DE3422276A1

DE3422276A1 - Vorrichtung und arbeitsverfahren zum aetzen von leiterplatten

Info

Publication number: DE3422276A1
Application number: DE19843422276
Authority: DE
Inventors: Walter Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1985-12-19
Also published as: DE3422276C2; CA1269639A

Description

-H-

Vorrichtung und Arbeitsverfahren zum Ätzen von Leiterplatten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ätzen von Leiterplatten, gebildet von einem Ätzbehälter, dessen Ätzflüssigkeit kontinuierlich mindestens teilweise zum Regenerieren einer Elektrolysezelle zugeführt und nach Regeneration in den Ätzbehälter rückgeführt wird, wobei ein in der Ätzflüssigkeit angeordneter Sensor , z.B. ein den Kupfergehalt messender Schwimmer,den Regenerationsvorgang, z.B. durch Abschalten der Elektrolysezelle unterbricht, wenn eine die optimale Ätzgeschwindigkeit gewährleistende Beschaffenheit , z.B. ein bestimmter Kupfergehalt, vorhanden ist.

Bei einer dieser bekannten Vorrichtungen befand sich der Sensor in der Ätzflüssigkeit, die laufend umgewälzt wird. Selbst, wenn man den Sensor in strömungsberuhigte Stellen des Ätzbehälters bringt, ist das Meßergebnis noch so ungenau, daß der Erfindungszweck, nämlich eine optimale Ätzgeschwindigkeit zu haben, nicht erreicht wird. Durch das Tauchen von Leiterplatten in die Ätzflüssigkeit ändert sich deren physikalische und chemische Zusammensetzung. Es hat sich herausgestellt, daß gewisse Parameter der chemischen und/oder physikalischen Beschaffenheit der Ätzflüssigkeit vorhanden sein müssen, um eine optimale Ätzgeschwindigkeit zu haben. Bei dem vorliegenden Verfahren handelt es sich um eine umweltfreundliche Ätzung, d.h. die Ätzflüssigkeit wird laufend umgewälzt. Sie wird nicht ausgewechselt, wie bei bekannten Verfahren, wenn sie verbraucht ist, sondern wird regeneriert oder erhält auch Zusätze, die es gewährleisten, daß immer eine optimale Ätzgeschwindigkeit vorhanden ist.

Es entfällt damit das Weggießen der Ätzflüssigkeit, d.h. die ganze Anlage arbeitet umweltfreundlich.

Die Lösung der Aufgabe, nämlich eine genaue, d.h. strömungs unabhängige Meßung der Ätzflüssigkeit durch einen Sensor zu erreichen, erfolgt dadurch , daß der Sensor 4 in einem Bypass 6 zur Umlaufleitung 7 der Ätzflüssigkeit zwischen Ätzbehälter 2 und Elektrolysezelle 3 angeordnet ist, der in einstellbaren zeitlichen Abständen, z.B. über ein Ventil 8 mit der Umlaufleitung 7 verbunden ist und die Schaltphase des Sensors bei geschlossenem Ventil

beim
8 , d.h. im Bypass 6,/Ruhen der Ätzflüssigkeit stattfindet.

Es findet hier ein vollkommen neuer Weg Anwendung. Man mißt nicht mehr laufend , wie das bei derartigen Vorgängen üblich ist, sondern in zeitlichen Abständen. Die zeitliehen Abstände ergeben sich dadurch, daß man der Meßflüssigkeit eine Probe entnimmt, die man in einen Meßbehälter überführt und dann im ruhenden Zustand diese Flüssigkeit strömungsunabhängig sehr genau messen kann, abhängig von diesem Meßergebnis wird dann die Ätzflüssigkeit regeneriert bzw. durch Zusätze so weit verändert, bis eine optimale Ätzgeschwindigkeit vorhanden ist.

Eine Ausführung nach der Erfindung besteht darin, daß der Sensor 4 ein ansich bekannter Schwimmer 5 mit induktivem bzw. kapazitivem Abgriff 9 ist.

Zweckmässig ist es ferner, daß sich der Sensor 4 in einem in der Bypassleitung 6 angeordneten Überlaufgefäss 10 befindet.

Dieses Überlaufgefäss gewährleistet, daß die Menge der Probeflüssigkeit immer genau konstant bleibt.

Zweckmässig ist , daß das Ventil 8 im Zulauf 11 zum überlaufgefäss 10 angeordnet ist.

