DE3521135A1

DE3521135A1 - Vorrichtung zum aufspruehen

Info

Publication number: DE3521135A1
Application number: DE19853521135
Authority: DE
Inventors: Walter 6983 Kreuzwertheim Lemmen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1986-12-18

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufsprühen einer chemischen Lösung auf eine Platte, bei der an einem Behälter für die Lösung eine Pumpe angeschlossen ist, die auch an Düsen angeschlossen ist, die mit Abstand von einer Halteeinrichtung zum Halten der Platte angeordnet und mit dieser oberhalb des Behälters angeordnet sind, und bei der die Düsen an einem Träger und beweglich vorgesehen sind und jeweils einen sich weitenden Strahl bilden.
Bei der Herstellung von Leiterplatten in der Elektronikindustrie werden bestimmte Partien der Kupferkaschierung mit einer wässrigen Ätzlösung abgeätzt. Bei der Entwicklung von belichteten Fotoschichten erfolgt die Entwicklung mit einer flüssigen Entwicklerlösung.
Bei der Herstellung von Formätzteilen aus Metallfolien oder Blechen werden nicht gewünschte Partien mit einer wässrigen Ätzlösung herausgeätzt. In allen diesen Fällen soll die Behandlungsflüssigkeit gleichmäßig einwirken, um unterschiedliche Ergebnisse zu vermeiden.
Nachdem die Behandlungsflüssigkeit auf die Oberfläche eingewirkt hat und dabei selbst durch Aufnahme von Reaktionsprodukten weniger wirksam geworden ist, soll ebenso gleichmäßig die verbrauchte Lösung gegen frische ausgetauscht werden.
Bei einer bekannten (Zeitschrift "Galvanotechnik': 1984, S. 414) Vorrichtung der eingangs genannten Art wird jede Düse um eine zur Platte parallele Achse hin und hergeschwenkt, so daß die Sprühzone auf der Platte wandert und jede Stelle der Platte unter verschiedenen Strahlwinkeln behandelt wird. Allerdings ist die Ändcrung des Strahlwinkels an jeder Stelle nicht allzu groß, da der Schwenkwinkel begrenzt ist, so daß jede Stelle letztlich nur von einer Seite her angestrahlt wird, was den Behandlungserfolg beeinträchtigt. Auch ändert sich durch eine allzu weite Schwenkbewegung der Düse die Größe der Sprühzone und die Intensität der Bestrahlung an den einzelnen Stellen der Sprühzone um ein nicht annehmbar großes Maß.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Beweglichkeit der Düsen zu erreichen, bei der jede Stelle der zu besprühenden Platte mittels einer Düse ohne allzu große Schwankung der Strahlintensität von zwei verschiedenen Seiten her schräg angestrahlt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen sich samt Träger entlang einer geschlossenen Bahn, die in etwa parallel zu der an der Halteeinrichtung vorgesehenen Platte liegt, bewegen.
Aufgrund der, in der Regel rotierenden, Wanderbewegung der Düsen ändert sich der Einfallwinkel des Strahles an einer bestimmten Stelle der Platte sehr stark, da diese Stelle von der Düse überwandert wird.
Die Düsen bewegen sich zu sich selbst im wesentlichen parallel und bewirken somit eine ausreichend gleichbleibende Sprühintensität. Hierdurch wird eine wesentliche Verbesserung der Behandlungswirkung erreicht.
Die Düsen haben in der Regel einen Sprühstrahl mit einem Öffnungswinken von 700 bis 1200. Es lassen sich Flachstrahldüsen oder Kegelstrahldüsen verwenden und der Strahl kann hohl oder voll sein. Die Summe der Sprühzonen aller Düsen bedeckt ständig die gesamte zu behandelnde Fläche der Platte. Es ist möglich, Düsen für nur eine Seite der Platte oder für beide Seiten der Platte vorzusehen. Obzwar die Düsen während ihrer Umlaufbewegung Ihren Abstand zu der Platte unter Umständen auch etwas ändern können, wird dies in der Regel nicht vorgesehen.
