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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum nasschemischen
Behandeln von in der Vorrichtung angeordneter Ware, eine Verwendung
eines Strömungsorgans
zum nasschemischen Behandeln von Ware sowie ein Verfahren zur Herstellung einer
nasschemisch behandelten Ware. Außerdem betrifft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zum Einbauen einer Strömungsvorrichtung in eine derartige
Behandlungsvorrichtung in geeigneter Ausrichtung. Derartige Vorrichtungen
und Verfahren können sowohl
bei der Herstellung von plattenförmigen Werkstücken, wie
Leiterplatten und -folien, von Wafern, Solarzellen, photoelektrischen
Zellen und Bildschirmplatten, als auch bei der Herstellung von mit funktionellen
oder dekorativen Metallschichten versehenen nicht-plattenförmigen Werkstücken, die
beispielsweise in der Sanitärindustrie,
im Automobilbau, in der Möbelindustrie,
in der Schmuck- und Brillenindustrie und im Maschinenbau verwendet
werden, eingesetzt werden.
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Stand der Technik:
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Für die nasschemische
Behandlung von Werkstücken,
etwa für
die Metallisierung oder für
das Ätzen,
werden die Werkstücke
mit einer Behandlungsflüssigkeit
in Kontakt gebracht, beispielsweise durch Eintauchen in einen die
Behandlungsflüssigkeit
enthaltenden Behälter,
oder durch Fördern
eines Strahles der Behandlungsflüssigkeit
an die Oberfläche
des Werkstückes.
Die Werkstücke
können
dabei schubweise oder auch mittels einer kontinuierlichen Förderanlage
durch eine Behandlungsanlage geführt und
dabei behandelt werden. Während
der Behandlung können
die Werkstücke
in senkrechter Lage oder in waagerechter Lage gehalten werden. Leiterplatten
werden beispielsweise typischerweise entweder in Tauchbehältern in
senkrechter Lage oder in einer Durchlaufanlage, in der die Werkstücke in horizontaler
Lage gehalten und kontinuierlich befördert werden, behandelt. In
letzterem Falle kann die Behandlungsflüssigkeit beispielsweise in
einem stationären
Bad aufgestaut werden, und die Werkstücke werden durch dieses Bad
hindurchgeführt.
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Für die nasschemische
Behandlung ist es typischerweise vorteilhaft, die Behandlungsflüssigkeit während der
Behandlung in Bewegung zu versetzen, damit ein ausreichender Flüssigkeitsaustausch
an der zu behandelnden Oberfläche
der Werkstücke und
insbesondere in kleinen Löchern
in den Werkstücken
stattfindet. Hierzu werden beispielsweise Düsen verwendet, deren Düsenöffnungen
unterhalb des Flüssigkeitsniveaus
angeordnet sind und mit denen die Flüssigkeit an die Werkstückoberflächen gefördert wird.
Außerdem
kann die Flüssigkeit
auch mittels in die Flüssigkeit
eingeblasener Luft in Bewegung versetzt werden.
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Die
genannten Maßnahmen
zur Bewegung der Flüssigkeit
weisen diverse Nachteile auf, von denen die wichtigsten darin bestehen,
dass die Flüssigkeitsbewegung
zu heftig ist, so dass bestimmte chemische Prozesse, die in der
Behandlungsflüssigkeit stattfinden
sollen, nicht oder nur ungenügend
stattfinden, und dass die Bewegung häufig auch ungleichmäßig ist
und zwar sowohl über
die Zeit als auch über den
Ort. Eine starke Einwirkung auf die Flüssigkeit kann zu deren Zersetzung
oder zumindest zu deren Schädigung
führen.
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Um
diese Nachteile zu beheben, ist in
US-Patent Nr. 5,375,926 A eine Vorrichtung
zum Mischen und Verteilen von Flüssigkeit
in einem Behälter offenbart.
Die Vorrichtung umfasst eine Schwingungen erzeugende Einrichtung,
eine Schwingungsachse zur axialen Übertragung der von der Einrichtung erzeugten
Schwingungen, mindestens eine Schwingungsschaufel, die an der Schwingungsachse
befestigt ist, und einen die Schwingungen absorbierenden Mechanismus,
der zwischen der die Schwingungen erzeugenden Einrichtung und einem
Behälter
angeordnet ist. An der Achse können
mehrere der Schwingungsschaufeln angebracht sein. Die Schwingungsschaufeln
befinden sich in einer Flüssigkeit,
um diese in Bewegung zu versetzen.
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Ferner
ist in Patent Abstracts of Japan zu
JP 08-281272 A eine Einrichtung zum Behandeln
von Abwasser durch elektrolytische Oxidation beschrieben, beispielsweise
von verbrauchter Lösung,
die zur stromlosen Abscheidung von Nickel verwendet worden ist.
Die Einrichtung weist drei Gruppen von Elektrodenpaaren auf, die
von Gleichstrom durchflossen werden. Eine Vibrationen erzeugende
Rührvorrichtung
ist an einer Seite der Elektrodenplatten angeordnet, so dass die
durch die Schwingungen erzeugte Strömung in der Flüssigkeit
durch die Gruppen von Elektroden gestört wird. Hierzu wird eine Schwingungsvorrichtung
eingesetzt, bei der Schwingungen von einem Vibrationsmotor über ein
Halteelement auf Schwingungsschaufeln übertragen werden. Die Schaufeln
sind in einem Winkel von 5°–30° zu einer Ebene
geneigt, die senkrecht zum Halteelement steht.
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In
der
US 4,258,653 A ist
eine Vorrichtung offenbart, welche einen Gradienten eines Farbstoffes in
einer Färbevorrichtung
erzeugt. Zur Erzeugung von Wellen an der Oberfläche der verwendeten Lösung werden
Paddel verwendet.
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In
der
US 2006/0141157
A1 ist eine Beschichtungsvorrichtung offenbart. Die Beschichtungsvorrichtung
weist ein Paddel auf. Das Paddel ist vertikal zwischen Anode und
Substrat angeordnet und ist parallel zum Substrat bewegbar.
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In
der
US 2004/0217007
A1 ist eine Beschichtungsvorrichtung offenbart. Die Vorrichtung weist
ein Paddel auf, welches entlang der Oberfläche der Kathode hin und her
bewegt wird. Dieses bewirkt ein optimales Umrühren des Elektrolyten, welcher
im Beschichtungsbad eingesetzt wird.
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In
der
US 2003/0155231
A1 ist eine Vorrichtung zur elektrochemischen Abscheidung
offenbart. Diese Vorrichtung kann mehrere Paddel aufweisen. Die
Paddel sind zwischen einer Platte zur Kontrolle des elektrischen
Feldes und dem zu beschichtenden Objekt angeordnet. Die Paddel dienen
dazu, den Elektrolyten kräftig
zu durchmischen.
