DE3817543A1 - Maschine zum behandeln von gegenstaenden mit einer behandlungsfluessigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Behandeln von Gegenständen mit einer Behandlungsflüssigkeit mit

• a) einem Gehäuse;
• b) einer Transporteinrichtung, welche die Gegenstände kon­ tinuierlich durch das Gehäuse führt,
• c) mindestens einem Düsenstock, an dem die Gegenstände vor­ beigeführt werden und aus dem die Gegenstände mit Be­ handlungsflüssigkeit besprüht werden.

Bekannte derartige Maschinen, wie sie beispielsweise in der DE-PS 28 51 510 beschrieben sind, werden vorzugsweise bei der Herstellung von Leiterplatten für elektrische Schal­ tungen eingesetzt. Sie dienen dabei insbesondere der Ent­ wicklung und der Ätzung sowie den hiermit verbundenen ver­ schiedenen Spülvorgängen. Die behandelten Gegenstände sind als im wesentlichen "zweidimensionale" Gebilde aufzufassen; das heißt, die Dicke dieser Leiterplatten ist gegenüber den "flächigen" Abmessungen im wesentlichen vernachlässig­ bar. Leiterplatten dieser Art lassen sich daher durch eine verhältnismäßig einfache Rollenfördereinrichtung im wesent­ lichen in waagerechter Position unter einem Düsenstock bzw. zwischen zwei Düsenstöcken hindurchführen. Dabei ergeben sich keine besonderen Probleme mit der Halterung der ein­ zelnen Gegenstände und/oder mit einer "Schattenbildung". Unter "Schattenbildung" wird verstanden, daß aufgrund der dritten Dimension der zu behandelnden Gegenstände bestimmte Zonen an diesen von dem Sprühmuster, welches von den Düsen­ stöcken erzeugt wird, nicht mehr erreicht werden.

In jüngster Zeit gehen jedoch Bestrebungen dahin, in ähn­ licher Weise, in der dies bisher nur für "flächige" Leiter­ platten geschah, auch dreidimensionale Gebilde mit Leitungs­ mustern zu versehen. Diese dreidimensionalen Gebilde lassen sich nicht einfach auf ein Rollenfördersystem legen; außer­ dem ist bei ihnen das Problem der "Schattenbildung" gra­ vierend.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maschine der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß mit ihr auch dreidimensionale Gegenstände behandelt werden kön­ nen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Transporteinrichtung ein Endlosgliederband ist, das über zwei Umlenkrollen an den Stirnenden der Maschine geführt ist und das in regelmäßigen Abständen Tragteller mit sich führt, an denen die Werkstücke befestigbar und die um ihre eigene Achse verdrehbar sind.

Erfindungsgemäß werden also die zu ätzenden, dreidimensio­ nalen Werkstücke an einem Tragteller befestigt, der eine kombinierte Bewegung durchführt. Zum einen wird er im Tempo des Endlosgliederbands linear durch die gesamte Maschine hindurch und an deren Düsenstöcken vorbei geführt; gleich­ zeitig vollzieht er eine Drehung um seine eigene Achse, so daß das Werkstück den Sprühmustern der verschiedenen Düsenstöcken unter allen denkbaren Winkeln präsentiert wird. Die Behandlungsflüssigkeit erreicht auf diese Weise jede Ecke und jeden Winkel an dem Werkstück, so daß eine voll­ ständige Behandlung bzw. Spülung sichergestellt ist.

Die Befestigung der Werkstücke an den Tragtellern kann so erfolgen, daß an die Werkstücke Zapfen angeformt sind, welche in entsprechend angeordnete und dimensionierte Befestigungsbohrungen der Tragteller einführbar sind. Die Werkstücke werden somit einfach auf die Tragteller aufge­ steckt. Die angeformten Zapfen können nach Fertigstellung der Werkstücke abgebrochen oder in sonstiger Weise ent­ fernt werden.

Zweckmäßigerweise ist jeder Zapfen in seiner Befestigungs­ bohrung durch eine Rasteinrichtung fixiert.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung umfaßt das End­ losgliederband zwei parallele Endlosketten, die in regel­ mäßigen Abständen an Halteplatten befestigt sind, wobei die Tragteller über den Halteplatten liegen und an diesen verdrehbar gelagert sind.

