DE2232995A1

DE2232995A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrolytischen beschichtung von teilen

Info

Publication number: DE2232995A1
Application number: DE19722232995
Authority: DE
Inventors: Anatolij Filippowitsch Isakow
Original assignee: ISAKOW
Current assignee: ISAKOW
Priority date: 1971-07-05
Filing date: 1972-07-05
Publication date: 1973-01-25
Also published as: AT326440B; DD97441A1; NL7209403A; PL83007B1; IT973345B; HU171455B; FR2144766A1; FR2144766B1; DE2232995B2; ATA577472A

Description

PATENTANWALTES

DR. O. DITTMANN. K. L. SCHIPP DR. A. ν. FÜNBR DIPL. ING. P. STREHL

8 MÜNCHEN ΘΟ MARIAHILFPLATZ 2 ft 8 C. Z. Ö £.Ό Ό Ό

DA-8583

1. Anatolij Filippowitsch Isakow, UdSSR, Moskau

2. Alexandr Iwanowitsch Kolome_tjtschuk, UdSSR, Moskau

5. Swetlana Petrowna Monachowa (geb.Tkatsciyowa),UdSSR,Moskau

4. Maria Alexandrowna Rudakowa, UdSSR, Moskau

5. Michail Jakowlewitsch Rjaboj, UdSSR, Moskau

6. Wasilij ¥asil_tiewitsch Ziopko, UdSSR, Moskau

7. ITikolaj Pawlowitsch Ameltsehakow, UdSSR, Selenograd

8. Boris Wladimirowits.cn Malin, UdSSR, Moskau

9. Ilja Wladimirowitsch Ba.jdalinow, UdSSR, Moskau 10. Anatolij Ieonidowitsch Rjabpw, UdSSR, Moskau

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ELEKTROLYTISCHEN BESCHICHTUNG.VON

(Prioritäten! 5. Juli 1971, UdSSR, Nr. 1670 568 5. Juli 1971, UdSSR, Nr. 1670 569)

Die vorliegende Erfindung betrifft die Technik der Elektroabscheidung von Metallen bei der Produktion von Halbleitergeräten, insbesondere von Integralschaltungen, und insbesondere ein Verf ahren zur elektrolytischen Beschichtung von Teilen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens,

Bei der Montage von Integralschaltungen ist es erforderlich, das Kristall mit der Schaltung zusammenzuschweißen, und zwar an die vergoldete Oberfläche des rechteckigen Ausführungsrahmens mit einer Netzoberfläche, deren Fläche ungefähr 40 mal größer als zum Anschweißen des Kristalls notwendig ist« Da zur Zeit ein Verfahren zur lokalen Beschichtung unbekannt ist,. muß die ganze Rahmenoberfläche beschichtet werden, was zu übermäßigem Verbrauch

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von kostspieligen Stoffen, insbesondere von Gold, führt. Es ist beispielsweise ein Verfahren (z.B. USA-Patentschrift Nr.34-62350, Klasse 204-15) zur lokalen Vergoldung von Teillen bekannt, das darin besteht, daß auf einer schrägen Oberfläche ein gerichteter Elektrolytstrom mit einem konstanten Niveau gebildet wird, und dem Strom entgegen, in der Fläche seines Niveaus die Teile verschoben werden, deren eine vorstehende Oberfläche beim Eontakt mit dem Elektrolyt vollständig beschichtet werden soll.

Dieses Verfahren schließt die Möglichkeit einer lokalen Beschichtung irgend eines Teiles der Fläche aus.

Allgemein bekannt sind auch Vorrichtungen zur elektrolytischen Beschichtung von Teilen, die einen Hauptbehälter, mit Elektrolyt gefüllt, welcher z.B. mit Hilfe einer Pumpe in einen Zwischenbehälter umgepumpt wird zur Stabilisierung (Schaffung eines konstanten Niveaus) und Filtrierung desselben, und ein Arbeitsorgan für die elektrolytische Beschichtung, von Teilen enthalten.

