DE102014007057B3

DE102014007057B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von empfindlichen plattenförmigen und flexiblen Werkstücken durch Führung der selbigen in einer Kanalströmung

Info

Publication number: DE102014007057B3
Application number: DE102014007057.3A
Authority: DE
Inventors: Ralf Wächter
Original assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Waechter Ralf De
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2034-05-16

Abstract

Eine Vorrichtung zur chemischen oder elektrochemischen Behandlung von plattenförmigen und/oder flexiblen Werkstücken, enthaltend wenigstens in der genannten Reihenfolge zumindest eine Zufuhreinrichtung (1) der Tauchflüssigkeit an den Kanaleinlauf (2), zumindest einen Kanaleinlauf (2), zumindest einen Strömungskanal (3) mit sich darin vertikal bewegenden Tauchflüssigkeit, zumindest einen Kanalauslauf (4) des Strömungskanals (3), aus dem die Tauchflüssigkeit wieder austritt, und wenigstens einer Pumpe (5) zur Bewegung der Tauchflüssigkeit in der Vorrichtung mit verbindenden Leitungen (6) zur Führung der Tauchflüssigkeit im Kreis innerhalb der Vorrichtung, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung zumindest einen aus zwei parallelen sich in einem Abstand von 0,001 und 0,1 m befindenden Leitwänden (7) bestehenden senkrechten Strömungskanal (3), zumindest eine Zufuhreinrichtung (1) bestehend aus mindestens einem Flüssigkeitseinlauf (8) und wenigstens einem Querverteiler 1 (9) sowie zumindest eine Haltungsvorrichtung (10) zur einseitigen Halterung des Werkstücks (16) umfasst.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren und eine Vorrichtung zur chemischen und/oder elektrochemischen Behandlung von plattenförmigen und flexiblen Werkstücken, insbesondere von gedruckten Schaltungen wie Leiterplatten, Leiterfolien, zu beschichtenden Glasplatten, Solarzellen und Wafern. Insbesondere ultradünne Folien, welche dünner als 50 μm sind, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichten.
Stand der Technik
Für die oberflächliche Tauchbehandlung von plattenförmigen und flexiblen Werkstücken oder Folien werden Vorrichtungen eingesetzt, bei denen das Werkstück vertikal in einen die Tauchflüssigkeit enthaltenden Tauchbehälter eingebracht wird. Das Werkstück wird dazu mittels einer Hängevorrichtung gehalten und dann in den Tauchbehälter eingebracht. Um ein ausreichendes Heranführen der Tauchflüssigkeit an das Werkstück zu gewährleisten, werden die Tauchbäder durch Luftströme, Düsen oder Rührvorrichtungen durchmischt, wodurch es zu ungewünschten Auslenkbewegung des Werkstücks durch die innerhalb des Tauchbads hervorgerufenen Strömungen kommt. Diese Durchmischung ist allerdings notwendig, um eine ausreichende Anströmung der Werkstücke durch die Tauchflüssigkeit und somit Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen. Um zu verhindern, dass das Werkstück mit den begrenzenden Wänden des Tauchbehälters in Kontakt kommt, werden diese ausreichend groß dimensioniert. Dies ist insofern nachteilig, da dadurch große Mengen an Tauchflüssigkeiten vorgehalten werden müssen. Zudem sind durch die großen Volumen hohe Energiekosten zu deren Durchmischung und ggf. deren Erwärmung erforderlich.
Alternativ, insbesondere bei sehr dünnen und damit flexiblen Werkstücken, wie Folien, werden solche Werkstücke an allen vier Seiten oder Ecken durch geeignete Vorrichtungen fixiert. Dies ist nicht nur zeitaufwändig, sondern auch deswegen nachteilig, da beim Ausfahren des Werkstückes aus dem Tauchbad an den Fixierungen Reste der Tauchflüssigkeit verbleiben. Diese können zu Verunreinigen in nachfolgenden Behandlungsbädern führen. Ferner kann das Werkstück unzulässigen Dehnungskräften ausgesetzt sein.
In der Druckschrift DE 102 24 817 B4 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von folienartigen Werkstücken in Tauchbädern von Galvanisier- und Ätzanlagen beschrieben. Dabei wird das Werkstück vertikal an einem Warenträger befestigt und in dem Tauchbad selbst und beim Transport durch einen Schutzkorb vor dem Kontakt mit den in der Vorrichtung befindlichen Wänden und Bauteilen geschützt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass trotzdem große Volumen an Tauchflüssigkeit notwendig sind und viel Flüssigkeit verschleppt wird.
Die japanische Patentanmeldung JP 2004-339590 A beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur oberflächlichen Tauchbehandlung von dünnen, plattenförmigen Werkstücken (vgl. 1a, 1b und 2). Die darin offenbarte Vorrichtung besteht aus einem Strömungskanal, der sich in dem Tauchbad befindet, in den das Werkstück vertikal eingebracht wird. Der Strömungskanal wird durch plattenförmige Blenden oder stabförmige Führungselemente aufgebaut und die Strömung darin kann entweder durch die Schwerkraft alleine oder durch Pumpen hervorgerufen werden. Der Zufluss der Tauchflüssigkeit erfolgt am oberen Ende des Strömungskanals entweder durch ein Überlaufbecken oder durch eine Zuleitung. Durch den Einsatz des Strömungskanals wird das Festhalten des Werksstücks an allen Seiten bzw. Ecken unnötig, da die durch die Strömung hervorgerufene das Werkstück nach unten ziehende Kraft ein horizontales Auslenken desselbigen verhindert. Beispielsweise kann die offenbarte Vorrichtung für das galvanische Abscheiden von Kupfer auf gedruckten Leiterplatten oder Leitfolien eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Ausführung ist das geringe Volumen an Tauchflüssigkeit. Jedoch kann es an dem Werkstück zu einer ungleichmäßigen Behandlung kommen, was die Produktqualität unzulässig einschränkt.
WO 2005/069704 A1 betrifft eine Düsenanordnung zur Behandlung eines Werkstücks mit einem Medium, das auch in vertikalen Anlagen zur Anwendung kommen kann. Die mit Leitelementen versehenen Düsenanordnungen erlauben eine turbulenzarme Führung des Werkstücks in dem Medium, allerdings kann es durch die Anströmung aus den einzelnen Düsen zu einer Auslenkung eines Werkstückes kommen.
