DE3921564A1 - Verfahren zur regelung der konzentration von entwickler- bzw. entschichterloesung fuer leiterplatten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur regelung der konzentration von entwickler- bzw. entschichterloesung fuer leiterplatten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Konzentration von
in einem Behälter befindlicher, Wasser enthaltender Entschichterlösung
oder Entwicklerlösung durch Zugabe von höher konzentrierter Lösung
oder Wasser, sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete
Vorrichtung.
Entschichterlösungen und Entwicklerlösungen werden z.B. benötigt bei
der Herstellung von Leiterplatten. Solche Leiterplatten, die in den
genannten Lösungen entwickelt bzw. entschichtet werden, enthalten
Bilayer- bzw. Multilayerinnenlagen. Ein auf mindestens einer Oberfläche
aufgebrachter Fotoresist, welcher wässrig/alkalisch verarbeitbar ist,
wurde entsprechend der gewünschten Leiterbahnen der Leiterplatten
belichtet und muß anschließend zunächst im unbelichteten Bereich und
später im belichteten Bereich entfernt werden.
Wässrig/alkalisch verarbeitbare Fotoresiste haben die Eigenschaft, daß
sie in alkalischen Medien entwickelt und gestrippt werden können, aber
in saurem und alkalischem Ätzmedium beständig sind. Hierbei bedeutet
Strippen die Entfernung des belichteten Teils und Entwickeln die
Entfernung des nicht belichteten Teils durch dessen Auflösung und
Abschwemmung. Es gibt unterschiedliche Resisttypen, von denen der
überwiegende Teil organische Bestandteile enthält.
Beim Entwickeln wird der nicht belichtete Teil des Filmes, mit dem die
Leiterplatte beschichtet ist, aufgelöst. Als Lösungsmittel wird beim
wässrig/alkalisch bearbeitbaren Film oder Resist heute vorwiegend eine
Sodalösung (NA2CO3 in H2O) mit einer Konzentration um 1%
verwendet. Das Entwickeln erfolgt in einer Maschine bzw. Anlage, die
z.B. drei Kammern aufweisen kann, in denen jeweils die durchlaufende
Leiterplatte auf jeder mit einem Resist beschichteten Seite mit
Entwicklerlösung besprüht wird. Die Entwicklerlösung wird von Pumpen
aus einem Behälter gefördert, in der jeweiligen Kammer versprüht und
fließt danach wieder in den Behälter zurück. Die genannten Behälter,
soweit mehrere vorhanden sind, stehen miteinander in Verbindung. Die
beiden Kammern, durch welche die Leiterplatte zunächst hindurchbewegt
wird, bilden den Entwicklungsbereich, während die letzte Kammer als
Nachspülkammer dient. Alle drei Kammern können die gleiche Länge
haben.
Falls die Konzentration der Lösung als nicht mehr ausreichend angesehen
wird, wird frische und höher konzentrierte Sodalösung der Lösung im
Behälter zugegeben. Üblich ist hier auch das Zudosieren eines Anti
schaummittels. Nach der Entwicklung und einem Nachspülvorgang erfolgt
das Spülen der Leiterplatten mit Wasser und ggfls. deren Trocknung.
Zum Entwickeln wird eine ca. 10%ige Sodalösung verwendet, welche nach
dem ersten Ansetzen der Entwicklerlösung nach Bedarf zusammen mit
Wasser dem Entwicklerbad zugegeben wird. Eine gleich große Menge
Flüssigkeit fließt an einem Überlauf des Behälters ab, z.B. in eine
Abwasseraufbereitung. Die zugegebene Menge an konzentrierter Lösung
und Wasser wird jeweils gemessen und kann z.B. im Verhältnis 1 : 10
stehen, so daß sich eine Entwicklerlösung mit einer Konzentration von
1% einstellt. Es ist hier sofort zu erkennen, daß Fehler im Ansatz der
konzentrierten Lösung und Fehler in den zugegebenen Mengen an Wasser
und Lösung zu unerwünscht großen Schwankungen der Konzentration der
Entwicklerlösung führt mit entsprechend nachteiligen Ergebnissen beim
Entwickeln des Resists. Der Bedarf ist außerdem nicht sicher zu
ermitteln.
