CH686728A5

CH686728A5 - Copper@ electrodeposition from etching liquid

Info

Publication number: CH686728A5
Application number: CH202993A
Authority: CH
Inventors: Walter Dipl-Ing Holzer
Original assignee: Walter Holzer Dr H C Dipl Ing
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1996-06-14

Abstract

Copper deposition from an etching liquid involves passing the liquid through a buffer vessel before entry into a multi-cell electrolysis tank to provide uniform distribution to the individual cells of the tank. A sensor (34), for adjusting the etching liquid, is located in a by-pass (36) to an etching liquid circulation line (37) between an etching vessel (32) and the electrolysis cell (33) and is connected to the circulation line (37) in adjustable time intervals by a valve (38), a switching phase of the sensor (34) occurring when the valve (38) is closed, i.e. the etching liquid is stationary. Also claimed is an apparatus for carrying out the above process.

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Arbeitsverfahren zur Abscheidung von Kupfer aus einem als Ätzflüssigkeit dienenden flüssigen Elektrolyten durch Führung des Flüssigkeitsstromes dosiert durch einen Einlass in einen mehrzelligen Elektrolysebehälter, aus dem er nach Abscheidung des Kupfers aus einem Auslass austritt, wobei der Flüssigkeitsstrom vor einem unter dem Flüssigkeitsspiegel des Elektrolysebehälters liegenden Einlass eine vom Flüssigkeitsstrom gebildete Flüssigkeitsvorlage in einem Flüssigkeits-Pufferbehälter durchläuft, um mit gleichmässiger Verteilung die einzelnen Zellen des Elektrolysebehälters zu durchströmen. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zur Abscheidung von Kupfer aus einem als Ätzflüssigkeit dienenden flüssigen Elektrolyten unter Verwendung eines mehrzelligen Elektrolysebehälters mit unter dem auszubildenden Flüssigkeitsspiegel im Elektrolysebehälter liegenden Einlass zum Eintritt des flüssigen Elektrolyten und Auslass zur Abführung des Elektrolyten sowie einem vor dem Einlass liegenden Pufferbehälter, der durch eine parallel zur Einlassseite des Elektrolysebehälters angeordnete Zwischenwand gebildet wird, deren Unterkante und Seitenkanten flüssigkeitsdicht mit dem Elektrolysebehälter nach Art einer Trennwand verbunden sind, wobei die Zwischenwand ggf. mit Einlassöffnungen versehen ist. The invention relates to a working method for the deposition of copper from a liquid electrolyte serving as etching liquid by guiding the liquid flow metered through an inlet into a multi-cell electrolysis container, from which it emerges after deposition of the copper from an outlet, the liquid flow in front of one under the Liquid level of the inlet of the electrolysis container passes through a liquid reservoir formed by the liquid flow in a liquid buffer container in order to flow through the individual cells of the electrolysis container with a uniform distribution. The invention further relates to a device for the deposition of copper from a liquid electrolyte serving as an etching liquid using a multi-cell electrolysis container with an inlet below the liquid level to be formed in the electrolysis container for the entry of the liquid electrolyte and outlet for the discharge of the electrolyte as well as an inlet located in front of the inlet Buffer container, which is formed by an intermediate wall arranged parallel to the inlet side of the electrolysis container, the lower edge and side edges of which are connected in a liquid-tight manner to the electrolysis container in the manner of a partition, the intermediate wall optionally being provided with inlet openings.

Bei Elektrolyseanlagen, die in einem gemeinsamen Behälter eine Mehrzahl von elektrisch hintereinander geschalteten Anoden bzw. Kathodenplatten besitzen, hat die gleichmässige Zuführung bzw. Durchströmung der einzelnen Zellen grösste Bedeutung. Aus den US-A 3 682 809, US-A 3 558 466 und US-A 4 023 022 sind Verfahren und Vorrichtungen zur Abscheidung von Kupfer aus Elektrolyten bekannt, bei denen der Elektrolyt gleichmässig durch einen mehrzelligen Elektrolysebehälter geführt wird, indem der Flüssigkeitsstrom vor Eintritt in den Elektrolysebehälter eine vom Flüssigkeitsstrom gebildete Flüssigkeitsvorlage in einem Flüssigkeits-Pufferbehälter durchläuft. Durch die gleichmässige Abscheidung von Kupfer aus dem flüssigen Elektrolyten an den Elektroden kann man dann das abgeschiedene Kupfer sofort wieder weiter im Ätzverfahren verwenden. Es ist also hier ein Recycling-Verfahren, welches unter anderem hier erreicht werden soll. In the case of electrolysis plants which have a plurality of anodes or cathode plates connected in series in a common container, the uniform supply or flow through the individual cells is of the greatest importance. Methods and devices for the deposition of copper from electrolytes are known from US Pat. Nos. 3,682,809, 3,558,466 and 4,023,022, in which the electrolyte is passed uniformly through a multicellular electrolysis container by pre-flowing the liquid Entry into the electrolysis container passes through a liquid reservoir formed by the liquid flow in a liquid buffer container. Due to the uniform deposition of copper from the liquid electrolyte at the electrodes, the deposited copper can then immediately be used again in the etching process. So here it is a recycling process, which among other things should be achieved here.

