DE2338827A1

DE2338827A1 - Durchlaufaetzmaschine

Info

Publication number: DE2338827A1
Application number: DE19732338827
Authority: DE
Inventors: Dieter Krause; Michael Dipl Ing Sapunarow
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-07-31
Filing date: 1973-07-31
Publication date: 1975-03-06
Also published as: BE818314A; GB1475386A; IT1017674B; JPS5044941A; FR2239541A1; NL7409938A; LU70626A1; DK407074A; FR2239541B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchlaufätzmaschine für beidseitige Präzisionsätzungen von Werkstücken, die innerhalb einer Ätzkammer zwischen zwei Sätzen von Sprühdüsen in einer beweglichen Werkstückhalterung angeordnet sind, wobei die Werkstückhalterung einer in horizontaler Richtung verlaufenden Translationsbewegung unterv/orfen ist.

Derartige Durchlaufätzmaschinen sind bereits bekannt und werden insbesondere bei der Herstellung von JPormätzteilen und mikroelektronischen Schaltungen eingesetzt. In der Literaturstelle A.F. Bogenschütz, Oberflächentechnik und Galvanotechnik in der Elektronik, Eugen G. Leuze Verlag, Saulgau, Württemberg, 1971> S. 172 ist eine Durchlaufätzmaschine in schematischer Darstellung wiedergegeben, bei welcher die zu ätzenden Werkstücke in waagrechter La.ge von einem horizontalen Rollgang durch eine Ätzkammer transportiert werden. In der Ätakammer ist oberhalb und unterhalb des Rollganges je ein Satz fixer oder zwangsbewegter Sprühäüeen angeordnet, über welche die oberen bzw. die unteren Seiten der Werkstücke mit Ätzlösung besprüht werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Ätzlösung auf den oberen Seiten der Werkstücke einen Film bildet, der diese Seiten während des gesamten Durchlaufvorganges benetzt. Tnfolgedessen werden die zu erzeugenden Strukturen auf den oberen Seiten der Werkstücke stärker unterätzt als die entsprechenden Strukturen auf den unteren Seiten der Werkstücke.

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In der DT-AS 2 054 270 wird andererseits eine bewegliche Werkstückhalterung in Ätzmaschinen beschrieben, durch welche der Translationsbewegung der Werkstücke eine periodische Kippbewegung um eine quer zur Translationsrichtung verlaufende Kippachse überlagert wird. Diese zusätzlichen Kippbewegungen erschweren die Ausbildung eines geschlossenen Filmes auf den oberen Seiten der Werkstücke. Eine wesentliche Steigerung der Ätzgleichmäßigkeit kann durch diese Maßnahme jedoch nicht erreicht werden, da die bei den Kippbewegungen von den oberen Seiten der Werkstücke ablaufende Ätzlösung eine stärkere Unterätzung der obenliegenden von der ablaufenden Ätzlösung benetzten Randbereiche bewirkt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Durchlauf ätzmas chine für beidseitige Präzisionsätzungen von Werkstücken zu schaffen, welche eine gleichmäßige Ätaung beider Seiten der Werkstücke gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Durchlaufätzmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Werkstücke vertikal angeordnet und die Sprühdüsen in horizontaler Richtung auf die zu ätzenden Seiten der Werkstücke gerichtet sind und daß der Translationsbewegung der Werkstückhalterung eine Rotationsbewegung um ihre quer zur Translationsrichtung verlaufende Mittelsenkrechte überlagert ist. Durch die vertikale Anordnung der Werkstücke und die der Translationsbewegung überlagerte Rotationsbewegung v/erden beide Seiten der Werkstücke gleichmäßig mit Ätzlösung beaufschlagt und eine stärkere Unterätzung einer Werkstückseite oder bestimmter Bereiche einer Werkstückseite vermieden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Werkstückhalterung als kreisrunde Scheibe ausgebildet und von dem

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unteren Trum eines oberen endlosen Triebes und dem oberen Trum eines unteren endlosen Triebes, die in entgegengesetzter Richtung mit verschiedener Geschwindigkeit auf dem Scheibenumfang laugen, bewegt. Bei dieser Ausführungsform wird die V/erkstückhalterung mit äußerst geringem apparativen Aufwand einer gleichzeitigen Translations- und Rotationsbewegung unterworfen.

Vorzugsweise ist der obere und der untere endlose Trieb von Antriebseinrichtungen mit stufenlos regelbarer Drehzahl angetrieben. Durch diese Maßnahme kann sowohl die Translationsgeschwindigkeit als auch die Drehzahl der Rotation der Werkstückhalterung geregelt und der jeweiligen Ätzkraft der Ätzlösung und den besonderen Gegebenenheiten der zu ätzenden Werkstücke angepaßt werden.