DE 39 32 779 A1 offenbart ein Verfahren zum Behandeln von Werkstücken mit einem Medium und eine dazu geeignete Vorrichtichtung. Besonders geeignet ist das Verfahren, das mehrere kreisförmige in einem geeigneten Abstand zueinander befindliche Teilströme zum Einsatz bringt zur Füllung von Sacklöchern von Leiterplatten. Die sich quer zur Transportrichtung des Werkstückes angebrachten Teilströme in der Vorrichtung können in einer Auslenkung insbesondere eines dünnen, flexiblen Werkstückes wie einer Leiterfolie resultieren.
Aufgabenstellung
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine Lösung zum Vermeiden der Nachteile bekannter Vorrichtungen und Verfahren zu finden und eine effiziente Behandlung der Werkstücke zu erreichen.
Mit dem gesuchten Verfahren und der Vorrichtung soll es insbesondere möglich sein, flexible Werkstücke oberflächlich zu behandeln, ohne dass es aufgrund von Auslenkbewegungen zu Kontakten zwischen Tauchbadwänden und Werkstück kommt, wodurch mangelhafte Oberflächenbehandlungen und somit hohe Ausschussraten resultieren. Ferner soll eine Wirtschaftliche Betriebsweise erreicht werden, da nur geringe Volumen an Tauchflüssigkeit benötigt werden und keine aufwändigen Prozessschritte zur Halterung des Werkstückes erforderlich sind.
Mit dem gesuchten Verfahren und der Vorrichtung soll es insbesondere möglich sein, flexible Werkstücke oberflächlich zu. behandeln, ohne dass es aufgrund von Auslenkbewegungen zu Kontakten zwischen Tauchbadwänden und Werkstück kommt, wodurch mangelhafte Oberflächenbehandlungen und somit hohe Ausschussraten resultieren. Ferner soll eine wirtschaftliche Betriebsweise erreicht werden, da nur geringe Volumen an Tauchflüssigkeit benötigt werden und keine aufwändigen Prozessschritte zur Halterung des Werkstückes erforderlich sind.
Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 beschriebene Vorrichtung und das in Anspruch 7 beschriebene Verfahren. Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
1a und 1b zeigen die in der japanischen Patentanmeldung JP 2004-339590 beschriebene Vorrichtung als bestehenden Stand der Technik. 2 zeigt den Kanaleinlauf in der in dieser Patentanmeldung beschriebenen Form.
3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Schrägansicht bestehend aus Zufuhreinrichtung, Kanaleinlauf, Strömungskanal, Kanalauslauf und Pumpe sowie zugehörigem Leitungssystem. 4 zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht, wobei die Zufuhreinrichtung mit den sie umgebenen Teilen der Vorrichtung gezeigt wird. 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht, und zeigt Haltevorrichtung, Zufuhreinrichtung, Kanaleinlauf, Strömungskanal mit sich darin befindlichem Werkstück, Kanalauslauf mit Druckverlustelement und mit zur Pumpe führender Leitung. 6 zeigt die Transporteinrichtung mit Haltungsvorrichtung. 7a bis 7c zeigen Ausführungsformen der optionalen Druckverlustelemente. 8 zeigt eine Ausführungsform der Profilierung der Leitwände des Strömungskanals.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur chemischen oder elektrochemischen Behandlung von plattenförmigen und/oder flexiblen Werkstücken, enthält wenigstens in der genannten Reihenfolge zumindest eine Zufuhreinrichtung der Tauchflüssigkeit an den Kanaleinlauf, zumindest einen Kanaleinlauf, zumindest einen Strömungskanal mit sich darin vertikal bewegenden Tauchflüssigkeit, zumindest einen Kanalauslauf des Strömungskanals, aus dem die Tauchflüssigkeit wieder austritt, und wenigstens einer Pumpe zur Bewegung der Tauchflüssigkeit in der Vorrichtung mit verbindenden Leitungen zur Führung der Tauchflüssigkeit im Kreis innerhalb der Vorrichtung, wobei die Vorrichtung zumindest einen aus zwei parallelen sich in einem Abstand von 0,001 und 0,1 m befindenden Leitwänden bestehenden senkrechten Strömungskanal, zumindest eine Zufuhreinrichtung bestehend aus mindestens einem Flüssigkeitseinlauf und wenigstens einem Querverteiler 1 sowie zumindest eine Haltungsvorrichtung zur einseitigen Halterung des Werkstücks umfasst.
Wird im Folgenden der Singular bei der Beschreibung der Elemente der Vorrichtung verwendet, so dient dies ausschließlich der bessren Verständlichkeit des Texts und ist nicht als beschränkend zu verstehen und es können auch mehrere der genannten Elemente in der Vorrichtung enthalten sein, sofern nicht explizit anderes genannt wird.
Der Abstand der beiden den Strömungskanal bildenden parallelen Leitwände liegt erfindungsgemäß zwischen 0,001–0,1 m, bevorzugt liegt er zwischen 0,003–0,05 m, besonders bevorzugt ist der Abstand der beiden Leitwände 0,005–0,03 m. Die beiden Leitwände sind gleich breit und gleich hoch. Die beiden Leitwände sind durch Seitenwände horizontal miteinander verbunden. Sofern im Folgenden auf Wände des Strömungskanals Bezug genommen wird, so sind darunter Leitwände und die Seitenwände des Strömungskanals zu verstehen. Die Breite der Leitwände wird so gewählt, dass das gewünschte Format der Werkstücke in den Strömungskanal eingebracht werden kann. Durch eine ausreichende Breite der Leitwände können auch mehrere Werkstücke parallel behandelt werden. Wird im Folgenden auf die Breite des Strömungskanals Bezug genommen, so ist damit die Breite der Leitwände gemeint. Wird im Folgenden auf die Tiefe des Strömungskanals Bezug genommen, so ist damit die im die Breite der Seitenwände, die sich auf der Stirnseite des Werkstücks gemeint.
Die Leitwände können erfindungsgemäß eine Profilierung aufweisen. Die Profilierung dient dazu, in dem Strömungskanal eine turbulente Strömung oder einen turbulenten Strömungsanteil zu erzeugen. Dadurch wird eine bessere Anströmung des Werkstücks gewährleistet. Als Profilierung der Leitwände können Noppen als strömungsbeeinflussende Elemente eingesetzt werden. Der Abstand zwischen den Noppen sollte maximal dreimal so groß sein wie der Durchmesser dieser Noppen. Die Noppen auf den sich gegenüberliegenden Leitwänden sollen versetzt zueinander angebracht sein („auf Lücke stehen”). Die Noppen werden besonders bevorzugt mit einer Größe von gleich oder kleiner einem Viertel des Abstands der Leitwände gewählt.
