorzugt weisen die Scheiben einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Wellen können jeden beliebigen Querschnitt aufweisen. Vorzugsweise sind die Wellen zylinderförmig ausgebildet.

[0011] Um Strukturen beschichten zu können, die breiter sind als zwei nebeneinander liegende Scheiben, werden abhängig von der Breite des Substrates auf jeder Welle mehrere Scheiben nebeneinander angeordnet. Zwischen den einzelnen Scheiben wird jeweils ein ausreichender Abstand vorgesehen, in welchen die Scheiben der nachfolgenden Welle eingreifen können. In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht der Abstand zwischen zwei Scheiben auf einer Welle mindestens der Breite einer Scheibe. Hierdurch wird ermöglicht, dass in den Abstand zwischen zwei Scheiben auf einer Welle eine Scheibe einer weiteren Welle eingreifen kann.

[0012] Um auch die Bereiche der elektrisch leitfähigen Struktur zu beschichten, auf denen die als Scheiben bzw. Scheibenabschnitte gestaltete Kathode zur Kontaktierung aufliegt, können mindestens vier Wellen mit Scheiben paarweise versetzt hintereinander angeordnet werden. Die Anordnung ist dabei vorzugsweise so, dass das zum ersten Wellenpaar versetzt angeordnete zweite Wellenpaar die elektrisch leitfähige Struktur in dem Bereich kontaktiert, auf dem während der Kontaktierung mit dem ersten Wellenpaar das Metall abgeschieden wurde. Um eine größere Dicke der Beschichtung zu erzielen, werden vorzugsweise mehr als zwei Wellenpaare hintereinander geschaltet. Weiterhin können auch die Einkämmabstände beliebig variiert werden. Auch ist es möglich, die Abstände der einzelnen Wellenpaare beliebig zu variieren.

[0013] Die Anzahl der nebeneinander angeordneten Scheiben auf der mindestens einen Welle ist abhängig von der Breite des Substrates. Je breiter das zu beschichtende Substrat ist, umso mehr Scheiben müssen nebeneinander angeordnet werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass zwischen den Scheiben jeweils ein freier Spalt verbleibt, in dem das Metall auf das elektrisch leitende Substrat bzw. die strukturierte oder vollflächige elektrisch leitende Oberfläche des Substrates abgeschieden werden kann und eine Scheibe der dahinter liegenden Welle einkämmen kann.

[0014] Die Größe der Scheiben, die als Kathode eingesetzt werden, ist abhängig von der Größe der Strukturen, die galvanisch beschichtet werden sollen. So werden zum Beispiel Strukturen, deren Länge, gesehen in Transportrichtung, größer oder gleich dem Abstand ist, mit dem versetzt hintereinander liegende Scheiben das Substrat berühren, ausreichend beschichtet, wenn deren Breite und Position auf dem Substrat so ist, dass diese von den versetzt aufeinander folgenden Rollen auch berührt wird. Um möglichst kleine elektrisch leitfähige Strukturen zu beschichten, werden deshalb schmale Scheiben mit einem geringen Durchmesser verwendet. Ein Vorteil schmaler Scheiben mit geringen Abständen zueinander ist, dass hierdurch die Kontaktierwahrscheinlichkeit kleinster Strukturen größer ist als bei einer geringeren Anzahl breiter Scheiben. Da die Kontaktfläche der Scheibe durch das Abdecken der Strukturen direkt unter der Scheibe die Abscheidung hemmt, ist es vorteilhaft, diesen Abdeckungseffekt durch schmale Scheiben zu minimieren. Gleichzeitig wird die Elektrolytdurchspülung der zu beschichtenden Oberfläche durch eine Vielzahl kleinerer Oberflächenzugänge gleichmäßiger als bei weinigen Oberflächenzugängen, wie sie bei einer geringen Anzahl an breiten Scheiben vorhanden sind.

[0015] Die geringstmögliche Scheibenbreite und der kleinste mögliche Durchmesser, mit dem die Scheiben gefertigt werden können, sind zum einen abhängig von den verfügbaren Fertigungsverfahren, zum anderen davon, dass die Scheibe im Betrieb mechanisch stabil ist, d.h. dass die Scheibe im Betrieb nicht abknickt oder sich nicht verbiegt.

[0016] Der Abstand zwischen zwei ineinander kämmenden Scheiben ist davon abhängig, ob die Scheiben gleiche oder unterschiedliche Polarität aufweisen. So ist es zum Beispiel bei gleicher Polarität möglich, dass sich die ineinander kämmenden Scheiben berühren, während bei unterschiedlicher Polarität ein Abstand zwischen den Scheiben vorgesehen sein muss, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Weiterhin muss auch eine ausreichende Durchspülung der Zwischenräume zwischen den Scheiben und des von der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates begrenzten Raumes mit der Elektrolytlösung gewährleistet sein.

[0017] In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Scheiben über die Welle mit Spannung versorgt. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, die Welle außerhalb des Bades mit einer Spannungsquelle zu verbinden. Diese Verbindung erfolgt im Allgemeinen über einen Schleifring. Es ist jedoch auch jede andere Verbindung möglich, mit der eine Spannungsübertragung von einer stationären Spannungsquelle auf ein rotierendes Element übertragen wird. Neben der Spannungsversorgung über die Welle ist es auch möglich, die Kontaktscheiben über ihren Außenumfang mit Strom zu versorgen. So können zum Beispiel Schleifkontakte, wie Bürsten, mit den Kontaktscheiben auf der dem Substrat abgewandten Seite in Kontakt stehen.

[0018] Um die Scheiben zum Beispiel über die Wellen mit Strom zu versorgen, sind die Wellen und die Scheiben in einer bevorzugten Ausführungsform zumindest zum Teil aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt. Daneben ist es jedoch auch möglich, die Wellen aus einem elektrisch isolierenden Material zu fertigen und die Stromzufuhr zu den einzelnen Scheiben zum Beispiel durch elektrische Leiter, wie zum Beispiel Drähte, zu realisieren. In diesem Fall werden dann die einzelnen Drähte jeweils mit den Kontaktscheiben verbunden, so dass die Kontaktscheiben mit Spannung versorgt werden.

[0019] Wenn die Scheiben nur an ihrem Außenumfang aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt sind, ist es dann notwendig, einen elektrischen Leiter vorzusehen, der die Welle mit dem Außenumfang der Scheibe verbindet. Hierzu kann zum Beispiel im Inneren der Scheibe ein elektrischer Leiter aufgenommen sein. Die Stromzufuhr kann auch über ein Befestigungsmittel, zum Beispiel einer Schraube, mit der die Scheibe auf der Welle befestigt ist, realisiert werden.

[0020] Um eine gleichmäßige Elektrolytzufuhr zu realisieren, sind in einer bevorzugten Ausführungsform in den Scheiben Durchbrüche ausgebildet. Durch die Durchbrüche kann die Elektrolytlösung zum Substrat transportiert werden. Gleichzeitig ist aufgrund der Rotation der Scheiben die Vermischung der Elektrolytlösung gegenüber einer Ausführungsform mit geschlossenen Scheiben verbessert. Auch kann durch die gelochten Scheiben schneller Elektrolytlösung zum Substrat befördert werden, als dies möglich wäre, wenn die Elektrolytlösung nur durch die Spalte zwischen den einzelnen Scheiben strömen kann.

[0021] Anstelle der Durchbrüche in massiven Scheiben ist es auch möglich, Scheiben vorzusehen, bei welchen ein Ring mit Speichen auf der Welle befestigt ist. Um eine galvanische Beschichtung zu ermöglichen ist es erforderlich, dass der Ring an seinem Außenumfang aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der gesamte Ring aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt. Die Speichen, mit denen der Ring an der Welle befestigt ist, können zum Beispiel aus einem elektrisch leitfähigen Material oder aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sein. Wenn die Speichen aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt sind, ist es bevorzugt, dass die Spannungsversorgung des Ringes über die Welle und die Speichen erfolgt. Wenn die Speichen aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sind, ist es zum Beispiel möglich, eine Speiche vorzusehen, welche elektrisch leitfähig ist, so dass die Spannung von der Welle an den Ring übertragen werden kann. Daneben ist es auch möglich, bei Speichen aus einem elektrisch isolierenden Material den Ring über einen Stromleiter, zum Beispiel ein Kabel, mit der stromführenden Welle zu verbinden. Auch ist es möglich, bei elektrisch isolierenden Speichen die Spannung direkt an der Ringoberfläche aufzubringen. Hierzu wird die Ringoberfläche zum Beispiel mit einem Schleifkontakt, wie einer Bürste, kontaktiert.

