DE10133251A1

DE10133251A1 - Production of self-supporting nickel foil for (hot) embossing on substrate, e.g. mobile telephone base plate, involves electroplating on rotating cathode roller in nickel sulfamate bath with additives promoting lamellar structure

Info

Publication number: DE10133251A1
Application number: DE10133251A
Authority: DE
Inventors: Juergen Hackert; Cordt Schmidt
Original assignee: Vipem Hackert GmbH
Current assignee: Vipem Hackert GmbH
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-23

Abstract

In producing self-supporting nickel foil by deposition on a cathode roller that dips into an electroplating bath and rotates inside an anode cage, then removing the foil, a standard nickel sulfamate bath is used with additives causing crystalline growth with lamellar structure, comprising 1-3 mg/l citric acid, 0.1-1 g/l saccharin and 1-5 mg/l phenolsulfonic acid.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer selbsttragenden Nickelfolie, die aufgrund ihres Gefüges eine kleine Scherfestigkeit besitzt und scharfrandig prägbar ist, wobei auf einer in ein Nickelsulfamatbad eintauchenden und von einem Anodenkorb umgebenen rotierenden Kathodenwalze die Nickelfolie galvanisch abgeschieden und von der Kathodenwalze abgelöst wird. The invention relates to a method for producing a self-supporting nickel foil, the has a low shear strength due to its structure and can be embossed with sharp edges, being on a dip in a nickel sulfamate bath and from an anode basket Surrounding rotating cathode roller, the nickel foil is galvanically deposited and the cathode roller is detached.

Aus der EP 0 063 347 A1 ist eine Kupferfolie bekannt, die aufgrund ihres Gefüges eine kleine Scherfestigkeit besitzt und scharfrandig strukturierbar, d. h. prägbar ist. A copper foil is known from EP 0 063 347 A1 which, due to its structure, has a has low shear strength and can be structured with sharp edges, d. H. can be shaped.

Aus der DE 198 57 157 ist ein Verfahren zur Herstellung einer selbsttragenden Kupferfolie bekannt, die aufgrund ihres Gefüges eine kleine Scherfestigkeit besitzt und demzufolge scharfrandig strukturierbar, d. h. prägbar ist. Die Kupferfolie wird auf einer rotierenden Walzenkathode abgeschieden. Von der Walzenkathode beabstandet ist ein Anodenkorb vorgesehen. Zwischen der Walzenkathode und dem Anodenkorb ist außerdem mindestens eine Zusatzanode angeordnet, um auf der von der Walzenkathode abgewandten Außenseite der Kupferfolie eine Blumenkohlstruktur aus Kupfer festhaftend abzuscheiden. Die mit der Blumenkohlstruktur ausgebildete Kupferfolie wird mit einer Blackoxide-Beschichtung versehen, wodurch eine relativ große Rauhtiefe der Kupferfolie realisiert wird. Aus dieser großen Rauhtiefe resultiert eine entsprechend große Abzugfestigkeit der auf ein Substrat aufgeprägten Kupferfolie. DE 198 57 157 describes a method for producing a self-supporting Known copper foil, which has a low shear strength due to its structure and consequently structurable with sharp edges, d. H. can be shaped. The copper foil is on a rotating roller cathode deposited. A is spaced from the roller cathode Anode basket provided. There is between the roller cathode and the anode basket in addition, at least one additional anode is arranged to on the of the roller cathode a copper cauliflower structure facing away from the outside of the copper foil to adhere firmly. The copper foil formed with the cauliflower structure becomes provided with a black oxide coating, which means that the roughness of the Copper foil is realized. A correspondingly results from this great roughness high peel strength of the copper foil stamped on a substrate.

Aus der US-A 5 019 221 ist eine Vorrichtung zur galvanischen Herstellung einer Kupferfolie auf einer Walzenkathode bekannt, die in ein Kupferelektrolytbad eintaucht. Die Walzenkathode ist von einem Anodenkorb umgeben. Die mit dieser bekannten Vorrichtung hergestellte Kupferfolie weist eine relativ geringe Oberflächenrauhigkeit von maximal 5 bis 6 µm auf. From US-A 5 019 221 a device for the galvanic production of a Copper foil known on a roller cathode, which is immersed in a copper electrolyte bath. The roller cathode is surrounded by an anode basket. The familiar with this Device made of copper foil has a relatively low surface roughness maximum 5 to 6 µm.

