DE1577803A1

DE1577803A1 - Vorrichtung zur Aufnahme von mittels Zentrifugieren zu beschichtenden Gegenstaenden

Info

Publication number: DE1577803A1
Application number: DE19661577803
Authority: DE
Inventors: Finger Armin Arthure; Conrad Ernest Edward
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1965-11-19
Filing date: 1966-11-17
Publication date: 1971-02-18
Also published as: US3461842A; FR1504099A; JPS4841259B1; GB1168830A

Description

Vorrichtung zur Aufnahme von mittels Zentrifugieren zu beschichtenden Gegenständen

Zum Aufbringen einer Schicht, beispielsweise aus Glas oder Kunststoff, auf einen Gegenstand ist es bekannt, den Gegenstand in einem mit einer entsprechenden Suspension gefüllten Behälter zu zentrifugieren. Infolge der hierbei auftretenden sehr hohen Zentrifugalkräfte setzen sich die in der Suspension enthaltenen Glas- bzw. Kunststoff-Partikel auf der Oberfläche des Gegenstandes ab und bilden dort eine feste und eng anliegende Schicht. Man bedient sich hierbei entsprechender Zentrifugiereinrichtungen, bei denen in Tragarme eine Anzahl Behälter eingehängt werden können, wobei die Tragarme mittels eines Elektromotors mit hoher Drehzahl angetrieben werden. Dieses Beschichtungsverfahren wird für verschiedene Anwendungszwecke eingesetzt. So ist es beispielsweise durch die USA-Patent-

14 438

109808/0420

schrift 2 119 309 und die britische Patentschrift 587 741 bekannt, die Schirme von Kathodenstrahlröhren zu beschichten, indem pulverförmiges, fluoreszierendes, gegen Elektronenstrahlen empfindliches Material mittels Zentrifugieren auf die Innenseite der Stirnfläche des Röhrenkolbens aufgebracht wird. Eine andere Anwendung ist die Beschichtung von elektrischen Schaltungselementen, wie Widerständen, Kondensatoren und Halbleiter-Elementen, mit einem luftdichten Schutzüberzug, der die Elemente sowohl gegen Beschädigung schützt als auch gegen Verschmutzungen, durch welche die elektrischen Eigenschaften der betreffenden Elemente leicht verändert werden können. Im Zuge der Miniaturisierung von elektrischen Schaltungselementen haben außerdem die sogenannten integrierten Schaltkreise große Bedeutung erlangt, die aus den genannten Gründen ebenfalls Schutzschichten erhalten, um sie gegen äußere Einflüsse unempfindlich zu machen und so ihre Zuverlässigkeit und ihre Lebensdauer zu erhöhen. Als Material zur Beschichtung kommen hier vorwiegend verschiedene Glas- oder Kunststoffarten in Frage. Ein derartiges Verfahren zur Herstellung eines Schutzüberzuges ist in den Patentanmeldungen J 22 417 VIb/48c und J 22 418 VIb/48c erläutert.

Bei der Füllung der Behälter, in denen sich die zu beschichtenden Gegenstände befinden, ist ein bestimmtes Mindestverhältnis der Spiegelhöhe der Suspension zum Behälterdurchmesser zu beachten; wird dieses Verhältnis unterschritten, so tritt während des Zentrifugiervorganges leicht Resonanz auf, die einen ungeichen bzw. fehlerhaften Überzug zur Folge hat. Das