Bei einer dieser bekannten Vorrichtungen befand sich ein Sensor in der Ätzflüssigkeit, die laufend umgewälzt wird. Selbst, wenn man den Sensor in strömungsberuhigte Stellen des Ätzbehälters bringt, ist das Messergebnis noch so ungenau, dass der Erfindungszweck, nämlich eine optimale Ätzgeschwindigkeit zu erhalten, nicht erreicht wird. Durch das Tauchen von Leiterplatten in die Ätzflüssigkeit ändert sich deren physikalische und chemische Zusammensetzung. Es hat sich herausgestellt, dass gewisse Parameter der chemischen und/oder physikalischen Beschaffenheit der Ätzflüssigkeit vorhanden sein müssen, um eine optimale Ätzgeschwindigkeit zu haben. Bei dem vorliegenden Verfahren handelt es sich um eine umweltfreundliche Ätzung, In one of these known devices, a sensor was in the etching liquid, which is continuously circulated. Even if the sensor is brought into flow-reduced places in the etching container, the measurement result is still so imprecise that the purpose of the invention, namely to obtain an optimal etching speed, is not achieved. Dipping printed circuit boards into the etching liquid changes their physical and chemical composition. It has been found that certain parameters of the chemical and / or physical nature of the etching liquid must be present in order to have an optimal etching speed. The present method is an environmentally friendly etching,

d.h. die Ätzflüssigkeit wird laufend umgewälzt. Sie wird nicht ausgewechselt, wie bei bekannten Verfahren, wenn sie verbraucht ist, sondern wird regeneriert oder erhält auch Zusätze, die es gewährleisten, dass immer eine optimale Ätzgeschwindigkeit vorhanden ist. i.e. the etching liquid is continuously circulated. It is not replaced, as in known methods, when it is used up, but is regenerated or also contains additives which ensure that an optimal etching speed is always present.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ausgehend von einer absolut gleichmässigen Verteilung des flüssigen Elektrolyten auf die Elektroden, das Arbeitsverfahren so zu leiten und die Vorrichtung so auszubilden, dass der als Ätzflüssigkeit dienende flüssige Elektrolyt im Hinblick auf seine chemischen Eigenschaften optimal eingestellt wird. The object of the invention is, based on an absolutely uniform distribution of the liquid electrolyte among the electrodes, to direct the working process and to design the device in such a way that the liquid electrolyte serving as the etching liquid is optimally adjusted with regard to its chemical properties.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass ausgehend von den bekannten Arbeitsverfahren zur Abscheidung von Kupfer aus einem flüssigen Elektrolyten durch Führung des Flüssigkeitsstromes, dosiert durch einen Einlass in einen mehrzelligen Elektrolysebehälter, aus dem er nach Abscheidung des Kupfers aus einem Auslass austritt, wobei der Flüssigkeitsstrom vor einem unter dem Flüssigkeitsspiegel des Elektrolysebehälters liegenden Einlass eine vom Flüssigkeitsstrom gebildete Flüssigkeitsvorlage in einem Flüssigkeits-Pufferbehälter durchläuft, um mit gleichmässiger Verteilung die einzelnen Zellen des Elektrolysebehälters zu durchströmen, nun gemäss der Erfindung ein zum Einstellen der Ätzflüssigkeit dienender Sensor in einem Bypass zu einer Umlaufleitung der Ätzflüssigkeit zwischen einem Ätzbehälter und der Elektrolysezelle angeordnet ist, der in einstellbaren, zeitlichen Abständen über ein Ventil mit der Umlaufleitung verbunden wird, wobei eine Schaltphase des Siensors bei geschlossenem Ventil, d.h. bei ruhender Ätzflüssigkeit, stattfindet. The solution to this problem is that, starting from the known working methods for the deposition of copper from a liquid electrolyte by guiding the liquid flow, metered through an inlet into a multi-cell electrolysis container, from which it emerges from an outlet after deposition of the copper, the liquid flow in front of an inlet below the liquid level of the electrolysis container, a liquid reservoir formed by the liquid flow passes through in a liquid buffer container in order to flow through the individual cells of the electrolysis container with a uniform distribution, now according to the invention a sensor for adjusting the etching liquid in a bypass to a circulation line the etching liquid is arranged between an etching container and the electrolytic cell, which is connected at adjustable, time intervals via a valve to the circulation line, with a switching phase of the nsors with valve closed, i.e. when the etching liquid is at rest.

Die Vorrichtung zur Abscheidung von Kupfer aus einem als Ätzflüssigkeit dienenden flüssigen Elektrolyten unter Verwendung eines mehrzelligen Elektrolysebehälters mit unter dem auszubildenden Flüssigkeitsspiegel im Elektrolysebehälter liegenden Einlass zum Eintritt des flüssigen Elektrolyten und Auslass zur Abführung des Elektrolyten sowie einem vor dem Einlass liegenden Pufferbehälter, der durch eine parallel zur Einlassseite des Elektrolysebehälters angeordnete Zwischenwand gebildet wird, deren Unterkante und Seitenkanten flüssigkeitsdicht mit dem Elektrolysebehälter nach Art einer Trennwand verbunden sind, wobei die Zwischenwand ggf. mit Einlassöffnungen versehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen der Ätzflüssigkeit ein Sensor in einem Bypass zu einer Umlaufleitung der Ätzflüssigkeit zwischen einem Ätzbehälter und der Elektrolysezelle angeordnet ist, der über ein Ventil mit der Umlaufleitung in einstellbaren zeitlichen Abständen verbindbar ist. The device for the deposition of copper from a liquid electrolyte serving as etching liquid using a multi-cell electrolysis container with an inlet below the liquid level to be formed in the electrolysis container for the entry of the liquid electrolyte and outlet for the discharge of the electrolyte as well as a buffer container located in front of the inlet, which is connected by a parallel An intermediate wall arranged on the inlet side of the electrolysis container is formed, the lower edge and side edges of which are connected in a liquid-tight manner to the electrolysis container in the manner of a partition wall, the intermediate wall optionally being provided with inlet openings, characterized in that a sensor in a bypass to one is set for setting the etching liquid Circulation line of the etching liquid is arranged between an etching container and the electrolysis cell, which can be connected to the circulation line at adjustable time intervals via a valve.

