DE29517588U1

DE29517588U1 - Maschine zur Flüssigkeitsbehandlung von Gegenständen, insbesondere Platinen in der Leiterplattenfertigung

Info

Publication number: DE29517588U1
Application number: DE29517588U
Authority: DE
Original assignee: Cimatec Produkte fur Lei GmbH
Current assignee: Cimatec Produkte fur Lei GmbH
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2005-11-07

Description

C-7820

Maschine zur Flüssiqkeitsbehandlunq von Gegenständen, insbesondere Platinen in der Leiterplattenfertiquncr

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Flüssigkeitsbehandlung von Gegenständen, insbesondere Platinen in der Leiterplattenfertigung, gemäß Gattungsbegriff des Schutzanspruchs 1.

Derartige Maschinen, beispielsweise Entwicklungsmaschinen für photosensiblen Lötstopplack, sind derzeit bekannt und im Einsatz. Da die im Kreislauf über den Tank geführte Bearbeitungsflüssigkeit {Prozeßlösung) in der Regel Verunreinigungen, wie vor allem Niederschläge und/oder Ausscheidungen (beispielsweise nicht polymerisierte Teile des Lötstopplacks) mit sich führt, die im Tank häufig nur teilweise ablagerbar sind, kommt es in der Bearbeitungsflüssigkeit im Laufe der Zeit zu einer zunehmenden Konzentration in der Schwebe bleibender solcher Verunreinigungen. Dies und die sich im Tank ansammelnden Ablagerungen machen einen verhältnismäßig häufigen Austausch der Behandlungsflüssigkeit, verbunden mit einer Reinigung des Tanks, erforderlich. Um die Zeitabstände solcher Wartungsmaßnahmen, die ja gewöhnlich mit Betriebsunterbrechungen verbunden sind, groß bzw., andererseits, den Verunreinigungsgrad der Behandlungsflüssigkeit klein zu machen, war man bestrebt, einen möglichst großen Tank zu verwenden. Dies wiederum setzt aber den jeweiligen Einsatz und Austausch einer verhältnismäßig großen Menge Bearbeitungsflüssigkeit voraus. Dennoch vermag diese Maßnahme häufig nicht die Absetzung fester Partikel an Düsenstöcken, Heiz- oder Kühlschlangen, in einer Auffangwanne oder dergl. zu vermeiden, wo sie bereits nach verhältnismäßig kurzer Zeit einen erheblichen Wartungsaufwand verursachen und zu erhöhtem Energieverbrauch führen können.

Gewöhnlich hat man sich dagegen durch den Betrieb mit erheblichem Überschuß frischer, unverbrauchter Behandlungsflüssigkeit zu helfen versucht, der jedoch wiederum entsprechend große Wiederaufarbeitungsanlagen oder - im Falle wässeriger Prozeßlösungen - Abwasserreinigungsanlagen erforderte. In Abwasserreinigungsanlagen werden der Prozeßlösung nach dem heutigen Stand in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten Chemikalien wie Salzsäure, Eisen-3-Chlorid, Calciumhydroxid und andere Laugen zugesetzt, um die darin enthaltenen Schadstoffe zu einem filtrierbaren Schlamm umformen und die filtrierte Lösung dem Abwasser zuführen zu können. Das bei diesem Prozeß anfallende Schlammvolumen beträgt ein Vielfaches, z.B. das 20-fache, des eigentlichen Schadstoffvolumens. Der Schlamm muß deponiert werden, was wiederum umweltunverträglich und kostenverursachend ist. Sodann ist der Umgang mit den vorgenannten Chemikalien teilweise gefährlich.

Nun sind zwar zur Trennung von Prozeßlösungen von Schadstoffen eine Reihe von Verfahren angegeben worden und z.T. auch in Gebrauch, wie z.B. die Ultrafiltration und die Mikrofiltration, doch haben sich solche Verfahren in der Leiterplattenindustrie nicht bewährt, da die betreffenden Filteroberflachen (Membranen) für die in dieser Branche verwendeten Stoffe keine ausreichende Beständigkeit aufweisen. Zudem sind die betreffenden Geräte, abgesehen von kleinen Vorfiltern, wie sie in jedem Volumenstrom zum Pumpenschutz eingesetzt werden, voluminöse Anlage», die nur separat von der jeweiligen Maschine aufgestellt werden können, etwa in der zentralen Abwasseraufbereitung eines Betriebes. Damit müssen die zu reinigenden Prozeßlösungen oft lange Leitungswege durchlaufen, was zu Prozeßstörungen und Wartungsaufwand führt. Zudem gefährden die daraus abgeschiedenen Schadstoffe die Funktion der Wiederaufbereitungsanlage.

Auf diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, für die Flüssigkeitsbehandlung von Gegenständen,

wie insbesondere Platinen in der Leiterplattenfertigung, eine umweltfreundlichere, preiswertere und wartungsärmere Lösung anzugeben .

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben darübergehend vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten an.