[0022] Um eine galvanische Beschichtung des Substrates mit Metallionen aus der Elektrolytlösung unter Bildung einer Metallschicht durchführen zu können, sind in den oben genannten Ausführungsbeispielen die Scheiben jeweils kathodisch geschaltet. Aufgrund der kathodischen Schaltung der Scheiben scheidet sich auch auf diesen Metall ab. Daher ist es erforderlich, die Scheiben zum Entfernen des abgeschiedenen Metalls, d.h. zum Entmetallisieren, anodisch zu schalten. Dies kann zum Beispiel in Produktionsunterbrechungen erfolgen. Um eine Entmetallisierung während des Betriebes durchführen zu können, sind in einer bevorzugten Ausführungsform die Scheiben vom Substrat anhebbar und auf dieses absenkbar. In diesem Fall können die Scheiben, welche auf das Substrat abgesenkt sind, kathodisch geschaltet werden, während die Scheiben, die vom Substrat angehoben sind, anodisch geschaltet sind. Durch die kathodisch geschalteten Scheiben, welche auf das Substrat abgesenkt sind, werden die elektrisch leitfähigen Strukturen auf dem Substrat kathodisch kontaktiert und damit beschichtet. Gleichzeitig wird durch die anodische Schaltung der Scheiben, die das Substrat nicht berühren, das zuvor auf diesen abgeschiedene Metall wieder entfernt.

[0023] So ist es zum Beispiel möglich, jeweils abwechselnd eine Welle mit ihren Scheiben auf das Substrat abgesenkt zu halten und eine Welle mit ihren Scheiben vom Substrat angehoben zu haben. Bevorzugt sind jedoch jeweils mindestens zwei aufeinander folgende Wellen mit ihren ineinander kämmenden Scheiben auf das Substrat abgesenkt, um zu vermeiden, dass elektrisch leitfähige Strukturen, die in einem Spalt zwischen zwei Scheiben ohne kathodischer Kontaktierung hindurchgeführt werden, nicht beschichtet werden. Sobald zwei aufeinander folgende Wellen mit ineinander kämmenden Scheiben das Substrat berühren, werden diese Strukturen, die in einem Spalt zwischen zwei Scheiben hindurchgeführt werden, von der nachfolgenden Scheibe, die in diesen Spalt kämmt, kontaktiert. Somit wird auch eine Beschichtung dieser elektrisch leitfähigen Struktur gewährleistet.

[0024] In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Scheiben über den Umfang verteilt einzelne, elektrisch voneinander isolierte Abschnitte auf. Vorzugsweise sind die elektrisch voneinander isolierten Abschnitte sowohl kathodisch als auch anodisch schaltbar. Hierdurch ist es möglich, dass ein Abschnitt, welcher mit dem Substrat in Kontakt steht, kathodisch geschaltet wird und sobald dieser nicht mehr mit dem Substrat in Kontakt steht, anodisch geschaltet wird. Hierdurch wird während der kathodischen Schaltung auf dem Abschnitt abgeschiedenes Metall während der anodischen Schaltung wieder entfernt. Die Spannungsversorgung der einzelnen Segmente erfolgt im Allgemeinen über die Welle. Wenn mehrere Scheiben auf einer Welle nebeneinander angeordnet sind, sind diese vorzugsweise so ausgerichtet, dass die einzelnen elektrisch voneinander isolierten Abschnitte in axialer Richtung fluchtend angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, die einzelnen, elektrisch voneinander isolierten Abschnitte, die in axialer Richtung in einer Flucht liegen, mit jeweils einer gemeinsamen Leitung zu kontaktieren. Weiterhin ist es auch möglich, die Welle entsprechend der Segmente der einzelnen Scheiben ebenfalls in einzelnen Segmenten aufzubauen, die elektrisch voneinander isoliert sind. In diesem Fall können dann die einzelnen Segmente zur Stromzufuhr zu den Scheiben dienen. Die Kontaktierung der Welle erfolgt vorzugsweise außerhalb des Bades. Eine Kontaktierung ist zum Beispiel möglich durch Polumwandlerscheiben oder Kontaktscheiben, die mit der Welle in Kontakt gebracht sind. Wenn jeweils einzelne Leitungen vorgesehen sind, mit denen die einzelnen elektrisch voneinander isolierten Abschnitte der Scheiben kontaktiert werden, können diese Leitungen entweder im Inneren oder am Außenumfang der Welle positioniert sein.

[0025] Neben der Entfernung des auf der Welle und den Scheiben abgeschiedenen Metalles durch Umpolen der Wellen sind auch andere Reinigungsvarianten, zum Beispiel eine chemische oder mechanische Abreinigung möglich.

[0026] Das Material, aus welchem die elektrisch leitenden Teile der Scheiben ausgeführt sind, ist vorzugsweise ein elektrisch leitendes Material, welches beim Betrieb der Vorrichtung nicht in die Elektrolytlösung übergeht. Geeignete Materialien sind zum Beispiel Metalle, Graphit, leitfähige Polymere wie Polythiophene oder Metall/Kunststoff-Verbundwerkstoffe. Bevorzugte Materialien sind Edelstahl und/oder Titan.

[0027] Damit sich die Scheiben nicht auflösen, wenn diese anodisch geschaltet werden, um das darauf abgeschiedene Metall wieder zu entfernen, wird für die Scheiben und die Wellen vorzugsweise das für unlösliche Anoden übliche und dem Fachmann bekannte Material eingesetzt. Ein solches geeignetes Material ist zum Beispiel mit einer leitfähigen Mischung an Metalloxiden beschichtetes Titan.

[0028] In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung weiterhin eine Vorrichtung, mit der das Substrat gedreht werden kann. Durch das Drehen werden elektrisch leitfähige Strukturen, die zunächst, in Transportrichtung des Substrates gesehen, breit und kurz sind, so ausgerichtet, dass diese nach dem Drehen - in Transportrichtung gesehen - schmal und lang sind. Durch das Drehen werden unterschiedliche Beschichtungszeiten ausgeglichen, die sich dadurch ergeben, dass eine Beschichtung der elektrisch leitfähigen Struktur bereits mit dem ersten Kontakt mit der kathodisch geschalteten Scheibe erfolgt.

[0029] Nach dem Drehen durchläuft das Substrat entweder die Vorrichtung ein zweites Mal oder eine zweite entsprechende Vorrichtung. Der Winkel, um den das Substrat gedreht wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 10° bis 170°, mehr bevorzugt im Bereich von 50° bis 140°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100° und ganz besonders bevorzugt beträgt der Winkel, um den das Substrat gedreht wird, im Wesentlichen 90°. Im Wesentlichen 90° bedeutet dabei, dass der Winkel, um den das Substrat gedreht wird, nicht mehr als 5° von 90° abweicht. Die Vorrichtung zum Drehen des Substrates kann innerhalb oder außerhalb des Bades angeordnet sein. Um die gleiche Seite des Substrates weiter zu beschichten, um zum Beispiel eine größere Schichtdicke der Metallschicht zu erzielen, ist die Drehachse senkrecht zur zu beschichtenden Oberfläche ausgerichtet.

[0030] Wenn eine andere Oberfläche des Substrates beschichtet werden soll, ist die Drehachse so angeordnet, dass nach der Drehung das Substrat so positioniert ist, dass die Oberfläche, die als nächstes beschichtet werden soll in Richtung der Kathode weist.

[0031] Die Schichtdicke der auf der elektrisch leitfähigen Struktur durch das erfindungsgemäße Verfahren abgeschiedenen Metallschicht ist abhängig von der Kontaktzeit, die sich aus Durchlaufgeschwindigkeit des Substrates durch die Vorrichtung und die Anzahl der hintereinander positionierten Wellen mit darauf angeordneten ineinander kämmenden Scheiben ergibt, sowie der Stromstärke, mit der die Vorrichtung betrieben wird. Eine höhere Kontaktzeit kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen in mindestens einem Bad hintereinander geschaltet werden.

[0032] In einer Ausführungsform werden mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen in jeweils einzelnen Bädern hintereinander geschaltet. Hierdurch ist es möglich, in jedem Bad eine andere Elektrolytlösung zu halten, um damit verschiedene Metalle nacheinander auf den elektrisch leitfähigen Strukturen abzuscheiden. Dies ist zum Beispiel bei dekorativen Anwendungen oder bei der Herstellung von Goldkontakten vorteilhaft. Auch hierbei sind die jeweiligen Schichtdicken durch die Wahl der Durchlaufgeschwindigkeit und der Anzahl der Vorrichtungen mit der gleichen Elektrolytlösung einstellbar.