In dem neuen Verfahren gelangt der flüssige Elektrolyt über eine Flüssigkeitsvorlage in den Behälter. Durch diese Flüssigkeitsvorlage wird erreicht, dass eine ganz gleichmässige Beaufschlagung der Elektroden durch den flüssigen Elektrolyten erfolgt. Nachdem die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes vom Einlass zum Auslass hin sehr gering ist, ist es gerade bei diesen geringen Strömungsgeschwindigkeiten wichtig, auf der Einlassseite die Zuführung des Flüssigkeitsstromes ganz gleichmässig In the new process, the liquid electrolyte enters the container via a liquid reservoir. This liquid charge ensures that the electrodes are acted upon by the liquid electrolyte in a very uniform manner. Since the speed of the liquid flow from the inlet to the outlet is very low, it is important, especially at these low flow speeds, that the supply of the liquid flow is very even on the inlet side

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durchzuführen und analog auch auf der Auslassseite den Flüssigkeitsstrom wieder gleichmässig abzuführen, damit jeder Quadratmillimeter der Platten -und das sind meistens sehr viele in einem solchen Behälter - gleichmässig vom Flüssigkeitsstrom beaufschlagt wird bzw. dann ein sehr gleichmässiger Niederschlag erfolgt. Die genaue strömungsunabhängige Messung und Einstellung der Ätzflüssigkeit erfolgt durch einen Sensor, der in einem Bypass zur Umlaufleitung der Ätzflüssigkeit zwischen Atzbehälter und Elektrolysezelle angeordnet ist und in einstellbaren, zeitlichen Abständen über ein Ventil mit der Umlaufleitung verbunden ist, wobei die Schaltphase des Sensors bei geschlossenem Ventil, d.h. im Bypass beim Ruhen der Ätzflüssigkeit, stattfindet. and, similarly, to discharge the liquid flow evenly on the outlet side, so that every square millimeter of the plates - and this is usually a large number in such a container - is evenly acted upon by the liquid flow or a very even precipitation occurs. The exact flow-independent measurement and setting of the etching liquid is carried out by a sensor, which is arranged in a bypass for the circulation of the etching liquid between the etching container and the electrolysis cell and is connected to the circulation line at adjustable, time intervals via a valve, the switching phase of the sensor when the valve is closed , ie in the bypass when the etching liquid is at rest.

Man misst also nicht mehr laufend, wie das bei derartigen Vorgängen üblich war, sondern in zeitlichen Abständen. Die zeitlichen Abstände ergeben sich dadurch, dass man der Messflüssigkeit eine Probe entnimmt, die man in einen Messbehälter überführt und dann im ruhenden Zustand diese Flüssigkeit strömungsunabhängig sehr genau messen kann. Abhängig von diesem Messergebnis wird dann die Ätzflüssigkeit regeneriert bzw. durch Zusätze so weit verändert, bis eine optimale Ätzgeschwindigkeit vorhanden ist. You no longer measure continuously, as was customary in such processes, but at intervals. The time intervals result from the fact that a sample is taken from the measuring liquid, which is transferred to a measuring container and then this liquid can be measured very precisely regardless of the flow when at rest. Depending on this measurement result, the etching liquid is then regenerated or modified by additives until an optimal etching speed is available.

Eine Ausführung nach der Erfindung besteht darin, dass der Sensor ein an sich bekannter Schwimmer mit induktivem bzw. kapazitivem Abgriff ist. An embodiment according to the invention is that the sensor is a float known per se with inductive or capacitive tapping.

Zweckmässig ist es ferner, dass sich der Sensor in einem in der Bypassleitung angeordneten Überlauf gefäss befindet. It is also expedient for the sensor to be located in an overflow vessel arranged in the bypass line.

Dieses Überlaufgefäss gewährleistet, dass die Menge der Probeflüssigkeit immer genaue konstant bleibt. This overflow vessel ensures that the amount of sample liquid always remains exactly constant.

Zweckmässig ist, das Ventil im Zulauf zum Überlaufgefäss anzuordnen. It is advisable to arrange the valve in the inlet to the overflow vessel.

Um einen automatischen Betrieb zu gewährleisten, ist es wichtig, dass das Ventil ein elektromagnetisches Ventil ist, dessen Offen- und Schliess-stellung programmgesteuert ist. In order to ensure automatic operation, it is important that the valve is an electromagnetic valve, the open and closed position of which is program-controlled.