Die US-A 4 692 221 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallfolien, wobei zwischen einer Walzenkathode und einem Anodenkorb eine erste Zone mit einem ersten Spaltabstand und eine zweite Zone mit einem im Vergleich zum ersten Spaltabstand kleinen zweiten Spaltabstand festgelegt sind. Hierdurch ergeben sich auf der hergestellten Metallfolie Dendriten. US-A 4 692 221 discloses a method and an apparatus for producing Metal foils, with a first between a roller cathode and an anode basket Zone with a first gap distance and a second zone with a compared to first gap distance small second gap distance are set. This results in dendrites on the metal foil produced.

Aus der DE 199 37 843 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer selbsttragenden Kupferfolie bekannt, die aufgrund ihres Gefüges eine kleine Scherfestigkeit besitzt und demzufolge scharfrandig prägbar ist, wobei auf einer in ein Kupferelektrolytbad eintauchenden und von einem Anodenkorb umgebenen rotierenden Kathodenwalze die Kupferfolie galvanisch abgeschieden und von der Kathodenwalze abgelöst wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Standard-Kupferelektrolytbad mit solchen Zusätzen verwendet, daß sich ein dendritisches Wachstum der Kupferfolie mit einer lamellaren Gefügestruktur ergibt. Als Zusätze für das Standard-Kupferelektrolytbad werden
50 bis 100 g/l natürliche Kolloide
2 bis 5 mg/l Zitronensäure
1 bis 10 mg/l Polyolefine mit einem Molgewicht von ca. 400
1 bis 10 mg/l Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol
1 bis 10 mg/l Thiosulfate
1 bis 10 mg/l Melamin-Verbindung
1 bis 10 mg/l Phenolsulfonsäure
verwendet. From DE 199 37 843 C1 a method for producing a self-supporting copper foil is known, which due to its structure has a low shear strength and can therefore be embossed with sharp edges, the copper foil being electrodeposited and deposited on a rotating cathode roller immersed in a copper electrolyte bath and surrounded by an anode basket is detached from the cathode roller. In this known method, a standard copper electrolyte bath is used with such additives that there is dendritic growth of the copper foil with a lamellar structure. As additives for the standard copper electrolyte bath
50 to 100 g / l natural colloids
2 to 5 mg / l citric acid
1 to 10 mg / l polyolefins with a molecular weight of approx. 400
1 to 10 mg / l polyethylene glycol or polypropylene glycol
1 to 10 mg / l thiosulfates
1 to 10 mg / l melamine compound
1 to 10 mg / l phenolsulfonic acid
used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung einer selbsttragenden Nickelfolie zu schaffen, die sich ausgezeichnet zum scharfrandigen Prägen, insbesondere Heißprägen, eignet, wobei das Verfahren einfach durchführbar ist, um eine kostengünstige Nickelfolie reproduzierbar herzustellen. The invention has for its object to provide a method of the type mentioned To create a self-supporting nickel foil that is excellent for sharp-edged embossing, especially hot stamping, is suitable, the process being simple is feasible to reproducibly produce an inexpensive nickel foil.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1, d. h. dadurch gelöst, daß ein Standard-Nickelsulfamatbad mit solchen Zusätzen verwendet wird, daß sich ein kristallines Wachstum der Nickelfolie mit einer lamellaren Gefügestruktur ergibt, wobei als Zusätze für das Standard-Nickelsulfamatbad
1 bis 3 mg/l Zitronensäure,
0,1 bis 1 g/l Sacharin, und
1 bis 5 mg/l Phenolsulfonsäure
verwendet werden. This object is achieved by the features of claim 1, that is, in that a standard nickel sulfamate bath is used with such additives that there is crystalline growth of the nickel foil with a lamellar structure, with additives for the standard nickel sulfamate bath
1 to 3 mg / l citric acid,
0.1 to 1 g / l saccharin, and
1 to 5 mg / l phenolsulfonic acid
be used.