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In
Patent Abstracts of Japan zu
JP 2004 162 129 A ist eine Vorrichtung zur
elektrochemischen Beschichtung offenbart. Diese weist Düsen auf,
welche auf einem Paddel angeordnet sind. Durch die Düsen wird
der Elektrolyt in das Bad injiziert, während die Bewegung des Paddels
für ein
Umrühren
des Elektrolytbades sorgt.
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Die
bekannten Maßnahmen
und Vorrichtungen zum Bewegen der Behandlungsflüssigkeit haben diverse Nachteile:
Wie bereits oben angegeben, ist die Erzeugung einer Bewegung in
der Flüssigkeit
mit den bekannten Vorrichtungen und Verfahren sehr ungleichmäßig, so
dass sich Effekte bei der nasschemischen Behandlung, die von der
Flüssigkeitsströmung abhängig sind,
an verschiedenen Stellen auf der Werkstückoberfläche in unterschiedlicher Weise
bemerkbar machen. Weiterhin führt
die Erzeugung von Bewegung in der Flüssigkeit mit den bekannten
Vorrichtungen und Verfahren u. U. zu einer sehr starken Einwirkung
auf die Werkstückoberfläche, wobei
diese Einwirkung lokal begrenzt und/oder nur zeitweise stattfindet.
Eine wirkungsvolle Durchströmung
insbesondere von kleinen Löchern
ist mit den bekannten Vorrichtungen und Verfahren ebenfalls nicht
ohne weiteres möglich.
Weiterhin ist es auch nicht möglich, eine
gezielte und kontrollierte Anströmung
der Werkstückoberflächen mit
einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit
und -richtung zu erreichen. Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren
leiden in vielen Fällen
zudem an dem Nachteil, dass der mechanische Aufbau aufwändig und
damit kostspielig und die zum Betrieb benötigte Energiemenge groß sind.
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Aufgabe:
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Somit
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, Mittel zu
finden, mit denen eine gleichmäßige Einwirkung
einer Behandlungsflüssigkeit
bei der nasschemischen Behandlung auf Ware erreicht wird. Insbesondere
besteht eine Aufgabe darin, die Gleichmäßigkeit der Einwirkung auf
die Ware sowohl im Hinblick auf ihre zeitliche Konstanz als auch
im Hinblick auf eine über
die gesamte Oberfläche
der Ware gleichmäßige Behandlung
zu erreichen. Weiterhin besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, Mittel zu finden, mit denen die Einwirkung in kontrollierter
Weise eingestellt werden kann. Des Weiteren besteht eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung darin, einen effektiven Stoffaustausch
sowohl auf der Fläche
als auch in kleinen Löchern
in der Ware zu erreichen und hierzu Durchgangslöcher wirkungsvoll zu durchströmen und Sacklöcher wirkungsvoll
ständig
mit frischer Flüssigkeit
zu versorgen. Auch eine evtll. Badzersetzung infolge der Strömungserzeugung
soll minimal sein. Weiterhin besteht eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, einen kostengünstigen
Aufbau der für die
Lösung
der vorgenannten Aufgaben erforderlichen Mittel zu gewährleisten
und sicherzustellen, dass im Betrieb nur vergleichsweise geringe
Energiemengen erforderlich sind. Weiterhin besteht eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung darin, die vorgenannten Erfordernisse
sowohl für
eine herkömmliche Vertikalfahrweise
als auch für
einen Durchlaufbetrieb, bei dem die Ware entweder in vertikaler
oder horizontaler Ausrichtung geführt wird, zu erreichen. Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum nasschemi schen Behandeln von Ware
zu finden, mit der die vorgenannten Erfordernisse erreichbar sind.
Schließlich
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren
zu finden, mit dem herkömmliche
Vorrichtungen zum nasschemischen Behandeln mit Einrichtungen ausgerüstet werden
können,
so dass die vorgenannten Erfordernisse erreichbar sind.
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Erfindung:
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Diese
Aufgaben werden mit der Vorrichtung zum nasschemischen Behandeln
von in der Vorrichtung angeordneter Ware gemäß Patentanspruch 1, mit einer
Verwendung eines Strömungsorgans
zum Anströmen
der Oberfläche
der Ware gemäß Patentanspruch
19, mit dem Verfahren zum Einbauen eines Strömungsorgans in die Vorrichtung
zum nasschemischen Behandeln gemäß Patentanspruch
22 und mit einem Verfahren zur Herstellung einer nasschemisch behandelten
Ware gemäß Patentanspruch 23
gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Soweit
nachstehend in der Beschreibung und in den Patentansprüchen die
Begriffe „der
Oberfläche
der Ware gegenüberstehend
angeordnet”, „der Oberfläche der
Ware gegenüber
steht” oder „der Behandlungsebene
gegenüberstehend
angeordnet” verwendet
werden, so ist darunter eine räumliche
Beziehung des gegenüberstehenden
Gegenstandes zu der Oberfläche
der Ware bzw. zu der Behandlungsebene zu verstehen, die darin besteht,
dass von Flächenelementen
der Oberfläche
der Ware bzw. der Behandlungsebene ausgehende Normalvektoren den
gegenüberstehenden
Gegenstand treffen.
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Soweit
nachstehend in der Beschreibung und in den Patentansprüchen der
Begriff „Behandlungsebene” verwendet
wird, so ist darunter eine Ebene in der Behandlungsvorrichtung zu
verstehen, in der ein im Wesentlichen plattenförmiges Werkstück positioniert
ist. Beispielsweise kann eine der Oberflächen des im Wesentlichen plattenförmigen Werkstückes mit
der Behandlungsebene zusammenfallen, oder das im Wesentlichen plattenförmige Werkstück kann
in der Behandlungsvorrichtung so angeordnet sein, dass die Behandlungsebene
zwischen den zwei Oberflächen
des Werkstückes
angeordnet ist.
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Soweit
nachstehend in der Beschreibung und in den Patentansprüchen der
Begriff „nasschemische
Behandlung” verwendet
wird, so ist darunter eine Oberflächenbehandlung zu verstehen,
die unter Verwendung von chemischen Flüssigkeiten durchgeführt wird,
beispielsweise eine chemische oder elektrolytische Metallisierung,
ein chemisches oder elektrolytisches Ätzverfahren, eine chemische
oder elektrolytische Entfettung oder eine Anodisierung.
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Soweit
nachstehend in der Beschreibung und in den Patentansprüchen die
Begriffe „Ware” und „Werkstücke” verwendet
werden, so sind darunter Gegenstände
zu verstehen, die in unbehandelter oder nasschemisch behandelter
Form für
verschiedene Anwendungsgebiete hergestellt werden, beispielsweise
in der Leiterplattentechnik (Leiterplatten, Leiterfolien), der Wafertechnik,
zur Herstellung von metallisierten oder für sonstige Zwecke behandelten Glasplatten,
etwa für
Fenster, Spiegel, Bildschirmplatten und Kollektoren, in der Photovoltaik
(photoelektrische Zellen) oder in der Sensortechnik (photosensitive
Zellen). Ferner sind darunter aber nicht nur die vorstehend vorzugsweise
plattenförmigen
Gegenstände
zu verstehen sondern auch anders geformte Gegenstände, die
beispielsweise eine gekrümmte
Oberfläche
aufweisen. Derartige Werkstücke
werden beispielsweise in der Sanitärindustrie, im Automobilbau,
in der Möbelindustrie,
in der Schmuck- und Brillenindustrie und im Maschinenbau eingesetzt,
etwa Duschköpfe
und Sanitärarmaturen, Möbelbeschläge, Brillengestelle,
Schmuck, Maschinenteile, einschließlich Motorblöcke.