Bei einer bevorzugten Ausführung, bei welcher der Kupfergehalt in der Ätzflüssigkeit auf ein bestimmtes Mass eingestellt wird, ist es wichtig, dass der Sensor, z.B. über einen Verstärker, die Stromzufuhr der Elektrolysezelle schaltet. In a preferred embodiment, in which the copper content in the etching liquid is adjusted to a certain level, it is important that the sensor, e.g. via an amplifier that switches the power supply to the electrolytic cell.

Die Elektrolysezelle dient der Kupferabscheidung, und je nach einem eingestellten Wert ist man dann in der Lage, der Ätzflüssigkeit ein bestimmtes spezifisches Gewicht entsprechend einem bestimmten Kupfergehalt zuzuordnen. The electrolysis cell is used for copper deposition, and depending on a set value, you are then able to assign a certain specific weight to the etching liquid according to a certain copper content.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Sensor, z.B. über ein Ventil und einen Verstärker, die Flüssigkeitszufuhr zur Elektrolysezelle regelt. Another possibility is that the sensor, e.g. via a valve and an amplifier that regulates the liquid supply to the electrolysis cell.

Will man nicht nur durch eine zu schaltende Elektrolysezelle den Kupfergehalt einstellen, sondern wählt man andere Bezugsgrössen, die man zur Erreichung einer optimalen Atzgeschwindigkeit einstellen will, dann ergibt sich ein Arbeitsverfahren zum Ätzen von Leiterplatten dadurch, dass die Ätzflüssigkeit im Ätzbehälter laufend überwacht wird; die Lehre der Erfindung besteht dann darin, dass durch Zusätze - abhängig von der Zahl der Ätzungen - die Ätzflüssigkeit in zeitlichen Abständen ergänzt wird, bis eine optimale Ätzgeschwindigkeit erreicht ist. Das Arbeitsverfahren lässt sich nur dadurch genau durchführen, dass ein Sensor den Zustand der Ätzflüssigkeit in einem Kontrollgefäss überwacht, dessen Füllung in wählbaren, zeitlichen Abständen erfolgt, und die Messphase des Sensors in die ruhende Phase der Messflüssigkeit im Kontrollgefäss verlegt ist. If you not only want to set the copper content by means of an electrolytic cell to be switched, but if you choose other reference values that you want to set to achieve an optimal etching speed, then a working method for etching printed circuit boards results from the fact that the etching liquid in the etching container is continuously monitored; The teaching of the invention then consists in adding additives - depending on the number of etchings - at intervals of time until an optimal etching rate is reached. The working method can only be carried out precisely by a sensor monitoring the condition of the etching liquid in a control vessel, the filling of which takes place at selectable, time intervals, and the measuring phase of the sensor being moved to the dormant phase of the measuring liquid in the control vessel.

Eine bevorzugt verwendete Vorrichtung zur gleichmässigen Verteilung des flüssigen Elektrolyten sieht einen Flüssigkeits-Pufferbehälter vor, der von einer parallel zur Einlassseite des Elektrolysebehälters angeordneten Zwischenwand gebildet wird, deren obere Kante unter dem Flüssigkeitsspiegel des Elektrolysebehälters liegt, während die Unterkante und die Seitenkanten dieser Zwischenwand flüssigkeitsdicht mit dem Elektroylsebehälter nach Art einer Trennwand verbunden sind. A preferably used device for the uniform distribution of the liquid electrolyte provides a liquid buffer container which is formed by an intermediate wall arranged parallel to the inlet side of the electrolysis container, the upper edge of which is below the liquid level of the electrolytic container, while the lower edge and the side edges of this intermediate wall are also liquid-tight the Elektroylsebehalter are connected in the manner of a partition.

Man kann mit einem sehr geringen konstruktiven Aufwand arbeiten, wenn man auf der Einlassseite und zweckmässigerweise auch auf der Auslassseite in dem Elektrolysebehälter Trennwände anbringt. You can work with very little design effort if you install partition walls in the electrolysis container on the inlet side and expediently also on the outlet side.

Man kann sich mit dieser Vorrichtung auch anpassen, je nachdem, ob man den Behälter von oben oder unten mit dem flüssigen Elektrolyten beschicken will. You can also adapt with this device, depending on whether you want to load the container from above or below with the liquid electrolyte.

Eine Möglichkeit besteht darin, dass der Zulauf in den Flüssigkeits-Pufferbehälter von unten unter Flüssigkeitsdruck erfolgt, d.h. dass gewissermassen unter hydraulischem Druck eine sehr gleichmässige Verteilung stattfindet. One possibility is that the feed into the liquid buffer container takes place from below under liquid pressure, i.e. that, to a certain extent, a very even distribution takes place under hydraulic pressure.

Will man den Behälter von oben beschicken, dann ist es wesentlich, dass der Zulauf in den Flüs-sigkeits-Pufferbehälter über einen weiteren vorgelagerten Pufferbehälter erfolgt, der von oben beschickt wird. If you want to load the container from above, it is essential that the feed into the liquid buffer container takes place via another upstream buffer container that is loaded from above.

Die Ausbildung des Pufferbehälters bzw. der Trennwände kann verschieden sein. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die obere Kante der Zwischenwand den Flüssigkeitsspiegel des Elektrolyse-Behälters überragt und Einlassöffnungen in der Zwischenwand unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet sind. The design of the buffer container or the partition walls can be different. One possibility is that the upper edge of the intermediate wall projects above the liquid level of the electrolysis container and inlet openings are arranged in the intermediate wall below the liquid level.

