CN102844470B - 用于在化学和/或电化学处理系统中输送类板状基板的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在系统(8)中输送类板状基板(10)的装置，所述系统(8)用于基板的化学和/或电化学处理、尤其是用于导电层的无电沉积。所述装置包括至少一个旋转的输送元件(14)，所述输送元件(14)至少部分地由无机玻璃构成。此外，本发明涉及一种传送装置，其包含根据权利要求1至权利要求11中任一项所述被成对地布置在彼此顶部上的多个旋转的输送元件(14)，由此类板状基板(10)在所述输送元件(14)之间是能移动的。

Description

用于在化学和/或电化学处理系统中输送类板状基板的装置

技术领域

本发明涉及一种用于在化学和/或电化学处理、尤其用于在导电层的无电沉积的系统中输送类板状基板的装置，其具有独立专利权利要求的特征。

背景技术

类板状基板的化学或电化学处理是通过处理设备完成的。基板穿过容纳有处理溶液的浴槽，由此涂层、尤其是金属涂层、尤其是铜就沉积在类箔片状或类板状基板的表面上。类板状基板例如是晶片、太阳能电池、挠性箔片、尤其是印刷电路(例如印刷电路板)以及导电箔片。通过多个相似的旋转的输送元件以水平方向输送类板状基板。输送元件可以是动力驱动的，并且同时以作为用于类板状基板的支承件和传送驱动件为特征。每个旋转的输送元件通过双侧铰接的旋转轮轴形成。轮轴具有接触和输送基板的圆柱形罩壳表面，或者轮轴包括用于被布置在其长度上的类板状基板的盘状圆柱形支承元件，由此基板的下侧靠在支承元件上，或者由此支承元件位于基板的上侧。一对轮轴需要被精确地布置成平直的而且平行的，使得接触基板的上侧和下侧的接触区域精确地为一个在另一个上方。这样可将类板状基板的偏斜和变形、以及轮轴的偏心运转减至最小。

旋转的输送元件以及接触浴槽溶液的所有部件必需是化学惰性的。它们必须抵抗化学物质的侵袭，并且不与浴槽中的溶液进行相互作用。尤其是必需避免来源于处理浴槽的金属沉积。因此，轮轴一般由塑料材料(例如，GfK(通过玻璃纤维增强的塑料)或CfK(通过碳纤维增强的塑料))或不锈钢或钛合金制成。盘状支承元件一般由合适的热塑材料制成。当小碎片溶解并且污染浴槽时，用于轮轴的GfK或CfK材料会产生问题。此外，使用未涂层的金属轮轴可导致在轮轴上明显且渐进的金属沉积。经涂层的轮轴常常具有由于公差高而涂层厚度不规则的问题。

发明内容

本发明的目的在于建立一种化学惰性的且具有高同轴度的机械弹性旋转的输送元件，其能够精确地引导和输送类板状基板而确保涂层和产品的高质量。

本发明的目的是通过独立权利要求的装置来获得的。在从属权利要求中描述了本发明的其它有利的实施例的其它特征。为了实现此目的，本发明提出了一种用于在基板的化学和/或电化学处理的系统中输送类板状基板的装置。该系统尤其用于导电层的无电沉积。本发明包括用于类板状基板的传送装置的旋转的输送元件，其是化学和/或电化学处理装置的一部分。传送优选地以限定的传送方向发生，由此许多相似的旋转的输送元件共同形成用于类板状基板的支承件，这些类板状基板被输送越过旋转的输送元件。根据本发明，旋转的输送元件或多个旋转的输送元件至少部分地由无机玻璃构成。

根据本发明的装置的一个优选实施例，输送元件具有至少一个轴承元件以及至少一个输送器件，所述轴承元件用于输送元件的旋转承载，所述输送器件显示出对被输送的类板状基底的至少一个二维或类线状的接触区域。输送器件以及轴承元件可至少部分地由无机玻璃形成。输送元件可示出轮轴或轴，所述轮轴或轴至少部分地包括无机玻璃并且/或者至少部分地由无机玻璃制成且至少部分地形成轴承元件。该轮轴或轴可至少部分地由玻璃棒或玻璃管形成。如果使用玻璃管，两个前端优选地被封闭。