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Soweit
nachstehend in der Beschreibung und in den Patentansprüchen der
Begriff „quer
zur Bewegungsbahn” verwendet
wird, so ist darunter eine Ausrichtung des Gegenstandes zu verstehen, der
darin besteht, dass mindestens eine von deren Oberflächen in
einem Winkel von > 0° bis 90° zur Bewegungsbahn
geneigt ist. Die Bewegungsbahn ist durch den Weg gekennzeichnet,
den ein Strömungsorgan
zurücklegt.
Im Falle von Leisten, die eine Hauptebene (eine mit einer der Hauptflächen der Leisten
zusammenfallende Ebene) aufweisen, ist diese Hauptebene in dem genannten
Winkel zur Bewegungsbahn geneigt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum nasschemischen Behandeln von in der Vorrichtung angeordneter
Ware umfasst mindestens ein jeweils paddelähnliche Strömungselemente aufweisendes Strömungsorgan
zur Erzeugung einer Anströmung an
die Oberfläche
der Ware. Mindestens ein Strömungsorgan
ist in erfindungsgemäßer Weise
der Oberfläche
der Ware gegenüberstehend
angeordnet und im Wesentlichen (≤±15°) parallel
zur Oberfläche der
Ware bewegbar. Das Strömungsorgan
weist mindestens zwei Strömungselemente
auf.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
folgende Vorteile erreicht werden: Insbesondere indem das Strömungsorgan
derart in der Vorrichtung angeordnet ist, dass es der Oberfläche der
Ware gegenüberstehend
angeordnet und im Wesentlichen parallel (≤±15°) zur Oberfläche der Ware bewegt wird, ist
eine gleichmäßige Anströmung aller
Bereiche der Warenoberfläche
erreichbar. Damit ist jeder Punkt einer zu behandelnden Oberfläche der
Ware in gleicher Weise mit der Anströmung erreichbar.
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Indem
insbesondere ferner paddelähnliche Strömungselemente
an den Strömungsorganen
verwendet werden, können
im zeitlichen Mittel alle Bereiche der Fläche gleichmäßig angeströmt werden.
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Durch
die Erfindung ist es auch möglich,
kleine Löcher,
insbesondere kleine Durchgangslöcher und
Sacklöcher
gleichmäßig zu durchströmen. Dies gelingt
mit der vorliegenden Erfindung ebenfalls durch eine Anströmung, die
im zeitlichen Mittel gleichmäßig ist
und alle Löcher
in gleichem Maße
erreicht.
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Ferner
wird insbesondere durch die Verwendung von paddelähnlichen
Strömungselementen
erreicht, dass die Behandlungsflüssigkeit
schonend betrieben wird, so dass sie z. B. in geringerem Umfange ausgast
oder sich zersetzt als dies bei Verwendung von mit Pumpen versorgten
Düsen der
Fall wäre.
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Ebenfalls
insbesondere durch die Verwendung der paddelähnlichen Strömungselemente
kann die Strömungsintensität und Strömungsrichtung
kontrolliert eingestellt werden.
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Im
Vergleich zur herkömmlichen
Düsenanströmung ist
die Verwendung eines Strömungsorgans
mit paddelähnlichen
Strömungselementen durch
einen weitaus kostengünstigeren
mechanischen Aufbau gekennzeichnet. Durch diesen Aufbau ergibt sich
im Vergleich zur Düsenanströmung zudem
ein deutlich geringerer Energieverbrauch.
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Die
Erfindung hat ferner einen großen
Einsatzbereich für
die herkömmliche
Vertikal-(Tauch)-Technik,
die Horizontal-Durchlauf- und die Vertikal-Durchlauftechnik (für vertikal
ausgerichtete Platten, welche auf horizontalem Weg durch die Behandlungsstationen
transportiert werden). Außerdem
ist die Erfindung prinzipiell auch für alle Behandlungsschritte,
einschließlich
der elektrochemischen Behandlung, geeignet. Eine bevorzugte Anwendung besteht
darin, die Vorrichtung und das Verfahren für die stromlose Metallisierung
einzusetzen, insbesondere für
die stromlose Verkupferung.
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Um
die vorteilhaften Wirkungen zu erreichen, kann eine herkömmliche
Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung dadurch geschaffen werden,
dass ein ein paddelähnliches
Strömungselement
aufweisendes Strömungsorgan
in eine herkömmliche
Vorrichtung eingebaut oder beispielsweise eine herkömmliche
Behandlungsvorrichtung mit einem derartigen Strömungsorgan nachgerüstet wird.
Hierzu sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen:
- i) Bereitstellen der Vorrichtung zum nasschemischen Behandeln,
- ii) Einbauen mindestens eines Strömungsorgans in die Vorrichtung,
wobei das Strömungsorgan
so ausgerichtet wird, dass es der Oberfläche der Ware gegenüber steht
und im Wesentlichen parallel (≤±15°) zur Oberfläche der
Ware bewegbar ist.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Ware plattenförmig und in einer Behandlungsebene
in der Vorrichtung angeordnet. Derartige plattenförmige Ware kann
insbesondere ausgewählt
sein aus der Gruppe, umfassend Leiterplatten, Leiterfolien, Wafer,
photoelektrische Platten und Glassplatten. In diesem Fall ist mindestens
ein Strömungsorgan
einer Seite der Behandlungsebene gegenüberstehend angeordnet und im
Wesentlichen parallel (≤±15°) zu dieser
bewegbar. Im Falle der plattenförmigen
Ware kann eine besonders gleichmäßige Behandlung
erreicht werden, weil das Strömungsorgan
in geeigneter Weise an der Oberfläche dieser Ware angeordnet
werden kann, so dass sich zwischen den paddelähnlichen Strömungselementen
und der Warenoberfläche
stets ein gleich bleibender Abstand einstellen kann.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann dann, wenn die Ware plattenförmig ausgebildet ist, an jeder
Seite der Behandlungsebene ein Strömungsorgan angeordnet sein.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist mindestens ein Strömungsorgan so angeordnet, dass
es sich im Wesentlichen parallel (≤±15°) zur Oberfläche der
Ware erstreckt.
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Weiterhin
kann ein Strömungsorgan
mehr als zwei paddelähnliche
Strömungselemente
aufweisen, beispielsweise vier, fünf, sechs, sieben oder acht
Strömungselemente.