Durch die Mischung des Standard-Nickelsulfamatbades, das beispielsweise die folgende Zusammensetzung aufweist:
60 bis 120 g/l Ni (zugesetzt als Nickelsulfamatkonzentrat)
20 bis 30 g/l H₃BO₃, und
0,5 bis 5 g/l Br^- (-zugesetzt als Nickelbromidkonzentrat). By mixing the standard nickel sulfamate bath, which has the following composition, for example:
60 to 120 g / l Ni (added as a nickel sulfamate concentrate)
20 to 30 g / l H ₃ BO ₃ , and
0.5 to 5 g / l Br ^- ( ^- added as nickel bromide concentrate).

Mit den oben genannten Zusätzen ist es in vorteilhafter Weise einfach und reproduzierbar möglich, eine selbsttragende Nickelfolie mit lamellarer Gefügestruktur zu realisieren. Die Nickelfolie kann beispielsweise eine Dicke von 10 bis 100 µm, vorzugsweise von 18 bis 100 µm, aufweisen. With the additives mentioned above, it is advantageously simple and reproducibly possible, a self-supporting nickel foil with a lamellar structure realize. The nickel foil can, for example, have a thickness of 10 to 100 μm, preferably from 18 to 100 microns.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte selbsttragende Nickelfolie weist eine relativ große Härte auf, die mit einer vergrößerten Sprödigkeit einhergeht. Aus dieser vergrößerten Sprödigkeit resultiert die vorteilhafte vergrößerte Konturschärfe der erfindungsgemäß hergestellten Nickelfolie beim Prägen, insbesondere Heißprägen, auf ein Substrat. Bei diesem Substrat kann es sich beispielsweise um eine zwei- oder dreidimensionale Trägerplatte für ein elektronisches Gerät wie ein Mobiltelefon o. dgl., handeln. The self-supporting nickel foil produced by the method according to the invention has a relatively high hardness, which is associated with increased brittleness. Out this increased brittleness results in the advantageous increased sharpness of the contour Nickel foil produced according to the invention during stamping, in particular hot stamping a substrate. This substrate can be, for example, a two or three three-dimensional carrier plate for an electronic device such as a mobile phone or the like, act.

Das kristalline Wachstum der Nickelfolie bzw. die lamellare Gefügestruktur der erfindungsgemäß hergestellten Nickelfolie kann noch dadurch weiter verbessert werden, daß die rotierende Kathodenwalze mit dem mit den Zusätzen versehenen Standard- Nickelsulfamatbad, d. h. -elektrolyten gezielt angeströmt wird, weil hierdurch das kristalline Wachstum der Nickelfolie mit der lamellaren Gefügestruktur weiter verbessert wird. Demselben Zwecke ist es dienlich, wenn das mit den genannten Zusätzen versehene Standard-Nickelsulfamatbad auf eine Temperatur von 45 bis 55°C erwärmt wird. The crystalline growth of the nickel foil or the lamellar structure of the Nickel foil produced according to the invention can be further improved by that the rotating cathode roller with the standard Nickel sulfamate bath, d. H. - Electrolyte is targeted, because this causes crystalline growth of the nickel foil with the lamellar structure is further improved becomes. It serves the same purpose if this with the additives mentioned provided standard nickel sulfamate bath heated to a temperature of 45 to 55 ° C. becomes.

Claims

1. A process for producing a self-supporting nickel foil which, due to its structure, has a low shear strength and can be embossed with sharp edges, the nickel foil being electrodeposited and detached from the cathode roller on a rotating cathode roller immersed in a nickel sulfamate bath and surrounded by an anode basket, characterized in that that a standard nickel sulfamate bath is used with such additives that there is crystalline growth of the nickel foil with a lamellar structure, with additives for the standard nickel sulfamate bath
1 to 3 mg / l citric acid
0.1 to 1 g / l saccharin
1 to 5 mg / l phenolsulfonic acid
be used.

2. The method according to claim 1, characterized, that the rotating cathode roller with the standard The flow of nickel sulfamate electrolyte causes the crystalline growth of the Nickel foil with the lamellar structure is improved.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the standard nickel sulfamate bath provided with the additives to a Temperature of 45 to 55 ° C is heated.