Legt man eine auszuentwickelnde Bildbreite von 500 mm der zu ent
wickelnden Leiterplatten und einen Füllfaktor von 80% zugrunde, ergibt
sich ein Durchsatz durch die Anlage von 0,4 m2/beschichtete Seite und
Minute. Dies ergibt einen Stundenwert von 48 m2 bei Bilayern bei einer
Durchlaufgeschwindigkeit der Leiterplatten von 1 m/min. Hierfür wurde
ein auszuentwickelnder Prozentsatz der Gesamtfläche von 30% bei
Bilayern angenommen. Bei Multilayern geht man von einem auszuent
wickelnden Prozentsatz in Höhe von 70% der Gesamtfläche aus. Daraus
resultiert eine auszuentwicklende Fläche bei Bilayern von 16 m2/h und
bei Multilayern von ca. 34 m2/h. Bei einer zulässigen Beladung der
Entwicklerlösung von 0,1 m2 Resist/Liter ergibt sich deren Verbrauch von
160 l/h bei Bilayern und 340 l/h bei Multilayern. Die Dicke der
Beschichtung des Fotoresist beträgt ca. 40µm. Anhand dieser Zahlen
wird die Größenordnung einer gewerblichen Anlage zur Entwicklung von
Leiterplatten deutlich.
Beim Entschichten, auch als Strippen bezeichnet, von wässrig/alkalisch
verarbeitbarem Fotoresist, d.h. beim Behandeln der Leiterplatten mit
wässrig alkalischen Medien, erfolgt ein Anquellen des belichteten Teils
des Resists und gleichzeitig ein Aufheben der Haftung des Resists an der
Kupferoberfläche der auf der Leiterplatte befindlichen Leiterbahnen.
Danach muß das abgelöste Resist von der Oberfläche der Leiterplatte
abgeschwemmt werden. Dies ist am leichtesten mit Resisten zu
realisieren, die sich beim Strippen nicht in großen Fladen sondern in
kleinen Partikeln ablösen.
Als Strippmedium wird bevorzugt eine 1,5 bis 3%ige Kalilauge (KOH in
H₂O) verwendet. Mit gleichem Erfolg kann auch - bevorzugt in etwas
höherer Konzentration - Natronlauge (NaOH in H2O) verwendet werden.
Die Wasserführung und Chemikaliendosierung erfolgt analog der
Entwicklermaschine z.B. mit einer 48%igen KOH-Lösung als konzen
trierte Lösung. Das zur Verdünnung der KOH-Lösung erforderliche
Wasser wird vorzugsweise einer Wasserspülkammer entnommen, in der
der abgelöste Resist unter Zufuhr von Frischwasser aus der Entschichter
lösung ausgefiltert wurde.
Wichtig für die Herstellung von Leiterplatten hoher Qualität ist das
einwandfreie Arbeiten der Entwickler- bzw. Entschichtermaschinen.
Hierfür ist das Einhalten der Konzentration der Entwickler- bzw.
Entschichterlösung in engen Grenzen von entscheidender Bedeutung.
Diese Grenzen liegen beispielsweise für die Entwicklerlösung bei einer
Temperatur von ca. 30°C zwischen 0,9 und 1,1% und bei der
Entschichterlösung bei einer Temperatur von ca. 50°C zwischen 2% und
3%. Mit steigender Resistbelastung der Entwickler- bzw. Entschichter
lösung nehmen die vorgenannten Konzentrationen ab und die Entwick
lungs- bzw. Entschichtungsgeschwindigkeit wird kleiner, so daß Qualitäts
einbußen die Folge sein können. Qualitätseinbußen ergeben sich
beispielsweise bei Unterätzung der Leiterbahnen und unscharfen
Konturen sowie mangelnder Maßhaltigkeit des Leiterbildes. Weiterhin
kann eine zu geringe Konzentration des Entschichterbades eine
Verschleppung von Resistpartikeln in die anschließende Schwarz- bzw.