Überraschenderweise erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine gleichmäßige Behandlung des Werkstückes, auch wenn die Strömung im Strömungskanal turbulent ist, ohne dass dadurch das Werkstück horizontal ausgelenkt wird und z. B. die Leitwände berührt.
Die Strömungsgeschwindigkeit liegt erfindungsgemäß in dem Strömungskanal zwischen 0,1–10 m/s, bevorzugt zwischen 0,3–5 m/s und besonders bevorzugt zwischen 0,5–3 m/s.
Oberhalb des Strömungskanals befindet sich die Zufuhreinrichtung. Die Zufuhreinrichtung dient dazu, die Tauchflüssigkeit so in den Kanaleinlauf abzugeben, dass im Strömungskanal im Bereich der Werkstückbehandlung eine gleichmäßige Strömung existiert. Die Zufuhreinrichtung erlaubt die Zugabe der Tauchflüssigkeit über wenigstens 70%, bevorzugt 90%, der Breite des Strömungskanals, wodurch verhindert wird, dass ungleichmäßige Behandlungen des Werkstücks durch fehlende Tauchflüssigkeit auftreten können. Die Zufuhreinrichtung besteht aus einem Flüssigkeitseinlauf, wenigstens einem sich daran anschließenden Querverteiler 1 und abschließend wenigstens einen Flüssigkeitsauslauf. Optional können ein oder mehrere Druckverlustelemente, und optional ein oder mehrere Querverteiler 2, die sich an das Druckverlustelement oder die Druckverlustelemente anschließen, zwischen Querverteiler 1 und Flüssigkeitseinlauf in der Zufuhreinrichtung enthalten sein. An beiden den Strömungskanal bildenden Leitwänden ist eine solche Zufuhreinrichtung angebracht.
Durch den Flüssigkeitseinlauf strömt die Tauchflüssigkeit von der Pumpe kommend in den Querverteiler 1. Der Flüssigkeitseinlauf ist eine Öffnung im Querverteiler 1 und befindet sich an einer dem Strömungskanal abgewendeten Seite des Querverteilers 1. An ihm schließt die von der Pumpe kommende Leitung an. Der Flüssigkeitseinlauf kann in der Mitte oder am Ende des Querverteilers 1 positioniert sein. Es können auch mehrere Flüssigkeitseinläufe an einem Querverteiler 1 angebracht sein. Der Querverteiler 1 erstreckt sich in seiner Länge parallel zur Breite des Kanaleinlaufs. Darin kann sich die Tauchflüssigkeit parallel zur Breite des Kanaleinlaufs ausbreiten.
Das optionale Druckverlustelement schließt sich an den Querverteiler 1 an. Das Druckverlustelement kann aus einer Reihe von Öffnungen, beispielsweise Bohrungen, bestehen, die sich über die Länge des Querverteilers 1 erstrecken.
Durch den Druckverlust in den Öffnungen wird erreicht, dass die Tauchflüssigkeit über die Länge des Querverteilers bzw. der Zufuhreinrichtung und damit über die Breite des Strömungskanals gleichmäßig verteilt wird. Das optionale Druckverlustelement kann verschiedene Ausführungsformen besitzen. Es kann beispielsweise eine Platte mit Löchern sein.
Der optionale Querverteiler 2 wiederum schließt sich an das optionale Druckverlustelement an. Aus den Öffnungen des optionalen Druckverlustelementes kommend kann die Tauchflüssigkeit in den Querverteiler 2 strömen. Der Querverteiler 2 erstreckt sich in seiner Länge parallel zur Breite des Kanaleinlaufes. Darin kann sich die Tauchflüssigkeit parallel zur Breite des Kanaleinlaufes ausbreiten. So kann eine noch weiter verbesserte Homogenisierung der Strömung über die Breite des Strömungskanals erreicht werden.
Der Flüssigkeitsauslauf schließt sich an den Querverteiler 1 an. Sind optionale Elemente, wie das optionale Druckverlustelement oder der Querverteiler 2 in die Zufuhreinrichtung inkorporiert, so schließt sich der Flüssigkeitsauslauf an das die Zufuhreinrichtung abschließende Element an. Durch den Flüssigkeitsauslauf strömt die Tauchflüssigkeit vom Querverteiler 1 kommend in den Kanaleinlauf. Enthält die Zufuhreinrichtung eines der optionalen Elemente, Druckverlustelement und/oder Querverteiler 2, so strömt die Tauchflüssigkeit vom Querverteiler 1 durch diese optionalen Elemente durch in den Flüssigkeitsauslauf und von dort in den Kanaleinlauf. Der Flüssigkeitsauslauf erstreckt sich in seiner Länge parallel zur Breite des Kanaleinlaufes. Querverteiler 2 und Flüssigkeitsauslauf sind gegebenenfalls strukturell nicht voneinander getrennt.
Am oberen Ende des Strömungskanals befindet sich der Kanaleinlauf. Der Kanaleinlauf schließt mit seinem Auslauf unmittelbar an den Strömungskanal an. Über den Kanaleinlauf tritt Tauchflüssigkeit aus der Zufuhreinrichtung in den Strömungskanal ein. Vorzugsweise weist der Kanaleinlauf an seinem dem Strömungskanal abgewendeten, oberen Ende einen größeren Querschnitt auf als an dem unteren mit den Wänden des Strömungskanals. Durch diese schräg verlaufenden V-förmigen Wandteilstücke lassen sich die Werkstücke einfacher und schneller in den Strömungskanal einführen, als dies der Fall wäre, wenn der Kanaleinlauf senkrecht gestaltet wäre. Der Kanaleinlauf weist in jedem Fall in seinem Auslaufbereich die gleiche Weite auf wie der Strömungskanal. Die V-förmigen Wandungen des Kanaleinlaufs können weiterhin gebogen, z. B. konvex in Richtung zur strömenden Tauchflüssigkeit, sein.
In einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Kanaleinlauf kann zusammen mit der Haltevorrichtung des Werkstücks zwei symmetrische Einlaufkanäle bilden, die sich sofort an die Leitwände anschließen. Dazu kann, um jeweils die gegenüberlegende Wandung der symmetrischen Einlaufkanäle zu bilden, die Haltevorrichtung eine Form aufweisen, die der Wandung des Kanaleinlaufs entspricht. Solche Formen können im Querschnitt V-förmig oder konkav zur strömenden Tauchflüssigkeit sein. Die Länge eines Einlaufkanals kann bevorzugt mindestens dreimal so groß sein wie seine Höhe. Durch die symmetrischen Kanaleinläufe wird bereits vor dem Strömungskanal das gleiche Strömungsprofil wie in dem Strömungskanal erzeugt, wenn sich in ihm das Werkstück befindet. Dadurch existiert bereits im oberen sich dem Kanaleinlauf unmittelbar anschließenden Bereich des Strömungskanals die ausgebildete Kanalströmung und es gibt somit auch in dem oberen sich dem Kanaleinlauf unmittelbar anschließenden Bereich des Strömungskanals fast keine Einlaufeffekte, die sich negativ auf die Behandlung des Werkstücks auswirken können. Das Strömungsprofil ist somit über den gesamten Strömungskanal homogen, was zu einer homogenen Behandlung führt. So wird das Werkstück über den gesamten in den Strömungskanal eintauchenden Bereich homogen behandelt. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, einen sehr kurzen Strömungskanal und somit eine sehr kompakte Vorrichtung zu konstruieren, wodurch wiederum vorteilhafterweise noch geringere Mengen an Tauchflüssigkeit benötigt werden als in den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen. Auch wird der obere Rand des Werkstücks so gleichmäßig behandelt wie die anderen Bereiche des Werkstücks.
Am unteren Ende des Strömungskanals befindet sich der Kanalauslauf. Der Kanalauslauf ist so gestaltet, dass auch beim unteren Ende des Werkstücks das gleiche Strömungsprofil herrscht wie im sonstigen, z. B. im zentralen Bereich des Werkstückes. In einer Ausführungsform des Kanalauslaufs stellt der Kanalauslauf eine Verlängerung des Strömungskanals ab der Unterkante des Werkstücks dar, wobei Breite und Tiefe gleich bleiben können. Diese Verlängerung des Strömungskanals, die den Kanalauslauf bildet, ist vorzugsweise mindestens fünfmal so lang sein wie der Abstand der Leitwände. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform können sich am Ende der Verlängerung des Kanalauslaufs ein oder mehrere Druckverlustelemente befinden, z. B. in Form gelochter Platten. In einer alternativen Ausführungsform des Kanalauslaufs stellt er eine Erweiterung des Strömungskanals dar, in der die Druckverluste je Wegeinheit der Strömung deutlich geringer sind als im Strömungskanal. Dazu werden Breite und/oder Tiefe des Kanalauslaufs gegenüber dem Strömungskanal erweitert. Am Ende dieser Erweiterung können sich auch ein oder mehrere optionales Druckverlustelemente befinden. Nach den optionalen Druckverlustelementen kann sich eine Fortsetzung der Erweiterung befinden. Es ist auch im Sinne der Erfindung möglich, die Erweiterung des Kanalauslaufs mit der Verlängerung des Kanalauslaufs, gegebenenfalls unter Hinzunahme eines oder mehrerer Druckverlustelemente, zu kombinieren. An den Kanalauslauf ist eine Leitung angeschlossen, welche zu der Saugseite der Pumpe führt.
Die Öffnungen des Druckverlustelementes können verschiedene Größe aufweisen, wobei die Öffnungen mit abnehmender Größe näher an den Auslass des Strömungskanals angebracht werden. Das optionale Druckverlustelement kann eine Platte mit Ausschnitten sein, wobei sich der sich verjüngende Ausschnitt bzw. kleinere Durchmesser zum Auslass des Strömungskanals hin orientiert. Eine weitere alternative Ausführungsform des Druckverlustelements ist eine Platte mit Löchern unterschiedlicher Länge. Wiederum orientieren sich die Löcher mit kleinster länger mehr zum Auslass des Strömungskanals. Als Länge der Löcher ist die Dimension in Richtung des Flüssigkeitstransports zu verstehen.
Die Pumpe ist erfindungsgemäß nicht in ihrer Art und Funktionsweise beschränkt, so lange sie einen gerichteten Flüssigkeitstransport erzielt. Durch die Pumpe wird innerhalb der Vorrichtung über Leitungen ein Kreislauf zwischen Zufuhreinrichtung, Kanaleinlauf, Strömungskanal und Kanalauslauf gebildet. Dazu wird die Pumpe über Leitungen und Stutzen mit der Zufuhreinrichtung und dem Kanalauslauf verbunden. Erfindungsgemäß können Strömungspumpen wie zum Beispiel Axialpumpen oder Radialpumpen eingesetzt werden. Es ist auch möglich, dass der Zulauf über den Kanaleinlauf und die Kanalströmung über getrennte Systeme (zum Beispiel jeweils durch eine separate Pumpe) erfolgen. So kann über eine weitere Pumpe frische Tauchflüssigkeit zudosiert werden, während die ältere Tauchflüssigkeit abgelassen wird.
Wärmetauscher, Filter und andere optionale Elemente befinden sich bevorzugt im Rückstrombereich bzw. auf der Druckseite der Pumpe außerhalb des Strömungskanals. Alternativ können auch die Wände des Strömungskanals als Wärmetauscher dienen. Ferner können sich auch Regelventile im Rückstrombereich befinden, mit denen der Flüssigkeitsstrom reguliert werden kann. Es ist auch im Sinne der Erfindung möglich, einen über Verteilerrohre angeschlossenen Vorratsbehälter mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu kombinieren. Die Zudosierung verbrauchter Tauchflüssigkeit kann sowohl auf der Saugseite als auch auf der Druckseite der Pumpe zu den Leitungen außerhalb des Strömungskanals erfolgen. Bevorzugt wird die Zudosierung zu den Leitungen auf der Saugseite der Pumpe vorgenommen. Auf einen Tauchbadbehälter kann so verzichtet werden.
Seitlich an den Strömungskanal kann ein Schacht mit einer Flüssigkeitsverbindung zum Strömungskanal angebracht werden, der Sensoren zur Überwachung der Behandlung enthält. So können darin beispielsweise Sensoren zur Messung der Niveauhöhe der Tauchflüssigkeit (Badspiegel) oder der Temperatur der Tauchflüssigkeit angebracht werden.