Jede Düse kann sich bei geeigneter Führung z.B. entlang einer eliptischen Bahn bewegen, wobei ein Schlauch zur Zufuhr der Lösung mitwandern. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Träger der Düsen um eine Achse rotierend gelagert ist und die Zufuhr der Lösung über eine Hohlwelle sowie eine Nabe vorgesehen ist. Dies erleichtert die Lagerung und Führung der Düsen bei deren Wanderbewegung.
Es ist denkbar, den Träger mittels eines Motors zu der Bewegung anzutreiben. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn als Antrieb des Düsen-Trägers bei entsprechender Düsenanordnung der Rückstoß ausgesprühter Lösung verwendet ist. Da die Lö- sung bei der Vorrichtung sowieso unter Druck ausgesprüht wird, kann dieser Sprühdruck auch zum Antreiben des Düsen-Trägers verwendet werden. Die Düsen werden derart angeordnet, daß eine beachtliche Komponente des ausgesprühten Strahls in Richtung der Bewegung ausgerichtet ist.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn die die Lösung auf die Platte sprühenden Düsen zwecks Bewirkung des Rückstoßes schräg angeordnet sind. Es sind keine gesonderten Düsen für den Rückstoß-Antrieb nötig.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es aber auch, wenn am Träger Hilfsdüsen zwecks Bewirkung des Rückstoßes in Bewegungsrichtung ausgerichtet vorgesehen sind. Hierbei lassen sich die Düsen zum Aufsprühen unabhängig vom Rückstoß-Antrieb auf die Funktion des Aufsprühens ausrichten.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es noch, wenn die Halteeinrichtung zum Halten der Platte etwa in vertikaler Richtung ausgebildet ist und die Bewegungs-Bahn der Düsen ebenfalls in einer vertikal angeordeten Ebene liegt. Bei vertikaler Anordnung der Platte ist eine in sich geschlossene Wanderbewegung der Düsen von besonderem Vorteil, weil man bei horizontaler Platte die Platte sehr einfach unter ortsfesten Düsen hin und her wandern lassen kann, was bei vertikaler Platte relativ schwierig ist.
Die Geschwindigkeit der Wanderbewegung der Düsen wird dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die Umlaufgeschwindigkeit jeder Düse 50-200 Umläufe pro Minute beträgt, weil diese Geschwindigkeit den wesentlichen Anwendungszwecken, nämlich Leiterplatten-Ätzen, Fotoschichten-Entwickeln und Metallfolien-Formätzen, angepaßt sind.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn die Nabe unmittelbar auf der Hohlwelle mit Spiel gelagert ist. Bei dieser Ausbildung ist auf spezielle reibungsvermindernde Lagereinrichtungen zwischen Hohlwelle und Nabe verzichtet und kann die Lösung zwischen Hohlwelle und Nabe austreten, da sich unter dem Träger der Behälter befindet, der die herabtropfende Lösung auffängt.
Die Düsen lassen sich in an sich bekannter Weise ausbilden. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn jede der Düsen einen Vollkegelstrahl erzeugt, indem sich an das Zufuhrrohr der Lösung ein im Querschnitt verengter Drallkanal anschließt, der in einer kugelschalenähnlichen Höhlung mündet, von der ein sich im Querschnitt erweiternder Auslaß ausgeht. Diese Düse erzeugt nicht nur einen besonders gleichmäßigen Vollkegelstrahl, sondern ist auch im Hinblick auf den Rückstoß Antrieb besonders klein und leicht ausgebildet.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht mit Aufbrüchen einer Vorrichtung zum Aufsprühen, Fig. 2 in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch die Hohlwelle-Flansch-Einrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 3 in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab einen Querschnitt einer der Düsen der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Die Vorrichtung gemäß Zeichnung umfaßt einen Behälter 1, der rechteckig und nach oben offen ist. An den Behälter 1 ist eine Pumpe 2 angeschlossen, die eine in dem Behälter befindliche Lösung 3 über ein Rohr 4 nach oben pumpt. Die Lösung wird einer im nachfolgenden näher beschriebenen Sprüheinrichtung mit vertikal umlaufenden Düsen 5 zugeführt, welche die Lösung gegen eine vertikal angeordnete Platte 6 sprühen. Die Platte 6 ist von einer gestellartigen Halteeinrichtung 11 getragen, die an der Wandung des Behälters 1 befestigt ist.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist in dem waagerecht über dem Behälter 1 endenden Bereich des Rohres 4 eine Hohlwelle 7 geschraubt, die einerends einen Flansch 12 bildet, der ein Flansch 9 am Ende des Rohres 4 gegenüber angeordnet ist. Die Hohlwelle 7 weist um den Umfang verteilt Bohrungen 13 auf, z.B. vier an der Zahl. Auf der Hohlwelle 7 ist eine Nabe 14 drehbar zwischen den Flanschen 12 und 13, die um den Umfang verteilt vier Auslaßbohrungen 15 aufweist, die bei Drehung der Nabe 14 mit den Bohrungen 13 der Hohlwelle zusammenwirken. In jede Auslaßbohrung 15 ist ein als Rohrarm ausgebildeter Träger 8 geschraubt, der am freien Ende eine Düse 5 trägt. Der Rohrarm-Träger 8 weist am freien Ende, gegenüber der Düse 5 um 90 ° versetzt eine Hilfsdüse 10 auf, die im Querschnitt gegenüber der Düse 5 sehr klein ist. Wenn man den Rückstoß mittels der Düse 5 erzeugen will, so werden diese durch Verdrehen des Rohrarm-Trägers entsprechend schräg zur Wanderbewegung eingestellt.