Jedoch ermöglichen auch die genannten Vorrichtungen keine lokale Beschichtung der Teile.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung und Vorrichtungen zur Durchführung desselben zu schaffen, die es erlauben,

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Schichten aus kostpieligen Metallen lokal, d.h. nur in den erforderlichen, durch konkrete Ausmaße bedingte Stellen, aufzutragen.

Dies wird dadurch erreicht, daß im vorgeschlagenen Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung von Teilen durch Bildung eines gerichteten Stroms mit konstantem Niveau und dessen Zuführung auf das zu beschichtende Teil erfindungsgemäß mit dem Ziel, die lokale Beschichtung von Teilen zu ermöglichen, der gerichtete Elektrolytstrom in "n^u Strahlen in hermetisiertebzw. getrennte Kanäle geteilt wird, welche die Form und Größe der vorausbestimmten Zpnen der lokalen Beschichtung haben, und die geformten Elektrolytstrahlen in der Zone der. lokalen Beschichtung senkrecht dem zu beschichtenden Teil zugeführt werden, isoliert von anderen nicht zu beschichtenden Stellen des Teiles.

Das vorgeschlagene Verfahren kann beispielsweise mit ' Hilfe einer Vorrichtung verwirklicht werden, die einen Hauptbehälter, mit einem Elektrolyt gefüllt, welcher dann in einen Zwischenbehälter zur Stabilisierung und Filtrierung des Elektrolyts umgepumpt wird., und ein Arbeitsorgan für elektrolytische Beschichtung von Teilen, enthält. Das behandelte Teil und der Elektrolyt bilden dabei Elektroden, und das Arbeitsorgan ist erfindungsgemäß als Kassette mit einem Kanalsystem für die Elektrolytzuführung und darin mit mindestens einer Düse mit Dichtungen ausgeführt, welche die

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Beschichtungsζone des Teiles umpressen und die nicht zu beschichtenden Stellen des Teiles isolieren.,

Für die lokale elektrolytisehe Beschichtung von Teilen, die eine flache Netzoberflache haben, ist es zweckmäßig, das Kanalsystem im Arbeitsorgan derart anzuordnen, daß die Beschichtung des Teiles im Elektrolytdurchfluß durch die Netzoberfläche der zu beschichtenden Zone des Teiles erfolgt.

Für die lokale Beschichtung von flachen Vollteilen ist es zweckmäßig, das Kanalsystem im Arbeitsorgan derart anzuordnen, daß die Zu- und Abführung des Elektrolyts von einer Seite und zwar an der Beschichtungsseite erfolgt.

Es ist auch zweckmäßig, das*Arbeitsorgan mit Ablußkanälen und Ausgleichdüsen am Düsenaustritt zu versehen, die eine konstante Geschwindigkeit des Elektrolytdurchflusses durch die Beschichtungszone des Teiles sichern.

Die obengestellten Aufgaben werden durch die Erfindung erfolgreich gelöst.

Bei einer vollständigen Beschichtung der Ausführungsrahmen von Integralschaltungen werden durchschnittlich 80 g Gold für 1000 Stück Rahmen verbraucht. Es werden in der· Industrie Millionen solcher Geräte produziert.

Durch das erfindungsgemäße /erfahren und die ei-findunfsgemäße Vorrichtung kann der Verbrnucn an Gold bis 6 >_L; τ ro 1000 Geräte herabgesetzt werden.

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. Demzufolge beträgt die Goldersparnis für nur 10 Mio produ-

zierter Geräte:

S # _{= 74},-io\ = 740 kg Gold.

jj Beim Plannungspreis von I5OO Rubeln pro 1 kg Gold macht '^δ die Gesamtersparnis für 10,0 Mio Rahmen in Rubeln aus:

74O.OOO.I5OO = 1.110.000 Rubel

Bei Berücksichtigung des Gesamtproduktionsprogramms der produzierten Geräte wird die Ersparnis um Größenordnungen größer.

Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung werden nachfolgend das erfindungsgemäße Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung von Teilen sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zu dessen Durchführung anhand eines Ausführungsbeispiels unter ' Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur elektrolytischen Lokalbeschichtung von flachen Netzteilen;

Fig. 2 ein Teil mit einer flachen Netzoberflache; Fig. 3 eine Vorrichtung zur elektrolytischen Lokalbeschichtung

von flachen Vollteilen; und
Fig. 4 ein Teil mit einer flachen Volloberfläche.

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Das Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung von Teilen besteht in folgendem. Der Elektrolyt wird aus dem Hauptbehälter in den Zwischenbehälter umgepumpt (der letztere ist für die Stabilisierung des Elektrolytstromes und dessen Filtrierung bestimmt); daraufhin wird der Elektrolytstrom mit einem konstanten Niveau in hermetisierten Kanälen in "n" Strahlen gemäß der vorausbestimmten Zonenanzahl für die Lokalbeschichtung geteilt, beispielsweise in Düsen, die der Form und der Größe nach den Zonen der Lokalbeschichtung entsprechen. Die geformten Strahlen werden dem zu beschichtenden Teil in den Zonen der Lokalbesohichtung senkrecht zugeführt .

Das beschriebene Verfahren kann in Vorrichtungen für die elektrolytische Lokalbeschichtung von Teilen verwirklicht werden, welche die Beschichtung von flachen Netzteilen und flachen Vollteilen gestatten.

Die Vorrichtung zur elektrolytischen Lokalbeschichtung von flachen Netzteilen besteht aus einem Hauptbehälter, hier einem Bad (Fig.-1) , einer Pumpe 2, einem Zwischenbehälter 3 mit einem Filter 4- und einem Arbeitsorgan 5 für die Beschichtung von Teilen.

Das Arbeitsorgan 5 für die Beschichtung von Teilen ist gesondert vom Hauptbehälter angeordnet und in Form einer Mehrstellenkassette ausgeführt, die aus einem Körper 6 mit einem Abflußkanal 7 und einem Kanalsystem 8 (Fig. Λ zeigt einen Kanal) besteht; unten sind Düsen eingebaut, die aus

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Stutzen 9» Zwischenlagen 10, Dichtungen 11 und Muttern 12 bestehen. Der Unterteil der Kassette ist als . "bewegliche Andruckleiste 13 ausgeführt» auf welcher untere Dichtungsscheiben*14, bewegliche Buchsen 15 und Ausgleichdüsen 16 montiert sind.

Zwischen der Dichtungsscheibe 14 und der Dichtung 11 wird ein !Teil 17 eingepreßt, das eine flache Netzoberflache hat (Fig. 2).

Die lokale Beschichtung von flachen Netzteilen wird folgendermaßen durchgeführt. Der Elektrolyt wird aus dem Bad 1 mit Hilfe der Pumpe 2 in den Zwischenbehälter 3 geleitet, worin die Anode 18 untergebracht ist. Nach Passieren des Filters 4 wird der Elektrolyt durch den Schlitz 19 in die Mehrstellenkassette geleitet.

Die Überschüsse an Elektrolyt im Zwischenbehälter werden durch den Kanal 20 in das Bad 1 abgegossen. Aus der Mehrstellenkassette wird der Elektrolyt durch die Kanäle. 8, die Stutzen 9, die Dichtung 11 ,die mit Hilfe der Mutter 12 an den Stutzen angepreßt wird, auf die Stellen der Lokalbeschichtung des "Teiles 17 geleitet.

Die Abdichtung der Beschichtungszone, d.h. deren Isolation, wird unter Zuhilfenahme der Dichtung 11 und der Dichtungsscheibe 14 erreicht.

Das Anpressen des Teiles 17 an die Dichtungen 11 und 14 erfolgt mittels der in Vertikalrichtung beweglichen Leiste

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13» Mit Hilfe einer flachen Feder 21 wird das negative Potential (die Katode) dem Teil 17 zugeführt.