Handelt es sich bei dem Tauchbad um ein Galvanisier- oder ein elektrochemisches Ätzbad, so können die für das Bilden der elektrolytischen Zelle benötigten Anoden/Gegenelektroden für das Galvanisieren bzw. Katoden für das Ätzen parallel zu den Werkstückflächen im Strömungskanal befestigt sein. Die Gegenelektroden bilden dann zumindest teilweise die strömungstechnischen Leitwände des Strömungskanals. Es können plattenförmige Gegenelektroden mit wenigen oder keinen Löchern verwendet werden. Es können auch Gegenelektroden mit einer Vielzahl von Löchern verwendet werden. Diese können an der physischen Kanalwand anliegen oder einen kleinen Abstand von weniger als 10 mm zu der Kanalwand haben. Der Stromfluss zu dem Werkstück erfolgt über die Haltevorrichtung.
In galvanischen Behandlungsanlagen ist es vorteilhaft, nicht gelochte Anodenflächen zu verwenden. Weiterhin ist es von Vorteil, die Anoden parallel zur Ausrichtung des Werkstücks anzubringen und diese während der Behandlung parallel zur Ausrichtung des Werkstücks zu bewegen, um ungleichmäßige Abscheidungen zu vermeiden.
Unterhalb des Deckels, der dazu dient, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, einen Verlust der flüchtigen Anteile der Tauchflüssigkeit zu vermeiden, und oberhalb des Badspiegels der Tauchflüssigkeit können sich optional Luftdüsen oder Flüssigkeitsdüsen befinden. Diese werden dazu genutzt, das Werkstück beim Ausheben von daran haftender Tauchflüssigkeit zu befreien.
Das Werkstück wird durch eine Haltevorrichtung in dem Strömungskanal festgehalten und dort hinein eingehoben bzw. ausgehoben. Diese Haltevorrichtung kann vorzugsweise eine Klemmvorrichtung sein, die das Werkstück an seinem oberen Seitenrand hält. Dabei ist die Klemmvorrichtung so beschaffen, dass das Werkstück an dessen gesamten oberen Seitenrand eingeklemmt wird und ist vorzugsweise ein durchgehender Greifbalken. Der Greifbalken kann im Wesentlichen aus zwei Schenkeln oder Einzelbalken bestehen, die sich gegeneinander öffnen und schließen lassen, z. B. über ein Drehgelenk. Die Schenkel/Einzelbalken besitzen Kontaktelemente, die das Werkstück an der Oberfläche seiner Oberkannte berühren und die nötige Haltekraft aufbringen. Über die Kontaktelemente kann auch der Strom für die elektrolytische Behandlung übertragen werden. Alternativ kann zudem auch noch ein Rahmen das Werkstück von einer Seite stabilisieren. Durch den von oben nach unten in vertikaler Strömungsrichtung stattfindenden Flüssigkeitstransport wird das Werkstück in den Strömungskanal gebracht, wobei es aufgrund der Strömungsrichtung nicht zu Kontakten zwischen den Wänden des Strömungskanals und dem Werkstück kommt. Alternativ wird das Werkstück, insbesondere wenn es sich um ein flexibles Werkstück handelt, zusätzlich durch ein Gewicht an dessen unterem Ende beschwert. Dadurch wird zusätzlich eine vertikale Auslenkbewegung aufgrund des gestiegenen Trägheitsmoments und somit ein möglicher Kontakt mit den Wänden der Vorrichtung verhindert. Dieses Gewicht kann von unterschiedlicher Form, wie zum Beispiel stabförmiger oder eckiger Form, sein. Auch kann das Gewicht an das Werkstück durch Magnetkraft oder eine andere Klemmvorrichtung angebracht werden. Das Gewicht kann vorzugsweise zur besseren Zentrierung des Werkstücks innerhalb des Strömungskanals eingesetzt werden. Die Form und insbesondere die Masse des Gewichts sind in Abhängigkeit der Beschaffenheit des Werkstücks zu wählen.
Sofern im Folgenden auf Kanalströmungsvorrichtung Bezug genommen wird, so ist damit der Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemeint, der die folgenden Elemente Deckel, Zufuhreinrichtung, Kanaleinlauf, Strömungskanal und Kanalauslauf umfasst.
Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Transporteinrichtung für das Werkstück umfassen. Diese ist insbesondere vorteilhaft, da das Werkstück dadurch außerhalb der Kanalströmungsvorrichtung vor Auslenkungen geschützt wird und somit ein schnellerer Transport in die und außerhalb der Kanalströmungsvorrichtung möglich ist. So ist der Transport des Werkstücks von einem Modul zu einem weiteren Modul einer mehrere Modul umfassenden Anlage leichter und schneller möglich. Von der Transporteinrichtung kann das Werkstück während des Einhebens in die Kanalströmungsvorrichtung und insbesondere in den Strömungskanal mit einem geeigneten Gasstrom bzw. Luftstrom, welcher von oben nach unten strömt, belegt werden. Bevorzugt ist eine zumindest teilweise laminare Gasströmung, wie sie beispielsweise von einem Reinraumbelüftungskasten erzeugt wird. Als Gas geeignet sind Luft oder reaktionsträge Gase wie Stickstoff. Die Transporteinrichtung, die dazu dient, das Werkstück außerhalb der Kanalströmungsvorrichtung zu transportieren, besteht mindestens aus einer Wandung, die Vorderseite und Rückseite des Werkstücks umgibt. Dadurch wird ein Auslenken des Werkstücks während des Transportes durch den Fahrtwind vermieden. Weiter können die Wandungen dazu dienen, den Gasstrom entlang des Werkstücks zu führen. Bevorzugt befinden sich auch an den seitlichen Stirnseiten des Werkstücks Wandungen. Als Stirnseite der Vorrichtung bzw. des Teils der Vorrichtung ist im Folgenden die Seite zu verstehen, die sich im 90°-Winkel zu der breiten Seite des Werkstücks befindet. Weiterhin bevorzugt können sich auch unterhalb und auch oberhalb des Werkstücks Wandungen befinden. Beispielsweise kann das Werkstück innerhalb eines allseitig umschlossenen Kastens als Transporteinrichtung transportiert werden. Bei der Übergabe des Werkstückes von der Transporteinrichtung an die Kanalströmungsvorrichtung strömt der Gasstrom mindestens teilweise während des Absenkens des Werkstückes, um das untere Ende des Werkstückes zu zentrieren und in den Kanaleinlauf einfädeln zu lassen. Bevorzugt strömt das Gas solange, bis das untere Ende des Werkstücks in die Tauchflüssigkeit eintaucht und von der Flüssigkeitsströmung innerhalb des Strömungskanals nach unten gezogen wird. Das Gas kann auch während des Transportes strömen, um das Werkstück in seiner Position zu stabilisieren. Damit der zugeführte Gasstrom, der der Vorrichtung aus der Transporteinrichtung zugeführt wird, austreten kann, kann die Vorrichtung mindestens ein Gasaustritt umfassen. Dieser mindestens eine Gasaustritt, auch als Abluftöffnung bezeichnet, befindet sich nicht an den Seiten, die die Leitwände des Strömungskanals enthalten, sondern an den Seiten der Vorrichtung, die die Seitenwände des Strömungskanals enthalten. Dadurch wirken geringere Kräfte auf das Werkstück, wodurch es nicht zu Auslenkungen desselben kommen kann. Bevorzugt befindet sich der mindestens eine Gasaustritt dicht über dem Flüssigkeitspegel in einer Höhe von 1 bis 100 mm. Das Zentrum der mindestens einen Gasaustrittsöffnung fluchtet mit der Breitenausdehnung des Werkstückes. Dadurch wird vermieden, dass das Werkstück durch die Gasströmung ausgelenkt wird. Der Gasaustritt kann auch genutzt werden, um Flüssigkeitsdämpfe, die sich in der Behandlungseinrichtung bilden, zu entfernen. Dazu kann sich auf der den Gasaustritt gegenüberliegenden Seite der Vorrichtung eine Gaszuführung, beispielsweise eine Zugluftöffnung, befinden. Auch kann der Deckel der Vorrichtung mit einer entsprechenden Öffnung versehen sein. Vorzugsweise dichtet die Transporteinrichtung gegenüber der Vorrichtung bei der Werkstückübergabe so ab, dass die Spalte zwischen Vorrichtung und Transporteinrichtung kleiner als 10 mm sind, wodurch ermöglicht wird, dass der Großteil des Gases über den mindestens einen Gasaustritt abgeführt wird. Hierzu kann eine geeignete Dichtung, zum Beispiel eine Gummilippe, verwendet werden.