Jede Düse 5 sprüht in horizontaler Richtung auf die Platte 6 einen Vollkegelstrahl 16 und weist hierzu eine Gestaltung gemäß Fig. 3 auf. Es ist ein Düsenmundstück 17 vorgesehen, das in Strömungsrichtung gesehen hinten einen halbkugelförmigen Hohlraum 18 bildet, von dem ein Auslaß 19 ausgeht, der sich im Querschnitt nach vorne erweitert. In den Hohlraum 18 gelangt die Lösung über zwei verengte Drallkanäle 20, die in einem Einsatzstück 21 vorgesehen sind, das hinten in das Düsenmundstück 17 eingesetzt ist. Der Anfang jedes Drallkanales 20 auf der einen Seite des Einsatzstückes 21 ist gegenüber dem Ausgang auf der anderen Seite des Einsatzstückes um 90 ° versetzt. Das Düsenmundstück 17 samt Einsatzstück 21 wird von einer Kappe 22 an einen Stutzen 23 angeschraubt gehalten, der am Rohrarm-Träger vorgesehen ist.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Aufsprühen einer chemischen Lösung auf eine Platte, bei der an einem Behälter für die Lösung eine Pumpe angeschlossen ist, die auch an Düsen angeschlossen ist, die mit Abstand vor einer Halteeinrichtung zum Halten der Platte angeordnet und mit dieser oberhalb des Behälters angeordnet sind, und bei der die Düsen an einem Träger und beweglich vorgesehen sind und jeweils einen sich weitenden Strahl bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (5) sich samt Träger (8) entlang einer geschlossenen Bahn, die in etwa parallel der an der Halteeinrichtung (11) vorgesehenen Platte (6) liegt, bewegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) der Düsen (5) um eine Achse rotierend gelagert ist und die Zufuhr der Lösung über eine Hohlwelle (7) sowie eine Nabe (14) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb des Düsen (5)-Trägers (8) bei entsprechender Düsenanordnung der Rückstoß ausgesprühter Lösung verwendet ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lösung auf die Platte (6) sprühenden Düsen (5) zwecks Bewirkung des Rückstoßes schräg angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (8) Hilfsdüsen (10) zwecks Bewirkung des Rückstoßes in Bewegungsrichtung ausgerichtet vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (11) zum Halten der Platte (6) etwa in vertikaler Richtung ausgebildet ist und die Bewegungs-Bahn der Düsen (5) ebenfalls in einer etwa vertikal angeordneten Ebene liegt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufgeschwindigkeit jeder Düse (5)50 - 200 Umläufe pro Minute beträgt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (14) unmittelbar auf der Hohlwelle (7) mit Spiel gelagert ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Düsen (5) einen Vollkegelstrahl (16) erzeugt, indem sich an das Zuführrohr der Lösung ein im Querschnitt verengter Drallkanal (20) anschließt, der in einer kugelschalenähnlichen Höhlung (18) mündet, von dem ein sich im Querschnitt erweiternder Auslaß (19) ausgeht.