DE19519210A1

DE19519210A1 - Verfahren zur Behandlung von Gegenständen, insbesondere von elektronischen Leiterplatten, sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

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Publication number: DE19519210A1
Application number: DE1995119210
Authority: DE
Original assignee: HOELLMUELLER MASCHBAU H
Current assignee: HOELLMUELLER MASCHBAU H
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-11-28
Also published as: WO1996038027A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Gegenständen, insbesondere von elektronischen Leiterplatten, bei welchem diese im Verlaufe einer kontinuierlichen Bewegung mit einer Behandlungsflüssigkeit beaufschlagt werden.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit

a) einem Maschinengehäuse;
b) einem Transportsystem, welches die Gegenstände konti nuierlich durch das Maschinengehäuse hindurchbewegt;
c) einer Sprüh- und Schwalleinrichtung, welche die Gegen stände auf mindestens einer Seite mit einer Behandlungs flüssigkeit beaufschlagt.

Unter "Behandlung" im hier benutzten Sinne sind alle Prozesse zu verstehen, welche die Einwirkung einer Behand lungsflüssigkeit auf den Gegenstand erfordern. Bei den hier besonders interessierenden Leiterplatten kommen insbesondere, aber nicht ausschließlich, folgende Vor gänge in Betracht:

Werden bei der Herstellung von Leiterplatten für elektri sche Schaltungen Bohrungen, z. B. Kontaktierungsbohrungen, eingebracht, so verschmiert sich bei diesem Vorgang die Bohrlochwandung. Dieser Belag muß vor weiteren Bear beitungsstufen entfernt werden.

Die gereinigten Bohrlochwandungen werden zur Vorbereitung einer galvanischen Metallisierung mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, z. B. einem elektrisch leitfähigen Polymer oder Palladium, überzogen.

In allen ins Auge gefaßten Fällen erfolgt die "Behand lung" mit einer Behandlungsflüssigkeit. Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden die zu behandelnden Gegenstände mit "reiner", allenfalls in geringem Umfange gelöste Luft enthalten der Behandlungsflüssigkeit beaufschlagt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Wirkung der Behandlungsflüssigkeit noch effektiver ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Behandlungsflüssigkeit vor der Beaufschlagung der Gegenstände mit Luft angereichert wird.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß die Wirkung vieler Behandlungsflüssigkeiten, insbesondere auch von Reini gungsflüssigkeiten, dann verbessert werden kann, wenn diese Flüssigkeit vor der Beaufschlagung der zu behan delnden Gegenstände zusätzlich mit Luft angereichert wird. Diese Luftanreicherung kann deutlich über diejeni ge Luftmenge hinausgehen, die sich in der Behandlungs flüssigkeit lösen läßt; diese Luft wird dann in Form von Bläschen in dem Strahl der Behandlungsflüssigkeit mitgeführt. Der Mechanismus, der zur Verbesserung der Behandlungseffizienz führt, ist im einzelnen noch nicht bekannt. Es kann sich z. B. um einen rein mechanischen Effekt handeln, der durch die Bewegung der eingeschlos senen Luftbläschen entsteht, um einen Grenzflächeneffekt, der auf der Vergrößerung der "inneren" Oberflächen in der Behandlungsflüssigkeit beruht, oder um einen anderen, im einzelnen noch nicht erkannten Wirkungsmechanismus.

Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Luftanreicherung der Behandlungs flüssigkeit dadurch, daß diese vor der Beaufschlagung der Gegenstände über eine bestimmte Entfernung hinweg als Freistrahl mit verhältnismäßig hoher Geschwindig keit in Luft geführt wird, hier Luft aufnimmt, danach gefaßt und den Gegenständen zugeführt wird. Bei dieser Verfahrensvariante erfolgt die Luftansaugung und -beimi schung ähnlich wie in einer Wasserstrahlpumpe. Besondere Vorrichtungen, die mit Kosten verbunden wären oder die sich auf Grund einer Bewegung abnutzen könnten, sind nicht erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Wirksamkeit der Behandlungsflüssigkeit erhöht ist.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt in einer Einrichtung, welche die Behandlungsflüssigkeit vor der Beaufschlagung der Gegenstände mit Luft anreichert.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung stimmen mit den bereits oben erläuterten Vorteilen des erfin dungsgemäßen Verfahrens sinngemäß überein.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Sprüh- und Schwalleinrichtung eine Düseneinrichtung umfaßt, aus deren Düse(n) die Behandlungsflüssigkeit als Strahl mit hoher Geschwindigkeit austritt, der über eine gewisse Strecke hinweg als Freistrahl in Luft ge führt ist und sodann durch einen Spalt in einen Wasser leitraum eintritt, der an einer Seite von den vorbeiwan dernden Gegenständen begrenzt ist. Diese Ausführungsform der Erfindung beruht also im wesentlichen auf dem Wirk prinzip der Wasserstrahlpumpe. Auf den Vorteil, der mit dem Fehlen beweglicher, sich abnutzender Teile ver bunden ist, wurde schon oben hingewiesen.

