Пристрій для електроосадження тонкої металевої фольги

1. Пристрій для електроосадження тонкої металевої фольги, який містить поміщену в електролітичний апарат рухому гн учку катодну основу, аноди, електроконтактний ролик з корозійностійкою поверхнею для підведення електричного струму до катодної основи, який відрізняє ться тим, що як корозійностійку поверхню електроконтактний ролик має покриття нітриду титану і поєднаний з додатковим притискним роликом з покриттям на основі 2. Пристрій за п. пружного полімеру.1, який відрізняється тим, що покриття пружного полімеру притискного ролика містить домішку дисперсного струмопровідного матеріалу, переважно порошку нітриду титану. (19) (21) a200611271 (22) 26.10.2006 (24) 26.01.2009 (46) 26.01.2009, Бюл.№ 2, 2009 р. (72) ТРОЦЕНКО ВЛАДИСЛАВ ІВАНОВИЧ, U A, ПІЛЬЩІКОВ ВЕНІАМІН ІВАНОВИЧ, UA, КУРБАТОВА ОЛЬГА ЛАЗАРІВН А, UA, МАНЕЦЬ ОЛЬГА В'ЯЧЕСЛАВІВН А, U A (73) ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОН АЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) RU 2061799 C1, 10.06.1996 EP 0425354 A1, 02.05.1991 JP 63262498 A, 28.10.1988 JP 63255400 A, 21.10.1988 JP 5306494 A, 19.11.1993 US 4840712 A, 20.01.1989 3 85508 В основу винаходу поставлено задачу удосконалення пристрою для електроосадження тонкої металевої фольги, що забезпечить можливість підвищення щільності електричного струму при застосуванні швидкісних режимів електроосадження фольги. Задача вирішується тим, що в пристрої, який містить гнучку катодну основу, виконану з можливістю переміщення ЇЇ в електролітичному апараті, і електроконтактний ролик із корозійностійкою поверхнею, електроконтактний ролик має покриття нітриду титану і поєднаний з додатковим роликом з покриттям на основі пружного полімеру з домішками дисперсного струмопровідного матеріалу, переважно, порошку нітриду титана. На Фіг. 1 показано частину електричного апарату при постадійному електроосаджені робочого і поверхневого шару мідної фольги. На Фіг. 2 показано поверхню ролика, яка контактує з катодною основою. На Фіг, 3, 4 приведені епюри контактного тиску. Частина електричного апарату (Фіг.1) містить гальванічні ванни 1, 2; електроконтактний ролик 3, встановлений на основі 4; додатковий ролик 5, поєднаний з механізмом стиснення б; гнучку катодну основу 7; аноди 8. Поверхня А ролика 3 (Фіг. 2) контактує з катодною основою 7 і має корозійностійке покриття нітриду титана (TiN). Поверхневий шар 4 ролика 5 виготовлений із пружного полімеру, наприклад, на основі кислотостійкої резини з домішками дисперсного струмопровідного корозійностійкого матеріалу, до якого відносять порошки нікелю, нержавіючої сталі, карбідів та нітридів перехідних елементів з металевим типом електропровідності та інші. Завдяки своєму складу, поверхня ролика 5 поєднує пружні властивості з достатньою електропровідністю. Епюри контактного тиску приведені на Фіг. 3, 4, при стисненні роликів - 3, при натягу катодної стрічки - 4. Пристрій працює так. Ролики 3, 5 (Фіг. 1) контактують з розміщеною між ними гнучкою катодною основою 7 у вигляді металевої стрічки і знаходяться в стані стиснення, що забезпечує механізм стиснення 6 у вигляді, наприклад, гідро циліндра, з можливістю регулювання сили тиску. Суттєве підвищення контактного тиску згідно Фіг. 3 в порівнянні з Фіг. 4 не ускладнює механічної деформації катодної стрічки, що забезпечує можливість зменшення її товщини, наприклад, при одержанні мідної фольги товщиною 5мкм. Пружність поверхні ролика 5 в цих умовах забезпечує більш надійний електричний контакт з поверхнею катодної стрічки по її ширині і запобігає впливу нерівномірності натягу стрічки на розподіл електричного струму в зоні контакту. Електропровідність пружного шару ролика 5 забезпечує додаткове підведення електричного струму до поверхні катодної основи 7, а також дозволяє контролювати величину електричного 4 опору в процесі електроосадження фольги. Зокрема, при періодичності зміни полярності ролика 5 в імпульсному режимі, величина контрольного струму залежить від перехідного електричного опору безпосередньо в зоні контакту роликів 3, 