Die Drehbewegung wird bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung in folgender Weise erzielt: Entlang minde­ stens eines Teiles des Bewegungsweges der Tragteller ist ein Endlosband angeordnet, welches mit der Mantelfläche der Tragteller zusammenwirkt und diese in Drehung versetzt. Der fragliche Teil des Bewegungsweges sollte mindestens den Bereich der eigentlichen "Behandlungszonen" erfassen, in denen also die Werkstücke mit einer Flüssigkeit besprüht werden. Hier ist nämlich die Drehung der Werkstücke gegen­ über dem Sprühmuster der Düsenstöcke von besonders großer Bedeutung, wie oben schon erläutert wurde. Die Drehgeschwin­ digkeit kann dabei vollständig unabhängig von der Linear­ geschwindigkeit der Tragteller eingestellt werden, so daß also im Bereich jeden Düsenstockes mehrere vollständige Umdrehungen der Werkstücke bewirkt werden können.

Zweckmäßigerweise ist dabei das Endlosband ein Endloszahn­ riemen, der mit einer entsprechenden Profilierung der Man­ telfläche der Tragteller kämmt.

Bei bekannten Maschinen der eingangs genannten Art, welche mit im wesentlichen zweidimensionalen Gegenständen arbeiten, wird die Verschleppung von Behandlungsflüssigkeit in eine andere Zone im allgemeinen durch Quetschwalzenpaare ver­ hindert, durch welche die Gegenstände hindurch geführt wer­ den. Diese Anordnung ist selbstverständlich bei dreidimen­ sionalen Gegenständen nicht mehr möglich. Erfindungsgemäß ist daher zur möglichst weitgehenden Verhinderung der Ver­ schleppung von Behandlungsflüssigkeit jede Zone, in welcher ein Düsenstock angeordnet ist, beidseits durch Blenden be­ grenzt, welche von den Werkstücken durchtreten werden kön­ nen.

Bei einer Ausgestaltung sind die Blenden starr und derart verstellbar, daß ein zwischen ihnen verbleibender Schlitz den Abmessungen der Werkstücke anpaßbar ist.

Alternativ können die Blenden elastische Vorhänge sein, welche sich erst bei Annährung eines Werkstückes unter Aus­ biegung öffnen.

Die Verdrehbarkeit der Tragteller um ihre eigene Achse sollte zumindest in Bereichen ihres Bewegungsweges des­ aktivierbar sein. Durch die Verdrehung wird nämlich der Raumbedarf der Werkstücke auf dem Wege durch die Maschine hindurch verhältnismäßig groß. Insbesondere im Bereich der Blenden sollte diese Verdrehbarkeit außer Funktion gesetzt werden können, damit die Breite des Spaltes und so die Verschleppung von Behandlungsflüssigkeit gering gehalten werden. Aber es kann auch aus anderen Gründen zweckmäßig sein, die Verdrehung der Tragteller zu verhin­ dern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Maschine zum Ätzen dreidimensionaler Leiterplatten;

Fig. 2 in vergrößertem Maße die perspektivische Ansicht eines Abschnittes der Transporteinrichtung;

Fig. 3 schematisch einen senkrechten Schnitt durch einen Teil der Transporteinrichtung von Fig. 2;

Fig. 4 einen erneut vergrößerten, senkrechten Schnitt durch einen Tragteller der Transporteinrichtung nach den Fig. 2 und 3 im Bereich einer Befesti­ gungsbohrung.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform einer Maschine zum Ätzen dreidimensionaler Leiterplatten ist modu­ lar aufgebaut; dies ist jedoch kein notwendiges Merkmal der vorliegenden Erfindung. Die Maschine umfaßt in einem Gehäuse 1 eine Einlaufzone 2, eine Ätzzone 3, eine erste Spülzone 4, eine zweite, doppelte Spülzone 5 sowie eine Auslaufzone 6.

Zur Ätzzone 3, der ersten Spülzone 4, der zweiten Spülzone 5 und der Auslaufzone 6 gehören im jeweils zugeordneten unteren Teil der Maschine Sümpfe 7, 8, 9 bzw. 10, in dem sich die jeweilige Behandlungsflüssigkeit (Ätzmittel, Was­ ser oder dergleichen) sammeln kann.