此外，输送元件的输送部分可通过用于类板状基板的至少一个旋转对称的支承元件形成。输送元件可以例如示出用于基板的旋转对称的支承元件。另一个有用的变型可以具有输送部分，该输送部分包括采用轴或管形状的旋转对称的中间部分，其显示出在轴或管的前部处用于轴承元件的轴端或轴承元件的接收器件。轴的直径可分级，例如，中间部分可略微成锥形，由此直径相比于相邻轴端的侧向外缘或具有较小直径的轴承元件减小大约0.05 mm至1mm、尤其是0.1 mm至0.3mm。这确保了类板状基板仅在它们的外缘处被输送，同时基板的最大表面区域被布置在中间收缩区段或锥形区段的上方并且大部分被自由接触输送。这样的轴使得具有至少两个导电板的所谓整个电路板的自由接触输送成为可能，它们被用作用于导电板的基础材料。仅边缘区域通过输送元件进行接触，这些边缘区域稍后被去除。

除旋转对称的中间部分之外，输送元件还可包括在中间部分各侧处的轴螺栓或轴端，轴螺栓或轴端沿着中间部分的轴线处于中心。该轮轴螺栓或轴端用作输送元件的旋转轴承，并且可被铰接在系统的对应轴承部分中。在该实施例中，中间部分或输送部分的直径优选为大于轴承元件的轴端或轴承元件的模具直径。此外，轴端和/或至少中间部分的表面或输送部分由无机玻璃制成。如上文已提到的，至少一个支承元件可通过具有圆柱形罩壳表面区域的至少一个轴形成，所述至少一个轴被安装到轮轴或玻璃棒上以及/或者轴承元件的轴端或轴承元件之间。可以采用不同方式来实现将轴端固定到中间部分上。整个输送元件被制成为单件，或轴端通过合适的接合工艺被固定至中间部分，接合工艺例如为通过粘附在一起、焊接、压合在一起或者通过其它合适的固定装置。

根据本发明的装置的一个可替换的实施例显示出支承元件，支承元件由多个塑料盘形成，由此这些盘至少部分地布置在被规则地间隔开的区段中。塑料盘被安装到轮轴或玻璃棒上，并且具有圆柱形外部罩壳表面区域和圆形边缘。可选地，两个相邻支承元件的侧向边界之间的距离具有小于大约300mm、优选小于100mm的值。

优选地，所有描述的实施例显示出与介质、尤其是与处理溶液相接触的位置处的玻璃表面的粗糙度，该粗糙度具有小于1μm的值。

另一个合理的实施例可以示出从动输送元件，由此通过至少一个旋转传递构件(例如，通过布置在输送元件的至少一个轴端上的嵌齿轮或相似物)来实现旋转的输送元件的驱动。

本发明还涉及一种容纳如以上实施例中所描述的多个旋转的输送元件的传送装置。输送元件可成对地布置在彼此的顶部上，使得类板状基板可在输送元件之间移动。

以下说明概括了本发明的实质方面，并且描述了其它实施例。根据本发明的输送元件可选地可以包含驱动件。另外，旋转的输送元件在两侧处具有轴承。旋转的输送元件形成为旋转轴或轮轴，旋转轴或轮轴显示出沿着其长度用于类板状基板的支承元件。根据本发明，轴的至少一部分由无机玻璃制成。根据本发明的输送元件的轴的该部分可通过玻璃棒、尤其是空心玻璃棒(其为玻璃管)形成。实验性地显示出玻璃管的使用相比于实心玻璃棒是有利的，因为管具有较少的重量且同时具有更好的机械性能。如果玻璃管被用作轴，那么两个前端优选为封闭的，使得没有处理介质或浴槽溶液能进入管中。在清洁过程期间，很难将该介质充分去除。

