WO2012059300A2 - Coating device and method for the galvanic coating of an object in a controlled manner - Google Patents

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WO2012059300A2
WO2012059300A2 PCT/EP2011/067723 EP2011067723W WO2012059300A2 WO 2012059300 A2 WO2012059300 A2 WO 2012059300A2 EP 2011067723 W EP2011067723 W EP 2011067723W WO 2012059300 A2 WO2012059300 A2 WO 2012059300A2
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coating
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designed
electrolyte
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Milan Pilaski
Thorsten Czernotzky
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Robert Bosch Gmbh
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/12Process control or regulation

Definitions

  • the invention relates to a coating device for electroplating at least one object.
  • the coating device has at least one vessel, in particular Galvano reactor for receiving an electrolyte and at least one object.
  • the vessel is connected to a power source, wherein the power source is adapted to be electrically connected to the object and to send a current through the object via the electrolyte and thus to apply a coating, in particular chromium, to the object.
  • the current source has an input for a control signal, wherein the current source is designed to change a current intensity of the current as a function of the control signal.
  • the coating device also has a layer thickness detection device, wherein the layer thickness detection device is designed to detect a layer thickness of the coating and to produce a layer thickness signal representing the layer thickness.
  • the coating device also has a processing unit, which is connected to the at least one current source and the layer thickness detection device and designed to generate the control signal by means of a controller, preferably in accordance with a predetermined control function, at least in dependence on the layer thickness signal.
  • layer thicknesses of a series of objects have a slight deviation from one another.
  • the object is for example a valve piece, in particular a valve seat of the valve piece, the coating is for example chrome.
  • Non-coated surfaces of the object can be covered, for example, by means of a mask, in particular plastic.
  • the area of the object to be coated is advantageously limited, so that stray currents to other object locations of the object with a lower current density are avoided.
  • the mask can thus advantageously achieve a precisely reproducible coating result.
  • the coating device has a plurality of vessels, in particular galvano-Raktoren.
  • the processing unit is designed to regulate the layer thickness, in particular the current and / or the coating time individually for each vessel, in particular independently of the other vessels as a function of the layer thickness signal.
  • the processing unit may preferably form a control loop associated with the vessel for each vessel.
  • the processing unit has at least one controller, which is designed to generate the control signal as a function of the film thickness signal.
  • the controller is preferably a proportional integral controller.
  • the coating time and / or current intensity of a current for coating the object can advantageously be regulated such that directly or closely successive detection results, in particular layer thickness values, of a series of detection results whose layer thicknesses differ greatly from one another are controlled by the proportional controller and, in a series of acquisition results, more widely spaced differences that gradually arise will be governed by the integral part of the regulator.
  • the layer thickness signal forms a control input of the regulator.
  • the layer thickness For example, signal represents a sequence of layer thickness values, each layer thickness value representing a detection result of the layer thickness detection device from an object coated by the coating device at a time, in particular after completion of a coating process. Also conceivable is an average of layer thicknesses of several objects coated simultaneously by the coating device, as a layer thickness value to be evaluated by the controller.
  • the layer thickness signal advantageously represents a temporal sequence of layer thickness values, wherein the layer thickness values for signal processing of the layer thickness signal can, for example, be evaluated to be equidistant from one another in terms of time.
  • the controller can advantageously consider the film thickness signal as a time-dependent signal and perform the control frequency-dependent.
  • the layer thickness signal for this purpose represents a multiplicity of layer thicknesses, wherein the processing unit is designed to use a predetermined number of layer thickness values registered in chronological succession for the regulation of the layer thickness.
  • Each layer thickness value can represent a layer thickness after completion of a coating process.
  • the output of the regulator is a current and / or a coating time.
  • Each layer thickness value of the layer thickness signal advantageously represents an average value, which is formed from a predetermined interval of layer thickness values of objects successively coated in a vessel, in particular galvano-reactor. Further advantageously, a maximum number of layer thickness values, which are averaged with one another, and a minimum number of layer thickness values, which are averaged with one another, can be predefined.
  • the processing unit can be connected to a user interface, wherein the processing unit is designed to set a limit for the maximum number and a limit for the minimum number depending on a user interaction signal received from the user interface.
  • control parameters predetermined by means of a user interface are, for example, as follows:
  • the last 5 layer thickness values of coatings of a vessel detected by the layer thickness detection device are as follows:
  • the final layer thickness value is the layer thickness value 5, namely 6.0 microns.
  • the processing unit is configured to form an average of a predetermined number of the last layer thicknesses, in this example the average of the aforementioned five layer thickness values is 4.96 micrometers.
  • the processing unit is designed to calculate a change in the current and the coating time as follows:
  • the controller is designed to regulate the coating time and / or the current intensity as a function of a predetermined characteristic curve, which is formed for example by a polynomial, wherein the characteristic curve represents a layer thickness as a function of the current intensity for coating.
  • the layer thickness detection device is an X-ray fluorescence spectrometer.
  • Spectrometer can advantageously determine the layer thickness quickly and sufficiently accurately.
  • the layer thickness detection device is an eddy current layer thickness detection device, which is designed to detect the layer thickness as a function of an eddy current in the object.
  • the layer thickness detection device may for example comprise a measuring coil as a sensor, a frequency generator for generating an alternating magnetic field, a high-frequency measuring bridge, which is connected to the frequency generator and designed to detect the current consumed by the frequency generator and more preferably a multiplexer, which with several as Measuring coils formed sensors is connected so that advantageously the layer thicknesses of several objects for averaging the respectively detected layer thickness values can be performed.
  • the Schick thickness can be detected by means of the eddy current when the object is in the electrolyte. Further advantageously, each layer thickness value can thus be detected in situ
  • Layer thickness so that it is not necessary to wait for the layer thickness to be regulated until a new layer thickness value has been obtained after completion of the coating. tion and detection by the film thickness detection device is present as a control input.
  • the layer thickness measurement by means of an eddy current is based on the finding that in the case of a coated object which has a ferromagnetic base material, the magnetic permeability decreases with increasing layer thickness of a non-ferromagnetic coating, for example a chromium layer, so that an eddy current intensity of the eddy current increases.
  • the layer thickness detection device is designed to detect a weight of the layer and, depending on the weight - with knowledge of the layer thickness and the assumption of a uniform layer thickness - to determine the layer thickness and to generate the corresponding layer thickness signal.
  • the layer thickness can advantageously be determined inexpensively and quickly by means of the layer thickness detection device formed in this way.
  • the invention also relates to a method for electroplating a
  • the object is coated in an electrolyte by means of a current, wherein the current is regulated by means of a regulator and at least one layer thickness of the coating is detected as a control input variable.
  • the layer thickness is detected, for example, if the object is outside the
  • Electrolyte is located.
  • the layer thickness is preferably detected by means of X-ray fluorescence spectrometry.
  • an eddy current is generated in the object and the layer thickness is detected as a function of the eddy current generated in the object.
  • the layer thickness-in particular outside the electrolyte- is detected by weighing the object or a test object coated together with the object.
  • the test object can advantageously have a standardized shape and size, so that a scale for detecting the weight only needs to be designed to receive the test object.