Oberhalb der Sümpfe 7 bis 10 befinden sich in den verschie­ denen Zonen der Maschine, welche in noch zu beschreibender Weise von den zu ätzenden Werkstücken durchlaufen werden, Düsenstöcke 11, 12, 13, 14, die durch nicht dargestellte Pumpen über ebenfalls nicht dargestellte Leitungen mit der jeweiligen Behandlungsflüssigkeit versorgt werden und aus denen die vorbeibeförderten Werkstücke mit der Behandlungs­ flüssigkeit besprüht werden. Die detaillierte Ausgestaltung der Düsenstöcke 11 bis 14 sowie der zugeordneten Versor­ gungs- und Umwälzsysteme sind nicht Gegenstand der vorlie­ genden Erfindung, soweit nicht nachfolgend ausdrücklich hierauf hingewiesen wird. Insoweit sind also alle bekannten Ausgestaltungen der Düsenstöcke, insbesondere oszillierende Düsenstöcke aller Art, verwendbar; auch für die an den Düsenstöcken 11 bis 14 befestigten Düsen 15 sind bekannte Bauweisen, insbesondere Fächerdüsen, Kugelgelenkdüsen oder Teleskopdüsen, die sich aus dem Düsenstock ausfahren lassen, verwendbar. Eine Besonderheit der Düsenstöcke 11 bis 14 beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist ihre vertikale Ausrichtung, während bei den bisher in Gebrauch befindlichen, kontinuierlich arbeitenden Ätzmaschinen für "zweidimensio­ nale" Leiterplatten eine horizontale Ausrichtung der Düsen­ stöcke verwendet wurde.

Die Düsenstöcke 11 bis 14 sind jeweils doppelt vorhanden, das heißt, in jeder Zone 3, 4 und 5 sind Düsenstöcke 11, 12, 13, 14 einmal hinter der Zeichenebene (dies ist jeweils der dargestellte Düsenstock) und einmal vor der Zeichenebene vorhanden, so daß das zwischen ihnen durchwandernde Werk­ stück von beiden Seiten her besprüht werden kann.

Dem kontinuierlichen Transport der zu ätzenden Werkstücke, die im vorliegenden Falle "dreidimensional" sein sollen, also sich nicht nur flächenhaft erstrecken, durch die verschiedenen Zonen 2, 3, 4, 5, 6 der Maschine hindurch dient eine Transporteinrichtung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 40 versehen ist. Die Transporteinrichtung 40 umfaßt ein Endlosgliederband in Form einer Doppelkette 16 a, 16 b (vergl. auch Fig. 2), welche über zwei Umlenkrollen 17 bzw. 18 an den beiden Stirnseiten der Maschine geführt sind. Eine der beiden Umlenkrollen 17, 18 ist in dem durch den Pfeil angedeuteten Sinne angetrieben, so daß sich also das obere Trum der Endlosketten 16 a, 16 b in Fig. 1 von links nach rechts bewegt. Die Endlosketten 16 a, 16 b sind in regelmäßigen Abständen an Halteplatten 19 (Fig. 3) be­ festigt. Über jeder Halteplatte 19 liegt, mittels eines Zapfens 20 verdrehbar gelagert, ein Tragteller 21. Die An­ ordnung ist also so, daß sich jeder Tragteller 21 um seine eigene Achse verdrehen kann, während er mittels der Endlos­ ketten 16 a, 16 b und der Halteplatten 19 durch die Maschine hindurch befördert wird.

Jeder Tragteller 21 dient der Befestigung und dem Transport eines zu ätzenden Werkstückes 22. In Fig. 1 ist zur Ent­ lastung der Zeichnung nur ein solches Werkstück 22 an einem Tragteller 21 dargestellt; im tatsächlichen Betrieb ist jedoch jeder Tragteller 21 am oberen Trum der Endlosketten 16 a, 16 b mit einem Werkstück 22 beladen.