[0033] Um ein gleichzeitiges Beschichten der Ober- und Unterseite des Substrates zu ermöglichen, sind in einer Ausführungsform der Erfindung jeweils zwei Wellen mit den daran montierten Scheiben so angeordnet, dass das zu beschichtende Substrat zwischen diesen hindurchgeführt werden kann. Erfindungsgemäß sind dann sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des Substrates jeweils zwei Wellen mit daran aufgenommenen, ineinander kämmenden Scheiben vorgesehen. Im Allgemeinen ist der Aufbau dann so, dass die Ebene, in welcher das Substrat geführt wird, als Spiegelebene dient. Wenn Folien beschichtet werden sollen, deren Länge die Länge des Bades übersteigt - sogenannte Endlosfolien, die zunächst von einer Rolle abgewickelt, durch die Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung geführt und danach wieder aufgewickelt werden - kann diese zum Beispiel auch zick-zack-förmig oder in Form einer Mäander um mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen zur galvanischen Beschichtung, die dann zum Beispiel auch übereinander oder nebeneinander angeordnet sein können, durch das Bad geleitet werden.

[0034] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin möglich, auch im Substrat enthaltene durchgängige Löcher, wie Bohrungen oder Schlitze, oder auch Vertiefungen, wie Sacklöcher, zu beschichten. Bei durchgehenden Löchern geringer Tiefe erfolgt die Beschichtung dadurch, dass die auf der Oberseite und die auf der Unterseite abgeschiedenen Metallschichten im Loch zusammenwachsen. Bei Löchern, die für ein zusammenwachsen der Metallschichten zu tief sind, wird zumindest teilweise eine leitende Lochwand vorgesehen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren beschichtet wird. Hierdurch lässt sich dann auch die gesamte Wandung des Loches beschichten. Wenn nicht die gesamte Lochwand elektrisch leitend ist, erfolgt auch hier die Beschichtung der gesamten Lochwand durch Zusammenwachsen der Metallschichten.

[0035] Wenn nur eine Seite des Substrates beschichtet werden soll, so kann das Substrat entweder auf den ineinander kämmenden Scheiben aufliegen, wobei die Unterseite des Substrates beschichtet wird oder an der Unterseite der Scheiben entlanggeführt werden, wobei die Oberseite des Substrates beschichtet wird. Wenn das Substrat auf den Scheiben aufliegt, können die Scheiben gleichzeitig zum Transport des Substrates dienen. Ein ausreichender Kontakt der ineinander kämmenden Scheiben mit dem Substrat wird dadurch erreicht, dass das Substrat vorzugsweise mit einer Anpressvorrichtung an die ineinander kämmenden Scheiben gepresst wird. Als Anpressvorrichtung eignen sich zum Beispiel Anpressrollen oder Bänder, die um Wellen geführt und gegen das Substrat gepresst werden.

[0036] Wenn das Substrat an der Unterseite der Scheiben entlanggeführt wird, ist es notwendig, eine Transportvorrichtung vorzusehen, mit welcher das Substrat mit den Scheiben in Kontakt gebracht wird. Eine solche Transportvorrichtung ist zum Beispiel ein Band oder Rollen, auf denen das Substrat läuft. Das Substrat lässt sich dann entweder mittels der Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung mit einer vorgegebenen Anpresskraft gegen die Transportvorrichtung drücken oder mittels der Transportvorrichtung gegen die Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung.

[0037] Wenn das Substrat gleichzeitig an seiner Ober- und seiner Unterseite beschichtet wird, können die als Kathode geschalteten, ineinander kämmenden Scheiben, welche das Substrat kontaktieren, gleichzeitig zum Transport des Substrates durch das Bad genutzt werden.

[0038] Zum Transport des Substrates können entweder einzelne Wellen oder alle Wellen angetrieben werden. Der Antrieb erfolgt vorzugsweise außerhalb des Bades. Wenn eine von den kathodisch geschalteten Scheiben unabhängige Transportvorrichtung vorgesehen ist, können die Wellen und die darauf angebrachten Scheiben durch das Substrat in Rotation versetzt werden, so dass die Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben der Geschwindigkeit entspricht, mit der das Substrat transportiert wird.

[0039] Damit eine gleichmäßige Umfangsgeschwindigkeit aller Wellen beziehungsweise Scheiben erzielt wird, ist es bevorzugt, dass alle Wellen über eine gemeinsame Antriebseinheit angetrieben werden. Die Antriebseinheit ist vorzugsweise ein Elektromotor. Die Wellen sind mit der Antriebseinheit vorzugsweise über ein Ketten- oder Riemengetriebe verbunden. Es ist aber auch möglich, die Wellen jeweils mit Zahnrädern zu versehen, die ineinandergreifen und über die die Wellen angetrieben werden. Neben den hier beschriebenen Möglichkeiten kann auch jeder weitere, dem Fachmann bekannte, geeignete Antrieb zum Antrieb der Wellen eingesetzt werden.

[0040] Als Anoden können einerseits bei unterschiedlicher Polung von Wellen, Scheiben oder elektrisch voneinander isolierten Abschnitten der Scheiben die anodisch geschalteten Wellen, Scheiben oder elektrisch voneinander isolierten Abschnitte der Scheiben dienen, andererseits ist es auch möglich, zusätzlich Anoden im Bad vorzusehen. Wenn nur kathodisch geschaltete Wellen und Scheiben vorgesehen sind, ist es notwendig, zusätzlich Anoden im Bad anzuordnen. Die Anoden sind dabei vorzugsweise möglichst dicht an der zu beschichtenden Struktur angeordnet. So können die Anoden zum Beispiel jeweils vor der ersten und hinter der letzen der Wellen mit ineinander greifenden Scheiben angeordnet sein. Wenn das Substrat nur an einer Seite beschichtet wird, ist es zum Beispiel auch möglich, die Kathode auf der Seite des Substrates, an der die galvanische Beschichtung erfolgen soll und die Anode - ohne dass diese das Substrat berührt - auf der anderen Seite des Substrates anzuordnen. Als Material für die Anoden eignet sich zum einen jedes dem Fachmann bekannte Material für nicht lösliche Anoden. Bevorzugt sind hier zum Beispiel Edelstahl, Graphit, Platin, Titan oder Metall/Kunststoff-Verbundwerkstoffe. Zum anderen können auch lösliche Anoden vorgesehen sein. Diese enthalten dann vorzugsweise das Metall, welches galvanisch auf den elektrisch leitfähigen Strukturen abgeschieden wird. Die Anoden können dabei jede beliebige dem Fachmann bekannte Form annehmen. So können zum Beispiel flache Stäbe als Anoden eingesetzt werden, die während des Betriebes der Vorrichtung einen minimalen Abstand zur Substratoberfläche aufweisen. Auch ist es möglich, flache Bleche oder elastische Drähte, wie zum Beispiel Spiraldrähte, als Anoden einzusetzen.

[0041] Bei der Beschichtung eines flexiblen Schaltungsträgers, welcher vorzugsweise in Form eines Bandes vorliegt, wird dieses von einer vor dem Bad liegenden Rolle abgewickelt und nach Durchlaufen des Bades auf eine neue Rolle aufgewickelt.

[0042] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich alle elektrisch leitfähigen Oberflächen beschichten, unabhängig davon, ob voneinander isolierte elektrisch leitfähige Strukturen auf einem nicht leitfähigen Substrat oder eine vollflächige Oberfläche beschichtet werden soll. Bevorzugt wird die Vorrichtung eingesetzt zur Beschichtung von elektrisch leitfähigen Strukturen auf einem nicht elektrisch leitenden Träger, zum Beispiel verstärkte oder unverstärkte Polymere, wie sie üblicherweise für Leiterplatten eingesetzt werden, keramische Materialien, Glas, Silizium, Textilien usw. Die so hergestellten, galvanisch beschichteten elektrisch leitfähigen Strukturen sind zum Beispiel Leiterbahnen. Die zu beschichtenden elektrisch leitfähigen Strukturen können zum Beispiel aus einem elektrisch leitfähigen Material auf die Leiterplatte aufgedruckt werden. Die elektrisch leitfähige Struktur enthält vorzugsweise entweder Partikel mit beliebiger Geometrie aus einem elektrisch leitfähigen Material in einer geeigneten Matrix oder besteht im Wesentlichen aus dem elektrisch leitenden Material. Geeignete elektrisch leitende Materialien sind zum Beispiel Kohlenstoff oder Graphit, Metalle, vorzugsweise Aluminium, Eisen, Gold, Kupfer, Nickel, Silber und/oder Legierungen oder Metallgemische, die mindestens eines dieser Metalle enthalten, elektrisch leitfähige Metallkomplexe, leitfähige organische Verbindungen oder leitfähige Polymere.

[0043] Gegebenenfalls ist zunächst eine Vorbehandlung erforderlich, um die Strukturen elektrisch leitfähig zu machen. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine chemische oder eine mechanische Vorbehandlung wie eine geeignete Reinigung handeln. Dadurch wird zum Beispiel die für die galvanische Beschichtung störende Oxidschicht von Metallen vorher entfernt. Die zu beschichtenden elektrisch leitfähigen Strukturen lassen sich aber auch durch jedes beliebige andere, dem Fachmann bekannte Verfahren auf den Leiterplatten aufbringen.