5 з катодною основою 7. Відхилення контрольного струму від заданого значення, в разі порушення електричного контакту, приводе до автоматичного посилення тиску між роликами, що дозволяє стабілізувати величину перехідного електричного опору. Застосування покриття нітриду титана, згідно запропонованого технічного рішення, спрямовано на забезпечення стабільності електроконтактних властивостей поверхні металевого ролика, що пов'язано з особливостями означеного покриття в порівнянні з іншими матеріалами. Відомі виключно висока твердість і зносостійкість TiN, що використовується в технології виготовлення ріжучого інструменту [5], а також хімічна стійкість його по відношенню до агресивних розчинів і сполук сірчаної, соляної та інших кислот [6], які, зокрема, використовують у складі електролітів при осаджені покриттів міді та інших металів. Найбільш суттєвим є поєднання означених властивостей TiN з його високою електропровідністю, яка вдвічі перевищує її значення для металевого Ті[7]. На відміну від інши х корозійностійких матеріалів, наприклад, нержавіючих марок сталі з підвищеним вмістом хрому, нікелю, титану, хімічна стійкість яких пов'язана з утворенням поверхневих діелектричних окислів, покриття TIN не погіршує електроконтактних властивостей поверхні ролика, що особливо важливо при застосуванні підвищеної щільності електричного струму. Технологічна можливість одержання покриттю TiN забезпечується сучасними методами іонноплазмового розпилення з використанням робочої камери плазмотрону типа "Булат" [8]. Означені властивості TiN також забезпечують його переважне використання в якості дисперсного матеріалу в складі пружного шару ролика 5, який поєднаний з металевим роликом 3 згідно запропонованого технічного рішення. Сучасні методи плазмохімічного синтезу забезпечують можливість промислового одержання ультрадисперсного порошку TiN [9]. Переважною галуззю застосування запропонованого пристрою є багатоопераційний процес одержання електролітичної мідної фольги товщиною від 5 до 35мкм, яка використовується у виробництві фольгованих діелектриків для друкованих плат [10]. Стандартна ширина електролітичної мідної фольги складає 1100±5мм [II], а щільність струму при її електроосадженні і електрохімічній обробці сягає>10А/дм 2. Таким чином, використання запропонованого пристрою забезпечує стабільність перехідного електричного опору і надійність електричного контакту з гн учкою катодною основою при підвищеній щільності струму, що буде сприяти запровадженню високошвидкісних прогресивних режимів електроосадження металевої фольги. Джерела інформації 5 85508 1. Пат. №1588661 Великобритания, МКИ С25Д 1/04. Способ и устройство для электролитического изготовления медной фольги / 1981. 2. Пат. заявка №0279805 ЕПВ, МКИ С25Д 1/04. Устройство для безостановочного получения сверхтонкой металлической фольги электролитическим осаждением / Опубл. 1988. 3. Пат. №4898647 США, МКИ С25Д 1/04. Способ и устройство для гальванопластического изготовления медной фольги / 1981. 4. Пат. №1602783 Великобритания, МКИ С25Д 3/ 38. Способ и устройство для получения тонкой медной фольги / Опубл. 1982. 5. Тот Л. Карбиды и нитриды переходных металлов. -М.:Мир, 1974. -291с. 6. Самсонов Г.В. Анализ тугоплавких соединений /Г.В. Самсонов, А.Т. Пилипенко, Т.Н. Назарчук-К.Йзд. АН УССР, 1961. 6 7. Львов С.Н. ДАН СССР /С.Н. Львов, В.Ф. Демченко, Г.В. Самсонов. -М.:1960. 153,577с. 8. Сурис А.Л. Плазмохимические процессы и аппараты. -М.: Химия, 1989.-304с. 9. Пархоменко В. Д. Технология плазмохимических производств. /В. Д. Пархоменко, П.Н. Цыбулев, Ю.И. Краснопутский. -К.: Высшая школа, 1991.-255с. 10. Головин И.М. Производство электролитической медной фольги. / И.М. Головин, А.В. Бужинская, Е.М. Мазарчук и др. -М.: Цветные металлы, 1980. -38с. 11. ГОСТ 26246.10-89 "Материал электроизоляционный тонкий общего назначения для многослойных печатных плат на основе стеклоткани, пропитанной эпоксидными связующими. Технические условия". 7 Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 85508 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601