Es ist möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung in eine Galvanisier- oder Ätzanlage zu integrieren. Dabei wird das Werkstück durch vertikale und horizontale Hubbewegungen zu den unterschiedlichen Stationen (Module) dieser Anlagen transportiert. Es ist selbstverständlich auch denkbar, verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in/zu einer Galvanisier- oder Ätzanlage zu kombinieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum chemischen oder elektrochemischen Behandlung von plattenförmigen und/oder flexiblen Werkstücken ist dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück, gehalten durch die Haltevorrichtung, durch eine vertikale Hubbewegung in den Strömungskanal einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eingebracht und dadurch mit der Tauchflüssigkeit in Kontakt gebracht wird. Zur Behandlung wird das Werkstück in die Tauchflüssigkeit, die sich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere in dem Strömungskanal, befindet, eingehoben.
Dazu wird das Werkstück einseitig mit der Haltevorrichtung gehalten und, insbesondere bei flexiblen Werkstücken, vorzugsweise mittels eines Gewichts an dessen unterem Ende zusätzlich gehalten, und durch eine vertikale Hubbewegung durch die Wareneinweisung, die sich in dem Deckel der Vorrichtung befindet, in den Strömungskanal gehoben. Alternativ wird das Werkstück durch eine Transporteinrichtung in den Strömungskanal geführt. Die Strömungsgeschwindikeit des Strömungskanals muss auf die jeweilige Behandlung und das zu behandelnde Werkstück abgestimmt werden. In jedem Fall wird die Einfahrgeschwindigkeit des Werkstücks kleiner gewählt als die Strömungsgeschwindigkeit der Tauchflüssigkeit in dem Strömungskanal. Dadurch wird gewährleistet, dass das Werkstück nicht horizontal ausgelenkt wird. Die Kanalströmung innerhalb des Strömungskanals wird vor Beginn des Einhebens des Werkstücks eingestellt. Die Strömungsgeschwindigkeit in dem Strömungskanal beträgt 0,1–10,0 m/s, bevorzugt 0,3–5,0 m/s, besonders bevorzugt 0,5–3,0 m/s. Die Kanalströmung ist vorzugsweise turbulent, wodurch eine bessere Anströmung des Werkstücks gewährleistet wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur chemischen und elektrochemischen Behandlung von plattenförmigen, insbesondere sehr flexiblen Werkstücken. Vorzugsweise werden in der Folge elektrische Leiterplatten oder davon abgeleitete Werkstücke, also Werkstücke, welche stromleitende Schichten oder Strukturen besitzen oder besitzen sollen, als plattenförmige Werkstücke verstanden. Sie können auch Löcher (durchgehende Löcher, versteckte Löcher und Sacklöcher) enthalten. Grundsätzlich sind unter plattenförmigen Werkstücken nicht ausschließlich elektrische Leiterplatten zu verstehen, sondern auch zu anderen Zwecken dienende Erzeugnisse wie beispielsweise Wafer, Solarzellen, Glasplatten mit Leiterzügen etc.
Als flexible Werkstücke werden in Sinne der Erfindung Folien und insbesondere Leiterfolien verstanden. Letztgenannte bestehen aus einem nicht elektrischen Werkstoff, wobei durch mehrere Behandlungsschritte Leiterbahnmuster und Löcher (durchgehende Löcher, versteckte Löcher und Sacklöcher) erzeugt wurden. Die Dicke solcher Folien beträgt bei speziellen Anwendungen weniger als 50 μm. Solche Folien sind daher gegen mechanische Belastungen hochempfindlich.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Anhand der Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Die Vorrichtungen sind zur besseren Darstellung mit teilweise aufgeschnittener oder durchscheinender Vorderwand und oder Seitenwand gezeichnet. In den gezeigten Figuren wurde auf eine genaue Darstellung der Größenverhältnisse verzichtet, um eine bessere Anschaulichkeit erreicht.
1a zeigt die aus dem Stand der Technik (japanische Patentanmeldung JP 2004-339590 ) bekannte Vorrichtung, bestehend aus einem Strömungskanal (3), der mit Tauchflüssigkeit aus einer Zufuhreinrichtung (1) in Form eines Überlaufbeckens über einen V-förmigen Kanaleinlauf (2) gespeist wird. Das Werkstück (16) befindet sich im Strömungskanal (3). Über Leitungen und Regelventile (20) wird mittels Pumpen (5) Tauchflüssigkeit aus einem Tauchbadbehälter (27) der Vorrichtung zugeführt. In 1b wird dieselbe Vorrichtung gezeigt, die jedoch nur eine Pumpe umfasst.