[0044] Derartige Leiterplatten werden z.B. eingebaut in Produkte wie Rechner, Telefone, Fernseher, elektrische Automobilbauteile, Tastaturen, Radios, Video-, CD-, CD-ROM und DVD-Player, Spielkonsolen, Mess- und Regelgeräte, Sensoren, elektrische Küchengeräte, elektrische Spielzeuge usw.

[0045] Auch können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung elektrisch leitfähige Strukturen auf flexiblen Schaltungsträgern beschichtet werden. Solche flexiblen Schaltungsträger sind zum Beispiel Polymerfolien wie Polyimidfolien, PET-Folien oder Polyolefinfolien, auf denen elektrisch leitfähige Strukturen aufgedruckt sind. Weiterhin eignen sich die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von RFID-Antennen, Transponderantennen oder sonstigen Antennenformen, Chipkartenmodulen, Flachkabel, Sitzheizungen, Folienleiter, Leiterbahnen in Solarzellen oder in LCD- bzw. Plasmabildschirmen oder zur Herstellung von galvanisch beschichteten Produkten in beliebiger Form, wie zum Beispiel dünne Metallfolien, ein- oder zweiseitig metallkaschierte Polymerträger mit definierter Schichtdicke, 3D-molded interconnect devices oder auch zur Herstellung von dekorativen oder funktionalen Oberflächen auf Produkten, die zum Beispiel zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, zur Wärmeleitung oder als Verpackung verwendet werden. Weiterhin ist die Herstellung von Kontaktstellen bzw. Kontakt-pads oder Verdrahtungen auf einem integrierten elektronischen Bauelement möglich.

[0046] Nach dem Verlassen der Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung kann das Substrat gemäß aller dem Fachmann bekannten Schritte weiterverarbeitet werden. So können zum Beispiel vorhandene Elektrolytreste durch Spülen vom Substrat entfernt werden und/oder das Substrat kann getrocknet werden.

[0047] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung von elektrisch leitfähigen Substraten oder von elektrisch leitfähigen Strukturen auf elektrisch nicht leitenden Substraten kann je nach Bedarf mit jeder dem Fachmann bekannten Zusatzvorrichtung ausgerüstet werden. Solche Zusatzvorrichtungen sind zum Beispiel Pumpen, Filter, Zufuhreinrichtungen für Chemikalien, Auf- und Abrolleinrichtungen usw.

[0048] Zur Verkürzung der Wartungsintervalle können alle dem Fachmann bekannten Pflegemethoden der Elektrolytlösung eingesetzt werden. Solche Pflegemethoden sind zum Beispiel auch Systeme, bei denen sich die Elektrolytlösung selbst regeneriert.

[0049] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Beispiel auch in dem aus Werner Jillek, Gustl Keller, Handbuch der Leiterplattentechnik, Eugen G. Leuze Verlag, 2003, Band 4, Seiten 192, 260, 349, 351, 352, 359 bekannten Pulsverfahren betrieben werden.

[0050] Die Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung lässt sich für jede übliche Metallbeschichtung einsetzen. Dabei ist die Zusammensetzung der Elektrolytlösung, die zur Beschichtung verwendet wird, davon abhängig, mit welchem Metall die elektrisch leitfähigen Strukturen auf dem Substrat beschichtet werden sollen. Übliche Metalle, die durch galvanische Beschichtung auf elektrisch leitenden Oberflächen abgeschieden werden, sind zum Beispiel Gold, Nickel, Palladium, Platin, Silber, Zinn, Kupfer oder Chrom.

[0051] Geeignete Elektrolytlösungen, die zur galvanischen Beschichtung von elektrisch leitfähigen Strukturen eingesetzt werden können, sind dem Fachmann zum Beispiel aus Werner Jillek, Gustl Keller, Handbuch der Leiterplattentechnik, Eugen G. Leuze Verlag, 2003, Band 4, Seiten 332 bis 352 bekannt.

[0052] Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass durch die ineinander kämmenden Scheiben eine größere Kontaktfläche und damit eine längere Kontaktzeit pro Flächeneinheit zur Verfügung gestellt wird als dies bei Walzen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, der Fall ist. Hierdurch lassen sich kürzere Strecken mit mehr Metallaufbau und homogenere Schichtdicken realisieren. Zusätzlich können die Anlagen kürzer gebaut werden, wodurch ein höherer Durchsatz bei geringeren Betriebskosten ermöglicht wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass jetzt auch sehr kurze Strukturen, wie sie zum Beispiel bei der Herstellung von Leiterplatten gewünscht sind, schneller, gezielter und vor allem reproduzierbarer und mit homogenen Schichtdicken realisiert werden können als dies mit den aus dem Stand der Technik bekannten Walzensystemen möglich ist.

[0053] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Die Figuren zeigen exemplarisch immer nur eine mögliche Ausführungsform. Außer in den aufgeführten Ausführungsformen kann die Erfindung natürlich auch noch in weiteren Ausführungen oder in Kombination dieser Ausführungsformen umgesetzt werden.

[0054] Es zeigen:

Figur 1

eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung,

Figur 2

eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung,

Figur 3

eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform

Figur 4

eine Welle mit einer einzelnen darauf montierten Scheibe,

Figur 5

eine erfindungsgemäß ausgebildete Scheibe mit über den Umfang verteilten einzelnen elektrisch voneinander isolierten Abschnitten,

Figur 6

eine Kontaktscheibe zur Stromzufuhr.

[0055] In Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung dargestellt. Auf einer ersten Welle 1 ist eine Anzahl erster Scheiben 2 angeordnet. Die Scheiben 2 sind jeweils mit einem Abstand 3 auf der Welle 1 montiert. Der Abstand 3 ist so gewählt, dass in diesen zweite Scheiben 4 eingreifen können, die auf einer zweiten Welle 5 befestigt sind. Der Abstand 6 der zweiten Scheiben 4 ist dabei so gewählt, dass jeweils zwischen zwei zweite Scheiben 4 eine erste Scheibe 2 eingreifen kann.

[0056] In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform haben die ersten Scheiben 2, die auf der ersten Welle 1 montiert sind und die zweiten Scheiben 4, die auf der zweiten Welle 5 montiert sind, jeweils die gleiche Breite. Es ist jedoch auch möglich, Scheiben mit unterschiedlicher Breite vorzusehen. Dabei können jeweils auf einer Welle Scheiben gleicher Breite vorgesehen sein, während auf der zweiten Welle Scheiben mit einer Breite vorgesehen sind, die von der Breite der Scheiben auf der ersten Welle abweicht, oder es sind auf einer Welle Scheiben unterschiedlicher Breite montiert. Wenn auf einer Welle Scheiben unterschiedlicher Breite montiert sind, ist es notwendig, dass die Abstände zwischen zwei Scheiben auf der zweiten Welle, welche zwischen zwei Scheiben auf der ersten Welle eingreifen, entsprechend gewählt werden, dass die unterschiedlich breiten Scheiben in die Abstände eingreifen können.

[0057] Vorzugsweise können auch mindestens zwei Wellenpaare mit ineinander kämmenden Scheiben hintereinander geschaltet sein. Die Wellenpaare können dann versetzt zueinander ausgerichtet sein. Auch ist es möglich, dass die Scheiben der vorderen Welle des hinteren Paares in die Abstände zwischen den Scheiben der hinteren Welle des vorderen Paares kämmt.

[0058] Der Abstand 3 zwischen zwei ersten Scheiben 2 ist mindestens so groß wie die Breite einer zweiten Scheibe 4. Ebenso ist der Abstand 6 der zweiten Scheiben 4 mindestens so groß wie die Breite einer ersten Scheibe 2. Vorzugsweise ist der Abstand 3, 6 zwischen zwei Scheiben 2, 4 größer als die Breite der jeweils in diesen Abstand eingreifenden Scheiben 2, 4, damit Elektrolytlösung durch diesen Abstand in Richtung des zu beschichtenden Substrates strömen kann. Die Eingreiftiefe 7, mit der die zweiten Scheiben 4 in die ersten Scheiben 2 eingreifen, ist abhängig von dem Abstand, mit dem die ersten Scheiben 2 und die zweiten Scheiben 4 das Substrat kontaktieren sollen. So ist es möglich, dass die Scheiben 2, 4 gerade im Randbereich miteinander in Eingriff stehen oder aber, dass die ersten Scheiben 2 so weit zwischen die zweiten Scheiben 4 eingreifen, dass die ersten Scheiben 2 gerade die zweite Welle 5 berühren. Bei gleichem Durchmesser der ersten Scheiben 2 und der zweiten Scheiben 4 berühren in diesem Fall auch die zweiten Scheiben 4 die erste Welle 1. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass die ersten Scheiben 2 und die zweiten Scheiben 4 im gleichen Durchmesser ausgeführt sind. Genauso gut ist es auch möglich, dass die Durchmesser der ersten Scheiben 2 und der zweiten Scheiben 4 unterschiedlich sind.