Braunoxidationslinie bewirken, wodurch der "Chemismus" dieser Linien
empfindlich gestört wird. Bei dem Fotoresist handelt es sich um eine
verhältnismäßig komplexe Matrix, die gebildet wird aus einem
organischen Polymer, einem Monomer und einem fotoaktiven Polymeri
sationsinitiator. Als weitere Materialien liegen Weichmacher, Farbstof
fe, Haftvermittler und diverse Zuschlagsstoffe vor, welche wichtige
Eigenschaften bei der Verarbeitung des Resists erzeugen.
Es ist bekannt, die Konzentration einer Sodalösung beim Entwick
lungsprozeß für reinwässrig/alkalisch zu verarbeitende Fotoresisttypen
durch Titration mit Säuren (Alkalimetrie) zu bestimmen. Ebenfalls
bekannt ist die Bestimmung der Konzentration von Lösungen durch
Messung des pH-Wertes. Das gilt sowohl für die Entwickler- als auch für
die Entschichterlösungen. Beide bekannte Methoden, nämlich die
Titration wie auch die Messung des pH-Wertes sind aber unbefriedigend
und zeigen folgende Schwächen:
die Titration ist eine Stichprobenprüfung und daher nicht für die laufende Überwachung eines Bades geeignet,
eine Regelung der Konzentration des Bades durch Titration ist nur mit einem sehr großen apparativen Aufwand zu verwirklichen,
bei der Titration ist das Risiko Meßfehler zu begehen sehr groß,
die Messung des pH-Wertes ist bei alkalischen Systemen aufwendig und schwierig, da Kalibrierung und Wartung der hierzu geeigneten Elektroden in kurzen Zeitabständen erfolgen muß und damit den Arbeitsprozeß unterbricht. Zu Erwähnen ist auch der sogenannte "Alkalifehler", worunter man bei pH-Werten um 12 eine zu kleine Anzeige durch die pH-Elektrode erhält und daher nur eine sehr ungenaue Bestimmung der Konzentration einer Lösung vornehmen kann, schließlich ist eine Regelung und Steuerung der Konzentration über die pH-Wert-Messung wenig geeignet, da die Sensitivität dieser Methode zu gering ist. Darunter versteht man, daß sich der pH-Wert mit der Änderung der Konzentration einer Lösung nur sehr wenig ändert, d.h. eine große Änderung der Konzentration hat nur eine verhältnismäßig geringe Änderung des pH-Wertes zur Folge.
die Titration ist eine Stichprobenprüfung und daher nicht für die laufende Überwachung eines Bades geeignet,
eine Regelung der Konzentration des Bades durch Titration ist nur mit einem sehr großen apparativen Aufwand zu verwirklichen,
bei der Titration ist das Risiko Meßfehler zu begehen sehr groß,
die Messung des pH-Wertes ist bei alkalischen Systemen aufwendig und schwierig, da Kalibrierung und Wartung der hierzu geeigneten Elektroden in kurzen Zeitabständen erfolgen muß und damit den Arbeitsprozeß unterbricht. Zu Erwähnen ist auch der sogenannte "Alkalifehler", worunter man bei pH-Werten um 12 eine zu kleine Anzeige durch die pH-Elektrode erhält und daher nur eine sehr ungenaue Bestimmung der Konzentration einer Lösung vornehmen kann, schließlich ist eine Regelung und Steuerung der Konzentration über die pH-Wert-Messung wenig geeignet, da die Sensitivität dieser Methode zu gering ist. Darunter versteht man, daß sich der pH-Wert mit der Änderung der Konzentration einer Lösung nur sehr wenig ändert, d.h. eine große Änderung der Konzentration hat nur eine verhältnismäßig geringe Änderung des pH-Wertes zur Folge.