Die Strömungselemente können insbesondere
parallel zueinander angeordnet sein.
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Die
Bewegungsbahn des Strömungsorgans erstreckt
sich vorzugsweise parallel zur Oberfläche der Ware. Im Falle von
plattenförmiger
Ware wird das Strömungsorgan
dann entlang einer geraden Bewegungsbahn bewegt. Auch dann wenn
die Ware nicht plattenförmig
ist, kann diese Bahn gerade verlaufen, wobei sich die Bewegungsbahn
in diesem Falle parallel zu einer Hauptausdehnungsrichtung oder
-ebene der Ware erstrecken kann. In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
kann die Bewegung in einer Bahn stattfinden, die parallel zur Oberfläche der
Ware verläuft,
auch wenn die Oberfläche gekrümmt ist,
so dass die Bahn in diesem Falle ebenfalls gekrümmt ist. Die Bewegungsbahn
kann sich natürlich
nicht nur in einer Richtung erstrecken, sondern auch in zwei Richtungen.
Auch Mischformen dieser Varianten sind möglich.
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Die
Bewegung eines Strömungsorgans
kann unterschiedlich sein. Vorzugsweise findet eine periodische
Bewegung statt. Die Bewegung kann aber auch gleichförmig oder
ruckartig oder mit Pausen stattfinden. Auch Vibrationen sind möglich. Die
Bewegung des Strömungsorgans
ist vorzugsweise periodisch, wobei die Frequenz der periodischen
Bewegung bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 100 Hz, besonders bevorzugt
im Bereich von 0,1 bis 10 Hz und ganz besonders bevorzugt im Bereich
von 0,2 bis 3 Hz liegen kann. Die Bewegung kann auch gleichförmig, also
mit konstanter Geschwindigkeit erfolgen, beispielsweise mit einer
Geschwindigkeit von 1 bis 100 cm/s.
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Die
paddelähnlichen
Strömungselemente
eines Strömungsorgans
erstrecken sich vorzugsweise quer zu der Bewegungsbahn des Organs.
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Weiterhin
kann ein Strömungsorgan
gemäß der Erfindung
so hin und her bewegt werden, dass die Oberfläche der Ware dabei vollständig überstrichen
wird. D. h. jeder Punkt auf der Oberfläche der Ware wird von zumindest
einem Strömungselement eines
Strömungsorgans
in vorzugsweise geringem Abstand passiert. Vorzugsweise ist ein
Strömungsorgan
so gestaltet, dass infolge der Bewegung des Registers innerhalb
eines Bewegungszyklus' (=
einmal hin und her) alle Bereiche der Platte mindestens einmal,
bevorzugt mindestens zweimal, besonders bevorzugt vier mal, von
einem Strömungselement überstrichen
werden (bei senkrechter Projektion auf die Oberfläche).
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Die
Bewegung des Strömungsorgans
ist weiterhin vorzugsweise so gestaltet, dass der Rasterabstand
der Strömungselemente
eines Strömungsorgans
voneinander höchstens
so groß ist
wie der Gesamtweg, den das Organ bei periodischer Bewegung in eine
Bewegungsrichtung (beispielsweise bei einer Hinbewegung) zurücklegt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
der Rasterabstand der Strömungselemente
eines Strömungsorgans
höchstens
so groß wie
die Hälfte
des Gesamtweges, den das Strömungsorgan
bei periodischer Bewegung in eine Bewegungsrichtung zurücklegt.
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Weiterhin
ist die Erstreckung des Strömungsorgans
von dem ersten bis zum letzen Strömungselement, in der Bewegungsrichtung
ermittelt, mindestens so groß wie
die Erstreckung der zu behandelnden Oberfläche, ebenfalls in der Bewegungsrichtung
ermittelt, abzüglich
der doppelten Amplitude, besonders bevorzugt abzüglich der Amplitude (Gesamtweg
in eine Bewegungsrichtung = 2 × Amplitude).
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Weiterhin
ist die Erstreckung des Strömungsorgans,
senkrecht zur Bewegungsrichtung ermittelt, vorzugsweise mindestens
so groß wie
die Breite der zu behandelnden Oberfläche der Ware. Sollte die Ware
selbst zumindest mit einer Bewegungskomponente auch in dieser Richtung
bewegt werden, ist dieser zusätzliche
Bewegungsweg der Ware zur Breite des Strömungsorgans zu addieren.
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Anstelle
einer periodischen Bewegung (Hin- und Herbewegung) kann mindestens
ein Strömungsorgan
in einer Bewegungsbahn umlaufend ausgebildet sein, so dass die Oberfläche der
Ware dabei vollständig überstrichen
wird. Hierbei kann das Strömungsorgan
beispielsweise ähnlich
einem Förderband
ausgeführt
sein, so dass eine kontinuierliche Bewegung von an dem Förderband
befestigten Strömungselementen
stattfindet. Eine Bahn des Förderbandes
verläuft
vorzugsweise parallel zur Warenoberfläche. Das Förderband selbst kann flüssigkeitsdurchlässig oder
auch undurchlässig
sein.
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Weiterhin
kann mindestens ein paddelähnliches
Strömungselement
eines Strömungsorgans starr
gehalten sein. Beispielsweise können
die Strömungselemente
mit einem Gestell verbunden sein.
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In
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann mindestens ein paddelähnliches Strömungselement
eines Strömungsorgans
verschwenkbar sein. Hierzu können
die Strömungselemente
mit einem Gestell beweglich verbunden sein, beispielsweise dadurch,
dass sie über
ein Gelenk am Gestell befestigt sind. Um in diesem Falle den verlängerten
Auslenkungsweg der Strömungselemente beim
Hin- und Herbewegen des Strömungsorgans durch
das Verschwenken zu kompensieren, sollte der Bewegungsweg des Strömungsorgans
gegenüber
einem Strömungsorgan,
bei dem die Strömungselemente
starr montiert sind, um den Auslenkungsweg der Strömungselemente
verlängert
werden. Mit beweglichen Strömungselementen
lassen sich die Anströmrichtung,
Form und Intensität
der Strömung in
der Behandlungsflüssigkeit
beeinflussen.
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In
einer Weiterbildung der vorgenannten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist das paddelähnliche
Strömungselement
gegen einen Anschlag verschwenkbar. Dadurch wird die Auslenkung
der Strömungselemente
beim Hin- und/oder Herbewegen begrenzt. Beispielsweise kann der
Anschlag dazu dienen, die Auslenkung auf einen Schwenksektor zu
begrenzen, der sich auf einen Bereich von 0° bis 90° gegen die Bewegungsbahn erstreckt,
d. h. auf eine Viertelkreis-Schwenkbewegung.
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Grundsätzlich können die
Strömungselemente
starr ausgeführt
sein, d. h. im Wesentlichen Verbiegungs- und Verwindungssteifigkeit
aufweisen, so dass sich deren Form bei der Bewegung des Strömungsorgans
nicht ändert.