[0059] Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung.

[0060] In Figur 2 ist zu sehen, wie die ersten Scheiben 2 in die zweiten Scheiben 4 eingreifen. Die Berührung der Scheiben 2, 4 mit zu beschichtenden elektrisch leitfähigen Strukturen 30 auf einem Substrat 31 erfolgt mit dem Abstand der Achsmittelpunkte der ersten Welle 1 und der zweiten Welle 5. Je dichter die Achsmittelpunkte der ersten Welle 1 und der zweiten Welle 5 zusammenliegen, umso dichter liegen auch die Berührpunkte der ersten Scheiben 2 und der zweiten Scheiben 4 mit dem Substrat zusammen. Der Abstand, mit dem die ersten Scheiben 2 und die zweiten Scheiben 4 das Substrat berühren, ist mit Bezugszeichen 8 bezeichnet.

[0061] Der Transport des Substrates 31 durch das Bad mit der Elektrolytlösung erfolgt in der hier dargestellten Ausführungsform mittels einer Transportvorrichtung 32. In der hier dargestellten Ausführungsform umfasst die Transportvorrichtung 32 ein Endlosband 33, welches zwei Wellen 34, 35 umläuft. Der Abstand zwischen dem Band 33 und den Scheiben 2, 4 wird so gewählt, dass das Substrat 31 mit den elektrisch leitfähigen Strukturen 30 mit einer definierten Anpresskraft an die Scheiben 2, 4 gepresst wird. Das Anpressen der elektrisch leitfähigen Strukturen 30 an die Scheiben 2, 4 kann entweder dadurch erfolgen, dass die Transportvorrichtung 32 fest gelagert ist und zum Beispiel die Scheiben 2, 4 mit einer vorgegebenen Anpresskraft auf das Substrat 31 mit den elektrisch leitfähigen Strukturen 30 gepresst wird, wozu die Wellen 1, 5 der Scheiben 2, 4 federnd gelagert sein können. Alternativ können auch die Achsen 1, 5 der Scheiben 2, 4 fest gelagert sein und vorgegebene Anpressdruck wird durch die Transportvorrichtung 32 auf das Substrat 31 ausgeübt. Hierzu sind vorzugsweise die Wellen 34, 35 der Transportvorrichtung 32 federnd gelagert. Anstelle einer Transportvorrichtung 32, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, können als Transportvorrichtung auch mehrere nebeneinander angeordnete einzelne Wellen eingesetzt werden. Auch ist es möglich, anstelle der Transportvorrichtung 32 eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung vorzusehen, die mindestens zwei Achsen mit darauf angeordneten ineinandergreifenden Scheiben umfasst.

[0062] Um den Transport zu gewährleisten, können entweder die Achsen 1, 5, auf denen die Scheiben 2, 4 befestigt sind, angetrieben werden oder auch die Wellen 34, 35 mit dem Endlosband 33. Auch ist es möglich, sowohl die Achsen 1, 5 mit den daran angeordneten Scheiben 2, 4 als auch die Wellen 34, 35 anzutreiben. Der Antrieb der Wellen 1, 5 sowie 34, 35 ist vorzugsweise außerhalb des Bades angeordnet. Es kann einerseits jede Welle 1, 5, 34, 35 einzeln angetrieben sein, bevorzugt werden die Wellen 1 und 5 von einem ersten Antrieb und die Wellen 34 und 35 von einem zweiten Antrieb angetrieben oder es werden alle Wellen 1, 5, 34, 35 von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben. Die einzelnen Wellen 1, 5 und/oder 34, 35 sind dann zum Beispiel über Zahnräder oder Ketten- oder Riemengetriebe miteinander verbunden.

[0063] Damit in der Elektrolytlösung ein Strom fließen kann und somit eine galvanische Beschichtung der elektrisch leitfähigen Strukturen 30 ermöglicht wird, sind im Bad weiterhin Anoden 36 vorgesehen. Die Anoden 36 können zum Beispiel wie hier dargestellt in Form von Flachstäben ausgeführt sein. Bevorzugt sind die Anoden 36 in der Nähe der zu beschichtenden elektrisch leitfähigen Struktur 30 angeordnet. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Anoden 36 die elektrisch leitfähige Struktur 30 nicht berühren, da sonst das darauf bereits abgeschiedene Metall wieder entfernt werden würde. Neben der Ausführungsform der Anoden 36 in Form von Flachstäben können die Anoden 36 auch als flache Bleche oder als elastische Drähte, zum Beispiel Spiraldrähte, ausgeführt sein. Auch ist jede weitere, dem Fachmann bekannte Form der Anoden einsetzbar. Die Anoden können sowohl unlöslich als auch löslich sein.

[0064] Das Material für unlösliche Anoden 36 ist dem Fachmann bekannt. Bei löslichen Anoden 36 wird vorzugsweise das Metall eingesetzt, welches auf den elektrisch leitfähigen Strukturen 30 abgeschieden wird.

[0065] Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform.

[0066] Im Unterschied zu der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist es mit der in Figur 3 gezeigten Vorrichtung möglich, gleichzeitig elektrisch leitende Strukturen 30 auf der Oberseite und auf der Unterseite des Substrates 31 zu beschichten. Auch ist es möglich, Löcher 37 im Substrat galvanisch zu beschichten und so eine elektrisch leitfähige Verbindung der elektrisch leitfähigen Struktur 30 auf der Oberseite und der elektrisch leitfähigen Struktur 30 auf der Unterseite des Substrates 31 zu erhalten. Hierzu ist jeweils eine Vorrichtung, die mindestens zwei Wellen 1, 5 mit darauf angeordneten ineinander kämmenden Scheiben 2, 4 umfasst auf der Oberseite des Substrates 31 und eine Vorrichtung mit mindestens zwei Wellen 1, 5 mit darauf angeordneten ineinander kämmenden Scheiben 2, 4 auf der Unterseite des Substrates 31 angeordnet. Das Substrat wird dabei zwischen den Vorrichtungen hindurchgeführt. Der Transport des Substrates erfolgt dabei vorzugsweise durch die Scheiben 2, 4, die die elektrisch leitenden Strukturen 30 kontaktieren. Hierzu können entweder alle Wellen 1, 5 auf denen die Scheiben 2, 4 angeordnet sind angetrieben werden oder aber es werden nur einzelne Wellen 1, 5 angetrieben, während die übrigen Wellen so gelagert sind, dass diese durch das Substrat 31 in Rotation versetzt werden, während das Substrat von den Scheiben 2, 4 auf diesen Wellen kontaktiert wird.

[0067] Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Welle mit einer darauf montierten Scheibe.

[0068] Eine Scheibe 10, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, umfasst einzelne Abschnitte 11. Die Abschnitte 11 sind jeweils durch eine Isolierung 12 elektrisch voneinander isoliert. Hierdurch wird es zum Beispiel ermöglicht, nebeneinander liegende Abschnitte 11 unterschiedlich zu schalten. So kann zum Beispiel ein Abschnitt 11 kathodisch geschaltet sein, während der daneben liegende Abschnitt 11 anodisch geschaltet ist. Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass Metall, welches sich auf einem Abschnitt 11 abscheidet, während dieser kathodisch geschaltet ist, wieder von diesem Abschnitt 11 entfernt wird, während er anodisch geschaltet ist. Diese Entfernung des auf den einzelnen Abschnitten 11 abgeschiedenen Metalls ist während des Betriebes der Beschichtungsvorrichtung möglich. Um nebeneinander liegende Abschnitte 11 unterschiedlich schalten zu können, ist entweder für jeden Abschnitt 11 auf jeder einzelnen Scheibe 10 getrennt eine eigene Stromversorgung 13 vorgesehen, oder aber, da von nebeneinander liegenden Scheiben 10 jeweils die benachbarten Abschnitte 11 gleich geschaltet werden können, ist eine durchgehende Stromversorgung 13 vorgesehen, mit welcher die jeweils nebeneinander liegenden Abschnitte 11 der nebeneinander liegenden Scheiben 10 kontaktiert sind. Als Stromversorgung 13 eignet sich zum Beispiel ein isoliertes Kabel, welches am Außenumfang der Walze befestigt ist. Anstelle am Außenumfang der Welle 14 kann das isolierte Kabel auch im Inneren der Welle 14 verlaufen. Hierzu ist es allerdings erforderlich, dass die Welle 14 als Hohlwelle ausgebildet ist.

