DE3422276C2

DE3422276C2 -

Info

Publication number: DE3422276C2
Application number: DE19843422276
Authority: DE
Inventors: Walter Dr.H.C.Ing. 7758 Meersburg De Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1992-07-16
Also published as: DE3422276A1; CA1269639A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ätzen von Leiterplatten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer dieser bekannten Vorrichtungen befindet sich der Sensor in der Ätzflüssigkeit, die laufend umgewälzt wird. Selbst wenn man den Sensor in strömungsberuhigte Stellen des Ätzbehäl ters bringt, ist das Meßergebnis noch so ungenau, daß der Er findungszweck, nämlich eine optimale Ätzgeschwindigkeit zu haben, nicht erreicht wird. Durch das Tauchen von Leiterplatten in die Ätzflüssigkeit ändert sich deren physikalische und che mische 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 der vorliegenden Vorrichtung handelt es sich um eine umwelt freundliche Ätzung, d. h. die Ätzflüssigkeit wird laufend um gewälzt. Sie wird nicht ausgewechselt, wie bei bekannten Ver fahren, wenn sie verbraucht ist, sondern wird regeneriert oder erhält auch Zusätze, die es gewährleisten, daß immer eine op timale Ätzgeschwindigkeit vorhanden ist.

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

Eine weitere Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-AS 20 08 766 bekannt. Dort ist jedoch der Sensor in der Elektrolysezelle selbst angeordnet, so daß die Gefahr be steht, daß aufsteigende Gasblasen den Meßvorgang des Schwimmers beeinträchtigen könnten.

Eine weitere Vorrichtung zum Ätzen von Leiterplatten ist aus der US 40 23 022 bekannt, wobei dort der Sensor in einem By paß angeordnet ist. Zur Beruhigung der Strömung bei der Messung über den Sensor sind jedoch lediglich Drosselstrecken vorge sehen, die nicht immer ausreichen, um bei dem Meßvorgang eine strömungsfreie Zone zu schaffen.

Bei einer weiteren Vorrichtung zum Ätzen von Leiterplatten gemäß der AT 3 13 671 ist ebenfalls in einem Bypaß eine Meß einrichtung angeordnet, wobei es jedoch nicht vorgesehen ist, die Umlaufleitung, die zu der Meßeinrichtung führt, beim Meßvorgang gänzlich zu unterbrechen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird vielmehr über den Bypaß kontinuierlich Ätz flüssigkeit entnommen und der Meßeinrichtung zugeführt, so daß die entstehende Strömung zu Ungenauigkeiten beim Meß vorgang selbst führen könnte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vor richtung zum Ätzen von Leiterplatten der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine genaue strömungsunabhängige Messung der Ätzflüssigkeit erfolgt.

Zur Lösung der Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

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 zeitlichen Abstände ergeben sich dadurch, daß man der Meßflüssigkeit eine Probe entnimmt, die man in ein Überlaufgefäß 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 verän dert, bis eine optimale Ätzgeschwindigkeit vorhanden ist.

Eine Ausgestaltung nach der Erfindung besteht darin, daß der Sensor ein ansich bekannter Schwimmer mit induktivem oder kapazitivem Abriff ist.

Um einen automatischen Betrieb zu gewährleisten, ist es wichtig, daß das Ventil 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 über einen Verstärker die Strom zufuhr der Elektrolysezellen schaltet.

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

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

Will man nicht nur durch eine zu schaltende Elektrolysezelle den Kupfergehalt einstellen, sondern wählt man andere Bezugs größen, die man zur Erreichung einer optimalen Ätzgeschwin digkeit einstellen will, dann ergibt sich ein Arbeitsverfahren zum Ätzen von Leiterplatten dadurch, daß die Ätzflüssigkeit im Ätzbehälter laufend überwacht wird; hier ist es möglich, daß durch Zusätze - abhängig von der Zahl der Ätzungen - die Ätzflüssigkeit in zeitlichen Abständen ergänzt wird, bis eine optimale Ätzgeschwindigkeit erreicht ist. Die Vorrichtung zum Ätzen arbeitet sehr genau, da ein Sensor den Zustand der Ätz flüssigkeit in einem Kontrollgefäß überwacht, dessen Füllung in wählbaren, zeitlichen Abständen erfolgt, und die Meßphase des Sensors in die ruhende Phase der Meßflüssigkeit im Kontroll gefäß verlegt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschrei bung weitere Vorteile hervor.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Ätzbehälter mit Elektrolyse zelle, wobei hier ein bestimmter Kupfergehalt in der Ätzflüssigkeit einstellbar ist;