Das positive Potential wird der Anode 18 zugeführt· Durch die Ausgleichdüse 16 wird der Elektrolyt in das Bad 1 zurückgeleitet. Auf diese V/eise erfolgt die Lokalbeschichtung von Teilen in der beschriebenen Vorrichtung mittels des Elektrolytdurchflusses.

Die Vorrichtung für die elektrolytische Lokarbeschichtung von flachen Vollteilen entspricht der Vorrichtung für die elektro Iy tische Beschichtung von flachen Netzteilen, mit dem Unterschied, daß in diesem Falle im Oberteil des Körpers 6 (Fig. 3) auf einer gemeinsamen Leiste 23 Andruckbolzen 22 montiert sind und das Kanalsysteia 8 für die Elektrolytzuund-"abfuhr. in der Mehrstellenkassette von der Seite der Düse angebracht ist, in die das Teil eingelegt wird.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung wird analog der vorrichtung in Fig. 1 betrieben.

Die Anode 18 ist auch im Hohlraum des Zwischenbehälters, untergebracht, und das negative Potential wird dem Teil durch die Andruckbolzen 22 zugeführt. Die Größe der Ausgleichsdüse 16 und des Abflußkanals 7 bestimmen das konstante Niveau des Elektrolyts in der Kassette und die Umspiiluagsgescbmndigkeit der Beschichtungszone.

Bei der Lokalbeschichtung von flachen Vollteilen erfolgt die Zu- und die Abfuhr des Elektrolyts an der Seite der Beschichtungszone.

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Claims

ΡΑΪΕΝΤΑ NS P R Ü C H E

1. Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung von Teilen durch Bildung eines gerichteten Elektrolytstromes mit konstantem Niveau und Zufuhr auf ein zu beschichtendes Teil, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lokalbeschichtung von Teilen der gerichtete Elektrolytstrom in "n" Strahlen in hermetisierte Kanäle geteilt wird, welche die Form und Größe der vorausbestimmten Zonen der Lokalbeschichtung aufweisen und daß die geformten Elektrolytstrahlen auf das zu beschichtende Teil senkrecht zu der Zone der Lokalbeschichtung,isoliert von anderen, nicht zupeschichtenden Stellen der Teile, zugeführt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen Hauptbehälter, mit Elektrolyt gefüllt, welcher in einen Zwischenbehälter zur Stabilisierung und Filtrierung umgepumpt wird, und ein Arbeitsorgan zur elektrolytischen Beschichtung von. Teilen enthält ,wobei das zu behandelnde Teil und der Elektrolyt Elektroden bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsorgan (5) außerhalb des Hauptbehälters (1) angeordnet ist und als Kassette mit einem Kanalsystem (8) für die Zufuhr des Elektrolyts und darin mit mindenstens einer Düse mit Dichtungen (11) ausgeführt ist, welche die Zonen der Beschichtung des Teiles (17) umpressen und die nicht zu beschichtenden Stellen des Teiles (17) isolieren.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zur Lokalbeschichtung von Teilen mit einer flachen Netzoberfläche das Kanalsystem (8) im Arbeitsorgan (5) derart angeordnet ist, daß die Beschichtung des Teiles (17) beim Durchfloß des Elektrolyts durch die Netzoberfläche der zu beschichtenden Zone des Teiles (17) -erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß .zur elektrolytischen Beschichtung von flachen Vollteilen das Kanalsystem (8) im Arbeitsorgan (5) derart angeordnet ist, daß die Zu- und Abfuhr des Elektrolyts an der Seite der Beschichtungszone erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4₁ d a d u r c gekennzeichnet , daß das Arbeitsorgan mit einem Abflußkanal (7) und mit Ausgleichdüsen (16) versehen ist, die am Düsenaustritt angeordnet sind und eine konstante Durchflußgeschwindigkeit des Elektrolyts durch die Beschichtungszone des Teiles (17) gewährleisten.

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