Eine gute seitliche Eührung der Werkstückhalterung wird dadurch erreicht, daß die Zugelemente des oberen und des unteren endlosen Triebes einen kreisförmigen Querschnitt besitzen und der Umfang der Werkstückhalterung eine halbkreisförmige Nut aufweist. Außerdem wird dadurch ein Schlupf zwischen den Zugelementen und der Werkstückhalterung vermieden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Werkstückhalterung aus zwei mit Aussparungen versehenen sich durch eingebettete Magnete gegenseitig anziehenden Scheiben lösbar zusammengefügt ist und die Werkstücke zwischen den beiden Scheiben so angeordnet werden, daß ihre zu ätzenden Flächen im Bereich der Aussparungen liegen. Dadurch kann die Werkstückhalterung rasch und mit wenigen Handgriffen mit den zu ätzenden Werkstücken bestückt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

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Figur 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Durchlaufätzmaschine mit einer Spül- und einer Trockenkammer in halbschematischer Darstellung,

Figur 2 und 3 zwei Scheiben, aus denen eine Werkstückhalterung der in Figur 1 dargestellten Durchlaufätzmaschine zusammengefügt ist.

Die in Figur 1 dargestellte Durchlaufätzmaschine besteht aus drei waagrecht übereinanderliegenden ineinander gesteckten Einheiten. In der oberen Einheit sind eine Ätzkammer 1, eine Spülkammer 2 und eine Trockenkammer 3 aufeinanderfolgend angeordnet. An den äußeren Stirnseiten der Ätzkammer 1 und der Trockenkammer 2 ist eine schlitzförmige Eingabevorrichtung 4 bzw. eine Austragsvorrichtung 5 angebracht. Zwischen der Eingabevorrichtung 4 und der Austragsvorrichtung 5 erstreckt sich durch alle drei Kammern ein oberer Riementrieb 6 und ein unterer Riementrieb 7· Jeder der beiden Riementriebe 6 und 7 besteht aus zwei Umlenkrollen und einem endlosen Riemen mit kreisförmigen Querschnitt, wobei die Welle jeweils einer Umlenkrolle über eine Keilriemenscheibe 8 angetrieben werden kann. Die beiden Riementriebe 6 und 7 sind senkrecht übereinander so angeordnet, daß zwischen dem unteren Trum des oberen Riementriebes 6 und dem oberen Trum des unteren Riementriebes 7 scheibenförmige Werkstückhalterungen 9 in einer in ihren Umfang eingebrachten halbkreisförmigen Nut geführt werden können, Die Trennwände zwischen der Ätzkammer 1, der Spülkammer 2 und der Trockenkammer 3 besitzen schlitzförmige Aussparungen, durch welche die Riementriebe 6 und 7 hindurchgeführt sind und durch welche die Werkstückhalterungen 9 hindurchgeführt werden können. Auf beiden Seiten der Riementriebe 6 und 7 und der in ihnen geführten Werkstückhalterungen 9 sind in der Ätzkammer 1, der Spülkammer 2 und der Trockenkammer 3 Ätzmittelsprühdüsen 10 bzw. Wassersprühdüsen 12 bzw. Preßluftdüsen 12 in Düsenstücken angeordnet. Die beiden Düsenstöcke der Ätzmittelsprühdüsen 10 sind schwenkbar und werden durch einen in

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der Zeichnung nicht dargestellten Exzentermotor angetrieben.

Die mittlere Einheit umfaßt einen Ätzmitteltrog 13, der unmittelbar unter der Ätzkammer 1 liegt und in welchem die versprühte Ätzlösung gesammelt wird und einen Wassertrog 14, der unter der Spülkammer 2 und der Trockenkammer 3 liegt und in welchem das Spülwasser gesammelt wird.

In der unteren Einheit sind zwei Getriebemotoren 15 und 16, deren Drehzahl stufenlos regelbar ist, und eine Ätzmittelpumpe 17 untergebracht. Die beiden Getriebemotoren 12 und 16 treiben über Keilriementriebe, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind, die beiden Keilriemenscheiben 8 des oberen Riementriebes 6 bzw. des unteren Riementriebes 7 an, während die Ätzmittelpumpe 17 die Ätzmittelsprühdüsen 10 in Umlauf mit dem Ätzmitteltrog 13 mit Ätzlösung vei^sorgt.

Beim Betrieb der Durchlaufätzmaschine werden die mit den zu ätzenden Werkstücken bestückten Werkstückhalterungen 9 nacheinander in die Eingabevorrichtung 4 gesteckt, von dem unteren Trum des oberen Riementriebes 6 und dem oberen Trum des unteren Riementriebes 7 erfaßt, nacheinander durch die Ätzkammer 1, die Spülkammer 2 und die Trockenkammer 3 transpor-r tiert und aus der Austragsvorrichtung 5 wieder entnommen. Während des Durchlaufs werden die Werkstücke in der Ätzkammer 1 über die Ätzmittelsprühdüsen 10 beidseitig mit Ätzlösung besprüht, in der Spülkammer 2 über die Wassersprühdüsen 11 mit Wasser gespült und in der Trockenkammer 3 über die Preßluftdüsen 12 mit Preßluft getrocknet. Die Vorschubbewegung der Werkstückhalterungen 9 wird dadurch erreicht, daß das untere Trum des oberen Riementriebes 6 entgegengesetzt zur Vorschubrichtung mit einer bestimmten Geschwindigkeit angetrieben wird, während das obere Trum des unteren Riementriebes 7 in Vorschubrichtung mit einer höheren Geschwindigkeit angetrie-