Andererseits können
die Strömungselemente
aber auch so ausgebildet sein, dass sie sich beim Bewegen verbiegen
und/oder verwinden. Hierzu können
flexible Elemente (beispielsweise Lamellen) verwendet werden, etwa
indem sie einen dünnen
Querschnitt aufweisen. In einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung können
die Elemente auch aus einem flexiblen Material bestehen.
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Weiter
bevorzugt können
die Strömungsorgane
dann, wenn Strömungsorgane
an beiden Seiten der Oberfläche
von plattenförmiger
Ware angeordnet sind, an den beiden Seiten der Behandlungsebene
so angeordnet sein, dass die paddelähnlichen Strömungselemente
verschiedener Strömungsorgane
gegeneinander versetzt sind, z. B. auf Lücke stehen. Dies ist insbesondere
bei der Behandlung von plattenförmiger
Ware vorteilhaft, die durchgehende Löcher aufweist.
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Wenn
die paddelähnlichen
Strömungselemente
zudem in letzterem Falle der Oberfläche der Ware zugewandte, konvex
geformte Stirnflächen
aufweisen, kann eine besonders effektive Durchströmung auch
von kleinen Löchern
erreicht werden. Dies gelingt dadurch, dass die Strömungselemente beim
Entlangfahren an der Warenoberfläche
mit deren Stirnflächen
eine Strömung
in der unmittelbaren Oberflächennähe erzeugen,
die an der Seite der Stirnfläche
zu einem niedrigeren statischen Druck führt als er zwischen zwei benachbarten
Strömungselementen
herrscht. Durch den Versatz der Strömungselemente beispielsweise
an den beiden Warenoberflächen
von plattenförmiger
Ware wird somit ein lokales Druckgefälle entlang der Achsen durchgehender
Löcher
erzeugt. Dies führt
zu einer verbesserten Durchströmung
der Löcher
(Bernoulli-Effekt).
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Strömungselemente
ausgewählt
aus der Gruppe, umfassend Leisten und Stifte. Leisten sind insbesondere
durch einen flachen Querschnitt und eine lang gestreckte Form gekennzeichnet.
Somit weisen Leisten eine Hauptebene auf.
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Werden
Leisten verwendet, können
diese so am Strömungsorgan
angebracht sein, dass sich deren jeweilige Hauptebenen quer, vorzugsweise
in einem Winkel von 90°,
zur Bewegungsbahn des Strömungsorgans
erstrecken. Grundsätzlich
können
sie aber schräg
zur Bewegungsbahn angeordnet sein. Weiterhin sind die Leisten auch
bezüglich
der Warenoberfläche
vorzugsweise senkrecht angeordnet. Sie können auch schräg (< 90°) zur Warenoberfläche angeordnet
sein, beispielsweise um eine bestimmte Strömungsrichtung zu erzeugen.
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In
einer Grundausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind zur Behandlung von plattenförmiger Ware
in einer Behandlungsvorrichtung zwei Strömungsorgane vorgesehen, die
Leisten als Strömungselemente
aufweisen und von denen jeweils eines auf einer Seite der Ware angeordnet
ist. Jedes Strömungsorgan
besteht in dieser besonders bevorzugten Ausführungsform aus parallel angeordneten Leisten,
deren Breitseite senkrecht zur Oberfläche der Ware und deren Längsseite
lotrecht zur Bewegungsbahn ausgerichtet sind. Die Leisten sind an
einem Gestell befestigt, welches über einen Antrieb bewegt wird.
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Die
Leisten weisen vorzugsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Grundriss
auf. Somit sind die Leisten in der einfachsten Ausführung über ihre komplette
Länge mit
dem gleichen rechteckigen Querschnitt versehen. Die Leisten können über die komplette
Breite durchgängig
sein oder aus Einzelleisten bestehen.
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Die
Leisten können
allerdings auch diverse Querschnitte aufweisen: Abgesehen von einem rechteckigen
Querschnitt kann dieser auch trapezförmig, dreieckig oder rund sein.
Insbesondere an der der Warenoberfläche zugewandte Stirnflächen der Leisten
kann der Querschnitt auch rund oder abgerundet sein.
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Die
Dicke der Leisten kann je nach Material und gewünschter Form, etwa um bestimmte
Eigenschaften zu realisieren, wenige Mikrometer bis zu einigen Zentimetern
(z. B. 10 cm) betragen. Die Leistenbreite kann je nach Anforderung
wenige Millimeter bis zu einigen Dezimetern betragen. Die Anzahl
der Leisten in einem Strömungsorgan
kann in einem weiten Bereich gewählt
werden, beispielsweise von 1 bis 10000, vorzugsweise von 3 bis 100,
besonders bevorzugt von 5 bis 25. Der Abstand zwischen den Leisten
in einem Strömungsorgan
kann konstant sein. Der Abstand kann aber auch von Leiste zu Leiste
unterschiedlich sein. Er kann von 1 bis 500 mm, vorzugsweise von
3 bis 250 mm, besonders bevorzugt von 10 bis 150 mm betragen. Besonders
günstig kann
sein, dass der Abstand zwischen zwei Leisten gleich der Amplitude
der periodischen Bewegung des Strömungsorgans (±10%) ist.
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Für die Leisten
kommen alle in der Behandlungsflüssigkeit
beständigen
Materialien in Frage, bevorzugt Kunststoffe, besonders bevorzugt
unpigmentierte Kunststoffe.
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Die
Leisten können
in einem Abstand zur Warenoberfläche
in einem Bereich von 0 bis 500 mm, vorzugsweise von 1 bis 100 mm
und besonders bevorzugt von 3 bis 50 mm angeordnet sein. Üblicherweise
ist der Abstand der Leisten zur Warenoberfläche während der Behandlung konstant,
insbesondere wenn plattenförmige
Ware behandelt wird. Aber auch variierende Abstände sind denkbar. In einer Ausführung können die
Strömungselemente
auch die Oberfläche
berühren.
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Weiterhin
können
die Leisten an der der Oberfläche
der Ware zugewandten Seite strukturiert sein. Beispielsweise können profilierte
Leisten verwendet werden: So können
die Leisten auf der der zu behandelnden Warenoberfläche zugewandten
Seite Aussparungen aufweisen, so dass sich ein kammartiges Aussehen
ergibt. Dies ergibt eine Verbesserung in der Gleichmäßigkeit
und Effektivität
der Anströmung
auf der Ware. Außerdem
oder alternativ können
sich in den Leisten auch Löcher
befinden, die die Strömungsverhältnisse
ebenfalls beeinflussen.
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Die
Breite der Zähne
kann in einem Bereich von 1 bis 100 mm, bevorzugt von 10 bis 30
mm liegen. Der Abstand der Zähne
voneinander (Breite der Aussparungen) kann in einem Bereich von
1 bis 100 mm, bevorzugt von 10 bis 30 mm, liegen. Die Aussparungen
können
bei benachbarten Strömungselementen
auch gegeneinander versetzt sein. Die Aussparungen können bei
Strömungselementen
auf der Vorderseite und der Rückseite
der Platte auch gegeneinander versetzt sein.