输送元件可至少示出两个旋转对称的支承元件。输送元件的支承元件可由多个例如被规则地间隔开的盘形成，所述盘优选地由塑料制成。这些盘被安装在轴或玻璃棒或玻璃管上，并且以圆柱形或球形的弯曲的外部罩壳表面区域和圆形边缘为特征。塑料盘被优选地无游隙地固定到轴或者玻璃棒或玻璃管的圆柱形罩壳表面上。塑料盘可借助于收缩工艺被紧密地固定到轴上。此外，有可能将盘灌浆装设到或粘接到轴上。

此外，轴可包含安装到轴的至少一端上的驱动传递元件。该驱动传递元件可以例如通过由塑料或另一合适的材料制成的嵌齿轮形成。还可将该驱动传递元件或嵌齿轮可选地收缩到轴上并且/或者粘接到轴上。如果使用了可应用的灌浆装设或粘接，那么可将嵌齿轮可选地灌浆装设到轴上。

根据本发明的输送元件尤其被用作用于板类或箔片类基板的输送轴。它们一般用在传送装置中，该传送装置包括如以上实施例中描述的被成对地布置在彼此顶部上的多个旋转的输送元件。类板状基板可以在输送元件之间移动。安装在输送轴上的支承元件可根据所期望的目的进行改变并且可进行定制。支承元件可由连接到输送轴上的单独部分形成。支承元件可以例如通过收缩到输送轴上、或牢固地联结到输送轴上(例如通过粘接)被主动地(锁定的形式)或非主动地安装到输送轴上。根据本发明的优选实施例，支承元件不能彼此相接触。支承元件可形成为小的轮和/或盘和/或圆柱体。在至少一个支承元件示出球状或筒状几何形状的其它圆形设计也是可能的。在各个支承元件与被输送的类板状基板之间的接触区域取决于支承元件的几何形状，并且可以是二维的或点状的。被定位或收缩到轴上并且例如由塑料盘形成的支承元件，保护了玻璃轴免受在它们的装卸/使用期间、在更换轴时和/或在保养系统时会出现的机械损坏。出于此原因，邻近的支承元件的边缘之间的距离小于300mm、尤其是小于100mm。

所使用的由无机玻璃制造的轴具有一些优点，例如，除足够的弹性之外的优异的尺寸稳定性，确保了不发生永久性的塑性变形。当受压时，由无机玻璃制造的轴显示出弹性变形至某一程度的同时具有符合所期望目的的所需坚固性。此外，这些轴显示出在没有明显膨胀情况下经得起高温的高温稳定性。由于被输送基板的较低重量，所以机械应力低。因此，玻璃对于所有所期望的目的都具有足够的强度。

可以成本节约地并且以相对于所需直径以及所需同轴度的高精度来执行玻璃轴的生产。对于具有大约500mm直到大于一米的长度的轴，通常的直径大小为大约10mm。根据上述尺寸的空心玻璃轴的壁厚可为大约2mm。在轴的全长上的同轴度的偏差优选为小于0.1mm。关于轴的直径的尺寸精确度优选为＋/－0.15mm或更小。

由于具有玻璃轴和安装的塑料盘的此种输送元件对于大多数相关工艺来说为化学中性，因此其应用范围是几乎不受限制的。只有在长期使用这些元件之后，才会发生它们表面区域的金属化。

为了完成本发明的说明，应当指出的是，本发明也涉及一种用于处理基板的方法，由此通过根据以上描述的实施例之一的装置、输送装置或传送装置来输送基板。

附图说明

在以下的段落中，附图还图示了本发明的示范性实施例和它们的优点。在图中的独立元件的大小比例不一定反映真实的大小比例。应当理解的是，在一些情况下可以夸大或放大示出本发明的各种方面以促进对本发明的理解。