  • the current for coating by means of a mask is preferably limited to a partial area of the object to be coated. As a result, stray currents to other object areas are advantageously avoided, which causes an exact control of the layer thickness.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a coating apparatus for galvanic coating with three coating units operating independently of one another, each of which has a vessel and a controllably designed current source connected to a regulator, the regulator being designed to regulate the coating individually for each vessel;
  • FIG. 2 shows two distribution functions of detected layer thicknesses of a sequence of detection results, one distribution function representing a scattering of the layer thickness with controlled coating time and / or coating current by means of a proportional integral regulator and another distribution representing a variation of the layer thickness with manual setting of coating time and / or coating current.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a coating device for electroplating, at least one object.
  • the coating apparatus
  • the vessel 1 comprises at least one vessel, in this embodiment a vessel 5, a vessel 6 and a vessel 7.
  • the vessels 5, 6 and 7 are each designed to receive an electrolyte and at least one object to be coated.
  • the coating apparatus 1 also has a processing unit 10, which in this embodiment is designed as a microcontroller or microprocessor.
  • the coating apparatus 1 also has a layer thickness detection device 50.
  • the layer thickness detection device 50 in this exemplary embodiment is an X-ray fluorescence spectrometer with an X-ray transmitter 52 and an X-ray receiver 54 for X-ray fluorescence radiation 57 emitted by an object.
  • the X-ray fluorescence spectrometer is designed to detect the layer thickness as a function of at least one angle of the reflected fluorescence beams. sen.
  • the at least one angle is, for example, a glancing angle of a Bragg reflection.
  • the X-ray receiver 54 is connected on the output side via a connecting line 37 to the processing unit 10.
  • the processing unit 10 has a proportional-integral controller 18.
  • the processing unit 10 is connected on the output side via a connecting line 30 to a current source 20.
  • the current source 20 is connected on the output side via a connecting line 36 to the vessel 5, and there with a - not shown -Veritatis ein for connecting to the object and at least one anode, such as a platinum or lead anode.
  • the vessel 5 holds in this embodiment an electrolyte 12, for example, an aqueous chromium trioxide solution in stock. Shown is also an object 60, which is provided for at least partial coating by means of a layer, for example a chromium layer.
  • the vessel 5 is connected to the layer thickness detection device 50 by means of a transport path 42.
  • the transport path 42 may include, for example, a transport device.
  • the processing unit 10 is also connected on the output side via a connecting line 32 to a power source 22.
  • the current source 22 is connected on the output side via a connecting line 38 to the vessel 6.
  • the vessel 6 holds in this embodiment an electrolyte 14 in stock.
  • An object 62 is exemplarily immersed in the electrolyte.
  • the vessel 6 is connected on the output side by means of a transport path 44 with the layer thickness detection device 50.
  • the processing unit 10 is further connected on the output side via a connecting line 34 to a current source 24.
  • the current source 24 is connected on the output side via a connecting line 40 to the vessel 7.
  • the vessels 5, 6 and 7 each have a lid and are formed from a material resistant to the electrolyte, for example polyfluoroethylene.
  • the current sources 20, 22 and 24 are each designed to generate a current for the galvanic coating of an object and to send this to the output side of the respective vessel.
  • the current sources 20, 22 and 24 are each designed to generate the current intensity as a function of a control signal received on the input side from the processing unit 10.
  • the vessels 5, 6 and 7 respectively connected to the current sources, further by means of the transponder Ports 42, 44 and 46, with the film thickness detection device 50 and by means of the film thickness signal generated by the film thickness detection device 50, which is fed back to the processing unit 10, a control loop is formed.
  • the processing unit 10 is formed, by means of the proportional-integral controller 18 or by means of a characteristic controller 19, the
  • the processing unit 22 is also connected on the input side via a connecting line 72 to a user interface 70 and can receive a user interaction signal from there.
  • the user interaction signal represents a control parameter, in particular a limit for averaging of layer thickness values.
  • a predetermined control function or a regulator for regulating the layer thickness can be selected via the user interface as a function of the user interaction signal.
  • the user interface is designed as a touch-sensitive screen which, depending on a touch, can generate a user interaction signal representing the location of the touch.
  • the vessel 7 is connected by way of example with a fluid circuit.
  • Vessel 7 connects a fluid line 92, the vessel 7 with a particular heatable storage vessel 100, which is connected via a fluid line 96 with a pump 90.
  • the pump 90 is connected on the output side via a fluid line 94 to the vessel 94.
  • the pump 90 is connected to the processing unit 10 via a control line 102 and can receive from the processing unit 10 a control signal representing a flow rate and generate the fluid circuit in response to the control signal.
  • the vessels 12 and 14 can each be integrated into a fluid circuit like the vessel 7.
  • the coating apparatus 1 has in this embodiment, three vessels, in particular the vessel 5, 6 and 7. Also conceivable is a coating device with a plurality of vessels, in particular more than the three vessels shown, which are each designed to coat at least one object independently of one another. Shown is the object 60 in the vessel 5, which is transported after the coating over the transport path 42 to the layer thickness detection device 50 and is shown there as an object 60 'to be measured.
  • FIG. 2 shows two distribution functions, namely a distribution function 80 and a distribution function 82.
  • FIG. 2 also shows a setpoint value for a layer thickness 84, which is included by the distribution function 80 and the distribution function 82.
  • the distribution functions 80 and 82 each represent a layer thickness distribution which has been determined on the basis of a multiplicity of coatings of mutually different objects.
  • the distribution function 80 represents a normally-distributed, in particular a Gauss-distributed
  • the layer thickness distribution 82 represents a layer thickness distribution of layer thicknesses of objects which have been produced by means of a coating device which has a manual adjustment for the coating flow and the coating time. Visible is a large dispersion of

Abstract

The invention relates to a coating device for the galvanic coating of at least one object. The coating device has at least one vessel, in particular an electroplating reactor for receiving an electrolyte and at least one object. The vessel is connected to a current source, said current source being designed to be electrically connected to the object and to transfer a current through the object via the electrolyte and thus to apply a coating, in particular chrome, onto the object. According to the invention, the current source has an input for a control signal, said current source being designed to change a current strength of the current dependent on the control signal. The coating device also has a layer thickness detecting device, said layer thickness detecting device being designed to detect a layer thickness of the coating and to generate a layer thickness signal that represents the layer thickness. The coating device also has a processing unit which is connected to the at least one current source and the layer thickness detecting device and is designed to generate the control signal by means of a controller at least dependent on the layer thickness signal.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Beschichtunqsvorrichtunq und Verfahren zum geregelten galvanischen Beschichten eines Objekts  Coating apparatus and method for controlled galvanic coating of an object
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zum galvanischen Beschichten wenigstens eines Objekts. Die Beschichtungsvorrichtung weist wenigstens ein Gefäß, insbesondere Galvano-Reaktor zum Aufnehmen eines Elektrolyts und wenigstens eines Objekts auf. Das Gefäß ist mit einer Stromquelle verbunden, wobei die Stromquelle ausgebildet ist, mit dem Objekt elektrisch verbunden zu werden und durch das Objekt einen Strom über den Elektrolyt zu senden und so eine Beschichtung, insbesondere Chrom, auf das Objekt aufzutragen.  The invention relates to a coating device for electroplating at least one object. The coating device has at least one vessel, in particular Galvano reactor for receiving an electrolyte and at least one object. The vessel is connected to a power source, wherein the power source is adapted to be electrically connected to the object and to send a current through the object via the electrolyte and thus to apply a coating, in particular chromium, to the object.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Beschichtungsvorrichtungen besteht das Problem, dass eine Beschichtungsstärke von dem die Beschichtung erzeugenden Strom sowie der Beschichtungszeit abhängt. Der Strom zum Herstellen der galvanischen Schicht wird in der Regel manuell eingestellt, sodass Schichtdicken der Beschichtung einer Serie von beschichteten Objekten zueinander ver- schiedene Werte sowie eine hohe Schichtstärkenstreuung aufweisen. In coating devices known from the prior art, there is the problem that a coating thickness depends on the coating generating current and the coating time. As a rule, the current for producing the galvanic layer is set manually, so that layer thicknesses of the coating of a series of coated objects have different values relative to one another and a high layer thickness dispersion.