Die Einschaltung eines Filteraggregats bestehend aus einem Tank und einem nach dem Cross-Flow-Prinzip arbeitenden keramischen Membranfilter in den Arbeitskreislauf der Behandlungsflüssigkeit erlaubt es durch die fortgesetzte Trennung von Ausscheidungen aus dem eingesetzten Behandlungsflüssigkeitsvolumen, den betreffenden Tank gegenüber den vorausgehend erwähnten herkömmlichen Lösungsversuchen wesentlich zu verkleinern und somit Raum zu gewinnen für die Unterbringung des Filters samt Zusatzaggregaten wie z.B. Vorfiltern, Ventilen, einer eventuellen eigenen Pumpe und einer zugehörigen Steuerung, in der gleichen Maschine. Es ist sogar möglich, auf den Vorratstank der Maschine gänzlich zu verzichten.

Nach dem bekannten Prinzip der Cross-Flow-Filtration wird die zu behandelnde Prozeßlösung an der Membranfläche unter Druck vorbeigeführt. Dabei trennt die Membran die zu behandelnde Lösung in denjenigen Teilstrom, der als saubere Lösung {Permeat) in den Prozeß zurückgeführt werden kann, und den Teilstrom, der nun angereichert ist mit filtrierbaren Inhaltsstoffen der Prozeßlösung (Retentat). Durch die immerwährende Vorbeiführung der Flüssigkeit an der Filtermembran tritt eine immer weitergehende Trennung zwischen sauberer Behandlungsflüssigkeit und mit Rückständen beladener Flüssigkeit ein, bis die Konzentration der Rückstände so weit angestiegen ist, daß das Konzentrat als Charge zu entsorgen ist. Die auf diese Weise zu entsorgende Schadstoffmenge ist jedoch nur unwesentlich größer als die in den Prozeß eingeführte Menge. Dazu noch ist die Gefahr von Du-

senverstopfungen und ähnlichen Prozeßstörungen beseitigt, die bisher Anlaß gegeben hatte, mit großen Überschüssen an frischer Behandlungsflüssigkeit zu arbeiten.

Vorteilhafterweise kann das von Verunreinigungen freie Permeat direkt der Behandlungsstation der Gegenstände, vorzugsweise Platinen, d.h. den Sprühdüsen, zugeführt werden, während die Konzentration der Verunreinigungen der im Tank des Filteraggregats befindlichen Behandlungsflüssigkeit immer weiter ansteigt.

Es ist auch möglich, den Vorratstank der Behandlungsflüssigkeit innerhalb der Maschine in kleiner Form beizubehalten, wobei der Kreislauf der Behandlungsflüssigkeit nun zwischen dem Vorratstank und der Behandlungsstation stattfindet. Zum Filtern werden Teile der Behandlungsflüssigkeit aus dem Vorratstank abgezogen und dem Tank des Filteraggregats zugeführt. Das im Filteraggregat erzeugte Permeat wird wieder dem zur Behandlungsstation gehörenden Vorratstank zugeführt, während das Retentat die Konzentration der Verunreinigungen im Tank des Filteraggregats ansteigen läßt.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Figuren genauer beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen etwas schematisierten Längsschnitt durch eine typische Flüssigkeitsbehandlungsmaschine der beanspruchten Art und

Fig. 2 ein Schema des darin auftretenden Flüssigkeitskreislaufes in dem Filteraggregat.

Die in Fig. 1 gezeigte Maschine weist ein langgestrecktes Gestell 2 auf, das, innerhalb einer Wanne 4 ein horizontalverlaufendes, vorzugsweise durchbrochenes Fördermittel 6, das aus RoI-

len und/oder einem Band bestehen kann, überdeckt von einem Tunnel 8, trägt.

Von dem Fördermittel 6 werden darauf aufgelegte Leiterplattenplatinen 10 durch den Tunnel 8 hindurch in der mit dem Pfeil 12 bezeichneten Richtung gefördert. An der Decke 14 und am Boden 15 des Tunnels 8 sind in Richtung des Pfeiles 12 hintereinanderliegend mehrere querverlaufende Sprührohre 16 oder dergleichen für die auf die Platinen 10 aufzubringende Behandlungsflüssigkeit, gefolgt von mehreren Blasrohren 18 mit beispielsweise Schlitzdüsen für auf die Platinen 10 zwecks Trocknung anschließend aufzublasende Luft, vorzugsweise Warmluft, angeordnet. Die Behandlungsflüssigkeit wird vermittels einer Pumpe 21 aus einem Vorratstank 25 gefördert, in dem die in der Maschine einzusetzende Behandlungsflüssigkeit bevorratet wird. Überschüssige Behandlungsflüssigkeit aus dem Behandlungsprozeß wird, von der Wanne 4 aufgefangen, durch einen Rücklauf 28 in den Tank 25 zurückgeführt .