Schließlich ist es auch bekannt, den Grad der Verunreinigung einer
Lösung und somit auch die einhergehende Abnahme der Konzentration
durch den Einsatz eines Trübungsmessers zu bestimmen. Die dabei
erreichten Ergebnisse sind gut, allerdings sind sie nicht verwendbar, wenn
unterschiedliche Resiste in ein und derselben Maschine entwickelt
werden.
In der betrieblichen Praxis sieht es deshalb so aus, daß die Entwickler-
bzw. Entschichterlösung zwar durch Frischlösung regeneriert wird. Dies
geschieht jedoch, ohne exakte und reproduzierbare Konzentrationen
einhalten zu können. Die Beurteilung der gleichbleibenden Konzen
tration eines Bades erfolgt nur subjektiv und überwiegend empirisch und
ist somit stark von der Erfahrung des Bedienungspersonals der Maschinen
abhängig.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie
eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, mit
welchem bzw. welche die Konzentration von Entwickler- bzw. Entschich
terlösung ausreichend genau geregelt werden kann. Dabei soll ein
Verfahren angegeben werden, welches mit wenigen und einfachen Mitteln
verwirklicht werden kann.
Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch nach der Erfindung dadurch
gelöst, daß bei vorgegebener Temperatur der Lösung im Behälter die
elektrische Leitfähigkeit der Lösung gemessen und in Abhängigkeit vom
Meßwert höher konzentrierte Lösung und/oder Wasser zugegeben wird,
bis sich ein Meßwert in einem gewünschten Bereich einstellt. Die
elektrische Leitfähigkeit einer solchen hier verwendeten Lösung ist ein
direkter Maßstab für die Konzentration der Lösung bei einer bestimmten
Temperatur. Der Leitfähigkeitsmessung muß also eine bestimmte
Temperatur zugrunde gelegt werden. Kann die Temperatur der zu
messenden Lösung nicht konstant gehalten werden, so muß zusätzlich die
Temperaturveränderung der Lösung überwacht und bei der Leitfähig
keitsmessung ständig mit berücksichtigt werden. Ist eine bestimmte
Konzentration der Lösung gewünscht, so kann deren Leitfähigkeit bei
einer Temperatur, bei der die Lösung üblicherweise verwendet wird,
gemessen werden. Diese Messung kann nun kontinuierlich durchgeführt
werden und es kann bei Abweichungen der Leitfähigkeit von der Soll
größe im Sinne der Abweichung entweder konzentrierte Lösung oder
Wasser oder auch beispielsweise zur Auffüllung des Bades konzentrierte
Lösung zusammen mit Wasser beigegeben werden. Diese Zugabe erfolgt
solange, bis die Sollgröße der Leitfähigkeit wieder erreicht ist. Eine
solche Regelung kann sehr empfindlich gestaltet werden, so daß die
gewünschte Lösungskonzentration recht genau eingehalten werden kann.
Bei den hier angesprochenen Entwicklerbädern wird z.B. eine 1%ige
Lösung angestrebt und eine Schwankung in den Grenzen von 0,9% bis
1,1% toleriert. Die Einhaltung dieser Grenzen ist mit dem erfindungs
gemäßen Verfahren problemlos möglich. Mit den Mitteln des Standes der
Technik hingegen können diese Grenzen nicht eingehalten werden, so daß
es bei Überschreitung dieser Grenzen stets zur Ausschußherstellung oder
zur Herstellung von reparaturbedürftigen Leiterplatten kommt.
Es ist zwar bekannt, Konzentrationen von Säuren oder Laugen durch
Messung der elektrischen Leitfähigkeit zu bestimmen. Eine solche
Messung ist jedoch nur bei reinen Lösungen oder bei Lösungen mit exakt
hinsichtlich Menge und Zusammensetzung bekannten Bestandteilen
möglich. Reine Lösungen verhalten sich linear. Verunreinigte Lösungen
verhalten sich in der Regel nicht linear, so daß bei Verunreinigungen der
Lösung an sich die Leitfähigkeitsmessung nicht mehr angewendet werden
kann. Beim anmeldungsgemäßen Verfahren hingegen wurde festgestellt,
daß die durch die jeweilige Lösung aufgelöste und dann in der Lösung
enthaltene Substanz die Linearität der Leitfähigkeitsmessung im für die
Konzentrationsbestimmung relevanten Bereich überraschenderweise nicht
beeinträchtigt.