Offenbarung der Erfindung  Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß weist die Stromquelle einen Eingang für ein Steuersignal auf, wobei die Stromquelle ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Steuersignals eine Stromstärke des Stroms zu ändern. Die Beschichtungsvorrichtung weist auch ei- ne Schichtdickenerfassungsvorrichtung auf, wobei die Schichtdickenerfassungs- vorrichtung ausgebildet ist, eine Schichtdicke der Beschichtung zu erfassen und ein die Schichtdicke repräsentierendes Schichtdickensignal zu erzeugen. Die Beschichtungsvorrichtung weist auch eine Verarbeitungseinheit auf, welche mit der wenigstens einen Stromquelle und der Schichtdickenerfassungsvorrichtung verbunden und ausgebildet ist, das Steuersignal mittels eines Reglers - bevorzugt gemäß einer vorbestimmten Regelfunktion - wenigstens in Abhängigkeit des Schichtdickensignals zu erzeugen. According to the invention, the current source has an input for a control signal, wherein the current source is designed to change a current intensity of the current as a function of the control signal. The coating device also has a layer thickness detection device, wherein the layer thickness detection device is designed to detect a layer thickness of the coating and to produce a layer thickness signal representing the layer thickness. The coating device also has a processing unit, which is connected to the at least one current source and the layer thickness detection device and designed to generate the control signal by means of a controller, preferably in accordance with a predetermined control function, at least in dependence on the layer thickness signal.
So kann vorteilhaft erreicht werden, dass Schichtdicken einer Serie von Objekten zueinander eine geringe Abweichung aufweisen. Das Objekt ist beispielsweise ein Ventilstück, insbesondere ein Ventilsitz des Ventilstücks, die Beschichtung ist beispielsweise Chrom. Nicht zu beschichtende Oberflächen des Objekts können beispielsweise mittels einer Maske, insbesondere Kunststoff, abgedeckt werden. Dadurch wird der zu beschichtende Bereich des Objekts vorteilhaft begrenzt, so dass Streuströme zu anderen Objektorten des Objekts mit geringerer Stromdichte vermieden werden. Durch die Maske lässt sich so vorteilhaft ein exakt reproduzierbares Beschichtungsergebnis erzielen.  Thus, it can advantageously be achieved that layer thicknesses of a series of objects have a slight deviation from one another. The object is for example a valve piece, in particular a valve seat of the valve piece, the coating is for example chrome. Non-coated surfaces of the object can be covered, for example, by means of a mask, in particular plastic. As a result, the area of the object to be coated is advantageously limited, so that stray currents to other object locations of the object with a lower current density are avoided. The mask can thus advantageously achieve a precisely reproducible coating result.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Beschichtungsvorrichtung eine Mehrzahl von Gefäßen, insbesondere Galvano-Raktoren auf. Bevorzugt ist die Verarbeitungseinheit ausgebildet, die Schichtdicke, insbesondere den Strom und/oder die Beschichtungszeit für jedes Gefäß individuell, insbesondere unabhängig von den anderen Gefäßen in Abhängigkeit des Schichtdickensignals zu regeln. Bevorzugt kann die Verarbeitungseinheit dazu für jedes Gefäß eine dem Gefäß zugeordnete Regelschleife bilden.  In a preferred embodiment, the coating device has a plurality of vessels, in particular galvano-Raktoren. Preferably, the processing unit is designed to regulate the layer thickness, in particular the current and / or the coating time individually for each vessel, in particular independently of the other vessels as a function of the layer thickness signal. For this purpose, the processing unit may preferably form a control loop associated with the vessel for each vessel.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verarbeitungseinheit wenigstens einen Regler auf, welcher ausgebildet ist, das Steuersignal in Abhängigkeit des Schichtdickensignals zu erzeugen. Der Regler ist bevorzugt ein Proportionalintegral-Regler. Mittels des Proportional-Integral-Reglers kann vorteilhaft die Beschichtungszeit und/oder Stromstärke eines Stromes zum Beschichten des Objekts derart geregelt werden, dass unmittelbar oder nahe aufeinanderfolgende Erfassungsergebnisse, insbesondere Schichtdickenwerte, einer Folge von Erfassungsergebnissen, deren Schichtdicken stark voneinander abweichen, mit dem Proportionalregler geregelt werden und in einer Folge von Erfassungsergebnissen weiter voneinander beabstandete Unterschiede, dich sich allmählich ergeben, mit dem Integralanteil des Reglers geregelt werden. Bevorzugt bildet das Schichtdickensignal eine Regeleingangsgröße des Reglers. Das Schichtdicken- signal repräsentiert beispielsweise eine Folge von Schichtdickenwerten, wobei jeder Schichtdickenwert ein Erfassungsergebnis der Schichtdickenerfassungs- vorrichtung von einem zu einem Zeitpunkt, insbesondere nach Abschluss eines Beschichtungsprozesses, von der Beschichtungsvomchtung beschichteten Ob- jekt repräsentiert. Denkbar ist auch ein Mittelwert von Schichtdicken mehrerer gleichzeitig von der Beschichtungsvomchtung beschichteter Objekte, als ein vom Regler zu bewertender Schichtdickenwert. So repräsentiert das Schichtdickensignal vorteilhaft eine zeitliche Folge von Schichtdickenwerten, wobei die Schichtdickenwerte zur Signalverarbeitung des Schichtdickensignals beispiels- weise zeitlich gleich voneinander beabstandet gewertet werden können. So kann der Regler vorteilhaft das Schichtdickensignal als zeitabhängiges Signal betrachten und die Regelung frequenzabhängig durchführen. Vorteilhaft repräsentiert das Schichtdickensignal dazu eine Vielzahl von Schichtdicken, wobei die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, zum Regeln der Schichtdicke eine vorbestimmte Anzahl von zeitlich aufeinanderfolgend erfassten Schichtdickenwerten zum Regeln heranzuziehen. Jeder Schichtdickenwert kann dabei eine Schichtdicke nach Abschluss eines Beschichtungsprozesses repräsentieren. In a preferred embodiment, the processing unit has at least one controller, which is designed to generate the control signal as a function of the film thickness signal. The controller is preferably a proportional integral controller. By means of the proportional-integral controller, the coating time and / or current intensity of a current for coating the object can advantageously be regulated such that directly or closely successive detection results, in particular layer thickness values, of a series of detection results whose layer thicknesses differ greatly from one another are controlled by the proportional controller and, in a series of acquisition results, more widely spaced differences that gradually arise will be governed by the integral part of the regulator. Preferably, the layer thickness signal forms a control input of the regulator. The layer thickness For example, signal represents a sequence of layer thickness values, each layer thickness value representing a detection result of the layer thickness detection device from an object coated by the coating device at a time, in particular after completion of a coating process. Also conceivable is an average of layer thicknesses of several objects coated simultaneously by the coating device, as a layer thickness value to be evaluated by the controller. Thus, the layer thickness signal advantageously represents a temporal sequence of layer thickness values, wherein the layer thickness values for signal processing of the layer thickness signal can, for example, be evaluated to be equidistant from one another in terms of time. Thus, the controller can advantageously consider the film thickness signal as a time-dependent signal and perform the control frequency-dependent. Advantageously, the layer thickness signal for this purpose represents a multiplicity of layer thicknesses, wherein the processing unit is designed to use a predetermined number of layer thickness values registered in chronological succession for the regulation of the layer thickness. Each layer thickness value can represent a layer thickness after completion of a coating process.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangsgröße des Reglers eine Stromstärke und/oder eine Beschichtungszeit. Bevorzugt ist eine gleichzeitige oder während des Beschichtungsprozesses wechselnde Regelung von der In a preferred embodiment, the output of the regulator is a current and / or a coating time. Preferably, a simultaneous or during the coating process changing control of the