Um einen automatischen Betrieb zu gewährleisten , ist es wichtig, daß das Ventil 8 ein elektromagnetisches Ventil ist, dessen Offen- und Schließstellung programmgesteuert ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung , bei welcher der Kupfergehalt in der Ätzflüssigkeit auf ein bestimmtes. Maß eingestellt wird, ist es wichtig, daß der Sensor 4, z.B. über einen Verstärker,die Stromzufuhr der Elektrolysezelle 3 schaltet.

Die Elektrolysezelle 3 dient der Kupferabscheidung und je nach einem eingestellten Wert ist man dann in der Lage, der Ätzflüssigkeit ein bestimmtes spezifisches Gewicht entsprechend einem bestimmten Kupfergehalt zuzuordnen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Sensor 4, z.B. über ein Ventil und einen Verstärker,die Flüssigkeitszufuhr zur Elektrolysezelle 3 regelt.

nur
Will man nicht/durch eine zu schaltende Elektrolysezelle den Kupfergehalt einstellen, sondern wählt man andere Bezugsgrößen, die man zur Erreichung einer optimalen Ätzgeschwindigkeit einstellen will, dann ergibt sich ein Arbeitsverfahren zum Ätzen von Leiterplatten dadurch, daß die Ätzflüssigkeit im Ätzbehälter laufend überwacht wird ; die Lehre der Erfindung besteht dann darin, daß durch Zusätze - abhängig von der Zahl der Ätzungen die Ätzflüssigkeit in zeitlichen Abständen ergänzt wird, bis eine optimale Ätzgeschwindigkeit erreicht ist. Das Arbeitsverfahren lässt sich nur dadurch genau durchführen, daß ein Sensor 4 den Zustand der Ätzflüssigkeit in einem Kontrollgefäss überwacht, dessen Füllung in wählbaren, zeitlichen Abständen erfolgt, und die Meßphase des Sensors in die ruhende Phase der Meßflüssigkeit im Kontrollgefäss verlegt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.Dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung weitere Erfindungsmerkmale hervor.

Figur 1 zeigt schematisch einen Ätzbehälter mit Elektrolysezelle, wobei hier ein bestimmter Kupfergehalt in der Ätzflüssigkeit einstellbar ist;

Figur 2 zeigt ganz allgemein die laufende Kontrolle einer Ätzflüssigkeit durch eine Meßanordnung nach der Erfindung, wobei entsprechend Zusätze der Ätzflüssigkeit zugesetzt werden;

In der Figur 1 sind schematisch Leiterplatten 1 dargestellt, die durch Tauchen in Pfeilrichtung 13 in den Ätzbehälter 2 in ansich bekannter Weise zum Herstellen elektrischer Schaltungen getaucht werden. Der Ätzbehälter 2 ist mit einer Elektrolysezelle 3 zusammengeschaltet. Ein Sensor 4 , der im Ausführungsbeispiel einen Schwimmer 5 aufweist, ist im Bypass 6 einer Umlaufleitung 7 angeordnet. Das Ventil 8 , welches den Zulauf zu einem überlaufgefäss 10 regelt, in dem sich der Schwimmer 5 befindet, kann durch eine Programmsteuerung 12 betätigt werden. Beim Ausführungsbeispiel besitzt der Schwimmer einen ansich bekannten induktiven Abgriff 9, d.h. die Meßanordnung schaltet ein oder aus über ihre Kontaktanschlüsse 14, wenn der am Schwimmer 5 befestigte Kontakt 9 ,z.B. ein Reed-Kontakt aus dem Magnetfeld der Erregerspulen im feststehenden Teil gelangt.

Die Arbeitsweise ist dann die folgende:

Die Ätzflüssigkeit 16 wird in Pfeilrichtung 17 von der Pumpe 18 angesaugt und gelangt so in die Umlaufleitung Im Ausführungsbeispiel bei Figur 1 liegt in der Umlaufleitung noch eine Wasserstrahlpumpe 19 , die Teilmengen regenerierter Ätzflüssigkeit in Pfeilrichtung 20 aus der

Elektrolysezelle 3 ansaugt. Die Pumpe fördert dann weiter in Pfeilrichtung 21 die teilweise regenerierte Ätzflüssigkeit wieder in den Ätzbehälter 2. Der Zulauf zur Elektrolysezelle 3 erfolgt über einen Abzweig 22, wenn das Ventil 2 3 geöffnet ist. In zeitlichen Abständen , z.B. durch eine Programmsteuerung 12, wird das Ventil 8 geöffnet. Dadurch wird der in der Umlaufleitung 17 befindlichenÄtzflüssigkeit eine Probenmenge entnommen, die in Pfeilrichtung 24 (vgl. Figur 2) in ein überlaufgefäss 10 geführt wird. Der Überlauf 25 in diesem Gefäss sorgt dafür, daß die zu messende Menge im Meßbehälter 26 gleich bleibt. Ist dieser Meßbehälter 26 gefüllt, dann läuft die überschießende Probenmenge in Pfeilrichtung 27 wieder in den Ätzbehälter 2.