Da die Lösungskonzentration geregelt werden soll, kommt es nicht nur
darauf an, daß die Konzentration einer Lösung mittels Leitfähigkeits
messung an irgendeinem beliebigen Punkt gemessen werden kann,
sondern es kommt auch darauf an, daß Konzentrationsänderungen
entsprechend deutliche Änderungen der Leitfähigkeit zur Folge haben,
damit ein Meßergebnis ausreichend sicher bestimmbar ist. Dies ist bei
dem bekannten Verfahren der pH-Wert-Messung nicht der Fall. Hier ist
die Änderung des pH-Wertes über der Konzentration vergleichsweise
gering und damit undeutlich. Die mit der Erfindung vorgeschlagene
Leitfähigkeitsmessung zeigt jedoch eine deutliche und zudem noch
vorteilhafterweise linieare Veränderung der Leitfähigkeit schon bei sehr
geringen Änderungen der Lösungskonzentration, so daß eine sich
einstellende Änderung der Lösungskonzentration sehr schnell und
ausreichend sicher bestimmt werden kann. Hierdurch gelingt es im
erwünschten Rahmen die benötigte Lösungskonzentration konstant zu
halten, wodurch als Folge die Fertigung eines Produktes von hoher und
gleichbleibender Qualität erreicht wird. Das Verfahren ist für die
Anwendung in Durchlaufanlagen und auch in Chargenanlagen in gleichem
Maße gut geeignet. Darüber hinaus bietet sich die Möglichkeit einen
Schreiber an die Meßwerterfassung der elektrischen Leitfähigkeit
anzuschließen und auf diese Weise den jeweiligen Zustand der
verwendeten Lösung ständig zu kontrollieren und zu dokumentieren,
wodurch den Abnehmern ein zuverlässiger Qualitätsnachweis vorgelegt
werden kann. Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, daß nunmehr
die zuzugebende höher konzentrierte Lösung in ihrer Konzentration nicht
mehr genau angesetzt werden muß damit das Mischungsverhältnis von
zugegebenem Wasser und Lösung zur Erreichung der gewünschten
Konzentration in der angewendeten Lösung erreicht wird. Vielmehr ist
der Zustand der konzentrierten Lösung gleichgültig, solange nur die
Lösungskonzentration höher ist als die erwünschte Lösungskonzentration
in dem die Werkstücke behandelnden Bad. Ein fehlerhafter Ansatz der
konzentrierten Lösung führt damit nicht mehr zur Ausschußproduktion.
Zur Durchführung der Leitfähigkeitsmessung kann in einer Kreislauf
strömung Lösung aus dem Behälter entnommen und durch eine durch
strömbare Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle und von dort wieder in den
Behälter zurückgeführt werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich etwa
in mittlerer Höhe des Behälters ein Rohr mit einer Pumpe anzubringen
und das zweite Ende des Rohres wieder in den Behälter zurückzuführen.
Im Rohr kann dann die Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle angeordnet sein.