108808/0*20

genannte Verhältnis muß, wie die Erfahrung gezeigt hat, mindestens O, 6 bis 0, 7 betragen. Bei den bekannten Einrichtungen zum Zentrifugieren von elektrischen Schaltungselementen ist in Anbetracht des vorhergenannten Verhältnisses zwischen Spiegelstand der Suspension und Behälterdurchmesser der Wirkungsgrad deshalb unbefriedigend, weil in jeden Behälter nur ein Gegenstand eingelegt werden konnte. Die Beschichtung v%n elektrischen Schaltungselementen ist daher relativ teuer, und die wachsende Nachfrage in Verbindung mit der Fertigung hoher Stückzahlen läßt eine wirtschaftlichere Arbeitsweise bei der Herstellung von Überzügen für elektronische Schaltungseinheiten, insbesondere integrierte Schaltkreise, wünschenswert erscheinen.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in den die Suspension zur Beschichtung enthaltenden Behälter ein Stapelrohr einsetzbar ist, in das mittels in seiner Mantelfläche befind-licher Schlitze eine Mehrzahl von die Gegenstände aufnehmenden Schalen o. dergl. einschiebbar ist. Mittels des erfindungsgemäß ausgebildeten Stapelrohres können also in einem einzigen Behälter eine Mehrzahl von elektronischen Schaltungseinheiten, z.B. Halbleiterplättchen, eingesetzt werden. Enthält jeder Becher der Zentrifugiereinrichtung eine Anzahl Behälter, so können in einem einzigen Arbeitsgang, der im allgemeinen eine bis zwei Minuten dauert, große Stückzahlen von Schaltungselementen mit einem Glas- oder Kunststoff-Überzug versehen werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird darin

109808/0420

gesehen, daß die Schlitze sich über den halben Umfang des Stapelrohres erstrecken und an der Innenseite ihrer Unterkante eine Auflage aufweisen, und daß weiterhin die den Schlitzen gegenüberliegende Innenseite des Stapelrohres mit nutartigen Ausdrehungen versehen ist. Sind die Schalen zur Aufnahme je eines Halbleiterplätfchens mit entsprechenden Borden versehen, so sind sie im eingelegten Zustand gegen Verrutschen einwandfrei gesichert. Vorteilhaft ist es außerdem, wenn, um das Einführen der Schalen zu erleichtern und das Entweichen der Luft beim Einsetzen des Stapelrohres in den Behälter zu ermöglichen, durch jeden Schlitz und durch jede Auedrehung eine radiale Bohrung von einem gegenüber der Schlitz- bzw. Ausdrehungsbreite größeren Durchmesser angeordnet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Fig. 1 ist die schaubildliche Aneicht eines geschnittenen Behaltet*zur Darstellung der Ausbildung eines Stapelrohres zur Aufnahme einer Mehrzahl von auf Schalen gelagerten Gegenständen,

Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch das Stapelrohr gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 ist eine Prinzipansicht einer Zentrifugiereinrichtung, in der die Stapelvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 Verwendung findet.

109808/0420

In Fig. 1 ist eine Stapelvorrichtung 10 gezeigt, die aus einem Behälter 12 und einem darin befindlichen Stapelrohr 11 besteht. Der Behälter 12 enthält eine flüssige Suspension mit feinsten Glaspartikeln. Der Außendurchmesser des Stapelrohres 11 ist um ein Geringes kleiner als der Innendurchmesser des Behälters 12. Die Oberfläche der Suspension ist mit 13 gekennzeichnet. In der Wandung des Stapelrohres 11 sind in gleichmäßigen Abständen voneinander acht Schlitze 14 angeordnet, die sich je über den halben Umfang des Stapelrohres 11 erstrecken. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, sind an der Innenseite des Behälterrohres 11 jeweils an der Unterkante 15 jedes Schlitzes 14 Auflagen 16 ausgefräst. Anschließend an jeden Schlitz 14 und die zugehörige Auflage 16 befindet sich in der anderen Hälfte der Innenseite des Stapelrohres 11 je eine nutartige Ausdrehung 17, deren Tiefe mit derjenigen der Auflage 16 übereinstimmt. Die in der Richtung der Achse des Stapelrohres gemessene Nutbreite der Ausdrehungen 17 stimmt mit dem Abstand zwischen der Fläche der Auflage 16 und der Oberkante 18 des entsprechende Schlitzes 14 überein. In der Mitte jedes Schlitzes 14 befindet sich in der Wand des Stapelrohres 11 je eine Bohrung 19, und ebenso in der Mitte jeder Ausdrehung 17 ist eine entsprechende, ebenfalls radial ausgerichtete Bohrung 20 angeordnet (Fig. 2).