Abhängig von dem Meßergebnis bewegt sich jetzt der Schwimmer 5 in Pfeilrichtung 28 , so daß die Kontakte 24 z.B. die nicht dargestellte Stromversorgung der Elektrolysezelle 3 , abschalten, wenn der Kupfergehalt in der Ätzflüssigkeit zu hoch wird oder wieder einschalten, wenn er zu niedrig wird.

Zusätzlich oder auch alleine können weitere Ventile 29, 30 geschaltet werden, die in den Ätzbehälter 2 über Leitungen 31,32 Zusätze in den Ätzbehälter 2 einspeisen. Je nach der Art der Ätzflüssigkeit und/oder der verwendeten Materialien der Leiterplatten ergeben sich hierfür ansich bekannte Zusätze , um die Ätzgeschwindigkext auf ein optimales Maß zu bringen.

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Claims

Betreff: Anmelder: Herr Senator Ing. Walter Holzer, Drosteweg 19, 7758 Meersburg Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Ätzen von Leiterplatten(1),gebildet von einem Ätzbehälter (7), dessen Ätzflüssigkeit kontinuierlich mindestens teilweise zum Regenerieren einer Elektrolysezelle (3) zugeführt und nach Regeneration in denÄtzbehälter zurückgeführt wird, wobei ein in der Ätzflüssigkeit angeordneter Sensor (4), z.B. ein den Kupfergehalt messender Schwimmer (5),den Regenerationsvorgang z.B. durch Abschalten der Elektrolysezelle (3) unterbricht, wenn eine die optimale Ätzgeschwindigkeit gewährleistende Beschaffenheit, z.B. ein bestimmter Kupfergehalt vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) in einem Bypass (6) zur Umlaufleitung (7) der Ätzflüssigkeit zwischen Ätzbehälter (2) und Elektrolysezelle (3) angeordnet ist, der in einstellbaren, zeitlichen Abständen, z.B. über ein Ventil (8) , mit der Umlaufleitung (7) verbunden ist und die Schaltphase des Sensors (4) bei geschlossenem Ventil (8) , d.h. im Bypass bei (6) ruhender Ätzflüssigkeit stattfindet.

Telephon: Telex:

■m Lindau (0 83 82) 54374(pat-d) 50 25 Telegramm-Adresse:

patrl-llndau

Facsimlle/Teiecopler Bankkonten:

Post Lindau Bayer. Vereinsbank Lindau (B) Nr. 120 8578 (BLZ 735 200 74)

■m (08382)24222 Hypo-Bank Lindau (B) Nr. 6670-278920(BLZ 733 204 42)

Postscheckkont Manchen 295 2!

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r ch gekennzeichnet , daß der Sensor (4) ein ansich bekannter Schwimmer mit induktivem bzw. kapazitivem Abgriff (9) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Sensor (4) in einem in der Bypassleitung (6) angeordneten tiberlaufgefäss (10) befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet/ daß das Ventil (8) im Zulauf (11) zum überlaufgefiäss (10) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r ch gekennzeichnet ,daß das Ventil (8) ein elektromagnetisches Ventil ist, dessen Offen- und Schließer Stellung programmgesteuert (12) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4)₍ z.B. über einen Verstärke^ die Stromzufuhr der Elektrolysezelle (3) schaltet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) z.B. über ein Ventil und einen Verstärker die Flüssigkeitszufuhr zur Elektrolysezelle (3) regelt.

8. Arbeitsverfahren zum Ätzen von Leiterplatten (1), bei dem die Ätzflüssigkeit im Ätzbehälter (2) laufend überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zusätze und/oder Regenerationsvorgänge ,abhängig von der Zahl der Ätzungen, die Ätzflüssigkeit in zeitlichen Abständen ergänzt wird, bis eine optimale Ätzgeschwindigkeit erreicht ist, wobei ein Sensor (4)

den Zustand der Ätzflüssigkeit in einem Kontrollgefass überwacht, dessen Füllung in wählbaren, zeitlichen Abständen erfolgt, und die Meßphase des Sensors in die ruhende Phase der Meßflüssigkeit im Kontrollgefass verlegt ist.