Es ist dies eine günstige, aber keineswegs die einzige Lösung. Ebenso ist
es denkbar die Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle in den Behälter
einzutauchen und in der zu messenden Lösung hin und her zu bewegen
oder zu drehen, so daß ständig die zu messende Lösung die Meßzelle
durchströmt. Ebenso ist es vorteilhaft die Leitfähigkeitsmessung konti
nuierlich durchzuführen. Gleichwohl kann es ausreichend sein, eine
kontinuierliche Messung nur über einen kurzen Zeitraum durchzuführen,
dem sich ein mehr oder weniger langer Zeitraum ohne Messung
anschließt, bevor erneut eine kurze kontinuierliche Messung durchgeführt
wird. Die zuletzt beschriebene intervallartige Messung kann insbesondere
dann angewendet werden, wenn die Änderung der Verschmutzung der zu
messenden Lösung zuverlässig beurteilt werden kann.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Regelung der
Konzentration von Wasser enthaltender Entschichterlösung oder Ent
wicklerlösung weist mindestens einen Behälter für die Lösung sowie eine
absperrbare Frischwasserzuführung auf. Eine solche Vorrichtung wird in
erfindungsgemäßer Weise verbessert durch eine Durchflußleitfähigkeits
meßzelle sowie durch Mittel zur Hindurchführung von mindestens
Teilmengen der Lösung durch die Meßzelle, einen über eine Dosier
einrichtung mit mindestens einem Behälter verbundenen oder verbind
baren Vorratsbehälter mit höher konzentrierter Lösung und durch einen
Meßumformer, der mindestens mit der Meßzelle und der Dosiereinrich
tung verbunden ist zur meßwertabhängigen Zudosierung von Lösung aus
dem Vorratsbehälter.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in den Unteransprüchen 5 bis 10 enthalten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen
näher beschrieben. Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer
Darstellung eines Ablaufschemas die
Fig. 1 eine Maschine zum Entwicklen und
Fig. 2 eine Maschine zum Entschichten von Leiterplatten,
welche mit einem wässrig/alkalisch-verarbeitbarem Fotoresist beschich
tet wurden.
Dabei wird angenommen, daß die Beschichtung auf den beiden Seiten der
Leiterplatten erfolgt ist.
Das Entwicklerbad der Fig. 1 besteht aus den drei Kammern 1, 2, 3,
denen jeweils ein Behälter 4, 5 und 6 zugeordnet ist, in dem sich die
Entwicklerlösung befindet. Durch die drei Kammern 1, 2 und 3 wird eine
Leiterplatte 7 bzw. ein Band von Leiterplatten 7 nacheinander in der
Laufrichtung 8 hindurchbewegt. Dabei liegt die Leiterplatte 7 auf einer
Rollenbahn 9 auf.
In jedem der Behälter 4, 5 und 6 befindet sich eine Pumpe 10, 11 und 12,
welche die Entwicklerlösung aus dem Bad hebt und in jeweils einen jeder
der Kammern 1, 2 und 3 zugeordneten Düsenstock 13, 14, 15 fördert, wo
die Entwicklerlösung auf beide Seiten der Leiterplatte 7 gesprüht wird.
Die ablaufende Entwicklerlösung fließt über die Stutzen 16, 17 und 18 in
den jeweiligen Behälter 4, 5 und 6 zurück. Der Überlauf der Behälter 4, 5
und 6 wird über eine gemeinsame Leitung 19 der Abwasseraufbereitung
(nicht gezeigt) zugeführt.
Die Behälter 4, 5 und 6 sind untereinander über die Zwischenleitungen
21 und 22 und die Rückführleitung 20 miteinander verbunden, in der eine
Pumpe 23 sitzt, welche die Entwicklerlösung ständig umwälzt.
Frische Sodalösung mit einer Konzentration von z.B. 10% wird dem Bade
über den Anschluß 24 zugeführt, der zunächst in einem Behälter 25
mündet, welcher ein Rührwerk 26 aufweist. Aus dem Behälter 25 wird die
frische Lösung von einer Pumpe 27 in eine Ringleitung 29 gedrückt, die
beim Rücklauf 28 wieder im Behälter 25 mündet. Von der Ringleitung 29
zweigen zwei Anschlüsse 30 und 31 ab, die jeweils mit einem Magnet
ventil 32 und 33 verschließbar sind. An die Anschlüsse 30 und 31 schließt
sich hinter den Magnetventilen 32 und 33 jeweils ein Mündungsrohr 34
und 35 an und führt in Laufrichtung 8 gesehen zu dem ersten Behälter 4
und zu dem letzten Behälter 6. An der Mündung der Mündungsrohre 34
und 35 selbst ist jeweils noch eine Drossel 36 und 37, beispielsweise in
Form einer Lochblende, angeordnet.