Es ist je nach Grösse des Elektrolysebehälters und der Art des flüssigen Elektrolyten auch möglich, dass die Einlassöffnungen, etwa in mittlerer Höhe des Flüssigkeitsstandes angeordnet, den Flüssigkeitsstrom gleichmässig zwischen die Elektroden leiten. Depending on the size of the electrolysis container and the type of liquid electrolyte, it is also possible for the inlet openings, arranged approximately at the middle level of the liquid level, to conduct the liquid flow evenly between the electrodes.

Wiederum ist es möglich, dass statt vieler Einlassöffnungen diese zu einem Schlitz zusammenge-fasst sind. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass mehrere, eine syphonartige Vorlage bildende, Zwischenwände vorhanden sind. Again, it is possible that instead of many inlet openings, these are combined into a slot. Another possibility is that there are several partition walls that form a siphon-like template.

Durch die Anwendung mehrerer Trennwände wird man immer differenzierter den Flüssigkeitsstrom gleichmässig auch in einem noch so grossen Elektrolysebehälter mit noch so vielen Elektroden verteilen. The use of several partition walls means that the liquid flow is distributed more and more evenly even in the largest electrolysis container with as many electrodes.

Wichtig ist, dass die Auslassseite ebenfalls eine oder mehrere Zwischenwände aufweist und der Ablauf unterhalb des Flüssigkeitsspiegels durch einzelne Öffnungen und/oder Schlitze vergleichbar wie beim Einlass erfolgt. It is important that the outlet side likewise has one or more intermediate walls and that the drain below the liquid level takes place through individual openings and / or slits in a manner comparable to that at the inlet.

Nach dieser Ausführung kann man die verschie- After this execution, the various

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densten Ausbildungen auf der Einlassseite mit der Auslassseite kombinieren. Zum Beispiel könnte man auf der Einlassseite zwei Trennwände und auf der Auslassseite nur eine Trennwand anwenden, oder man verwendet auf Ein- und Auslassseite die gleichen Verteilungsvorrichtungen für den Flüssigkeitsstrom. Je nach den Erfordernissen kann man z.B. in den Zwischen- bzw. Trennwänden auf der Einlassseite die Einlassöffnungen oben, aber immer noch unterhalb des Flüssigkeitsspiegels anordnen, während sie auf der Auslassseite weiter unten liegen. Wesentlich ist immer, dass die Flüssigkeit in den Elektrolysebehälter ein- bzw. austritt, immer durch Öffnungen, Schlitze, Überlaufkanten und ähnliches, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegen. Combine most training on the inlet side with the outlet side. For example, two partitions could be used on the inlet side and only one partition on the outlet side, or the same distribution devices for the liquid flow could be used on the inlet and outlet sides. Depending on the requirements, one can e.g. In the partitions or partitions on the inlet side, arrange the inlet openings at the top, but still below the liquid level, while they are further down on the outlet side. It is always essential that the liquid enters or exits the electrolysis container, always through openings, slots, overflow edges and the like, which are below the liquid level.

Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei gehen aus den Zeichnungen und der Beschreibung hierfür weitere Erfindungsmerkmale hervor. Embodiment of the invention are shown in the drawings. Further features of the invention emerge from the drawings and the description for this.

Fig. 1 zeigt schematisch den Strömungsverlauf in einem Elektrolysebehälter, 1 schematically shows the flow pattern in an electrolysis container,

Fig. 2 zeigt schematisch einen im Rahmen der Erfindung eingesetzten Elektrolysebehälter, 2 schematically shows an electrolysis container used in the context of the invention,

Fig. 3 zeigt eine andere Ausbildung einer Zwischenwand wie in Fig. 2, 3 shows another design of an intermediate wall as in FIG. 2,

Fig. 4 zeigt eine weitere mögliche Ausbildung einer Zwischenwand, 4 shows a further possible embodiment of an intermediate wall,

Fig. 5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit Ätzbehälter, Elektrolysezelle und Sensor, wobei ein bestimmter Kupfergehalt in der Ätzflüssigkeit einstellbar ist. 5 schematically shows an exemplary embodiment of a device according to the invention with an etching container, electrolysis cell and sensor, a specific copper content in the etching liquid being adjustable.

Fig. 6 zeigt ganz allgemein die laufende Kontrolle einer Ätzflüssigkeit durch eine Messanordnung nach der Erfindung, wobei entsprechend Zusätze der Ätzflüssigkeit zugesetzt werden. 6 very generally shows the ongoing control of an etching liquid by means of a measuring arrangement according to the invention, additives being added to the etching liquid accordingly.

In der Fig. 1 zeigt die Pfeilrichtung 1 schematisch den Flüssigkeitsstrom des flüssigen Elektrolyten durch den Elektrolysebehälter 3. In FIG. 1, the arrow direction 1 schematically shows the liquid flow of the liquid electrolyte through the electrolysis container 3.

Dabei tritt der Flüssigkeitsstrom auf der Einlassseite 6 ein und verlässt den Behälter auf der Auslassseite 18. Elektroden 16 sind als Anoden bzw. Kathoden hintereinandergeschaltet. Dabei ist die gleichmässige Zuführung bzw. Durchströmung der einzelnen Zellen von grösster Bedeutung. The liquid flow enters on the inlet side 6 and leaves the container on the outlet side 18. Electrodes 16 are connected in series as anodes or cathodes. The even supply or flow through the individual cells is of the greatest importance.