Stromstärke und der Beschichtungszeit. Beispielsweise kann beim Beschichten des Objekts zuerst eine Stromregelung stattfinden, daraufhin bis zum Abschluss des Beschichtens eine Zeitregelung. Vorteilhaft repräsentiert jeder Schichtdickenwert des Schichtdickensignals einen Mittelwert, welcher aus einem vorbe- stimmten Intervall von Schichtdickenwerten von nacheinander in einem Gefäß, insbesondere Galvano-Reaktor beschichteten Objekten gebildet ist. Weiter vorteilhaft kann eine maximale Anzahl der Schichtdickenwerte, welche untereinander gemittelt werden, und eine minimale Anzahl der Schichtdickenwerte, welche untereinander gemittelt werden, vorgegeben werden. Dazu kann die Verarbei- tungseinheit mit einer Benutzerschnittstelle verbunden sein, wobei die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, eine Grenze für die maximale Anzahl und eine Grenze für die minimale Anzahl in Abhängigkeit eines von der Benutzerschnittstelle empfangenen Benutzerinteraktionssignals festzulegen. Amperage and coating time. For example, during the coating of the object, a current regulation can first take place, and then a time regulation until completion of the coating. Each layer thickness value of the layer thickness signal advantageously represents an average value, which is formed from a predetermined interval of layer thickness values of objects successively coated in a vessel, in particular galvano-reactor. Further advantageously, a maximum number of layer thickness values, which are averaged with one another, and a minimum number of layer thickness values, which are averaged with one another, can be predefined. For this purpose, the processing unit can be connected to a user interface, wherein the processing unit is designed to set a limit for the maximum number and a limit for the minimum number depending on a user interaction signal received from the user interface.
Das folgende Beispiel beschreibt eine Regelung der Schichtdicke mittels einer Proportional-Integral-Regelung von der Beschichtungszeit: Die mittels einer Benutzerschnittstelle vorgegebenen Regelparameter sind beispielsweise wie folgt: The following example describes a control of the layer thickness by means of a proportional-integral control of the coating time: The control parameters predetermined by means of a user interface are, for example, as follows:
Vorgegebener Proportionalfaktor kp : 4  Predetermined proportional factor kp: 4
Vorgegebener Integralfaktor ki : 2  Prescribed integral factor ki: 2
Ist-Zeitfaktor: 100%  Actual time factor: 100%
Anzahl der Schichtdickenwerte zur Mittelung : 5  Number of layer thickness values for averaging: 5
Schichtdickensollwert: 5 Mikrometer Layer thickness set point: 5 microns
Die letzten 5 mittels der Schichtdickenerfassungsvorrichtung erfassten Schichtdickenwerte von Beschichtungen eines Gefäßes sind wie folgt:  The last 5 layer thickness values of coatings of a vessel detected by the layer thickness detection device are as follows:
Schichtdickenwert 1 : 4.5 Mikrometer  Layer thickness value 1: 4.5 microns
Schichtdickenwert 2: 4.5 Mikrometer  Layer thickness value 2: 4.5 microns
Schichtdickenwert 3: 4.7 Mikrometer  Layer thickness value 3: 4.7 microns
Schichtdickenwert 4: 5.1 Mikrometer  Layer thickness value 4: 5.1 microns
Schichtdickenwert 5: 6.0 Mikrometer  Layer thickness value 5: 6.0 microns
Der letzte Schichtdickenwert ist der Schichtdickenwert 5, nämlich 6.0 Mikrometer. The final layer thickness value is the layer thickness value 5, namely 6.0 microns.
Die Verarbeitungseinheit ist ausgebildet, einen Mittelwert aus einer vorbestimmten Zahl der letzen Schichtdicken zu bilden, in diesem Beispiel beträgt der Mittelwert aus den vorgenannten fünf Schichtdickenwerten: 4,96 Mikrometer. The processing unit is configured to form an average of a predetermined number of the last layer thicknesses, in this example the average of the aforementioned five layer thickness values is 4.96 micrometers.
Die Verarbeitungseinheit ist ausgebildet, eine Änderung des Stromes und der Beschichtungszeit wie folgt zu berechnen:  The processing unit is designed to calculate a change in the current and the coating time as follows:
change_t = - (last_value 6.0 - target_value 5.0) * kp 4 - (average 4.96 - target value 5.0 ) * ki 2 change_t = - (last_value 6.0 - target_value 5.0) * kp 4 - (average 4.96 - target value 5.0) * ki 2
changej = - 4 % + 0.08 % = -3.92 % changej = - 4% + 0.08% = -3.92%
NewJ = OldJ + changej = 100% - 3.92% = 96.08%  NewJ = OldJ + changej = 100% - 3.92% = 96.08%
Worin die Variablen bedeuten: What the variables mean:
change_t = Änderung der Beschichtungszeit change_t = change of coating time
last_value = letzter Schichtdickenwert last_value = last layer thickness value
target_value = Schichtdickensollwert average = Mittelwert target_value = layer thickness setpoint average = average
New_t = Neue Beschichtungszeit  New_t = New coating time
Old_t = vorherige Beschichtungszeit  Old_t = previous coating time
ki = Vorgegebener Integralfaktor ki = given integral factor
kp = Vorgegebener Proportionalfaktor kp = predefined proportional factor
Die Werte der Variablen des Beispiels sind den Variablen zur Verdeutlichung jeweils nachgestellt. The values of the variables of the example are each readjusted to the variables for clarification.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Regler ausgebildet, die Beschich- tungszeit und/oder die Stromstärke in Abhängigkeit einer vorbestimmten Kennlinie, welche beispielsweise durch ein Polynom gebildet ist, zu regeln, wobei die Kennlinie eine Schichtdicke in Abhängigkeit von der Stromstärke zum Beschichten repräsentiert.  In a preferred embodiment, the controller is designed to regulate the coating time and / or the current intensity as a function of a predetermined characteristic curve, which is formed for example by a polynomial, wherein the characteristic curve represents a layer thickness as a function of the current intensity for coating.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schichtdickenerfassungsvorrich- tung ein Röntgenfluoreszenz-Spektrometer. Mittels des Röntgenfluoreszenz- In a preferred embodiment, the layer thickness detection device is an X-ray fluorescence spectrometer. By means of the X-ray fluorescence
Spektrometers lässt sich die Schichtdicke vorteilhaft schnell und hinreichend exakt bestimmen. Spectrometer can advantageously determine the layer thickness quickly and sufficiently accurately.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schichtdickenerfassungsvorrich- tung eine Wirbelstrom-Schichtdickenerfassungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Wirbelstroms im Objekt die Schichtdicke zu erfassen. In a preferred embodiment, the layer thickness detection device is an eddy current layer thickness detection device, which is designed to detect the layer thickness as a function of an eddy current in the object.