In der dargestellten Ausführungsform wird Behandlungsflüssigkeit von einer Pumpe 23 aus dem Vorratstank 25 abgezogen und dem Tank 26 des Filteraggregats 24 zugeführt. Eine Pumpe 22 führt die Behandlungsflüssigkeit aus dem Tank 26 dem Membranfilter 34 zu. Das Retentat des Membranfilters 34 wird wieder in den Tank 26 des Filteraggregats 24 geleitet, während das gereinigte Permeat über die Permeatableitung in den Vorratstank 25 geleitet wird.

Wie ersichtlich, findet das Filteraggregat 24 neben dem Tank 25 im Inneren des Gestells 2 Platz, welches den Unterbau der Maschine bildet.

In Fig. 2 ist ein wesentlicher Teil des Flüssigkeitskreislaufes des Filteraggregats der Maschine schematisch dargestellt. Soweit darin vorausgehend bereits angesprochene Teile auftreten, sind sie mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

Aus dem Tank 26, dem in diesem Fall Behandlungsflüssigkeit aus dem Behandlungsprozeß über die Wanne 4 und den Rücklauf 28 zugeführt wird, wird die zu behandelnde Flüssigkeit über eine unterseitig angeschlossene Pumpe 22 in das Innere eines patronenförmigen, keramischen Membranfilters 34 (im Filteraggregat 24) gefördert, aus dem die mit filtrierbaren Stoffen angereicherte Flüssigkeit (Retentat) über ein Drosselventil 36 in den Tank 26 zurückfließt. Das durch die Membranwand 38 (Membran) des Filters (34) hindurchtretende Permeat gelangt indessen über die vorausgehend bereits erwähnte Pumpe 22 zu den Sprührohren 14 für den Bearbeitungsvorgang.

Durch den vermittels der Pumpe 22 und des Drosselventils 3 6 im Inneren des Membranfilters 34 herrschenden Druck wird fortlaufend ein Teil der Flüssigkeit (Permeat) durch die Wand 38 hindurchgetrieben, während die Flüssigkeit im übrigen an dieser Wand entlangstreicht (Cross-Flow-Prinzip).

In der Permeatableitung 30 kann eine weitere Pumpe 32 zum Transport und/oder zur Druckerhöhung des Permeats angeordnet sein. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird auf einen Vorratstank der Maschine verzichtet. Stattdessen dient der Tank 26 des Filteraggregats 24 gleichzeitig als Auffangbehälter für die benutzte Behandlungsflüssigkeit, die dann aus der Wanne 4 über dem Abfluß 28 direkt in den Tank 2 6 fließt. Das saubere Permeat wird in diesem Fall über die Leitung 3 0 direkt zu den Sprühelementen 16 geführt.

Bezuaszeichenlxste

2	Gestell
4	Wanne
6	Fördermittel
8	Tunnel
10	Leiterplattenplatinen
12	Pfeil
14	Decke (von 8)
15	Boden (von 8)
16	Sprührohre
18	Blasrohre
21	Pumpe
22	Pumpe
23	Pumpe
24	Filteraggregat
25	Vorratstank
2S	Tank
28	Rücklauf
30	Permeatableitung
32	Pumpe
34	Membranfilter
36	Drosselventil
38	Membranwand

Claims

Schutzansprüche

1. Maschine zur Flüssigkeitsbehandlung von Gegenständen, insbesondere Platinen in der Leiterplattenfertigung, dadurch gekennzeichnet, daß in die Maschine ein Filteraggregat (24) integriert ist, das einen Tank (26) und ein nach dem Cross-Flow-Prinzip arbeitendes keramisches Membranfilter (34) aufweist, wobei der Tank (26) die nach der Flüssigkeitsbehandlung verunreinigte Behandlungsflüssigkeit aufnimmt, diese aus dem Tank (26) mittels einer Pumpe (22) dem Membranfilter (34) zugeführt wird, so daß das durch die Membran (38) durchgetretene Permeat wieder der Flüssigkeitsbehandlung zugeführt wird, während das an der Membran (38) vorbeifließende Retentat wieder in den Tank (26) zurückgelangt .

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine Sprüheinrichtungen (16) aufweist, denen das Permeat direkt von dem Membranfilter (34) zugeführt wird.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Maschine einen Vorratstank (25) aufweist, aus dem die Behandlungsflüssigkeit den Sprüheinrichtungen (16) im Kreislauf zugeführt wird, wobei Teile der Behandlungsflüssigkeit dem Tank (2 6) des Reinigungselements zugeführt und das Permeat des Membranfilters (34) dem Vorratstank (25) wieder zurückgeführt wird.

4. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (22) hinsichtlich der Strömung zwischen Tank (26) und Filter (34) angeordnet ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Permeatleitung zwischen Filter (34) und Behandlungsstation eine zusätzliche Pumpe (32) angeordnet ist.

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Konzentratabführung zwischen Filter (34) und Tank (26) ein Drosselventil angeordnet ist.

7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Filter (34) wie der Tank (26) im Unterbau der Maschine befinden.