图1示出具有多个输送元件的传送装置的示意图。

图2示出输送元件的第一实施例的示意图。

图3示出输送元件的第二实施例的示意图。

图4示出输送元件的第三实施例的示意图。

具体实施方式

图1的示意图示出用于输送类板基板10的仅被部分指示的输送装置8的一部分输送路线。类板基板10在连续布置的成对的旋转的输送元件14之间沿着由箭头12所示水平方向(输送方向12)进行输送。在输送装置8的范围内可以布置多个这样的旋转的输送元件14。这些输送元件14围绕它们的水平旋转轴线16枢转，并且用于以被限定的传送方向12水平传送类板基板10。出于这个原因，输送元件14可至少部分地具有自身的驱动件(图1中未示出)的特征。如果旋转的输送元件14包括这样的驱动件，其一般由位于具有双侧轴承的输送元件14的一侧处的嵌齿轮或类似物形成。

即使图1中所示的输送装置8显示出被成对地布置在彼此顶部上的输送元件14，这些输送元件14被间隔开使得能在其间输送类板基板10，本发明并不限于该实施例，尤其不限于在输送元件14的罩壳表面区域18之间输送类板基板10而由此产生了上滚动接触和下滚动接触的实施例。此外，实施例的变型是可能的，由此通过连贯布置的输送元件14完成了基板10的水平传送。这些连贯布置的输送元件14形成了水平的支承平面和输送平面。在基板10的上方没有布置其它的输送元件14。

根据本发明，输送元件14至少部分地由无机玻璃制成。如图2中所示，尤其是输送元件14的轴承部分由无机玻璃制成。

如图2的示意图中所示、在输送元件14的第一实施例中，输送元件14以具有较大直径的输送部分20、以及被布置在输送部分20两侧上的用于旋转承载输送元件14的轴承元件22为特征。输送部分20也可称为中间部分。该圆柱形输送部分20的罩壳表面区域18显示出用于接触类板状基板(见图1)的至少一个二维或类线状的接触区域。输送部分20以及轴承元件22两者可至少部分地由无机玻璃制成。该实施例显示出由轴端24或轴区段制造成的轴承元件22，其也可被设计为轴向螺栓。在本上下文中，优选地使用术语轴或轴端24，因为它在轴承座26静止并且被紧固到系统的一部分上的同时在轴承中旋转。轴端24优选地由无机玻璃制成，所述轴端24被布置在中间或输送部分20的两个前端28处，其通常与中间或输送部分20的圆柱形罩壳表面区域18同轴。轮轴或轴或轴端24可至少部分地由玻璃棒或玻璃管30形成。当使用玻璃管30时，这可至少在一个前部32处封闭。优选地将两个前部32都封闭。

在所示的实施例中，输送元件14的输送部分20由用于类板基板10的旋转对称的支承元件34形成。支承元件34由轴36形成，轴36在两个前部28处包括用于轴承元件22的两个轴端24的接收器件(未示出)。

图3显示出输送元件14的又一个实施例的示意图。可将轴36的直径进一步分级。这里，中间部分38为略微成锥形，尤其是直径相比于相邻轴端24的侧向外缘40或具有较小直径的轴承元件22减小大约0.05mm至1mm。这确保了类板状基板10仅在它们的外缘40处被输送，同时基板10的表面区域的较大部分被布置在中间部分38或锥形区段38上方，并且可以大部分地自由接触进行输送。这样的轴36使得具有至少两个导电板的所谓整个电路板的自由接触输送成为可能，它们被用作用于导电板的基础材料。仅接触轴36的侧向外缘40，侧向外缘40稍后被去除。

通过单件输送元件可以可选地实现如图2和图3中的实施例中所示地将轴端24固定在中间部分20上。可替换地，可以使用合适的接合工艺，例如粘接在一起、焊接、压合在一起或者使用其它合适的固定装置也是可应用的。可选地，例如通过粘接或使用收缩工艺可以将轴36固定到玻璃管30的连续轴上或圆柱形罩壳表面区域上。