In jedes der Mündungsrohre 34 und 35 mündet aber auch noch hinter den
Magnetventilen 32 und 33 eine Wasserleitung 38 und 39, welche von der
Leitung 40 abgezweigt ist. Die Leitung 40 ist ebenfalls von einem
Magnetventil 41 verschlossen und in ihr wird Spülwasser dem Bade
zugeführt, welches beim Abspülen der Leiterplatten 7 mit Wasser hinter
der letzten Kammer 3 anfällt.
Während die Kammern 1 und 2 die eigentliche Entwicklung der
Leiterplatte 7 bewirken, dient die Kammer 3 im wesentlichen dazu, die
entwickelten Leiterplatten 7 mit Entwicklerlösung nachzusprühen. Die
Länge der drei Kammern 1, 2 und 3 kann jeweils gleich sein. Kammer
und Behälter bilden mit den zugehörigen Pumpen und Anschlüssen
jeweils ein Modul. Die gesamte Einrichtung kann auch durchgehend, also
in nichtmodularer Bauweise, ausgeführt sein.
Von der Umwälzleitung 20 ist ein Bypass 42 abgezweigt und über drei
Ventile 43, 44 und 45 gesichert, von denen das Ventil 45 unmittelbar in
der Leitung 20 selbst liegt. Zwischen den Ventilen 43 und 44 ist eine
Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle 46 z.B. vom Typ CDPt der Firma CON-
DUCTA GmbH & Co. Dieselstraße 24, 7016 Gerlingen b. Stuttgart,
angeordnet. Durch entsprechende Öffnungsstellung der Ventile 34, 44
und 45 wird die Menge der über den Bypass 42 abgeleiteten Entwickler
lösung der zulässigen Durchflußmenge der Durchflußleitfähigkeitsmeß
zelle 46 angepaßt. Die Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle 46 muß in
regelmäßigen Abständen von beispielsweise 24 h mit klarem Wasser
gespült werden.
Die Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle 46 ist über eine elektrische Leitung
47 mit einem Meßwertumformer 48 verbunden, welcher den Meßwert der
Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle 46 in ein elektrisches Signal umwandelt.
Dieses Signal wird über einen Ausgang 49 und zugehörige Abzweigungen
50 zu den Magnetventilen 32, 33 und 41 geleitet, die somit vom
Meßwertumformer 48 angesteuert werden. Das Ansteuern erfolgt in der
Weise, daß beim Absinken der Konzentration der Entwicklerlösung unter
einen bestimmten Sollwertbereich, die Magnetventile 32 und 33 öffnen
und frische Lösung aus der Ringleitung 29 in die Becken 4 und 6 fließen
lassen. Sobald eine vorbestimmte Teilmenge an frischer Lösung in das
Bad geflossen ist, was als Konzentrationserhöhung von der Durchflußleit
fähigkeitsmeßzelle 46 sofort festgestellt wird, schließen die Magnetven
tile 32 und 33 wieder und das Magnetventil 41 öffnet. Über die
Abzweigungen 38 und 39 fließt sodann Spülwasser in das Bad mindestens
um diese Rohrleitungen zu spülen um Kristallablagerungen zu vermei
den. Die Regelung ist sehr schnell und feinfühlig und erlaubt das
Einhalten der Sollkonzentration des Entwicklerbades in engen Grenzen.
Aus einem Behälter 51 über einer Pumpe 52 und Leitung 53 kann
Antischaummittel und sonstige Zusätze in das Bad eingespeist werden.
Aufbau und Wirkungsweise des Entschichterbades nach Fig. 2 sind
ähnlich der vorstehenden Beschreibung des Entwicklerbades nach Fig. 1.
Anstelle der drei Behälter ist ein einziger Behälter 54 unterhalb der
gleichartig aufgebauten Kammern 55 angeordnet. Aus dem Behälter 54
wird von einer Pumpe 56 die Entschichterlösung des Bades entnommen
und über die Leitung 57 in den Düsenstock 58 der Kammer 59 gedrückt.