[0069] Neben der Stromversorgung über isolierte Kabel kann die Stromversorgung auch direkt über die Welle erfolgen. Hierzu ist die Welle 14 bei Scheiben 10, die in einzelnen elektrisch voneinander isolierten Abschnitten 11 aufgebaut sind, ebenfalls in einzelnen elektrisch voneinander isolierten Abschnitten aufgebaut. Die Stromversorgung kann dann jeweils über die einzelnen elektrisch leitfähigen Abschnitte der Welle 14 erfolgen. Hierzu sind dann die Abschnitte 11 der Scheibe 10 jeweils mit einem elektrisch leitfähigen Abschnitt der Welle 14 verbunden.

[0070] Wenn die Stromversorgung zu den einzelnen Abschnitten 11 der Scheibe 10 jeweils über eine Stromversorgung 13 in Form isolierter Kabel erfolgt, sind die einzelnen Abschnitte 11 zum Beispiel jeweils mit Kabelanbindungen 15 mit der Stromversorgung 13 verbunden. Die Kabelanbindung 15 kann dabei - wie in Figur 4 dargestellt - an der Außenseite der Scheibe 10 angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, die Kabelanbindungen 15, um keine seitliche Verbreiterung der Scheiben 10 zu erhalten, am der Welle 14 zugewandten Ende der einzelnen Segmente 11 vorzusehen. Dies kann zum Beispiel durch einen Dorn erfolgen, welcher in ein als Stromversorgung 13 dienendes isoliertes Kabel eingestochen wird.

[0071] Figur 5 zeigt eine Seitenansicht einer Scheibe gemäß Figur 4.

[0072] In der hier dargestellten Ausführungsform erfolgt die Stromversorgung der einzelnen Segmente 11 der Scheibe 10 über einzelne isolierte Kabel, welche am Außenumfang der Welle 14 angeordnet sind. Wenn mehrere Scheiben 10 nebeneinander auf der gleichen Welle 14 angeordnet sind, sind vorzugsweise in den einzelnen Segmenten 11 an der der Welle 14 zuweisenden Seite Öffnungen ausgebildet, durch welche die Kabel 17 geführt werden können. Die Verbindung der einzelnen Segmente 11 mit dem Kabel 14 erfolgt über Kontaktanbindungen 15.

[0073] Um die Elektrolytzufuhr zum zu beschichtenden Substrat zu verbessern, können in den Segmenten 11 Aussparungen 16 ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Elektrolytlösung durch die Aussparungen 16 hindurchströmen. Die Aussparungen 16 können dabei jeweils nur in einzelnen Segmenten 11 der Scheibe 10 ausgebildet sein oder aber in allen Segmenten 11 der Scheibe 10. Weiterhin ist es auch möglich, anstelle der Aussparungen 16 in der Scheibe 10 die Scheibe 10 in Form eines Rades zu gestalten, bei welcher ein elektrisch leitfähiger Ring mit einzelnen Speichen auf der Welle 14 angebracht ist. Um eine galvanische Beschichtung eines Substrates zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass die Scheibe 10 an ihrem Außenumfang elektrisch leitfähig ist. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, die Scheibe 10 mit einem ringförmigen Kontaktierungsbereich 18 zu versehen, der am Außenumfang der Scheibe 10 vorgesehen ist. Als Material für den ringförmigen Kontaktierungsbereich 18 eignet sich zum Beispiel das dem Fachmann bekannte, derzeit für unlösliche Anoden eingesetzte übliche Material. Hierbei handelt es sich zum Beispiel um mit einer leitfähigen Mischung an Metalloxiden beschichtetes Titan.

[0074] Wenn lediglich der ringförmige Kontaktierungsbereich 18 elektrisch leitfähig ausgestaltet ist, können die einzelnen Segmente 11 im Bereich zwischen dem ringförmigen Kontaktierungsbereich 18 und der Welle 14 aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sein. In diesem Fall ist es lediglich notwendig, entweder durch das elektrisch leitfähige Material hindurch oder aber an der Oberfläche der einzelnen Segmente einen Stromleiter vorzusehen, durch welchen die Spannung von der Stromversorgung 13, die in der hier dargestellten Ausführungsform als Kabel 17, die am Außenumfang der Welle aufliegen, ausgeführt ist, zum ringförmigen Kontaktierungsbereich 18 führen. Wenn lediglich der ringförmige Kontaktierungsbereich 18 elektrisch leitfähig ausgeführt ist, ist es ausreichend, um wechselweise eine anodische und kathodische Schaltung zu ermöglichen, wenn jeweils zwischen einzelnen Segmenten 19 des ringförmigen Kontaktierungsbereiches 18 die Isolierung 12 vorgesehen ist. Bereits hierdurch sind die Segmente 19 des ringförmigen Kontaktierungsbereiches 18 ausreichend voneinander elektrisch isoliert, um einen Kurzschluss zwischen einem anodisch geschalteten Segment 19 und einem kathodisch geschalteten Segment 19 zu vermeiden.

[0075] Figur 6 zeigt eine Ausführungsform für eine Stromzufuhr einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung.

[0076] Die Stromzufuhr zu einer Welle 14 mit darauf angeordneten Scheiben 10 kann zum Beispiel über eine außerhalb des Bades mit der Elektrolytlösung angeordneten weiteren Scheibe 20 erfolgten. Die weitere Scheibe 20 ist dabei zum Beispiel aufgebaut wie eine Scheibe 10, mit der das zu beschichtende Substrat kontaktiert wird. Die weitere Scheibe 20 umfasst hierzu ebenfalls einen ringförmigen Kontaktierungsbereich 18, welcher in einzelne Segmente 19 aufgeteilt ist. Anstelle eines ringförmigen Kontaktierungsbereiches 18 ist es auch möglich, die einzelnen Segmente 11 der weiteren Scheibe 20 jeweils vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material zu fertigen. Zur Massenreduktion ist es auch bei der weiteren Scheibe 20 möglich, in den einzelnen Segmenten 11 Aussparungen 16 vorzusehen. Die Aussparungen 16 können dabei in jedem Segment 11 oder aber nur in einzelnen Segmenten 11 ausgebildet sein. Die einzelnen Segmente 19 des ringförmigen Kontaktierungsbereiches 18 sind elektrisch mit der Stromversorgung 13, die in der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform ebenfalls in Form von Kabeln 17 ausgebildet ist, welche am Außenumfang der Welle 14 angeordnet sind, verbunden.

[0077] Wenn die gesamten Abschnitte 11 aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt sind, ist es bevorzugt, dass die weitere Scheibe 20 an ihren Stirnflächen mit einer elektrischen Isolierung versehen ist, so dass lediglich am Außenumfang eine elektrisch leitfähige Fläche vorliegt. Hierdurch kann vermieden werden, dass durch eine versehentliche Berührung mit der Scheibe 20 Verletzungen auftreten.

[0078] Um den ringförmigen Kontaktierungsbereich 18 mit Spannung zu versorgen, sind in der hier dargestellten Ausführungsform ein kathodischer Schleifkontakt 21, der mit einer kathodischen Stromzuführung 22 verbunden ist, und ein anodischer Schleifkontakt 23, der mit einer anodischen Stromzuführung 24 verbunden ist, vorgesehen. Als kathodischer Schleifkontakt 21 und als anodischer Schleifkontakt 23 ist jeder dem Fachmann bekannte Schleifkontakt einsetzbar.

[0079] Wenn die Welle aus einzelnen elektrisch leitfähigen Segmenten aufgebaut ist, die durch eine Isolierung voneinander getrennt sind, kann die Stromzufuhr auch über Schleifkontakte direkt auf die Welle erfolgen. In diesem Fall ist eine weitere Scheibe 20 nicht erforderlich.

[0080] Um einen Kurzschluss zu vermeiden, sind zwischen dem anodischen Schleifkontakt 23 und dem kathodischen Schleifkontakt 21 jeweils ausreichend große Abstände 25 vorzusehen. Der Abstand 25 zwischen dem anodischen Schleifkontakt 23 und dem kathodischen Schleifkontakt 21 muss größer sein als die Breite eines Segmentes 19. Wenn die Breite eines Abschnittes 25 kleiner oder gleich der Breite eines Segmentes 19 ist, kommt es jedes Mal dann zu einem Kurzschluss, wenn das Segment 19 gleichzeitig den kathodischen Schleifkontakt 21 und den anodischen Schleifkontakt 23 berührt.

[0081] Um das gesamte Metall wieder von den Scheiben 10 zu entfernen, welches sich auf diesen abscheidet, während sie kathodisch geschaltet sind, ist der anodische Kontaktbereich vorzugsweise größer als der kathodische Kontaktbereich. Das bedeutet, dass vorzugsweise mehr Segmente anodisch geschaltet sind als kathodisch geschaltet sind. Die maximale Anzahl der kathodisch geschalteten Segmente 19 entspricht der Anzahl der anodisch geschalteten Segmente 19.