Dazu kann die Schichtdickenerfassungsvorrichtung beispielsweise eine Messspule als Sensor aufweisen, einen Frequenzgenerator zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes, eine Hochfrequenz-Messbrücke, welche mit dem Frequenzgenerator verbunden und ausgebildet ist, den vom Frequenzgenerator verbrauchten Strom zu erfassen und weiter bevorzugt einen Multiplexer, welcher mit mehreren als Messspulen ausgebildeten Sensoren verbunden ist, sodass vorteilhaft die Schichtdicken mehrerer Objekte zum Mitteln der jeweils erfassten Schichtdickenwerte durchgeführt werden kann. Vorteilhaft kann die Schickdicke mittels des Wirbelstroms erfasst werden, wenn sich das Objekt in dem Elektrolyt befindet. Weiter vorteilhaft kann so jeder Schichtdickenwert eine in-situ erfassteFor this purpose, the layer thickness detection device may for example comprise a measuring coil as a sensor, a frequency generator for generating an alternating magnetic field, a high-frequency measuring bridge, which is connected to the frequency generator and designed to detect the current consumed by the frequency generator and more preferably a multiplexer, which with several as Measuring coils formed sensors is connected so that advantageously the layer thicknesses of several objects for averaging the respectively detected layer thickness values can be performed. Advantageously, the Schick thickness can be detected by means of the eddy current when the object is in the electrolyte. Further advantageously, each layer thickness value can thus be detected in situ
Schichtdicke repräsentieren, so dass zum Regeln der Schichtdicke nicht gewartet werden muss, bis ein neuer Schichtdickenwert nach Abschluss der Beschich- tung und Erfassung durch die Schichtdickenerfassungsvorrichtung als Regeleingangsgröße vorliegt. Layer thickness, so that it is not necessary to wait for the layer thickness to be regulated until a new layer thickness value has been obtained after completion of the coating. tion and detection by the film thickness detection device is present as a control input.
Der Schichtdickenmessung mittels eines Wirbelstroms liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem beschichteten Objekt, welches ein ferromagnetisches Grundmaterial aufweist, mit zunehmender Schichtstärke einer nicht ferromagne- tischen Beschichtung, beispielsweise einer Chromschicht, die magnetische Permeabilität abnimmt, sodass eine Wirbelstromstärke des Wirbelstroms zunimmt. The layer thickness measurement by means of an eddy current is based on the finding that in the case of a coated object which has a ferromagnetic base material, the magnetic permeability decreases with increasing layer thickness of a non-ferromagnetic coating, for example a chromium layer, so that an eddy current intensity of the eddy current increases.
In einer anderen Ausführungsform ist die Schichtdickenerfassungsvorrichtung ausgebildet, ein Gewicht der Schicht zu erfassen und in Abhängigkeit von dem Gewicht - unter Kenntnis der Schichtdicke sowie der Annahme einer gleichmäßigen Schichtdicke - die Schichtdicke zu ermitteln und das entsprechende Schichtdickensignal zu erzeugen. Mittels der so ausgebildeten Schichtdickener- fassungsvorrichtung kann die Schichtdicke vorteilhaft aufwandsgünstig und schnell ermittelt werden. In another embodiment, the layer thickness detection device is designed to detect a weight of the layer and, depending on the weight - with knowledge of the layer thickness and the assumption of a uniform layer thickness - to determine the layer thickness and to generate the corresponding layer thickness signal. The layer thickness can advantageously be determined inexpensively and quickly by means of the layer thickness detection device formed in this way.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum galvanischen Beschichten einesThe invention also relates to a method for electroplating a
Objekts. Object.
Bei dem Verfahren wird das Objekt in einem Elektrolyt mittels eines Stromes beschichtet, wobei der Strom mittels eines Reglers geregelt wird und als Regeleingangsgröße wenigstens eine Schichtdicke der Beschichtung erfasst wird. Die Schichtdicke wird beispielsweise erfasst, wenn sich das Objekt außerhalb des In the method, the object is coated in an electrolyte by means of a current, wherein the current is regulated by means of a regulator and at least one layer thickness of the coating is detected as a control input variable. The layer thickness is detected, for example, if the object is outside the
Elektrolyts befindet. Electrolyte is located.
Bevorzugt wird die Schichtdicke mittels Röntgenfluoreszenzspektrometrie erfasst.  The layer thickness is preferably detected by means of X-ray fluorescence spectrometry.
In einer anderen Ausführungsform wird in dem Objekt ein Wirbelstrom erzeugt und die Schichtdicke in Abhängigkeit des in dem Objekt erzeugten Wirbelstroms erfasst.  In another embodiment, an eddy current is generated in the object and the layer thickness is detected as a function of the eddy current generated in the object.
In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Schichtdicke - insbesondere außerhalb des Elektrolyts - durch Wiegen des Objekts oder eines gemeinsam mit dem Objekt beschichteten Testobjekts erfasst. Das Testobjekt kann vorteilhaft ein standardisierte Form und Größe aufweisen, so dass eine Waage zum Erfassen des Gewichts nur zum Aufnehmen des Testobjekts ausgebildet sein braucht. Bevorzugt wird der Strom zum Beschichten mittels einer Maske auf eine zu beschichtende Teilfläche des Objekts begrenzt. Dadurch werden vorteilhaft Streuströme zu anderen Objektbereichen vermieden, was eine exakte Regelung der Schichtdicke bewirkt. Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den Figuren beschriebenen Merkmalen sowie aus den in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen. In another embodiment of the method, the layer thickness-in particular outside the electrolyte-is detected by weighing the object or a test object coated together with the object. The test object can advantageously have a standardized shape and size, so that a scale for detecting the weight only needs to be designed to receive the test object. The current for coating by means of a mask is preferably limited to a partial area of the object to be coated. As a result, stray currents to other object areas are advantageously avoided, which causes an exact control of the layer thickness. The invention will now be described below with reference to figures and further embodiments. Further advantageous embodiments will become apparent from the features described in the figures and from the features described in the dependent claims.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Beschichtungsvornchtung zum galvanischen Beschichten mit drei unabhängig voneinander arbeitenden Beschich- tungseinheiten welche jeweils ein Gefäß und eine mit einem Regler verbundene steuerbar ausgebildete Stromquelle aufweisen, wobei der Regler ausgebildet ist die Beschichtung für jedes Gefäß individuell zu regeln;  FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a coating apparatus for galvanic coating with three coating units operating independently of one another, each of which has a vessel and a controllably designed current source connected to a regulator, the regulator being designed to regulate the coating individually for each vessel;
Figur 2 zeigt zwei Verteilungsfunktionen von erfassten Schichtdicken einer Folge von Erfassungsergebnissen, wobei eine Verteilungsfunktion eine Streuung der Schichtdicke bei geregelter Beschichtungszeit und/oder Beschichtungsstrom mittels eines Proportional-Integral-Reglers repräsentiert und eine andere Verteilung eine Streuung der Schichtdicke bei manueller Einstellung von Beschichtungszeit und/oder Beschichtungsstrom repräsentiert.  FIG. 2 shows two distribution functions of detected layer thicknesses of a sequence of detection results, one distribution function representing a scattering of the layer thickness with controlled coating time and / or coating current by means of a proportional integral regulator and another distribution representing a variation of the layer thickness with manual setting of coating time and / or coating current.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Beschichtungsvornchtung zum gal- vanischen Beschichten, wenigstens eines Objekts. Die Beschichtungsvornchtung FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a coating device for electroplating, at least one object. The coating apparatus
1 weist wenigstens ein Gefäß, in diesem Ausführungsbeispiel ein Gefäß 5, ein Gefäß 6 und ein Gefäß 7 auf. Die Gefäße 5, 6 und 7 sind jeweils zum Aufnehmen eines Elektrolyten und wenigstens eines zu beschichtenden Objekts ausgebildet. 1 comprises at least one vessel, in this embodiment a vessel 5, a vessel 6 and a vessel 7. The vessels 5, 6 and 7 are each designed to receive an electrolyte and at least one object to be coated.