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ben wird. Durch diese Maßnahme wird neben der Vorschubbewegung eine gleichzeitige Rotationsbewegung der Werkstückhalterungen 9 bewirkt und eine gleichmäßige Verteilung der Ätzlösung auf den beiden Seiten der Werkstücke gewährleistet. Die Vorschubgeschwindigkeit der Werkstückhalterungen 9 kann über die stufenlos regelbare Drehzahl der Getriebemotore 15 und 16 in Abhängigkeit von dem Material der zu ätzenden Werkstücke, der verlangten Ätztiefe und der Jeweiligen Ätzkraft der Ätzlösung so eingestellt werden, daß optimale Ätzergebnisse ersie.lt werden.

In den Figuren 2 und 3 sind zwei Scheiben dargestellt, aus denen die Werkstückhalterung 9 der Figur 1 zusammengefügt ist. Die Figur 2 zeigt eine kreisrunde Scheibe 18 aus einem ätzmittelresistenten Kunststoff, in deren Umfang eine halbkreisförmige Nut eingelassen ist. In der Scheibe 18 sind mehrere zylindrische Magnete 19 eingebettet und sechs quadratförinige Durchbrüche 20 sowie zwei Bohrungen 21 eingebracht. Die Figur 3 zeigt eine kreisrunde Scheibe 22, die ebenfalls aus einem ätsmittelresistenten Kunststoff besteht und in der sechs zylindrische Magnete 23 eingebettet sind. Weiterhin weist die Scheibe 23 sechs quadratförmige Durchbrüche 24 und eine zentrische Bohrung 25 auf.

Beim Bestücken der Werkstückhalterung werden die zu ätzenden Werkstücke so auf die Scheibe 18 gelegt, daß sie auf dem Rand der Durchbrüche 20 aufliegen. Anschließend wird die Scheibe auf die Scheibe 18 aufgesetzt und die Magnete 23 mit den Magneten 19 zur Deckung gebracht. Die Magnete 19 und 23 ziehen sich gegenseitig an, so daß die Lage der Werkstücke zwischen den Scheiben 18 und 22 fixiert ist und beide Seiten der Werkstücke durch die Durchbrüche 20 und 24 für die Ätzlösung frei zugänglich sind. Nach erfolgter Ätzung werden die Scheiben und 22 durch die Bohrungen 21 bzw. 25 hindurch auseinandergedrückt und die Werkstücke entnommen. 5 Patentansprüche
3 Figuren
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Claims

Patentansprüche

Π J Durchlaufätzmaschine für beidseitige Präzisionsätzungen von Werkstücken, die innerhalb einer A'tzkammer zwischen zwei Sätzen von Sprühdüsen in einer "beweglichen Werkstückhalterung angeordnet sind, wobei die Werkstückhalterung einer in horizontaler Richtung verlaufenden Translationsbewegung unterworfen ist, dadurch gekennzeich net , daß die Werkstücke vertikal angeordnet und die Sprühdüsen in horizontaler Richtung auf die zu ätzenden Seiten der Werkstücke gerichtet sind und daß der Translationsbewegung der Werkstückhalterung eine Rotationsbewegung um ihre quer zur Translationsrichtung verlaufende Mittelsenkrechte überlagert ist.
2. Durchlaufätzmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß die Werkstückhalterung als kreisrunde Scheibe ausgebildet und von dem unteren Trum eines oberen endlosen Triebes und dem oberen Trum eines unteren endlosen Triebes, die in entgegengesetzter Richtung mit verschiedener Geschwindigkeit auf dem Scheibenumfang laufen, bewegt ist.
3. Durchlaufätzmaschine nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet , daß der obere und der untere endlose Trieb von Antriebseinrichtungen mit stufenlos regelbarer Drehzahl angetrieben sind.
4. Durchlaufätzmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e kennzeichnet , daß die Zugelemente des oberen und des unteren endlosen Triebes einen kreisförmigen Querschnitt besitzen und der Umfang der Werkstückhalterung eine halbkreisförmige Nut aufweist.

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Durchlaufätzmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Werkstückhalterung aus zwei mit Aussparungen versehenen sich durch eingebettete Magnete gegenseitig anziehenden Scheiben lösbar zusammengefügt ist und die Werkstücke zwischen den beiden Scheiben so angeordnet werden können, daß ihre zu ätzenden Seiten im Bereich der Aussparungen liegen.

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