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Die
Aussparungen können
rechteckig, dreieckig oder rund, beispielsweise bevorzugt halbkreisförmig, sein.
Auch andere Formen sind denkbar. Die Breite der Zähne auf
einer Leiste oder von Leiste zu Leiste kann immer gleich oder unterschiedlich
sein. Dies gilt gleichermaßen
auch für
die Aussparungen zwischen den Zähnen.
Ferner können
die zur zu behandelnden Warenoberfläche zugewandten Stirnflächen so
ausgebildet sein, dass bestimmte Strömungen realisiert werden, beispielsweise
Strömungen, welche
dem Bernoulli-Prinzip entsprechen.
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Werden
Stifte und kleine Paddel als Strömungselemente
verwendet, so können
diese in einem Strömungsorgan
vorzugsweise matrixartig angeordnet sein.
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Die
Strömungsorgane
können
pneumatisch oder elektromechanisch, gemeinsam oder individuell angetrieben
werden oder auch mit einer anderen Bewegung gekoppelt sein.
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Die
Strömungsorgane
weisen vorzugsweise ein Gestell zur Halterung der Strömungselemente auf.
An der Rückseite
ist ein Strömungsorgan
vorzugsweise offen, um die Flüssigkeitszirkulation
dort nicht zu behindern. Das Strömungsorgan
kann an der Rückseite
aber auch geschlossen sein.
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Falls
Plattenmaterial, insbesondere folienartiges Material, behandelt
werden soll, ist es wichtig, dass es in einer Flächenebene fixiert ist, um einen konstanten
Abstand zum Strömungsorgan
zu gewährleisten.
Dazu kann es an dessen seitlichen Rändern gegriffen und gegebenenfalls
zusätzlich
gespannt werden. Hierzu können
geeignete Halteelemente eingesetzt werden.
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Das
Material kann starr gehalten werden, d. h. ohne es zu bewegen. Allerdings
kann das Material in der Flüssigkeit
auch bewegt werden, etwa senkrecht oder parallel, z. B. kreisförmig, zur
Warenoberfläche
oder senkrecht oder parallel zu seiner Hauptausdehnungsrichtung
oder -ebene. Alternativ kann es auch in zwei der genannten Richtungen
gleichzeitig bewegt werden.
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Im
Falle von Vertikalanlagen, in denen die plattenförmige Ware behandelt und hierzu
in die Behandlungsflüssigkeit
eingetaucht wird, können
diese Halteelemente beispielsweise Halteleisten sein, die die Ware
seitlich an den Rändern
halten. Halteelemente können
insbesondere an einem Tragrahmen gehalten werden, der beispielsweise
hin- und herbewegt werden kann, um die Ware in der Flüssigkeit
zu bewegen. Die Strömungsorgane
können
an einem Oszillationsrahmen, der wiederum von dem Tragrahmen gehalten
werden kann, angebracht sein, um diese ebenfalls zu bewegen, jedoch
relativ zur Ware. Dazu kann der Oszillationsrahmen relativ zum Tragrahmen
bewegt werden. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung bewegt
der Tragrahmen den Oszillationsrahmen, so dass die Bewegung, die die
Strömungsorgane
erfahren, eine Überlagerung der
Bewegungen der Ware und der zusätzlichen
Relativbewegung zur Ware ist. Grundsätzlich ist jede Mischform von
bewegter Ware und bewegten Strömungsorganen
möglich.
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Insbesondere
ist eine Kombination aus einer Warenbewegung senkrecht zur Warenoberfläche oder
senkrecht zur Hauptausdehnungsrichtung oder -ebene der Ware und
einer Bewegung der Strömungsorgane
in eine Richtung parallel zur Warenoberfläche oder parallel zur Hauptausdehnungsrichtung
oder -ebene der Ware bevorzugt. Der Abstand eines Strömungsorgans
zur Warenoberfläche
kann dabei konstant sein. Letzteres kann insbesondere dadurch bewerkstelligt
werden, dass die Ware senkrecht zur Behandlungsebene bewegt und
gleichzeitig das mindestens eine Strömungsorgan in einem konstanten
Abstand zur Ware parallel dazu bewegt wird.
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Um
die Behandlungsflüssigkeit
zusätzlich
in Bewegung zu versetzen, kann außerdem eine Lufteinblasung,
beispielsweise zur Stabilisierung des Bades, vorgesehen sein. Es
kann vorteilhaft sein, die Luft in diesem Falle hinter den Strömungsorganen, also
nicht zwischen dem Strömungsorgan
und der Warenoberfläche,
in die Behandlungsflüssigkeit
einzuleiten.
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Zum
Halten der Ware wird diese vorzugsweise über Finger gegriffen. Die Finger
sollten in Anzahl und Ausformung so gestaltet sein, dass keine ungünstige Beeinflussung
der Anströmung
auftritt. Sie sollten beispielsweise schmal sein.
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Für die Behandlung
von plattenförmigem Material
mit kleinen Löchern
kann gegebenenfalls ein zusätzliches
Düsenregister
vorzugsweise unterhalb des Badspiegels angebracht sein, um die Löcher und andere
feine Strukturen, wie bei Leiterplatten, beim Einfahren des Materials
in ein Behandlungsbad zu benetzen.
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Generell
gilt, dass Strömungsbrecher
in die Behandlungsvorrichtung eingebaut werden können, um ein Aufschaukeln der
Flüssigkeit
bei der Behandlung zu unterdrücken,
was durch die Bewegung der Flüssigkeit
durch ein Strömungsorgan
verursacht werden kann, und um verbesserte und definierte Strömungsbedingungen
zu erreichen. Diese Strömungsbrecher
können
beispielsweise Leisten sein.
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Zwischen,
hinter und/oder vor den Strömungselementen
können
Elektroden, beispielsweise gegen das Behandlungsmittel resistente
(dimensionsstabile) Anoden, angeordnet sein.
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In
Behandlungsvorrichtungen, in welchen horizontal ausgerichtete Platten
zur Behandlung horizontal transportiert werden, können als
Strömungsorgane
beispielsweise Leistenregister auf einer oder beiden Seiten der
Transportebene zwischen zwei Transportorganen, wie beispielsweise
Transportwalzen oder -rädchen,
angeordnet sein. Die Register können
sich dann parallel zur Transportebene bewegen.
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Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung
einer nasschemisch behandelten Ware in einer Behandlungsvorrichtung,
wobei die Behandlungsvorrichtung mindestens ein jeweils wenigstens
zwei paddelähnliche Strömungselemente
(155) aufweisendes Strömungsorgan
(150) und eine Behandlungsflüssigkeit aufweist. Das Verfahren
umfasst folgende Verfahrensschritte:
- a. Einbringen
der Ware (W) in die Behandlungsvorrichtung, so dass mindestens ein
Strömungsorgan
(150) der Oberfläche
der Ware (W) gegenüberstehend
angeordnet ist,
- b. Behandeln der Ware (W) mit der Behandlungsflüssigkeit
zur Herstellung der nasschemisch behandelten Ware und dabei Bewegen
des Strömungsorgans
(150) parallel zur Oberfläche der Ware (W), wobei das
Bewegen des Strömungsorgans
(150) eine Anströmung
an die Oberfläche der
Ware (W) erzeugt.