Die Beschichtungsvornchtung 1 weist auch eine Verarbeitungseinheit 10 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgebildet ist. Die Beschichtungsvornchtung 1 weist auch eine Schichtdickener- fassungsvorrichtung 50 auf. Die Schichtdickenerfassungsvorrichtung 50 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Röntgenfluoreszenzspektrometer mit einem Röntgensender 52 und einem Röntgenempfänger 54 für von einem Objekt ausgesendete Röntgenfluoreszenzstrahlung 57. The coating apparatus 1 also has a processing unit 10, which in this embodiment is designed as a microcontroller or microprocessor. The coating apparatus 1 also has a layer thickness detection device 50. The layer thickness detection device 50 in this exemplary embodiment is an X-ray fluorescence spectrometer with an X-ray transmitter 52 and an X-ray receiver 54 for X-ray fluorescence radiation 57 emitted by an object.
Das Röntgenfluoreszenzspektrometer ist ausgebildet, die Schichtdicke in Abhängigkeit wenigstens eines Winkels der reflektierten Fluoreszenzstrahlen zu erfas- sen. Der wenigstens eine Winkel ist beispielsweise ein Glanzwinkel einer Bragg- Reflexion. The X-ray fluorescence spectrometer is designed to detect the layer thickness as a function of at least one angle of the reflected fluorescence beams. sen. The at least one angle is, for example, a glancing angle of a Bragg reflection.
Der Röntgenempfänger 54 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 37 mit der Verarbeitungseinheit 10 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 10 weist ei- nen Proportional-Integral-Regler 18 auf. Die Verarbeitungseinheit 10 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 30 mit einer Stromquelle 20 verbunden. Die Stromquelle 20 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 36 mit dem Gefäß 5, und dort mit einer - nicht dargestellten -Verbindungsleitung zum Verbinden mit dem Objekt und mit wenigstens einer Anode, beispielsweise eine Platin- oder Bleianode verbunden. Das Gefäß 5 hält in diesem Ausführungsbeispiel einen Elektrolyt 12, beispielsweise eine wässrige Chromtrioxidlösung vorrätig. Dargestellt ist auch ein Objekt 60, welches zum wenigstens teilweisen beschichten mittels einer Schicht, beispielsweise einer Chromschicht, vorgesehen ist.  The X-ray receiver 54 is connected on the output side via a connecting line 37 to the processing unit 10. The processing unit 10 has a proportional-integral controller 18. The processing unit 10 is connected on the output side via a connecting line 30 to a current source 20. The current source 20 is connected on the output side via a connecting line 36 to the vessel 5, and there with a - not shown -Verbindungsleitung for connecting to the object and at least one anode, such as a platinum or lead anode. The vessel 5 holds in this embodiment an electrolyte 12, for example, an aqueous chromium trioxide solution in stock. Shown is also an object 60, which is provided for at least partial coating by means of a layer, for example a chromium layer.
Das Gefäß 5 ist mittels eines Transportweges 42 mit der Schichtdickenerfas- sungsvorrichtung 50 verbunden. Der Transportweg 42 kann beispielsweise eine Transportvorrichtung umfassen. The vessel 5 is connected to the layer thickness detection device 50 by means of a transport path 42. The transport path 42 may include, for example, a transport device.
Die Verarbeitungseinheit 10 ist auch ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 32 mit einer Stromquelle 22 verbunden. Die Stromquelle 22 ist ausgangssei- tig über eine Verbindungsleitung 38 mit dem Gefäß 6 verbunden. Das Gefäß 6 hält in diesem Ausführungsbeispiel einen Elektrolyt 14 vorrätig. Ein Objekt 62 ist in dem Elektrolyt beispielhaft eingetaucht. Das Gefäß 6 ist ausgangsseitig mittels eines Transportweges 44 mit der Schichtdickenerfassungsvorrichtung 50 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 10 ist weiter ausgangsseitig über eine Verbin- dungsleitung 34 mit einer Stromquelle 24 verbunden. Die Stromquelle 24 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 40 mit dem Gefäß 7 verbunden. Die Gefäße 5, 6 und 7 weisen jeweils einen Deckel auf und sind aus einem gegenüber dem Elektrolyt beständigen Material, beispielsweise Polyfluorethylen gebildet. Die Stromquellen 20, 22 und 24 sind jeweils ausgebildet, einen Strom zum galvanischen Beschichten eines Objekts zu erzeugen und diesen ausgangsseitig an das jeweilige Gefäß zu senden. Die Stromquellen 20, 22 und 24 sind jeweils ausgebildet, die Stromstärke des Stroms in Abhängigkeit eines eingangsseitig von der Verarbeitungseinheit 10 empfangenen Steuersignals zu erzeugen.  The processing unit 10 is also connected on the output side via a connecting line 32 to a power source 22. The current source 22 is connected on the output side via a connecting line 38 to the vessel 6. The vessel 6 holds in this embodiment an electrolyte 14 in stock. An object 62 is exemplarily immersed in the electrolyte. The vessel 6 is connected on the output side by means of a transport path 44 with the layer thickness detection device 50. The processing unit 10 is further connected on the output side via a connecting line 34 to a current source 24. The current source 24 is connected on the output side via a connecting line 40 to the vessel 7. The vessels 5, 6 and 7 each have a lid and are formed from a material resistant to the electrolyte, for example polyfluoroethylene. The current sources 20, 22 and 24 are each designed to generate a current for the galvanic coating of an object and to send this to the output side of the respective vessel. The current sources 20, 22 and 24 are each designed to generate the current intensity as a function of a control signal received on the input side from the processing unit 10.