Zur sicheren Befestigung der Werkstücke 22 an den Tragtel­ lern 21 sind an erstere Zapfen 23 angeformt, welche in Be­ festigungsbohrungen 24 eingeführt und dort durch eine Rast­ vorrichtung, wie sie schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, fixiert werden. jedes Werkstück 22 wird also im Be­ reich der Einlaufzone 2 der Maschine auf einen Tragteller 21 "aufgesteckt" und kann durch einen geringfügigen Zug im Bereich der Auslaufzone 6 wieder vom Tragteller 21 ab­ genommen werden.

In demjenigen Bereich der Maschine, in dem die Werkstücke 22 ihre eigentliche Behandlung erfahren, d.h., in den Zonen 3, 4, 5, die den Düsenstöcken 11, 12, 13, 14 zugeordnet sind, werden die Tragteller 21 in nachfolgend beschriebener Weise in Drehung versetzt. Die Drehung der auf den Trag­ tellern 21 aufgesteckten Werkstücke 22 hat den Sinn, eine "Schattenbildung" zu vermeiden, also die Ausbildung solcher Bereiche und Zonen an den Werkstücken 22, die von dem von den Düsenstöcken erzeugten Sprühmuster nicht erreicht werden. Diese Gefahr wäre bei dreidimensionalen Gegenständen ohne Drehung regelmäßig gegeben.

Entlang des Bewegungsweges der Tragteller 21 erstreckt sich durch die Behandlungszonen 3, 4, 5 ein Endlos-Zahnriemen 25 (vergl. Fig. 2), der über zwei Umlenkrollen 26 (eine in Fig. 2 zu erkennen) geführt ist. Eine der beiden Umlenk­ rollen ist angetrieben, wobei der Drehsinn grundsätzlich ohne Bedeutung ist.

Das ins Innere der Maschine zeigende Trum des Endloszahn­ riemens 25 kämmt mit der Mantelfläche der Tragteller 21, die mit einem geeigneten, komplementären Profil versehen ist. Im Ergebnis werden die Tragteller 21 im Bereich des Endloszahnriemens 25, also in den Zonen 3, 4 und 5, in eine Drehung um den Zapfen 20 versetzt, wobei die Drehzahl so groß gewählt wird, daß bei der vorgegebenen linearen Trans­ portbewegung (die durch die Bewegungsgeschwindigkeit der Endlosketten 16 a, 16 b vorgegeben ist) innerhalb jeder Behandlungszone 3, 4, 5 möglichst mehrere vollständige Umdrehungen der Tragteller 21 gewährleistet sind.

Die Zonen 3, 4, 5 der Maschine, in denen die Werkstücke 22 mit einer Behandlungsflüssigkeit besprüht werden, sind beidseits durch eine Mehrzahl von Blenden 35 begrenzt. Diese in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene ver­ stellbaren Blenden 35 lassen in der Mitte einen Spalt frei, der gerade die Passage der jeweils bearbeiteten Werkstücke 22 erlaubt. Auf diese Weise wird eine Verschleppung von Behandlungsflüssigkeit in die benachbarte Zone weitest­ gehend vermieden.

Statt starrer, verstellbarer Blenden lassen sich in be­ stimmten Fällen auch vorhangartige, elastische Blenden ein­ setzen, die sich bei Annäherung der Werkstücke 22 von selbst öffnen und hinter diesen wieder verschließen.

Die beschriebene Maschine wird in folgender Weise betrieben:

Die zu behandelnden Werkstücke 22 werden im Bereich der Einlaufzone 2 auf die vorbeiwandernden Tragteller 21 aufge­ steckt. Die so "beschickten" Tragteller 21 werden, zunächst ohne Drehung um ihre eigene Achse, in die Ätzzone 3 einge­ führt. Dort geraten die Mantelflächen der Tragteller 21 in Eingriff mit dem Endloszahnriemen 25 und beginnen, sich gemeinsam mit dem auf ihnen aufgesteckten Werkstück 22 um ihre eigene Achse zu drehen. Während der kombinierten Dreh­ und Linearbewegung werden die Werkstücke 22 von dem Düsen­ stock 11 mit Ätzmittel besprüht. Der Ätzvorgang selbst spielt sich dabei in an und für sich bekannter Weise ab.

Die Drehbewegung wird während der Passage durch die Spül­ zonen 4 und 5 aufrecht erhalten, so daß also auch dort keine "Schattenbildung" auftreten kann und eine wirksame, vollständige Spülung der fertig geätzten Werkstücke 22 ge­ währleistet ist.