In Fig. 2, die einen in der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendeten Elektrolysebehälter 3 zeigt, wird der Flüssigkeitsstrom in Pfeilrichtung durch eine Beschickung 14 von oben beschickt. In diesem Fall muss zusätzlich zu dem üblichen Pufferbehälter 5 ein vorgeschalteter Pufferbehälter 13 vorhanden sein, den der Flüssigkeitsstrom in Pfeilrichtung 24 durchströmt. Er tritt dann von unten die zusätzliche Zwischenwand 17 umströmend in den Flüssigkeits-Pufferbehälter 5 ein. Der Flüssigkeits-Pufferbehälter 5 wird in an sich bekannter Weise von einer Zwischenwand 7 gebildet, deren Seitenkanten 10, 11, wie z.B. die Fig. 3 zeigt, und die untere Kante 9 flüssigkeitsdicht mit dem Behälter 3 so verbunden sind, dass sie eine Trennwand bilden. In dieser Zwischenwand 7 sind dann Einlassöffnungen 4 angeordnet. Diese Einlassöffnungen können entweder oben, in der Mitte oder auch irgendwie verteilt angeordnet sein. Gegebenenfalls wird man durch Versuche ermitteln, wie die gleichmässigste Beaufschlagung der einzelnen Platten bei der Abscheidung erreicht wird. Wesentlich ist immer nur, dass die Einlassöffnungen unter dem Flüssigkeitsspiegel 2 liegen. Der Elektrolyt wird dann so in Pfeilrichtung 25 durch die einzelnen Zellen geleitet, dass die einzelnen Elektroden 16 eine gleichmässige Verteilung des Flüssigkeitsstromes erfahren. In der Fig. 2 ist die obere Kante 15 der Zwischenwand 7 über dem Flüssigkeitsspiegel 2, damit die Einlassöffnungen bzw. -schlitze 4 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 2 liegen. Es ist auch möglich, wie in Fig. 3 gezeigt, dass die obere Kante 8 der Zwischenwand 7 unter dem Flüssigkeitsspiegel 2 liegt und die Zwischenwand dann keine Einlassöffnungen aufweist. Der zugeführte Flüssigkeitsstrom wird dann unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 2 in Pfeilrichtung 26 über diese Kante 8 strömen. In FIG. 2, which shows an electrolysis container 3 used in the device according to the invention, the liquid flow is fed in the direction of the arrow from above by a feed 14. In this case, in addition to the usual buffer container 5, there must be an upstream buffer container 13 through which the liquid flow flows in the direction of the arrow 24. He then enters the additional intermediate wall 17 flowing around the bottom into the liquid buffer container 5. The liquid buffer container 5 is formed in a manner known per se from an intermediate wall 7, the side edges 10, 11 of which, e.g. 3 shows, and the lower edge 9 are liquid-tightly connected to the container 3 so that they form a partition. Inlet walls 4 are then arranged in this intermediate wall 7. These inlet openings can either be arranged at the top, in the middle or in some way distributed. If necessary, tests will determine how the most uniform loading of the individual plates is achieved during the deposition. It is only essential that the inlet openings are below the liquid level 2. The electrolyte is then passed through the individual cells in the direction of the arrow 25 in such a way that the individual electrodes 16 experience an even distribution of the liquid flow. 2, the upper edge 15 of the intermediate wall 7 is above the liquid level 2, so that the inlet openings or slots 4 lie below the liquid level 2. It is also possible, as shown in FIG. 3, that the upper edge 8 of the intermediate wall 7 lies below the liquid level 2 and that the intermediate wall then has no inlet openings. The supplied liquid stream will then flow below the liquid level 2 in the direction of arrow 26 over this edge 8.

Schematisch ist in der Fig. 2 angedeutet, dass auch statt des oberen Zulaufs bzw. der oberen Beschickung 14 ein unterer Zulauf 12 vorgesehen sein kann. Für diesen Fall würde dann der vorgeschaltete Pufferbehälter 13 entfallen. It is schematically indicated in FIG. 2 that a lower inlet 12 can also be provided instead of the upper inlet or the upper feed 14. In this case, the upstream buffer container 13 would then be omitted.

In Fig. 4 ist noch einmal perspektivisch dargestellt, wie z.B. Einlassöffnungen 4 unter dem Flüssigkeitsspiegel 2 im oberen Bereich innerhalb der Zwischenwand 7 angeordnet sein können. In Fig. 4 is shown again in perspective, such as Inlet openings 4 can be arranged below the liquid level 2 in the upper region within the intermediate wall 7.