Mittels der steuerbar ausgebildeten Stromquellen 20, 22 und 24, den mit den Stromquellen jeweils verbundenen Gefäßen 5, 6 und 7, weiter mittels der Trans- portwege 42, 44 und 46, mit der Schichtdickenerfassungsvorrichtung 50 und mittels des von der Schichtdickenerfassungsvorrichtung 50 erzeugten Schichtdickensignals, welches zur Verarbeitungseinheit 10 rückgekoppelt wird, ist eine Regelschleife gebildet. Die Verarbeitungseinheit 10 ist ausgebildet, mittels des Proportional-Integral-Reglers 18 oder mittels eines Kennlinien-Reglers 19 dieBy means of the controllably formed current sources 20, 22 and 24, the vessels 5, 6 and 7 respectively connected to the current sources, further by means of the transponder Ports 42, 44 and 46, with the film thickness detection device 50 and by means of the film thickness signal generated by the film thickness detection device 50, which is fed back to the processing unit 10, a control loop is formed. The processing unit 10 is formed, by means of the proportional-integral controller 18 or by means of a characteristic controller 19, the
Schichtdicke für jedes Gefäß individuell zu regeln und dazu als Regelausgangsgröße den Strom, insbesondere die Stromstärke und/oder eine Beschichtungs- zeit zum Beschichten des Objekts vorzugeben. Die Verarbeitungseinheit 22 ist auch eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 72 mit einer Benutzerschnitt- stelle 70 verbunden und kann von dort ein Benutzerinteraktionssignal empfangen. Das Benutzerinteraktionssignal repräsentiert beispielsweise einen Regelparameter, insbesondere eine Grenze für eine Mittelwertbildung von Schichtdickenwerten. Weiter kann über die Benutzerschnittstelle in Abhängigkeit des Benutzerinteraktionssignals eine vorbestimmte Regelfunktion oder ein Regler zum Regeln der Schichtdicke ausgewählt werden. Dargestellt ist auch eine Benutzerhand 74, welche beispielsweise durch Berühren der Benutzerschnittestelle das Benutzerinteraktionssignal erzeugen kann. Die Benutzerschnittestelle ist in diesem Ausführungsbeispiel als berührungsempfindlicher Bildschirm ausgebildet, welcher in Abhängigkeit eines Berührens, ein den Ort des Berührens repräsentie- rendes Benutzerinteraktionssignal erzeugen kann. Layer thickness for each vessel to regulate individually and to specify as a control output the current, in particular the current intensity and / or a coating time for coating the object. The processing unit 22 is also connected on the input side via a connecting line 72 to a user interface 70 and can receive a user interaction signal from there. The user interaction signal, for example, represents a control parameter, in particular a limit for averaging of layer thickness values. Furthermore, a predetermined control function or a regulator for regulating the layer thickness can be selected via the user interface as a function of the user interaction signal. Shown is also a user's hand 74, which can generate the user interaction signal, for example, by touching the user interface. In this exemplary embodiment, the user interface is designed as a touch-sensitive screen which, depending on a touch, can generate a user interaction signal representing the location of the touch.
Denkbar ist auch eine Steuerung und/oder Regelung einer Temperatur des Elektrolyts, eines Elektrolytflusses eines Elektrolytkreislaufs oder einer Pulsdauer eines pulsweitenmodulierten Beschichtungsstromes, erzeugt durch die mit den Gefäßen verbundenen Stromquellen.  It is also conceivable to control and / or regulate a temperature of the electrolyte, an electrolyte flow of an electrolyte circuit or a pulse duration of a pulse-width-modulated coating current, generated by the current sources connected to the vessels.
Das Gefäß 7 ist beispielhaft mit einem Fluidkreislauf verbunden. Ausgehend vomThe vessel 7 is connected by way of example with a fluid circuit. Starting from the
Gefäß 7 verbindet eine Fluidleitung 92 das Gefäß 7 mit einem insbesondere beheizbaren Vorratsgefäß 100, welches über eine Fluidleitung 96 mit einer Pumpe 90 verbunden ist. Die Pumpe 90 ist ausgangsseitig über eine Fluidleitung 94 mit dem Gefäß 94 verbunden. Mittels des Fluidkreislaufs kann eine gleichmäßige E- lektrolytkonzentrationsverteilung und Temperaturverteilung erreicht werden.Vessel 7 connects a fluid line 92, the vessel 7 with a particular heatable storage vessel 100, which is connected via a fluid line 96 with a pump 90. The pump 90 is connected on the output side via a fluid line 94 to the vessel 94. By means of the fluid circuit, a uniform electrolyte concentration distribution and temperature distribution can be achieved.
Die Pumpe 90 ist über eine Steuerleitung 102 mit der Verarbeitungseinheit 10 verbunden und kann von der Verarbeitungseinheit 10 ein eine Fördermenge repräsentierendes Steuersignal empfangen und den Fluidkreislauf in Abhängigkeit des Steuersignals erzeugen. Die Gefäße 12 und 14 können jeweils wie das Gefäß 7 in einen Fluidkreislauf eingebunden sein. The pump 90 is connected to the processing unit 10 via a control line 102 and can receive from the processing unit 10 a control signal representing a flow rate and generate the fluid circuit in response to the control signal. The vessels 12 and 14 can each be integrated into a fluid circuit like the vessel 7.
Die Beschichtungsvorrichtung 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel drei Gefäße, insbesondere das Gefäß 5, 6 und 7 auf. Denkbar ist auch eine Beschich- tungsvorrichtung mit mehreren Gefäßen, insbesondere mehr als den drei dargestellten Gefäßen, welche jeweils ausgebildet sind, unabhängig voneinander wenigstens ein Objekt zu beschichten. Dargestellt ist das Objekt 60 in dem Gefäß 5, welches nach dem Beschichten über dem Transportweg 42 zur Schichtdickener- fassungsvorrichtung 50 transportiert wird und dort als zu messendes Objekt 60' dargestellt ist.  The coating apparatus 1 has in this embodiment, three vessels, in particular the vessel 5, 6 and 7. Also conceivable is a coating device with a plurality of vessels, in particular more than the three vessels shown, which are each designed to coat at least one object independently of one another. Shown is the object 60 in the vessel 5, which is transported after the coating over the transport path 42 to the layer thickness detection device 50 and is shown there as an object 60 'to be measured.
Dargestellt ist auch ein Objekt 62, welches in dem Gefäß 6 beschichtet wird sowie ein Objekt 64, welches in dem Gefäß 7 beschichtet wird.  Shown is also an object 62, which is coated in the vessel 6 and an object 64, which is coated in the vessel 7.