Fig. 2 zeigt ganz allgemein die laufende Kontrolle einer Ätz flüssigkeit durch eine Meßanordnung nach der Erfindung, wobei entsprechend Zusätze der Ätzflüssigkeit zugesetzt werden.

In Fig. 1 sind schematisch Leiterplatten 1 dargestellt, die durch Tauchen in Pfeilrichtung 13 in den Ätzbehälter 2 in an sich 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 11 zu einem Überlaufgefäß 10 regelt, in dem sich der Schwimmer 5 befindet, kann durch eine Programmsteuerung 12 betätigt werden. Beim Ausführungsbei spiel besitzt der Schwimmer einen an sich bekannten induktiven Abgriff 39, 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 Er regerspulen 15 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 7. Im Aus führungsbeispiel bei Fig. 1 liegt in der Umlaufleitung noch eine Wasserstrahlpumpe 19, die Teilmengen regenerierter Ätz flüssigkeit in Pfeilrichtung 20 aus der Elektrolysezelle 3 ansaugt. Die Pumpe fördert dann weiter in Pfeilrichtung 21 die teilweise regenerierte Ätzflüssigkeit wieder in den Ätzbe hälter 2. Der Zulauf zur Elektrolysezelle 3 erfolgt über einen Abzeig 22, wenn das Ventil 23 geöffnet ist. In zeitlichen Ab ständen, z. B. durch eine Programmsteuerung 12, wird das Ventil 8 geöffnet. Dadurch wird der in der Umlaufleitung 7 befind lichen Ätzflüssigkeit eine Probenmenge entnommen, die in Pfeil richtung 24 (vgl. Fig. 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 Pfeil richtung 27 wieder in den Ätzbehälter 2.

Abhängig von dem Meßergebnis bewegt sich jetzt der Schwimmer 5 in Pfeilrichtung 28, so daß die Kontakte 14 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 Art der Ätzflüssigkeit und/oder der verwendeten Materialien der Leiterplatten ergeben sich hierfür ansich bekannte Zusätze, um die Ätzgeschwindigkeit auf ein optimales Maß zu bringen.

Claims

1. Vorrichtung zum Ätzen von Leiterplatten mit einem Ätzbehälter, dessen Ätzflüssigkeit kontinuierlich mindestens teilweise über eine Umlaufleitung zum Regenerieren einer Elektrolysezelle zugeführt und nach Regeneration in den Ätzbehälter zurück geführt wird, wobei ein Sensor als ein den Kupfergehalt messender Schwimmer den Regenerationsvorgang durch Abschalten der Elektro lysezelle unterbricht, sobald ein die optimale Ätzgeschwindig keit gewährleistender Kupfergehalt vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem By paß (6) zur Umlaufleitung (7) ein Überlaufgefäß (10) ausgebil det ist, in welchem der Sensor (4) angeordnet ist und daß dem Zulauf (11) des Überlaufgefäßes (10) ein Ventil (8) zur einstell baren zeitlichen Unterbrechung des Bypasses (6) während der Meßphase des Sensors (4) vorgeschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) ein ansich bekannter Schwimmer mit induktivem oder kapazitivem Abgriff (9) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (8) ein elektro magnetisches Ventil ist, dessen Offen- und Schließstellung programmgesteuert (12) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) über einen Verstärker die Stromzufuhr der Elektrolysezelle (3) schaltet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) über ein Ven til und einen Verstärker die Flüssigkeitszufuhr zur Elektro lysezelle (3) regelt.