2 zeigt einen Ausschnitt aus der aus der japanischen Patentanmeldung JP 2004-339590 bekannten Vorrichtung. Gezeigt ist die Zufuhreinrichtung in Form eines Überlaufbecken, von dem Tauchflüssigkeit über den Kanaleinlauf (2) zu dem Strömungskanal (partiell dargestellt, 3) gelangt. Eine Haltevorrichtung (10), die das Werkstück (partiell dargestellt, 16) hält, ist gezeigt.
3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, bestehend aus Zufuhreinrichtung (1), Kanaleinlauf (2), Strömungskanal (3), Kanalauslauf (4), Haltevorrichtung (10) und sich im Strömungskanal (3) befindlichem Werkstück (16). Der Strömungskanal (3) wird durch die Leitwände (7) gebildet. Leitwände (7) und Strömungskanal (3) sind durchscheinend dargestellt, um eine bessere Anschaulichkeit zu erzielen. Der Kanaleinlauf (4) enthält eine Erweiterung und eine Verlängerung, wodurch eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Strömung der Tauflüssigkeit erreicht wird. Der Kanalauslauf (4) ist über eine Pumpe (5) und die optionalen Elemente Wärmetauscher (19), Filter oder andere (nicht in der Fig. gezeigt), die sich auf der Druckseite der Pumpe (5) befinden, mit der Zufuhreinrichtung (1) über Rohrleitungen (6) verbunden und bildet so einen geschlossenen Kreislauf, in dem die Tauchflüssigkeit geführt wird. Durch Regelventile (20), die sich vor der Zufuhreinrichtung (1) befinden, kann die Flüssigkeitszufuhr zu der Zufuhreinrichtung (1) über die beiden gezeigten Flüssigkeitseinläufe (8) gesteuert werden. Es ist auch möglich, dass durch die beiden gezeigten Regelventile (20), gegebenenfalls unterstützt durch sich im befindende Sensorschacht (18) befindende Sensorik wie Strömungssensoren, unterschiedliche Flüssigkeitsmengen zu den beiden gezeigten Flüssigkeiteinläufen (8) in die Zufuhreinrichtung (1) gefördert werden. Außerhalb der Strömungskanals (3) befindet sich der optionale Sensorschacht (18), der Sensoren, beispielsweise zur Messung des Badspiegels oder der Temperatur, enthalten kann. Ferner zeigt die 3 die Haltevorrichtung (10), die in der Klemmvorrichtung (23) endet, durch die das Werkstück (16) im Strömungskanal gehalten wird.
4 zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Werkstück (16) befindet sich in dem Strömungskanal (ohne Bezugszeichen dargestellt). Es wird von oben durch einen Greifbalken (14) gehalten. Der Greifbalken (14) besteht im Wesentlichen aus zwei Schenkeln oder Einzelbalken, die gegeneinander zu öffnen und zu schließen sind, mit Kontaktelementen (28), die das Werkstück an der Oberfläche seiner Oberkannte berühren und die nötige Haltekraft aufbringen. Über die Kontaktelemente (28) kann auch der Strom für die elektrolytische Behandlung übertragen werden. Unterhalb der Kontaktelemente (28) befinden sich Dichtungen (21) an dem unteren Ende des Greifbalkens (14) umgeben, die derart ausgestaltet sind, dass beim Eintauchen keine Flüssigkeit in den Raum zwischen den Schenkeln/Einzelbalken gelangt. Die die Greifbalken (14) umfassende Haltevorrichtung (10) ist derart dimensioniert, dass sie den Kanaleinlauf verschließen kann. Am unteren Ende des Werkstücks (16) befindet sich ein Gewicht (17). Die Bewegung der Tauchflüssigkeit innerhalb der Vorrichtung wird durch Pfeile gezeigt.
5 zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, umfassend das sich im Strömungskanal (3) befindende Werkstück (16), das durch die Haltevorrichtung (10) darin gehalten wird. Am oberen Ende des Strömungskanals (3) schließt sich die Zufuhreinrichtung (1) an, an dem unteren Ende davon der Kanalauslauf (4). Die Tauchflüssigkeit tritt von der Pumpe kommend durch den Flüssigkeitseinlauf (8) zu dem Strömungskanal (3). Dabei tritt sie durch die Zufuhreinrichtung (1), die die Elemente Querverteiler 1 (9), optionales Druckverlustelement (13) und/oder optionalen Querverteiler 2 (15) enthält – allesamt exemplarisch und nicht explizit dargestellt durch eine Wand mit einem Durchlass innerhalb der Zufuhreinrichtung (1) – hindurch. Der Kanaleinlauf (2) ist in der Figur ohne Bezugszeichen dargestellt und auf ihm sitzt sofort die Haltevorrichtung (10) und schließt den Strömungskanal so ab. Der Kanalauflauf (4) umfasst eine Kanalerweiterung und eine Kanalverlängerung sowie ein optionales Druckverlustelement (13), wodurch die Strömung der Tauchflüssigkeit, bevor sie zur Pumpe (5) gelangt, verändert wird. Leitungen und Pumpe sind in dieser Figur nicht dargestellt. Weiter zeigt die 5 die Bewegung der Tauchflüssigkeit innerhalb der Vorrichtung durch Pfeile an. Gezeigt ist weiterhin in der Fig. der Abstand (26) der beiden Leitwände (7), die den Strömungskanal (3) bilden. Dieser Abstand (26) wird hier auch als Tiefe des Strömungskanals bezeichnet.
6 zeigt eine Ausführungsform der Transporteinrichtung (11), in der sich das Werkstück (16) befindet. Die gezeigte Transporteinrichtung (11) umfasst eine Gaszuführung (23) an dem oberen Ende, die Haltevorrichtung (10), mit der das Werkstück (16) durch eine Klemmvorrichtung (23) gehalten wird, Spalte (24) und eine Abluftöffnung (25). Die Haltevorrichtung (10) kann sich in vertikaler Richtung (zum Beispiel durch Hebebewegungen) bewegen, um das Werkstück (16) von der Transporteinrichtung (11) in den Strömungskanal (3, nicht gezeigt) zu transportieren. Durch Pfeile dargestellt ist der Gasstrom, der sich von oben nach unten innerhalb der Transporteinrichtung (11) bewegt, und durch die Abluftöffnung (25) daraus austreten kann.