Figur 2 zeigt zwei Verteilungsfunktionen, nämlich eine Verteilungsfunktion 80 und eine Verteilungsfunktion 82. Figur 2 zeigt auch einen Sollwert für eine Schichtdi- cke 84, welche von der Verteilungsfunktion 80 und der Verteilungsfunktion 82 eingeschlossen ist. Die Verteilungsfunktion 80 und 82 repräsentieren jeweils eine Schichtdickenverteilung, welche anhand einer Vielzahl von Beschichtungen von zueinander verschiedenen Objekten ermittelt worden ist. Die Verteilungsfunktion 80 repräsentiert eine normal-verteilte, insbesondere eine Gauss-verteilte  FIG. 2 shows two distribution functions, namely a distribution function 80 and a distribution function 82. FIG. 2 also shows a setpoint value for a layer thickness 84, which is included by the distribution function 80 and the distribution function 82. The distribution functions 80 and 82 each represent a layer thickness distribution which has been determined on the basis of a multiplicity of coatings of mutually different objects. The distribution function 80 represents a normally-distributed, in particular a Gauss-distributed
Schichtdickenverteilung für Schichtdicken von Objekten, welche mittels der in Figur 1 dargestellten Beschichtungsvorrichtung 1 beschichtet worden sind. Die Schichtdickenverteilung 82 repräsentiert eine Schichtdickenverteilung von Schichtdicken von Objekten, welche mittels einer Beschichtungsvorrichtung erzeugt worden sind, welche eine manuelle Einstellung für den Beschichtungs- ström und die Beschichtungszeit aufweist. Sichtbar ist eine große Streuung derLayer thickness distribution for layer thicknesses of objects which have been coated by means of the coating device 1 shown in FIG. The layer thickness distribution 82 represents a layer thickness distribution of layer thicknesses of objects which have been produced by means of a coating device which has a manual adjustment for the coating flow and the coating time. Visible is a large dispersion of
Schichtdicken der Schichtdickenverteilung 82 und eine kleine Streuung der Schichtdicken der Schichtdickenverteilung 80. Layer thicknesses of the layer thickness distribution 82 and a small dispersion of the layer thicknesses of the layer thickness distribution 80th

Claims

Ansprüche claims
1. Beschichtungsvorrichtung (1 ) zum galvanischen Beschichten wenigstens eines Objekts (60, 62, 64),  1. Coating device (1) for electroplating at least one object (60, 62, 64),
wobei die Beschichtungsvorrichtung (1 ) wenigstens ein Gefäß (5, 6, 7) zum Aufnehmen eines Elektrolyts (12, 14, 16) und wenigstens eines Objekts (60, 62, 64) aufweist, wobei das Gefäß (5, 6, 7) mit einer Stromquelle (20, 22, 24) verbunden ist, wobei die Stromquelle (20, 22, 24) ausgebildet ist, mit dem Objekt (60, 62, 64) elektrisch verbunden zu werden und durch das Objekt (60, 62, 64) einen Strom über den Elektrolyt (12, 14, 16) zu senden und so eine Beschichtung auf das Objekt (60, 63, 64) aufzutragen, wherein the coating device (1) comprises at least one vessel (5, 6, 7) for receiving an electrolyte (12, 14, 16) and at least one object (60, 62, 64), the vessel (5, 6, 7) is connected to a power source (20, 22, 24), wherein the power source (20, 22, 24) is adapted to be electrically connected to the object (60, 62, 64) and through the object (60, 62, 64 ) to send a current across the electrolyte (12, 14, 16) to apply a coating to the object (60, 63, 64),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Stromquelle (20, 22, 24) einen Eingang für ein Steuersignal aufweist, und ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Steuersignals eine Stromstärke des Stroms zu ändern, und die Beschichtungsvorrichtung (1 ) eine Schichtdickenerfassungs- vorrichtung (50) aufweist, welche ausgebildet ist, eine Schichtdicke (80, 82) der Beschichtung zu erfassen und ein die Schichtdicke (80, 82) repräsentierendesthe current source (20, 22, 24) has an input for a control signal and is designed to change a current intensity as a function of the control signal, and the coating device (1) has a layer thickness detection device (50) which is designed to detect a layer thickness (80, 82) of the coating and a layer thickness (80, 82) representing
Schichtdickensignal zu erzeugen, und die Beschichtungsvorrichtung (1 ) eine Verarbeitungseinheit (10) aufweist, welche mit der wenigstens einen Stromquelle (20, 22, 24) und der Schichtdickenerfassungsvorrichtung (50) verbunden und ausgebildet ist, das Steuersignal mittels eines Reglers (18, 19) wenigstens in Abhängigkeit des Schichtdickensignals zu erzeugen. To produce a layer thickness signal, and the coating device (1) has a processing unit (10) which is connected to the at least one current source (20, 22, 24) and the layer thickness detection device (50) and configured to generate the control signal by means of a regulator (18, 19 ) at least in response to the film thickness signal.
2. Beschichtungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,  2. Coating device (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Regler (18) ein Proportional-Integral-Regler ist. the controller (18) is a proportional-integral controller.
3. Beschichtungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,  3. Coating device (1) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Regler ausgebildet ist, die Beschichtungszeit und/oder die Stromstärke in Abhängigkeit einer vorbestimmten Kennlinie zu regeln, wobei die Kennlinie eine Schichtdicke in Abhängigkeit von der Stromstärke zum Beschichten repräsentiert. characterized in that the controller is designed to regulate the coating time and / or the current intensity as a function of a predetermined characteristic curve, the characteristic curve representing a layer thickness as a function of the current intensity for coating.
4. Beschichtungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass  4. Coating device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Schichtdickenerfassungsvorrichtung (50) ein Röntgenfluoreszenzspektrome- ter ist. the layer thickness detection device (50) is an X-ray fluorescence spectrometer.
5. Beschichtungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass  5. Coating device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Schichtdickenerfassungsvorrichtung (50) ausgebildet ist, ein Gewicht der Beschichtung zu erfassen und die Schichtdicke in Abhängigkeit des Gewichts zu ermitteln. the layer thickness detection device (50) is designed to detect a weight of the coating and to determine the layer thickness as a function of the weight.
6. Beschichtungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass  6. Coating device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Schichtdickenerfassungsvorrichtung (50) eine Wirbelstrom- Schichtdickenerfassungsvorrichtung ist, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Wirbelstroms im Objekt (60') die Schichtdicke zu erfassen. the film thickness detecting device (50) is an eddy current film thickness detecting device configured to detect the film thickness depending on an eddy current in the object (60 ').
7. Verfahren zum galvanischen Beschichten eines Objekts,  7. Method for electroplating an object,
bei dem das Objekt (60, 62, 64) in einem Elektrolyt mittels eines Stromes beschichtet wird, in which the object (60, 62, 64) is coated in an electrolyte by means of a current,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Strom mittels eines Reglers (18) geregelt wird und als Regeleingangsgröße eine Schichtdicke der Beschichtung erfasst wird, wenn sich das Objekt außerhalb oder innerhalb des Elektrolyten befindet. the current is regulated by means of a regulator (18) and a layer thickness of the coating is detected as a control input variable when the object is outside or inside the electrolyte.
8. Verfahren nach Anspruch 7,  8. The method according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Schichtdicke mittels Röntgenfluoreszenzspektrometrie erfasst wird. the layer thickness is detected by X-ray fluorescence spectrometry.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8,  9. The method according to any one of the preceding claims 7 or 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke - insbesondere außerhalb des Elektrolyts - durch Wiegen des Objekts oder eines gemeinsam mit dem Objekt beschichteten Testobjekts erfasst wird. characterized in that the layer thickness - in particular outside the electrolyte - is detected by weighing the object or a test object coated together with the object.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9,  10. The method according to any one of the preceding claims 7 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
in dem Objekt ein Wirbelstrom erzeugt wird und die Schichtdicke in Abhängigkeit des in dem Objekt erzeugten Wirbelstroms erfasst wird. an eddy current is generated in the object and the layer thickness is detected as a function of the eddy current generated in the object.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9,  1 1. The method according to any one of the preceding claims 7 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Strom zum Beschichten mittels einer Maske auf eine zu beschichtende Teilfläche des Objekts begrenzt wird. the current for coating by means of a mask is limited to a partial area of the object to be coated.
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