In manchen Fällen besteht das Transportsystem, welches die Gegenstände durch das Maschinengehäuse hindurchbe wegt, aus einer Vielzahl paralleler Walzen. Dann läßt sich einigen dieser Walzen vorteilhafterweise insoweit eine zweite Funktion zumessen, als der Spalt von zwei benachbarten Walzen gebildet sein kann, die gemeinsam mit den Gegenständen den Wasserleitraum begrenzen. Mit anderen Worten: zur Verwirklichung der Einrichtung, welche die Behandlungsflüssigkeit mit Luft anreichert, sind überhaupt keine zusätzlichen Komponenten erforder lich; es werden nur ohnehin vorhandene Bauelemente aus genutzt, wobei die gewünschte Funktion durch eine ge schickte geometrische Zuordnung der verschiedenen Kom ponenten erzielt wird.

Die oben geschilderten Ausführungsformen der erfindungs gemäßen Vorrichtung bieten sich insbesondere dort an, wo die Sprüh- und Schwallstrecke sich in einer Luftat mosphäre befindet. In vielen Fällen dagegen sehen Vor richtungen so aus, daß das Transportsystem die Gegenstän de durch einen in dem Maschinengehäuse angeordneten Behälter hindurchführt, in welchem im dynamischen Gleich gewicht zwischen Zu- und Abströmung ein stationärer Spiegel der Behandlungsflüssigkeit aufrechterhalten wird, wobei die Transportebene des Transportsystemes innerhalb des Behälters unterhalb des Spiegels der Be handlungsflüssigkeit steht. Man spricht in Fachkreisen dann von einer "stehenden Welle". Hier eignet sich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher die Einrichtung zur Anreicherung der Behandlungs flüssigkeit mit Luft unterhalb des Spiegels der Behand lungsflüssigkeit angeordnet ist und mindestens eine Injektionsdüse umfaßt, die über Leitungen oder Schläuche mit der Außenatmosphäre verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 schematisch einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung zum Behandeln von Leiter platten;

Fig. 2 in einer Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1 eine dort verwendete Sprüh- und Schwall einrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Behandeln (z. B. Reinigen oder Beschichten) von Leiterplatten, insbesondere von Bohrungen in Leiterplatten, umfaßt ein Maschinengehäuse 1, in dem ein aus einer Vielzahl eng benachbarter angetriebener Walzen 2 bestehendes Transportsystem angeordnet ist. Die Walzen 2 erstrecken sich über die gesamte Arbeitsbreite der Vorrichtung, haben also eine Längsabmessung, die der maximalen Verarbeitungs breite der Leiterplatten 3 entspricht. Die zu behandelnden Leiterplatten 3 treten durch eine Öffnung 4 im Maschi nengehäuse 1 in den Innenraum 5 der Vorrichtung ein. Dort werden sie von den Walzen 2 des Transportsystemes über zwei Sprüh- und Schwalleinrichtungen 6, 7 hinweg geführt, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 näher erläutert werden. Die Leiterplatten 3 werden dabei an ihrer Unterseite mit einer Behandlungsflüssigkeit besprüht bzw. angeschwallt, die mit Luft angereichert ist. Die Luftanreicherung der Behandlungsflüssigkeit intensi viert deren Wirkung. Handelt es sich bei der Behandlung z. B. um eine Reinigung und bei der Behandlungsflüssigkeit um eine Reinigungsflüssigkeit, so wird durch die Luft anreicherung die Reinigungswirkung verbessert.

Im unteren Bereich des Innenraumes 5 des Maschinengehäu ses 1 befindet sich ein Sumpf 10 der Behandlungsflüssig keit. Diesem wird durch eine Pumpe 9 laufend Behandlungs flüssigkeit entnommen und über eine sich gabelnde Leitung 30 den beiden Sprüh- und Schwalleinrichtungen 6, 7 zuge führt. Überschüssige Behandlungsflüssigkeit fließt nach dem Aufsprühen bzw. Aufschwallen auf die Leiterplatte 3 wieder in den Sumpf 10 zurück.

Der Aufbau und die Funktionsweise der Sprüh- und Schwall einrichtungen 6 und 7 (die Anzahl der in Bewegungsrich tung der Leiterplatten 3 angeordneten Sprüh- und Schwall einrichtungen wird je nach Bedarf gewählt) lassen sich anhand der Fig. 2 verstehen, die als Ausschnittsvergröße rung der Fig. 1 gedacht ist. Wieder ist die Leiterplatte 3 zu erkennen, die im Sinne des Pfeiles 15 durch die Walzen 2 des Transportsystemes vorwärtsbewegt wird. In Fig. 2 erkennbar ist außerdem die Sprüh- und Schwall einrichtung 6, die von einer Düseneinrichtung 11 und den beiden benachbarten Walzen 2 des Transportsystemes gebildet wird. Die Düseneinrichtung 11 umfaßt ihrerseits ein Verteilerrohr 12, welches über die Leitung 30 mit der Pumpe 9 in Verbindung steht, sowie eine Reihe von Düsen 13, die in Richtung nach oben gegen die Unterseite der Leiterplatte 3 gerichtet sind. Statt einer Vielzahl diskreter Düsen 13 kann auch eine Schlitzdüse verwendet werden, die sich über die gesamte Axialerstreckung des Verteilerrohres 12 erstreckt. In jedem Falle ist der Aus trittsquerschnitt der Düse 13 so klein, daß die Behand lungsflüssigkeit die Düsen 13 mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit verläßt.