Sobald die Tragteller 21 mit den aufgesteckten Werkstücken 22 aus der zweiten Spülzone 5 austreten, geraten die Man­ telflächen der Tragteller 21 außer Eingriff mit dem Endlos­ zahnriemen 25; ihre Drehbewegung wird aufgrund der normalen Reibung abgebremst. Die Werkstücke 22 werden durch einen leichten Zug von den Tragtellern 21 abgenommen und einer möglichen weiteren Bearbeitung in einer nachfolgenden Maschine (beispielsweise zum Entfernen der Zapfen 23) zugeführt.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die Drehbewegung der Tragteller 21 um ihre eigene Achse auf Wunsch desaktivierbar. Dies geschieht dadurch, daß der Endloszahnriemen 25 etwas seitlich verfahren wird und so­ mit nicht mehr in Eingriff mit der Mantelfläche der Trag­ teller 21 kommt.

Hierdurch können auch solche Werkstücke bearbeitet werden, bei denen eine Verdrehung nicht erwünscht ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Verdrehung der Tragteller 21 dadurch verhindert, daß der Endloszahn­ riemen 25 in gleicher Richtung und mit der Lineargeschwin­ digkeit der Tragteller 21, die durch die Transporteinrich­ tung 40 bestimmt ist, bewegt wird.

Bei einem letzten Ausführungsbeisiel der Erfindung schließ­ lich, das zeichnerisch ebenfalls nicht dargestellt ist, wird ausschließlich im Bereich der Blenden 35 auf eine Verdrehung der Tragteller verzichtet, indem dort der Endlos­ zahnriemen 25 fortgelassen wird.

Claims (11)

1. Maschine zum Behandeln von Gegenständen mit einer Be­ handlungsflüssigkeit, mit

• a) einem Gehäuse;
• b) einer Transporteinrichtung, welche die Gegenstände kon­ tinuierlich durch das Gehäuse führt;
• c) mindestens einem Düsenstock, an dem die Gegenstände vor­ beigeführt werden und aus dem die Gegenstände mit Be­ handlungsflüssigkeit besprüht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (40) ein Endlosgliederband ist, das über zwei Umlenkrollen (17, 18) an den Stirnenden der Maschine geführt ist und das in regelmäßigen Abständen Tragteller (21) mit sich führt, an denen die Werkstücke (22) befestigbar und die um ihre eigene Achse verdrehbar sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Werkstücke (22) Zapfen (23) angeformt sind, welche in entsprechend angeordnete und dimensionierte Befestigungsbohrungen (24) der Tragteller (21) einführ­ bar sind.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (23) in den Befestigungsbohrungen (24) durch eine Rasteinrichtung fixiert sind.

4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Endlosgliederband (40) zwei parallele Endlosketten (16 a, 16 b) umfaßt, die in regel­ mäßigen Abständen an Halteplatten (19) befestigt sind, wo­ bei die Tragteller (21) über den Halteplatten (19) liegen und an diesen verdrehbar gelagert sind.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Anprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß entlang mindestens eines Teiles des Bewegungsweges der Tragteller (21) ein Endlos­ band (25) angeordnet ist, welches mit der Mantelfläche der Tragteller (21) zusammenwirkt und diese in Drehung versetzt.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (25) ein Endlos-Zahnriemen ist, der mit einer entsprechenden Profilierung der Mantelfläche der Trag­ teller (21) kämmt.

7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Zone, in welcher ein Düsenstock (11, 12, 13, 14) angeordnet ist, beidseits durch Blenden (35) begrenzt ist, welche von den Werkstücken (22) durchtreten werden können.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (35) starr aber derart verstellbar sind, daß ein zwischen ihnen verbleibender Schlitz den Abmessun­ gen der Werkstücke (22) anpaßbar ist.

9. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (35) elastische Vorhänge sind.

10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehbarkeit der Tragteller (21) um ihre eigene Achse zumindest in Berei­ chen ihres Bewegungsweges desaktivierbar ist.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehbarkeit der Tragteller (21) um ihre Längsachse im Bereich der Blenden (35) desaktivierbar ist.