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Die
nachfolgenden Figuren dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen
im Einzelnen:
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1:
eine Aufsicht auf eine Behandlungsvorrichtung mit zwei Strömungsorganen;
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2:
eine Seitenansicht der Behandlungsvorrichtung von 1;
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3:
eine Detailansicht von zwei Strömungsorganen
an den Oberflächen
eines plattenförmigen
Werkstücks;
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4:
eine Seitenansicht einer Behandlungsvorrichtung mit Strömungsleisten
im Schnitt.
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Gleiche
Bezugsziffern bezeichnen in allen Figuren dieselben Elemente.
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Die
Behandlungsvorrichtung 100 weist einen Aufnahmerahmen 110 auf.
Dieser Aufnahmerahmen 110 ist Bestandteil eines Grundgestells 105,
das in 2 näher
gezeigt ist. Der Aufnahmerahmen 110 dient zur Halterung
eines Behälters 200 (in 2 dargestellt),
in dem sich Behandlungsflüssigkeit
befindet und in dem eine galvanotechnische Behandlung stattfindet.
Der Aufnahmerahmen 110 besteht z. B. aus stabilen Profilen,
vorzugsweise aus Metall. Er kann mit dem Rest des Grundgestells 105 fest
oder lösbar
verbunden sein. In 1 ist die Sicht in den Innenraum
der Behandlungsvorrichtung 100 freigegeben. Ebenfalls erkennbar
ist ein Tragrahmen 120, der sich teilweise oberhalb eines
sich im Behälter
befindenden Werkstückes
W befindet und im Randbereich des Behälters 200 umläuft. Der
Tragrahmen 120 dient zur Halterung von Halteeinrichtungen 130 (130.1, 130.2),
die wiederum das Werkstück
W halten, sowie eines Oszillationsrahmens 140, der zur Halterung
diverser Einbauteile dient. Der Tragrahmen wird parallel zu dem
Pfeil P1 hin- und herbewegt. Damit werden
auch alle Vorrichtungskomponenten und somit auch das Werkstück W synchron
mit dieser Bewegung mitbewegt. Diese Bewegung wird über einen
Antrieb 125, beispielsweise einen pneumatischen Zylinder,
bewerkstelligt, der sich auf dem Aufnahmerahmen 110 abstützt. Der
Tragrahmen 120 wird über
Schienen 127, die mittels Justiereinrichtungen 128 präzise positioniert
sind, auf einem definierten Weg verfahren. Pneumatische Zylinder
für den Antrieb 125 sind
klein und, verglichen mit einem motorischen Antrieb, unempfindlich
gegen typischerweise in einem galvanotechnischen Behälter zwischen der
Badoberfläche
und dem Deckel vorherrschende Dämpfe
und Flüssigkeiten.
Außerdem
sind sie kostengünstig.
Darüber
hinaus ermöglichen
sie definierte Einstellungen des angetriebenen Tragrahmens 120.
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Da
der Tragrahmen 120 auch den Oszillationsrahmen 140 hält, wird
dieser wie der Tragrahmen 120 parallel zu dem Pfeil P1 hin- und herbewegt. Außerdem wird der Oszillationsrahmen 140 über einen weiteren
Antrieb 145 in einer Richtung hin- und herbewegt, die senkrecht
zu der Bewegungsrichtung P1 des Tragrahmens 120 verläuft. Diese
Bewegungsrichtung ist durch den zusätzlichen Pfeil P2 angedeutet.
Die Antriebe 125 und 145 für den Tragrahmen 120 bzw.
den Oszillationsrahmen 140 sind pneumatisch oder elektromotorisch
betrieben.
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Im
Innenbereich des Behälters 200 befindet sich
ein Werkstück
W, beispielsweise eine Leiterplatte. Dieses Werkstück W wird
durch Halteeinrichtungen 130 (130.1, 130.2)
in vertikaler Ausrichtung im Behälter 200 gehalten.
Die Halteeinrichtungen 130 greifen das Werkstück W in
dessen jeweiligen Randbereichen. In 1 sind zwei
Halteeinrichtungen 130 gezeigt, nämlich eine erste Halteeinrichtungen 130.1, die
das Werkstück
W am linken Rand greift und eine zweite Halteeinrichtung 130.2,
die das Werkstück
W am rechten Rand greift. Die Halteeinrichtungen 130 sind
ebenso wie das Werkstück
W in vertikaler Ausrichtung im Behälter gehalten. Die Halteeinrichtungen 130 bestehen
aus jeweils zwei Klemmfingergruppen 135, die beim Einklemmen
des Werkstückes W
auf jeweils einer Randseite aufliegen. Die Klemmfingergruppen 135 sind
jeweils um einen Drehpunkt verschwenkbar. Somit können sie
in eine Freigabestellung und in eine Klemmstellung verschwenkt werden.
Hierzu dienen Antriebe 137, die jeweils eine Klemmfingergruppe 135 betätigen. Diese
Antriebe werden ebenfalls pneumatisch geöffnet und geschlossen oder
unter pneumatischer Krafteinwirkung geöffnet, während die Schließkraft durch
eine vorgespannte Feder aufgebracht wird. Dadurch wird die Schließkraft auch
dann aufrechterhalten, wenn die Energiezufuhr unterbrochen wird.
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Die
Halteeinrichtungen 130 werden vom Tragrahmen 120 gehalten.
Dadurch werden die Halteeinrichtungen 130, somit auch die
Klemmfingergruppen 135 und schließlich das Werkstück W, durch
die Hin- und Herbewegung des Tragrahmens 120 in ständiger Bewegung
parallel zur Pfeilrichtung P1 gehalten.
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In
erfindungsgemäßer Weise
sind an beiden Seiten des Werkstückes
W im Behälter 200 Strömungsorgane 150 (150.1, 150.2)
vorgesehen, die vom Oszillationsrahmen 140 gehalten werden.
Da der Oszillationsrahmen 140 in ständiger Bewegung sowohl in Pfeilrichtung
P1 als auch in Pfeilrichtung P2 bewegt
wird, werden auch diese Strömungsorgane 150 ständig in
diesen Richtungen bewegt. Da die Auslenkung der Bewegung in Pfeilrichtung
P1 der des Tragrahmens 120 und
damit des Werkstückes
W entspricht und die Auslenkung der Bewegung in Pfeilrichtung P2 parallel zur Werkstückoberfläche verläuft, bleiben die jeweiligen
Abstände
zwischen den beiden Oberflächen
des Werkstückes
W und den beiden Strömungsorganen 150 immer
konstant. Außerdem findet
eine Relativbewegung zwischen den Strömungsorganen 150 und
dem Werkstück
W parallel zu deren Oberflächen
statt, so dass eine gleichmäßige Beaufschlagung
beider Werkstückoberflächen erreicht
werden kann.