Die in dem Stapelrohr 11 befindlichen Schlitze 14 dienen zur Aufnahme je einer Schale 21, auf der sich ein Halbleiterscheibchen 22 befindet, das mit einem Überzug feinster Glasteilchen, aus dem die Suspension im Stapelbehälter 12 besteht, beschichtet werden»11. Jede Schale 21 hat einen ringförmigen Bord 23. Die Höhe einer Schale 21 ist um ein Geringes kleiner als

14 438

109101/0420

die Breite der Schlitze 14, so daß eine Schale 21 leicht in einen Schlitz 14 eingeschoben werden kann. Der Außendurchmesser des Bordes 23 ist etwa gleich oder geringfügig kleiner als der durch die nutartigen Auedrehungen 17 und die Auflagen 16 gebildete Durchmesser im Stapelrohr 11.

Zur Inbetriebnahme der Einrichtung wird das Stapelrohr Haus dem Behälter 12 mittels eines abnehmbaren Griffes 24 entnommen. Der Behälter 12 wird sodann mit einer Suspension aus feinsten Glasteilchen gefüllt, die auf die Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke, wie z. B. den Halb-, leiterscheibchen 22, aufzubringen ist. Sodann wird in jeden Schlitz 14 eine Schale 21, auf der sich je ein Halbleiterscheibchen 22 befindet, von Hand oder mit einer Zange eingeschoben, wie in der Darstellung gemäß Fig. 1 angedeutet ist. Die Bohrungen 19 erleichtern dieses Einführen der Schalen 21 in die Schlitze 14. Der Bord 23 der Schale 21k>mmt sodann auf die Auflage 16 im Inneren des Stapelrohres 11 zu liegen und ist in dieser Lage gesichert.

Anschließend wird das Stapelrohr 11 in den mit flüssiger Suspension gefüllten Behälter 12 eingesetzt. Während des Eintauchens in die Suspension kann die zwischen den einzelnen Schalen 21 befindliche Luft durch die Bohrungen 19 und 20 aus dem Inneren des Stapelrohres 11 zur .Oberfläche 13 der Suspension entweichen. Die Füllung des Behälters 12 mit der Suspension muß im Verhältnis zum Durchmesser des Behälters 12 so gewählt sein, daß während

109808/0420

dos folgenden Zentrifugierens keine Resonanz auftritt.

Die in Fig.3 dargestellte Zentrifugiereinrichtung 25 enthält eine Anzahl Becher, wie z. B. 27, 28, 29, deren gemeinsame Welle mittels eines Elektromotors 26 mit hoher Drehzahl angetrieben wird. Die strichpunktierten Umrisse deuten die Lage der Becher 27 und 29 während des Zentrifugierv or ganges an, der über etwa eine bis zwei Minuten erstreckt wird, wobei eine Zentrifugalkraft von 1000 bis 2500 g auf die in den Bechern 27 bis 29 befindlichen Stapel einrichtungen wirksam wird. Der übliche Wert für die Zentrifugalkraft wfihrend des Zentrifugierens liegt zwischen 1870 und 2500g.

Die Becher 27 bis 29 sind, wie anhand des Bechers 28 in Fig. 3 angedeutet, so bemessen, daß jeder Becher mehrere Stapelvorrichtungen aufnehmen kann.

109808/0420

Claims

- ii - 17. November 1966 P A T K N T ANSP R Ü C H E

1. \ orrichtung zur Aufnahme von mittels Zentrifugieren zu beschichtenden (iegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß in den die Suspension zur HcsclncliUing enthaltenden Behälter (12) ein Stapelrohr (11) einsetzbar ist, in das mittels in seiner Mantelfläche befindlicher Schlitze (14) eine Mehrzahl \ on die (ioqenstäjide (22) aufnehmenden Schalen (21) o. dergl. einschifhhar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (14) sich über den halben Umfang des Stapelrohres (11) erstrecken und an der Innenseite ihrer Unterkante eine Auflage (16) aufweisen, und daß die den Schlitzen (14) gegenüberliegende Innenseite des Stapelrohres (11) mit nutartigen Ausdrehungen (17) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet« daß die Schalen (21) einen in die Auflagen (16) und in die Ausdrehungen (17) passenden Bord (23) aufweisen.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch jeden Schlitz (14) und jede Ausdrehung (17) eine radiale Bohrung (19, 20) von einem gegenüber der Schlitz- bzw. Ausdrehungebreite größeren Durchmesser angeordnet ist.

109808/0420