[0082] Bei radial auf der Welle 14 verlaufenden Kabeln 17 ist mit der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform das zu beschichtende Substrat an der Unterseite der Scheiben 10 entlangzuführen. Wenn das Substrat an der Oberseite der Scheiben 10 entlanggeführt werden soll, so dass die Unterseite des Substrates beschichtet wird, muss der kathodische Schleifkontakt an der Oberseite der weiteren Scheibe 20 und der anodische Schleifkontakt an der Unterseite der weiteren Scheibe 20 angeordnet sein.

[0083] Um ein Substrat gleichzeitig an seine Oberseite und seine Unterseite beschichten zu können, ist es möglich, zwei Vorrichtungen zur galvanischen Beschichtung übereinander bzw. nebeneinander anzuordnen, wobei das Substrat zwischen den Vorrichtungen hindurchgeführt wird, so dass dieses gleichzeitig an seiner Oberseite und seiner Unterseite von den Scheiben 10 kontaktiert wird.

[0084] Solange sich die Segmente, mit denen eine kathodische Kontaktierung des Substrates erfolgt, innerhalb der Elektrolytlösung befinden, kann das Substrat in jedem beliebigen Winkel an den einzelnen Vorrichtungen entlanggeführt werden. Es ist nicht erforderlich, dass das Substrat waagerecht, d.h. parallel zur Flüssigkeitsoberfläche durch das Bad transportiert wird. So ist es zum Beispiel sogar möglich, wenn das zu beschichtende Substrat ausreichend fest gehalten ist, dass dieses senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche an den Scheiben 10 zur Kontaktierung entlanggeführt wird.

Bezugszeichenliste

[0085] 

1

erste Welle

2

erste Scheibe

3

Abstand der ersten Scheiben

4

zweite Scheibe

5

zweite Welle

6

Abstand der zweiten Scheiben

7

Eingreiftiefe

8

Abstand der Berührpunkte

10

Scheibe

11

Abschnitt

12

Isolierung

13

Stromversorgung

14

Welle

15

Kabelanbindung

16

Aussparung

17

Kabel

18

ringförmiger Kontaktierungsbereich

19

Segment

20

weitere Scheibe

21

kathodischer Schleifkontakt

22

kathodische Stromzuführung

23

anodischer Schleifkontakt

24

anodische Stromzuführung

25

Abstand

30

elektrisch leitfähige Struktur

31

Substrat

32

Transportvorrichtung

33

Endlosband

34

Wellen

35

Wellen

36

Anode

37

Loch im Substrat 31

Ansprüche

1. Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung mindestens eines elektrisch leitfähigen Substrates oder einer strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitenden Oberfläche auf einem nicht leitfähigen Substrat, welche mindestens ein Bad, eine Anode und eine Kathode umfasst, wobei das Bad eine mindestens ein Metallsalz enthaltende Elektrolytlösung enthält, aus der Metallionen an elektrisch leitenden Oberflächen des Substrates unter Bildung einer Metallschicht abgeschieden werden, während die Kathode mit der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates in Kontakt gebracht ist und das Substrat durch das Bad gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode mindestens zwei auf jeweils einer Welle (1, 5, 14) rotierbar gelagerte Scheiben (2, 4, 10) umfasst, wobei die Scheiben (2, 4, 10) ineinander kämmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Welle (1, 5, 14) mehrere Scheiben (2, 4, 10) nebeneinander angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei Scheiben (2, 4, 10) auf einer Welle (1, 5, 14) mindestens der Breite einer Scheibe (2, 4, 10) entspricht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (2, 4, 10) über die Welle (1, 5, 14) mit Spannung versorgt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1, 5, 14) und die Scheiben (2, 4, 10) zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt sind, welches beim Betrieb der Vorrichtung nicht in die Elektrolytlösung übergeht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Scheiben (2, 4, 10) Aussparungen (16) ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (2, 4, 10) einen Ring umfasst, der mit Speichen auf der Achse befestigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (2, 4, 10) über den Umfang verteilt einzelne, elektrisch voneinander isolierte Abschnitte (11) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch voneinander isolierten Abschnitte (11) sowohl kathodisch als auch anodisch schaltbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (1, 5) aus mehreren elektrisch leitfähigen Segmenten aufgebaut sind, die jeweils durch nichtleitende Segmente voneinander getrennt sind, wobei die elektrisch leitfähigen Segmente sowohl kathodisch als auch anodisch geschaltet werden können und die leitenden Segmente der Welle jeweils einen elektrisch leitenden Abschnitt (11) einer Scheibe kontaktieren.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (2, 4, 10) vom Substrat (31) anhebbar und auf dieses absenkbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin eine Vorrichtung umfasst, mit der das Substrat (31) gedreht werden kann, wobei die Vorrichtung innerhalb oder außerhalb des Bades angeordnet sein kann.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Vorrichtungen mit jeweils mindestens zwei Wellen (1, 5) mit darauf angeordneten ineinander kämmenden Scheiben (2, 4, 10) so einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass das zu beschichtende Substrat (31) zwischen diesen hindurchgeführt wird und jeweils mindestens zwei Wellen (1, 5) mit darauf angeordneten ineinander kämmenden Scheiben (2, 4, 10) die Oberseite und die Unterseite des Substrates (31) kontaktieren.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschichtung von flexiblen Trägern, die von einer ersten Rolle abgewickelt und auf eine zweite Rolle aufgewickelt werden, mehrere jeweils mindestens zwei Wellen (1, 5) mit darauf angeordneten ineinander kämmenden Scheiben (2, 4, 10) Vorrichtungen übereinander oder nebeneinander angeordnet sind, wobei der flexible Träger die Vorrichtungen mäanderförmig durchläuft.

15. Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung mindestens eines elektrisch leitfähigen Substrates oder einer strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitenden Oberfläche auf einem nicht leitfähigen Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Vorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst, die hintereinander geschaltet sind.

16. Verfahren zur galvanischen Beschichtung von elektrisch leitfähigen Substraten oder strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitfähigen Oberflächen auf einem nicht leitfähigen Substrat, welches in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 durchgeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Scheiben, die das Substrat berühren kathodisch geschaltet sind und Scheiben, die nicht mit dem Substrat in Kontakt stehen, anodisch geschaltet werden können.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Abschnitte der Scheiben, die mit dem Substrat in Kontakt stehen kathodisch geschaltet sind und Abschnitte der Scheiben, die nicht mit dem Substrat in Kontakt stehen, anodisch geschaltet werden können.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben über die Wellen mit Spannung versorgt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen zum Entmetallisieren während einer Produktionsunterbrechung anodisch geschaltet werden.

21. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur galvanischen Beschichtung von elektrisch leitfähigen Substraten oder strukturierten oder vollflächigen elektrisch leitfähigen Oberflächen auf einem nicht leitfähigen Substrat.

22. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung von Leiterbahnen auf Leiterplatten, RFID-Antennen, Transponderantennen oder anderen Antennenstrukturen, Chipkartenmodulen, Flachkabeln, Sitzheizungen, Folienleitern, Leiterbahnen in Solarzellen oder in LCD- bzw. Plasmabildschimen oder zur Herstellung von galvanisch beschichteten Produkten in beliebiger Form.

23. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung von dekorativen oder funktionalen Oberflächen auf Produkten, die zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, zur Wärmeleitung oder als Verpackung verwendet werden.

24. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung von dünnen Metallfolien oder ein- oder zweiseitig metallkaschierten Polymerträgern.

Claims

1. A device for the electrolytic coating of at least one electrically conductive substrate or a structured or full-surface electrically conductive surface on a nonconductive substrate, which comprises at least one' bath, one anode and one cathode, the bath comprising an electrolyte solution comprising at least one metal salt, from which metal ions are deposited on electrically conductive surfaces of the substrate to form a metal layer while the cathode is brought in contact with the substrate's surface to be coated and the substrate is transported through the bath, wherein the cathode comprises at least two disks (2, 4, 10) mounted on a respective shaft (1, 5, 14) so that they can rotate, the disks (2, 4, 10) engaging in one another.

2. The device according to claim 1, wherein a plurality of disks (2, 4, 10) are arranged next to one another on each shaft (1, 5, 14).

3. The device according to claim 2, wherein the distance between two disks (2, 4, 10) on a shaft (1, 5, 14) corresponds at least to the width of a disk (2, 4, 10).

4. The device according to one of claims 1 to 3, wherein the disks (2, 4, 10) are supplied with voltage via the shaft (1, 5, 14).

5. The device according to claim 4, wherein the shaft (1, 5, 14) and the disks (2, 4, 10) are made at least partly of an electrically conductive material which does not pass into the electrolyte solution during operation of the device.