如图4中的输送元件14的可替换实施例的示意图中所示，输送元件14可以形成为连续的旋转轴42，旋转轴42由两端处具有轴承的玻璃管30制造。这些轴以在其全长上用于类板基板10(见图1)的多个圆柱形支承元件44为特征。在该实施例中，空心轴42由无机玻璃管制造。将类圆柱形或盘的支承元件44无游隙地安装并固定到空心轴42的罩壳表面区域上。每个轴42的两个前部28都是封闭的。因此，没有介质能进入玻璃管30的内侧，并且不需要清洁。输送元件14的支承元件44由固定至轴42或玻璃管30上的多个规则地间隔开的塑料盘48形成，轴42或玻璃管30具有圆柱形外表面区域46和可选的圆形边缘。尤其通过收缩工艺、或者通过粘接在一起或另一合适的接合工艺，将塑料盘48无游隙地固定到玻璃管30的圆柱形外表面区域46上。

在图4中示出输送元件14的第三实施例。这里，被间隔开的支承元件44采用塑料盘48的形式形成了中间部分或输送部分20。位于侧向支承元件44的左侧和右侧上的轴42的这些区段用作轴承元件22。轴承元件22可被铰接在轴承块(未示出；见图2和图3中的轴承座26)中。支承元件44可由塑料和/或金属和/或陶瓷材料和/或无机玻璃制成。

如图4的实施例中所示由塑料盘形成的被安装的支承元件44用作保护玻璃轴42对抗机械破坏，尤其是在它们使用期间、或在更换轴42时和/或在系统的保养期间。支承元件44优选地由塑料或无机玻璃制造。

此外，输送元件14或轴42可以至少以在其端部之一处的一个驱动传递元件为特征。如图2、图3和图4中所指示的，该驱动传递元件可以是由塑料或另一合适的材料制造的驱动轮50或嵌齿轮。该驱动传递元件或驱动轮50可以可选地收缩且/或粘接到轴42(图4)或对应的轴端24(图2、图3)上。

图2和图3中所示的轴36可以或由塑料、无机玻璃制成，或由另一合适的材料制成，并且具有圆柱形外部罩壳表面区域和略微圆形边缘。可选地，轴36可示出根据图3的一个或多个收缩部或类似物。这样，通过具有略微减小的直径的一个或多个收缩部或子区段来使侧向外缘40彼此相互间隔开。安装或收缩到由轴36形成的输送部分20上为玻璃轴42或24提供了对抗机械破坏的良好保护，尤其是在它们使用期间或在更换轴42时和/或在系统的保养期间。

所使用的由无机玻璃制造的轴42或轴端24(见图1至图4)显示出一些优点，例如，与足够的弹性相关的特定尺寸稳定性。在所期望的使用期间不会发生塑性变形。轴42或轴端24显示出在没有明显膨胀的情况下经受住高温的高温稳定性。由于基板10的重量非常低而不会导致轴42或轴端24的显著的重量负载，因此机械稳定性足以用于所期望的使用。

可以成本节约地并且以相对于所需直径以及所需轴或管的同心度的高精度来执行所使用的玻璃轴或玻璃管的生产。对于长度大约500mm直到大于一米的轴，通常的直径大小为大约10mm。根据上述尺寸的空心玻璃轴的壁厚可为大约2mm(＋/－30%)。在轴的全长上的同轴度的偏差优选为小于0.1mm。关于轴的直径的尺寸精确度优选为＋/－0.15mm或更小。由于具有玻璃轴和安装的轴36或塑料盘48的这种输送元件14对于大多数相关工艺来说为化学中性，因此其应用范围是几乎不受限制的。

玻璃轴或输送元件14一般被安装在滑动轴承上，通常在两个前部28处的合适的塑料轴承座26中。玻璃轴或输送元件14的两端被可旋转地支承在轴承座26中，并且例如出于保养和清洁的目的而可以从上方去除。在图2和图3中具有参考标号为22的轴承元件的轴螺栓和轴端24可以至少包括在其两端之一处的一个驱动轮50。轴承座26可具有连续开口(例如，通孔)或袋状开口(例如，盲孔) 作为用于轴的轴承。连续开口可包括对通道的流体控制的连接，由此通道位于连续开口的下方。通道优选地具有在1mm与10mm之间、尤其在2mm与5mm之间的直径。