Die Düsen 13 sind so relativ zu den beiden Walzen 2, die Teil der Sprüh- und Schwalleinrichtung 6 sind, aus gerichtet, daß die austretende Behandlungsflüssigkeit den zwischen diesen Walzen 2 vorhandenen Spalt 8 weit gehend störungsfrei durchtritt und sodann den Wasserleit raum 14 im wesentlichen ausfüllt, der nach oben hin von der Leiterplatte 3, in Fig. 2 nach links durch den rechten oberen Quadranten der linken Walze 2 und nach rechts durch den linken oberen Quadranten der rechten Walze 2 begrenzt wird. Diese Walzen 2 erfüllen übernehmen also neben ihrer Funktion als Teil des Transportsystems eine zweite Funktion, nämlich diejenige eines "Leitkörpers" für die Behandlungsflüssigkeit. Aus dem Raum 14 fließt die Behandlungsflüssigkeit durch die Spalte 16 und 17, die zwischen den zu der Sprüh- und Schwalleinrichtung 6 ge hörenden Walzen 2 und der Leiterplatte 3 gebildet werden, oder auch - bezogen auf die Walzen 2 - in axialer Richtung ab.

Zwischen der Austrittsstelle der Strahlen aus den Düsen 13 und dem Spalt 8 zwischen den Walzen 2 bildet sich nach den durch die Bernoulli′sche Gleichung ausgedrückten Gesetzmäßigkeiten für strömende Fluids eine Unterdruck zone aus, unter deren Einwirkung durch die Spalte d zwischen den Mantelflächen der Walzen 2 und den Düsen 13 Umgebungsluft angesaugt und der Behandlungsflüssigkeit beigemischt wird. Ähnlich wie bei einer Wasserstrahlpumpe entsteht die oben bereits angesprochene Luftanreicherung der Behandlungsflüssigkeit, die zu einer Intensivierung der Wirkung führt, welche die auf die Unterseite der Leiterplatte 3 auftreffende Behandlungsflüssigkeit ausübt.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von Gegenständen, insbeson dere von elektronischen Leiterplatten, bei welchem diese im Verlaufe einer kontinuierlichen Bewegung mit einer Behandlungsflüssigkeit beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit vor der Beaufschlagung der Gegenstände (3) mit Luft angereichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit vor der Beaufschla gung der Gegenstände (3) über eine bestimmte Entfernung hinweg als Freistrahl mit verhältnismäßig hoher Geschwin digkeit in Luft geführt wird, hier Luft aufnimmt, danach gefaßt und den Gegenständen (3) zugeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit

a) einem Maschinengehäuse;
b) einem Transportsystem, welches die Gegenstände konti nuierlich durch das Maschinengehäuse hindurchbewegt;
c) einer Sprüh- und Schwalleinrichtung, welche die Gegen stände auf mindestens einer Seite mit einer Behandlungs flüssigkeit beaufschlagt, gekennzeichnet durch
d) eine Einrichtung (6, 7), welche die Behandlungsflüssig keit vor der Beaufschlagung der Gegenstände (3) mit Luft anreichert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüh- und Schwalleinrichtung (6, 7) eine Düseneinrichtung (11) umfaßt, aus deren Düse(n) (13) die Behandlungsflüssigkeit als Strahl mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit austritt, der über eine gewisse Strecke hinweg als Freistrahl in Luft geführt ist und sodann durch einen Spalt (8) in einen Wasserleitraum (14) eintritt, der an einer Seite von den vorbeiwandern den Gegenständen (3) begrenzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welchem das Trans portsystem von einer Vielzahl paralleler Walzen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (8) von zwei benachbarten Walzen (2) gebildet ist, die gemein sam mit den Gegenständen (3) den Wasserleitraum (14) begrenzen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welchem das Trans portsystem die Gegenstände durch einen in dem Maschi nengehäuse angeordneten Behälter hindurchführt, in welchem im dynamischen Gleichgewicht zwischen Zu- und Abströmung ein stationärer Spiegel der Behandlungsflüssigkeit auf rechterhalten wird, wobei die Transportebene des Trans portsystemes innerhalb des Behälters unterhalb des Spiegels der Behandlungsflüssigkeit liegt ("stehende Welle"), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6, 7) zur Anreicherung der Behand lungsflüssigkeit mit Luft unterhalb des Spiegels der Behandlungsflüssigkeit angeordnet ist und mindestens eine Injektionsdüse umfaßt, die über Leitungen oder Schläu che mit der Außenatmosphäre verbunden ist.