6. The device according to one of claims 1 to 5, wherein recesses (16) are formed in the disks (2, 4, 10).

7. The device according to claim 6, wherein the disk (2, 4, 10) comprises a ring which is fastened on the axle by spokes.

8. The device according to one of claims 1 to 7, wherein the disk (2, 4, 10) has individual sections (11), electrically insulated from one another, distributed over the circumference.

9. The device according to claim 8, wherein the sections (11) electrically insulated from one another can be connected both cathodically and anodically.

10. The device according to claim 8 or 9, wherein the shafts (1, 5) are constructed from a plurality of electrically conductive segments which are respectively separated from one another by nonconductive segments, the electrically conductive segments being connectable both cathodically and anodically and the conductive segments of the shaft respectively contacting an electrically conductive section (11) of a disk.

11. The device according to one of claims 1 to 10, wherein the disks (2, 4, 10) can be raised from the substrate (31) and lowered onto it.

12. The device according to one of claims 1 to 11, wherein the device furthermore comprises a device with which the substrate (31) can be rotated, the device being arrangeable inside or outside the bath.

13. The device according to one of claims 1 to 12, wherein two devices, respectively having at least two shafts (1, 5) with inter-engaged disks (2, 4, 10) arranged thereon, are arranged opposite each other so that the substrate (31) to be coated is passed through between them and at least two shafts (1, 5), with inter-engaged disks (2, 4, 10) arranged thereon, respectively contact the upper side and the lower side of the substrate (31).

14. The device according to one of claims 1 to 13, wherein in order to coat flexible supports which are unwound from a first roll and wound onto a second roll, a plurality of devices, respectively having at least two shafts (1, 5) with inter-engaged disks (2, 4, 10) arranged thereon, are arranged above one another or next to one another, the flexible support passing through the devices in a meandering fashion.

15. A device for the electrolytic coating of at least one electrically conductive substrate or a structured or full-surface electrically conductive surface on a nonconductive substrate, which device comprises a plurality of devices according to one of claims 1 to 14, which are connected in series.

16. A method for the electrolytic coating of electrically conductive substrates or structured or full-surface electrically conductive surfaces on a nonconductive substrate, which is carried out in a device according to one of claims 1 to 15.

17. The method according to claim 16, wherein disks which touch the substrate are connected cathodically and disks which are not in contact with the substrate can be connected anodically.

18. The method according to claim 16, wherein sections of the disks which are in contact with the substrate are connected cathodically and sections of the disks which are not in contact with the substrate can be connected anodically.

19. The method according to one of claims 16 to 18, wherein the disks are supplied with voltage via the shafts.

20. The method according to claim 16 or 17, wherein the shafts are connected anodically for demetallization during a production pause.

21. Use of the device according to one of claims 1 to 15 for the electrolytic coating of electrically conductive substrates or structured or full-surface electrically conductive surfaces on a nonconductive substrate.

22. Use of the device according to one of claims 1 to 15 for the production of conductor tracks on printed circuit boards, RFID antennas, transponder antennas or other antenna structures, chip card modules, flat cables, seat heaters, foil conductors, conductor tracks in solar cells or in LCD/plasma display screens or for the production of electrolytically coated products in any form.

23. Use of the device according to one of claims 1 to 15 for the production of decorative or functional surfaces on products which are used for shielding electromagnetic radiation, for thermal conduction or as packaging.

24. Use of the device according to one of claims 1 to 15 for the production of thin metal foils or polymer supports clad with metal on one or two sides.

Revendications

1. Dispositif d'application par galvanisation d'au moins un substrat électriquement conducteur ou d'une surface électriquement conductrice structurée ou de pleine surface sur un substrat non conducteur, lequel dispositif présente au moins un bain, une anode et une cathode, le bain contenant au moins une solution d'électrolyte contenant un sel métallique depuis laquelle des ions métalliques sont déposés sur la surface électriquement conductrice du substrat en formant une couche métallique, tandis que la cathode est mise en contact avec la surface du substrat à revêtir et que le substrat est transporté dans le bain, caractérisé en ce que
la cathode comprend au moins deux disques (2, 4, 10) montés à rotation, chacun sur un arbre (1, 5, 14) respectif, les disques (2, 4, 10) étant intercalés les uns entre les autres.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs disques (2, 4, 10) sont disposés les uns à côté des autres sur chaque arbre (1, 5, 14).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la distance entre deux disques (2, 4, 10) placés sur un arbre (1, 5, 14) correspond au moins à la largeur d'un disque (2, 4, 10).

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les disques (2, 4, 10) sont alimentés en tension par l'intermédiaire de l'arbre (1, 5, 14).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre (1, 5, 14) et les disques (2, 4, 10) sont réalisés au moins en partie en un matériau électriquement conducteur qui ne passe pas dans la solution d'électrolyte lorsque le dispositif fonctionne.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des découpes (16) sont formées dans les disques (2, 4, 10).

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les disques (2, 4, 10) présentent un anneau fixé sur l'axe par des rayons.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les disques (2, 4, 10) présentent des parties (11) séparées, isolées électriquement les unes des autres et réparties à leur périphérie.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les parties (11) isolées électriquement les unes des autres peuvent être raccordées aussi bien cathodiquement qu'anodiquement.

10. Dispositif selon la revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les arbres (1, 5) sont constitués de plusieurs segments électriquement conducteurs qui sont tous séparés les uns des autres par des segments non conducteurs, les segments électriquement conducteurs pouvant être raccordés aussi bien cathodiquement qu'anodiquement et les segments conducteurs de l'arbre assurant chaque fois le contact avec une partie électriquement conductrice (11) d'un disque.

11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les disques (2, 4, 10) peuvent être relevés du substrat (31) ou abaissés sur ce dernier.

12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le dispositif présente en outre un dispositif qui permet de faire tourner le substrat (31), le dispositif pouvant être disposé à l'intérieur ou à l'extérieur du bain.

13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les deux dispositifs qui présentent chacun au moins deux arbres (1, 5) sur lesquels des disques (2, 4, 10) intercalés les uns entre les autres sont disposés les uns en face des autres de telle sorte que le substrat (31) à revêtir est passé entre eux et que chaque fois au moins deux arbres (1, 5) sur lesquels des disques (2, 4, 10) sont intercalés les uns entre les autres sont en contact avec le côté supérieur ou le côté inférieur du substrat (31).

14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que pour revêtir des supports flexibles qui sont déroulés d'un premier rouleau et enroulés sur un deuxième rouleau, plusieurs dispositifs qui présentent tous au moins deux arbres (1, 5) sur lesquels sont disposés des disques (2, 4, 10) intercalés les uns entre les autres sont disposés l'un au-dessus de l'autre ou l'un à côté de l'autre, le support flexible traversant les dispositifs en méandres.

15. Dispositif d'application par galvanisation d'au moins un substrat électriquement conducteur ou d'une surface électriquement conductrice structurée ou de pleine surface sur un substrat non conducteur, caractérisé en ce que le dispositif présente plusieurs dispositifs selon l'une des revendications 1 à 14 raccordés les uns à la suite des autres.

16. Dispositif d'application par galvanisation d'un substrat électriquement conducteur ou d'une surface électriquement conductrice structurée ou de pleine surface sur un substrat non conducteur, réalisé dans un dispositif selon l'une des revendications 1 à 15.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les disques en contact avec le substrat sont raccordés cathodiquement et les disques qui ne sont pas en contact avec le substrat peuvent être raccordés anodiquement.

18. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les parties des disques qui sont en contact avec le substrat sont raccordées et les parties des disques qui ne sont pas en contact avec le substrat peuvent être raccordées anodiquement.

19. Procédé selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que les disques sont alimentés en tension par l'intermédiaire des arbres.

20. Procédé selon la revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que les arbres sont raccordés anodiquement pour être démétallisés pendant une interruption de production.

21. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 15 à 20, pour appliquer par galvanisation un substrat électriquement conducteur ou une surface électriquement conductrice structurée ou de pleine surface sur un substrat non conducteur.

22. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, pour la fabrication de pistes conductrices sur des cartes de circuit, des antennes RFID, des antennes de transpondeur ou d'autres structures d'antenne, des modules de carte à puce, des câbles plats, des chauffages de siège, des conducteurs en film, des pistes conductrices de cellules solaires ou de moniteurs LCD ou à plasma, ou pour la fabrication de produits de forme quelconque revêtus par galvanisation.

23. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 15 pour la fabrication de surfaces décoratives ou fonctionnelles sur des produits qui sont utilisés pour le blindage vis-à-vis du rayonnement électromagnétique, pour la conduction de chaleur ou comme emballage.

24. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 15 pour la fabrication de minces feuilles métalliques ou de supports en polymère à placage métallique sur une ou deux faces.

Zeichnung