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Jedes
der beiden Strömungsorgane 150 besteht
aus einem Gestell 151 (151.1, 151.2)
und Strömungselementen 155 (155.1, 155.2).
Die Strömungselemente 155 sind
Leisten mit einem rechteckigen Querschnitt. Die Leisten 155 sind
am jeweiligen Gestell 151 befestigt und sind senkrecht
zur Oberfläche
des Werkstückes
W ausgerichtet. Die Leisten 155 enden in jeweiligen Stirnflächen dort,
wo die Leisten 155 den Werkstückoberflächen zugewandt sind. Der Abstand
zwischen den Stirnflächen der
Leisten 155 und der jeweiligen Werkstückoberfläche kann im vorliegenden Fall,
in dem das Werkstück W
eine Platte ist, relativ gering gewählt werden, ohne dass zu befürchten ist,
dass die Stirnflächen
der Leisten 155 bei der Bewegung der Strömungsorgane 150 mit
den Werkstückoberflächen kollidieren.
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Die
Strömungsorgane 150 werden
durch die Bewegung des Oszillationsrahmens 140 in eine
pendelnde Relativbewegung parallel zum Werkstück W versetzt. Da die Stirnflächen der
Leisten 155 der Strömungsorgane 150 relativ
dicht, beispielsweise in einem Abstand in einem Bereich von 0,5
bis 5 cm, an den Werkstückoberflächen angeordnet
sind, bildet sich bei der Bewegung der Strömungsorgane 150 parallel
zu den Werkstückoberflächen eine
Flüssigkeitsströmung in
unmittelbarer Umgebung zu den Werkstückoberflächen aus, die ein starke Komponente
parallel zu den Oberflächen
hat und die zusätzlich
dadurch, dass sich leicht Verwirbelungen im Bereich der Leisten 155 ausbilden,
auch Bewegungskomponenten senkrecht zu den Werkstückoberflächen hat.
Da die Leisten 155 zumindest einen Nutzbereich auf den Werkstückoberflächen bei
der Bewegung vollständig überstreichen,
wird in diesem Bereich eine sehr gleichmäßige nasschemische Behandlung
erreicht.
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In
der Seitenansicht der Behandlungsvorrichtung 100 (2)
ist das Grundgestell 105 gezeigt, dessen einer Teil der
Aufnahmerahmen 110 ist, der sich im oberen Bereich der
Behandlungsvorrichtung 100 zur Halterung beispielsweise
des Behälters 200 befindet.
Hierzu ist am Aufnahmerahmen 110 ein Aufnahmeprofil 115 vorgesehen,
das in die Umbördelung
des Behälters 200 eingreift.
Der Behälter 200 hängt somit
in dem Aufnahmerahmen 110.
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Am
Aufnahmerahmen 110 ist ferner der Tragrahmen 120 über die
Führung
mit den Schienen 127 befestigt. Somit können sich thermische Ausdehnungen
des Behälters 200 nicht
auf die Positionierung des Tragrahmens 120 und damit anderer
Komponenten der Vorrichtung 100 auswirken. Am Tragrahmen 120 sind
die Halteeinrichtungen, hier dargestellt durch die Klemmfingergruppen 135,
befestigt. Gezeigt ist außerdem
der Oszillationsrahmen 140, der sich zusätzlich parallel
zur Zeichenebene hin- und herbewegt. Ein Werkstück W, beispielsweise eine Leiterplatte,
wird von den Klemmfingergruppen 135 seitlich an dessen
Rändern
gegriffen.
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Ein
im Behälter 200 angeordnetes
Strömungsorgan 150 (hier
ist nur das vor dem Werkstück W
angeordnete Strömungsorgan 150.2 gezeigt)
ist ebenfalls dargestellt. Die Strömungsorgane 150 sind parallel
zur Werkstückoberfläche angeordnet
und am Oszillationsrahmen 140 gehalten. Der Oszillationsrahmen 140 hält jeweils
das Gestell 151, das wiederum die Strömungselemente (Leisten) 155 hält. Das Gestell 151 besteht
im vorliegenden Fall lediglich aus die Leisten 155 haltenden
Traversen.
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Die
Leisten 155 sind senkrecht zur Werkstückoberfläche und im Behälter 200 ebenfalls
senkrecht angeordnet. Da der die Strömungsorgane 150 haltende
Oszillationsrahmen 140 parallel zur Zeichenebene und damit
auch parallel zur Werkstückoberfläche bewegt
wird (siehe Pfeil P2), werden die Strömungsorgane 150 ebenfalls
parallel zur Werkstückoberfläche bewegt.
Somit wird eine Strömung
in der Behandlungsflüssigkeit
in Bereichen unmittelbar an den Werkstückoberflächen erzeugt, die im Wesentlichen
Bewegungskomponenten parallel zu den Oberflächen und zusätzlich Komponenten
senkrecht dazu hat.
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In 3 ist
eine Seitenansicht eines Werkstückes
W mit zwei den Werkstückoberflächen gegenüberstehend
angeordneten Strömungsorganen 150 (150.1, 150.2)
im Detail gezeigt. Die Leisten 155 (155.1, 155.2)
reichen mit ihren Stirnflächen
bis nahe an die Werkstückoberflächen heran.
Nicht gezeigt sind die Gestelle dieser Strömungsorgane 150. In dieser
Ausführungsform
weisen die Leisten 155 (155.1, 155.2)
Aussparungen 157 (157.1, 157.2) an den
den Werkstückoberflächen zugewandten
Stirnflächen
auf. Diese Aussparungen 157 sind im vorliegenden Fall halbkreisförmig. Bei
der Bewegung der Leisten 155 parallel zu den Werkstückoberflächen (d. h.
in der Zeichenebene) bilden sich im Bereich der von den Aussparungen
strukturierten Stirnflächen der
Leisten 155 Turbulenzen aus, die zu einer verstärkten Strömung im
Bereich der Werkstückoberflächen führen.
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In 4 ist
ein Ausschnitt einer Anordnung mit an den beiden Seiten eines plattenförmigen Werkstückes W angeordneten
Strömungsorganen gezeigt,
von der nur versetzt zueinander angeordnete Strömungsleisten 155 (155.1, 155.2)
zu sehen sind. Die Strömungsorgane
werden in den durch den Doppelpfeil angedeuteten Richtungen an den
Oberflächen
des Werkstückes
W entlang geführt.
Ein Strömungselement 155.1 passiert
momentan ein Durchgangsloch L im Werkstück W und erzeugt so einen Unterdruck
in dem Loch L. Dadurch wird eine Strömung in dem Loch L entlang
des dort gezeigten Pfeiles induziert.