此外，如果在与介质相接触位置处的玻璃表面的粗糙度具有小于1μm、优选为小于0.5μm、并且尤其优选为小于0.1μm的值，已经显示出是有利的。这样，可阻止来自处理溶液的金属的不期望沉积。尤其可以有效地抑制铜从低电流工作的铜浴槽产生出来的沉积。

已经参照优选实施例描述了本发明。本领域的技术人员将认识到可对本发明的优选实施例作出大量改变和改动，并且在没有脱离本发明的精神的情况下可以作出这样的改变和改动。因此，期望所附权利要求覆盖落入本发明的真正精神和范围内的所有这些等效变型。

参考标号清单

8 输送装置

10 基板

12 输送方向

14 输送元件

16 水平旋转轴线

18 罩壳表面区域

20 中间部分，输送部分

22 轴承元件

24 轴端

26 轴承座

28 前部

30 玻璃管

32 前部

34 支承元件

36 轴

38 中间部分/锥形区段

40 侧向外缘

42 轴

44 支承元件

46 圆柱形外表面区域

48 塑料盘

50 驱动轮

Claims (15)

1.一种用于在系统中输送类板状基板(10)的装置，所述系统用于所述基板的化学和/或电化学处理，所述装置包括至少一个旋转的输送元件(14)，所述输送元件(14)至少部分地由无机玻璃构成，由此所述输送元件(14)的输送部分(20)由用于所述类板状基板(10)的至少两个旋转对称的支承元件形成，并且由此所述旋转对称的支承元件被安装到或收缩到所述输送元件(14)上，两个相邻的支承元件的侧向边界之间的距离具有小于300mm的值。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述系统用于导电层的无电沉积。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述输送元件(14)具有至少一个轴承元件(22)以及至少一个输送部分(20)，所述轴承元件(22)用于所述输送元件(14)的旋转承载且至少部分地由无机玻璃制成，所述输送部分(20)显示出用于所述类板状基板(10)的至少一个二维或类线状的接触区域。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述输送元件(14)具有轴线、轴端(24)或轴(42)，所述轴线、所述轴端(24)或所述轴(42)由无机玻璃制成，且所述轴线、所述轴端(24)或所述轴(42)至少部分地形成所述轴承元件(22)。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述轴线、所述轴端(24)或所述轴(42)至少部分地由玻璃棒或玻璃管(30)形成，所述玻璃棒或玻璃管(30)具有至少在一端处封闭的前部(32)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述输送部分(20)包括采用轴形状或管形状的输送元件(14)的旋转对称的中间部分，所述中间部分显示出在两个前部(28)处用于所述轴承元件(22)的轴端(24)或者所述轴承元件(22)的接收器件。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述中间部分的直径或所述输送部分(20)的直径大于所述轴承元件(22)的轴端(24)的直径或者所述轴承元件(22)的直径。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述轴端(24)、和/或至少所述中间部分的表面或所述输送部分(20)由无机玻璃制成。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述轴端(24)、和/或至少所述中间部分的表面或所述输送部分(20)由无机玻璃制成。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支承元件彼此不相接触，并且由此所述支承元件形成为小的轮和/或盘和/或圆柱体。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在与介质相接触位置处的所述玻璃的表面粗糙度具有小于1μm的值。

12.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述至少一个输送元件(14)通过布置在所述轴端(24)中至少一个上的旋转的传送部件或驱动轮(50)被提供动力。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个输送元件(14)被布置成能在轴承座(26)中旋转，由此所述轴承座(26)具有对通道的流体控制的连接。

14.一种传送装置，其包括根据权利要求1至13中任一项所述被成对地布置在彼此顶部上的多个旋转的输送元件(14)，其特征在于，所述类板状基板(10)在所述输送元件(14)之间是能移动的。

15.一种用于处理基板的方法，其特征在于，所述基板通过根据权利要求1至13中任一项所述装置、或者通过根据权利要求14所述传送装置进行输送。