In der Fig. 2 ist noch schematisch angedeutet, dass die Auslassseite 18 auch entsprechend ausgebildet sein kann, wobei man jeweils einzelne Elemente der Einlassseite mit anderen Elementen der Auslassseite kombinieren kann, diese Elemente aber an sich gleich sind. Im Ausführungsbeispiel sind, um eine Regulierung des Flüssigkeitsspiegels 2 zu erreichen, in einer Zwischenwand 20 Äbläufe FIG. 2 also schematically indicates that the outlet side 18 can also be designed accordingly, it being possible to combine individual elements on the inlet side with other elements on the outlet side, but these elements are basically the same. In the exemplary embodiment, in order to achieve regulation of the liquid level 2, 20 drains are provided in an intermediate wall

21 angeordnet. Diese Abläufe können wiederum kreisförmig, schlitzförmig oder sonst irgendwie der Strömung angepasst ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel tritt dann die in Pfeilrichtung 25 ankommende Flüssigkeitsströmung in Pfeilrichtung 27 in den Pufferbehälter 28 auf der Auslassseite, der analog dem Pufferbehälter 5 auf der Einlassseite ausgebildet sein kann. Eine weitere Zwischenwand 19, die im Abstand 29 vom Boden des Behälters 3 angeordnet ist, gestattet dann, dass die abmessende Flüssigkeit in Pfeilrichtung 30 in den nachgeschalteten Behälter 23 eintritt. Dort ist ein Überlauf 21 arranged. These processes can in turn be circular, slit-shaped or in some other way adapted to the flow. In the exemplary embodiment, the liquid flow arriving in the direction of the arrow 25 then enters in the direction of the arrow 27 into the buffer container 28 on the outlet side, which can be designed analogously to the buffer container 5 on the inlet side. Another partition 19, which is arranged at a distance 29 from the bottom of the container 3, then allows the measuring liquid to enter the downstream container 23 in the direction of the arrow 30. There is an overflow

22 vorgesehen, d.h. die jetzt ausströmende Flüssigkeit gelangt im freien Fall nach aussen. Durch diesen Überlauf wird automatisch dafür gesorgt, dass der Flüssigkeitsspiegel 2 konstant bleibt. Obwohl das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel auch auf eine Anordnung nach den Fig. 1 bis 4 anwendbar ist, wird zur besseren Verständlichkeit der Aufbau der Messvorrichtung an einem modifizierten Ausführungsbeispiel geschildert. 22 provided, i.e. the liquid now flowing out is released in free fall. This overflow automatically ensures that the liquid level 2 remains constant. Although the exemplary embodiment described below can also be applied to an arrangement according to FIGS. 1 to 4, the structure of the measuring device is described using a modified exemplary embodiment for better understanding.

In Fig. 5, die ein Ausführungsbeispiel der gesamten Vorrichtung der Erfindung wiedergibt, sind schematisch Leiterplatten 31 dargestellt, die durch Tauchen in Pfeilrichtung 43 in den Ätzbehälter 32 in an sich bekannter Weise zum Herstellen elektrischer Schaltungen getaucht werden. Der Ätzbehälter 32 ist mit einer Elektrolysezelle 33, die entsprechend den vorstehenden Ausführungen einen Pufferbehäl- 5, which shows an exemplary embodiment of the entire device of the invention, schematically shows printed circuit boards 31 which are immersed in the etching container 32 by dipping in the direction of the arrow 43 in a manner known per se for producing electrical circuits. The etching container 32 is provided with an electrolysis cell 33 which, in accordance with the above statements, has a buffer container.

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ter (nicht gezeigt) aufweist, zusammengeschaltet. Ein Sensor 34, der im Ausführungsbeispiel (Fig. 6) einen Schwimmer 35 aufweist, ist im Bypass 36 einer Umlaufleitung 37 angeordnet. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann das Ventil 38, welches den Zulauf zu einem Überlaufgefäss 40 regelt, in dem sich der Schwimmer 35 befindet, durch eine Programmsteuerung 42 betätigt werden. Beim Ausführungsbeispiel besitzt der Schwimmer einen an sich bekannten induktiven Abgriff 39, d.h. die Messordnung schaltet ein oder aus über ihre Kontaktanschlüsse 44, wenn der am Schwimmer 35 befestigte Kontakt 39, z.B. ein Reed-Kontakt, aus dem Magnetfeld der Erregerspulen 45 im feststehenden Teil gelangt. ter (not shown), interconnected. A sensor 34, which in the exemplary embodiment (FIG. 6) has a float 35, is arranged in the bypass 36 of a circulation line 37. As can be seen from FIG. 6, the valve 38, which controls the inflow to an overflow vessel 40 in which the float 35 is located, can be actuated by a program control 42. In the embodiment, the float has a known inductive tap 39, i.e. the measuring order switches on or off via its contact connections 44 when the contact 39 attached to the float 35, e.g. a reed contact from which the magnetic field of the excitation coils 45 arrives in the fixed part.

Aus den Fig. 5 und 6 ist die Arbeitsweise wie folgt ersichtlich: The mode of operation can be seen from FIGS. 5 and 6 as follows:

Die Ätzflüssigkeit 46 wird in Pfeilrichtung 47 von der Pumpe 48 angesaugt und gelangt so in die Umlaufleitung 37. In den gezeigten Ausführungsbeispielen liegt in der Umlaufleitung noch eine Wasserstrahlpumpe 49, die Teilmengen regenerierender Ätzflüssigkeit in Pfeilrichtung 50 aus der Elektrolysezelle 33 ansaugt. Die Pumpe fördert dann weiter in Pfeilrichtung 51 die teilweise regenerierte Ätzflüssigkeit wieder in den Ätzbehälter 32. Der Zulauf zur Elektrolysezelle 33 erfolgt über einen Abzweig 52, wenn das Ventil 53 geöffnet ist. In zeitlichen Abständen, z.B. durch eine Programmsteuerung 42, wird das Ventil 38 geöffnet. Dadurch wird der in der Umlaufleitung 37 befindlichen Ätzflüssigkeit eine Probemenge entnommen, die in Pfeilrichtung 54 (vgl. Fig. 6) in ein Überlaufgefäss 40 geführt wird. Der Überlauf 55 in diesem Gefäss sorgt dafür, dass die zu messende Menge im Messbehälter 56 gleich bleibt. Ist dieser Messbehälter 56 gefüllt, dann läuft die überschiessende Probemenge in Pfeilrichtung 57 wieder in den Ätzbehälter 32. The etching liquid 46 is drawn in by the pump 48 in the direction of the arrow 47 and thus reaches the circulation line 37. In the exemplary embodiments shown, there is also a water jet pump 49 in the circulation line, which sucks in partial quantities of regenerating etching liquid from the electrolysis cell 33 in the direction of the arrow 50. The pump then conveys the partially regenerated etching liquid back into the etching container 32 in the direction of the arrow 51. The feed to the electrolysis cell 33 takes place via a branch 52 when the valve 53 is open. At intervals, e.g. by a program control 42, the valve 38 is opened. As a result, a sample amount is taken from the etching liquid located in the circulation line 37 and is fed into an overflow vessel 40 in the direction of the arrow 54 (cf. FIG. 6). The overflow 55 in this vessel ensures that the amount to be measured in the measuring container 56 remains the same. If this measuring container 56 is filled, the excess sample quantity runs again in the direction of arrow 57 into the etching container 32.

Abhängig von dem Messergebnis bewegt sich jetzt der Schwimmer 35 in Pfeilrichtung 58, so dass die Kontakte 45 z.B. die nicht dargestellte Stromversorgung der Elektrolysezelle 33 abschalten, wenn der Kupfergehalt in der Ätzflüssigkeit zu hoch wird, oder wieder einschalten, wenn er zu niedrig wird. Depending on the measurement result, the float 35 now moves in the direction of the arrow 58, so that the contacts 45 e.g. turn off the power supply, not shown, to the electrolytic cell 33 if the copper content in the etching liquid becomes too high, or turn it on again if it becomes too low.

Zusätzlich oder auch alleine können weitere Ventile 59, 60 geschaltet werden, die in den Ätzbehälter 32 über Leitungen 61, 62 Zusätze in den Ätzbehälter 32 einspeisen. Je nach der Art der Ätzflüssigkeit und/oder der verwendeten Materialien der Leiterplatten ergeben sich hierfür an sich bekannte Zusätze, um die Ätzgeschwindigkeit auf ein optimales Mass zu bringen. In addition or alone, further valves 59, 60 can be switched, which feed additives into the etching container 32 via lines 61, 62 into the etching container 32. Depending on the type of etching liquid and / or the materials used for the printed circuit boards, there are known additives for this in order to bring the etching speed to an optimal level.

Claims

1. Working method for the deposition of copper from a liquid electrolyte serving as etching liquid by guiding the liquid flow metered through an inlet into a multi-cell electrolysis container (3), from which it emerges after deposition of the copper from an outlet, the liquid flow (1) before one below the liquid level (2) of the electrolysis container (3), an liquid supply formed by the liquid flow passes through a liquid buffer container (5) in order to flow through the individual cells of the electrolysis container (3) with a uniform distribution, characterized in that one for adjustment the sensor (34) serving for the etching liquid is arranged in a bypass (36) to a circulation line (37) of the etching liquid between an etching container (32) and the electrolytic cell (33), which is connected to the Circulation line (37) is connected, one Switching phase of the sensor (34) with the valve (38) closed, i.e. when the etching liquid is at rest.

2.Device for the deposition of copper from a liquid electrolyte serving as etching liquid using a multi-cell electrolysis container (3) with an inlet below the liquid level to be formed in the electrolysis container for the entry of the liquid electrolyte and outlet for the discharge of the electrolyte as well as a buffer container located in front of the inlet ( 5), which is formed by an intermediate wall (7) arranged parallel to the inlet side (6) of the electrolysis tank (3), the lower edge (9) and side edges (10, 11) of which are connected in a liquid-tight manner to the electrolysis tank (3) in the manner of a partition , characterized in that for setting the etching liquid, a sensor (34) is arranged in a bypass (36) to a circulation line (37) of the etching liquid between an etching container (32) and the electrolysis cell (33), which is via a valve (38) can be connected to the circulation line (37) at adjustable time intervals t.

3. Device according to claim 2, characterized in that the upper edge (8) of the intermediate wall (7) of the electrolysis container (3) lies below the liquid level to be formed therein.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the inlet (12) into the liquid buffer container (5) takes place from below under liquid pressure.

5. Device according to one of claims 2 to

4, characterized in that the feed into the liquid buffer container (5) takes place via a further upstream buffer container (13) which is loaded from above.

6. Device according to one of claims 2 to

5, characterized in that the sensor (34) is a float with inductive or capacitive tap (39).

7. Device according to one of claims 2 to

6, characterized in that the sensor (34) is located in an overflow vessel (40) arranged in the bypass line (36).

8. Device according to one of claims 2 to

7, characterized in that the valve (38) is arranged in an inlet (41) to the overflow vessel (40).

9. The device according to claim 8, characterized in that the valve (38) is an electromagnetic valve, the open and closed position of which is program-controlled (42).

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