7a bis 7c zeigen bevorzugte Ausführungsformen des Druckverlustelements (13). 7a zeigt ein Druckverlustelement (13), das eine schräg zulaufende Öffnung aufweist, die sich von ihrer Mitte zu ihren beiden Seiten erweitert. 7b zeigt eine weitere Ausführungsform des Druckverlustelementes (13), das kreisrunde Öffnungen aufweist. Die kreisrunden Öffnungen zeigen in der Mitte einen kleineren Querschnitt als an Seiten des Druckverlustelements (13). In der linken Zeichnung ist die die Öffnungen gegebene Fläche schraffiert dargestellt, im rechten Teil der Figur sind dagegen die Löcher schraffiert hervorgehoben.
7c zeigt das Druckverlustelement mit Öffnungen gleichen Durchmessers, aber unterschiedlicher Längen. Die kürzesten Öffnungen befinden sich am Rand des Druckverlustelements und die Öffnungen nehmen von den Seiten zur Mitte des Druckverlustelements hin an Länge zu. Der Ablauf befindet sich in der Mitte des Druckverlustelements, wo auch die Öffnungen größter Länge sich befinden.
8 zeigt einen Ausschnitt des Strömungskanals (3) der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der durch die Leitwände (7) gebildet wird. Auf den Leitwänden (7) sind Noppen (12) zur Profilierung der Leitwände (7) angebracht. Diese Noppen (12) sind auf den gegenüberliegenden Wänden versetzt zueinander angebracht. Auch gezeigt ist das Werkstück (16), das in den Strömungskanal (3) eintaucht. Das Werkstück (16) weist Löcher auf, wodurch ein Austausch der Tauchflüssigkeit durch das Werkstück (16) ermöglicht wird.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäßen Verfahren zu deren Nutzung können auch dünnste, hochflexible Werkstücke in einer Tauchflüssigkeit behandelt werden. Die Nutzflächen sowohl des Werkstücks als auch der Vorrichtung werden dabei nur von der Tauchflüssigkeit kontaktiert („Touchless Transport and Treatment”). Innerhalb des Maximalformats, das durch die Größe des Strömungskanals vorgegeben ist, können unterschiedlichste Formate der Werkstücke behandelt werden. Gestelle sind für die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht notwendig, wodurch wesentliche wirtschaftliche Vorteile aufgrund von eingesparter Arbeitszeit durch Verzicht auf die notwendige Fixierung der Werkstücke darauf möglich werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in einem Reinraum betrieben werden, da keinerlei Abrieb erzeugende Elemente (mit Ausnahme der Pumpen) verwendet werden.
Aufgrund der intensiven Anströmung, sind nur kurze Behandlungszeiten notwendig, insbesondere da dadurch eine gleichmäßige Behandlung des Werkstücks gewährleistet wird. Vorteilhaft ist außerdem, dass nur eine kurze Baulänge der Vorrichtung notwendig ist, da innerhalb der Vorrichtung keine Bewegung des Werkstückes oder der Haltevorrichtung notwendig ist. Da das Werkstück vorzugsweise nur einseitig gespannt wird, ist keine Überdehnung desselbigen zu befürchten.
Bezugszeichenliste

1: Zufuhreinrichtung
2: Kanaleinlauf
3: Strömungskanal
4: Kanalauslauf
5: Pumpe
6: Leitungen
7: Leitwände
8: Flüssigkeitseinlauf
9: Querverteiler 1
10: Haltevorrichtung
11: Transporteinrichtung
12: Noppen
13: Druckverlustelement
14: Greifbalken
15: Querverteiler 2
16: Werkstück
17: Gewicht
18: Sensorenschacht
19: Wärmetauscher
20: Regelventil
21: Dichtung
22: Gaszuführung
23: Klemmvorrichtung
24: Spalt
25: Abluft
26: Tiefe des Strömungskanals
27: Tauchbadbehälter
28: Kontaktelement

Claims

Vorrichtung zur chemischen oder elektrochemischen Behandlung von plattenförmigen und/oder flexiblen Werkstücken, enthaltend wenigstens in der genannten Reihenfolge zumindest eine Zufuhreinrichtung (1) der Tauchflüssigkeit an den Kanaleinlauf (2), zumindest einen Kanaleinlauf (2), zumindest einen Strömungskanal (3) mit sich darin vertikal bewegenden Tauchflüssigkeit, zumindest einen Kanalauslauf (4) des Strömungskanals (3), aus dem die Tauchflüssigkeit wieder austritt, und wenigstens einer Pumpe (5) zur Bewegung der Tauchflüssigkeit in der Vorrichtung mit verbindenden Leitungen (6) zur Führung der Tauchflüssigkeit im Kreis innerhalb der Vorrichtung, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung zumindest einen aus zwei parallelen sich in einem Abstand von 0,001 und 0,1 m befindenden Leitwänden (7) bestehenden senkrechten Strömungskanal (3), zumindest eine Zufuhreinrichtung (1) bestehend aus mindestens einem Flüssigkeitseinlauf (8) und wenigstens einem Querverteiler 1 (9) sowie zumindest eine Haltungsvorrichtung (10) zur einseitigen Halterung des Werkstücks (16) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalauslauf (2) eine Verlängerung des Strömungskanals (3) ab der Unterkante des Werkstücks (16) darstellt.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalauslauf (4) eine Kanalerweiterung umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalauslauf (4) ein oder mehrere Druckverminderungselemente (13) enthält.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhreinrichtung (1) ein oder mehrere Druckverminderungselemente (13) und/oder ein oder mehrere Querverteiler 2 (15) enthält.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (10) einen durchgängigen Greifbalken (14) zur durchgängigen Halterung des Werkstücks (16) umfasst.
Verfahren zum chemischen oder elektrochemischen Behandlung von plattenförmigen und/oder flexiblen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (16), gehalten durch die Haltevorrichtung (10), durch eine vertikale Hubbewegung in den Strömungskanal (3) einer Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6 eingebracht und dadurch mit der Tauchflüssigkeit in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorwiegend turbulente Strömung im Strömungskanal erzeugt wird.
Verfahren zur chemischen oder elektrochemischen Behandeln von plattenförmigen und/oder flexiblen Werkstücken nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem unteren Ende des Werkstücks (16) ein Gewicht (17) befestigt wird.
Verfahren zum chemischen oder elektrochemischen Behandeln von plattenförmigen und/oder flexiblen Werkstücken nach einem der Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfahrgeschwindigkeit des Werkstücks (16) kleiner als die Strömungsgeschwindigkeit der Tauchflüssigkeit im Strömungskanal (3) eingestellt wird.