Aus den Kammern 55 fließt die Entschichterlösung auf eine trichter
förmige Filtereinrichtung 60, die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 61
des Entschichterbades angeordnet ist. Die aus den Kammern 55
austretende Entschichterlösung 62 ist mit den Fladen und Partikeln des
von der Leiterplatte 7 abgelösten Fotoresists beladen.
Auf der Filtereinrichtung 60 erfolgt die Trennung der Flüssigkeit 63 der
Entschichterlösung von den Partikeln und Fladen des Fotoresists.
Während die Flüssigkeit 63 durch die Filtereinrichtung 60 durchtritt und
in das Becken 54 zurückkehrt, sammeln sich die abgelösten Partikel und
Fladen in einer Vertiefung 64 in der Mitte der Filtereinrichtung 60. Dort
wird der Sumpf von einer Pumpe 65 abgezogen und in eine Wasserspül
kammer 66 gefördert. An einem Einbau 67 der Wasserspülkammer 66
wird mit Hilfe von Frischwasser 68 das Resist 69 vom Sumpf geschieden.
Über eine Leitung 70 fließt eine stark verdünnte Entschichterlösung in
das Bad zurück. Damit ist der Kreislauf der umlaufenden Entschichter
lösung geschlossen.
Neben dem Kreislauf der Entschichterlösung gibt es den Kreislauf der
hochkonzentrierten frischen Lösung. Dieser beginnt beim Versorgungs
behälter 71, wo frische 48%ige Kalilauge (KOH) vorgehalten wird. Daran
schließt sich der aus den beiden Rohrleitungen 72 und 73 bestehende
Kreislauf an, welcher seinen Anfang und sein Ende im Versorgungsbe
hälter 71 hat. Magnetventile 74 und 75 sind dazu vorgesehen, auf Befehl
eine Teilmenge an frischer Entschichterlösung in das Bad einzuspeisen.
Der Befehl kommt vom Meßwertumformer 48, für den die Durchflußleit
fähigkeitsmeßzelle 76 die jeweilige Konzentration des Bades mißt. Das
Ansteuern der Magnetventile 74 und 75 erfolgt über die Leitung 77. Auch
beim Entschichterbad befindet sich am Ausgang der beiden Magnetven
tile 74 und 75 jeweils eine Drosselstelle 78. Der Überschuß an Ent
schichterlösung verläßt das Bad über die Leitung 19, welche zur
Abwasseraufbereitung (nicht gezeigt) führt.
Bei der Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle 76 handelt es sich z.B. um ein
Erzeugnis der vorgenannten Firma mit der Typenbezeichenung LXR
1-ATC, 0-200 ms, K=10, 220 V-50 Hz, Ausgang 0-20 m A.
Liste der verwendeten Bezugszeichen
1 Kammer
2 Kammer
3 Kammer
4 Behälter
5 Behälter
6 Behälter
7 Leiterplatte
8 Laufrichtung
9 Rollenbahn
10 Pumpe
11 Pumpe
12 Pumpe
13 Düsenstock
14 Düsenstock
15 Düsenstock
16 Stutzen
17 Stutzen
18 Stutzen
19 (Abwasseraufbereitung)
20 Rohrleitung
21 Rohrleitung
22 Rohrleitung
23 Pumpe
24 Anschluß für frische Sodalösung
25 Vorratsbehälter
26 Rührwerk
27 Pumpe
28 Rücklauf
29 Ringleitung
30 Anschluß
31 Anschluß
32 Magnetventil
33 Magnetventil
34 Mündungsrohr
35 Mündungsrohr
36 Drossel
37 Drossel
38 Wasserleitung
39 Wasserleitung
40 Leitung (Spülwasser)
41 Magnetventil
42 Bypaß
43 Ventil
44 Ventil
45 Ventil
46 Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle
47 elektrische Leitung
48 Meßwertumformer
49 Ausgang
50 Abzweigung
51 Behälter
52 Pumpe
53 Leitung
54 Behälter
55 Kammern
56 Pumpe
57 Rohrleitung
58 Düsenstock
59 letzte Kammer
60 Filtereinrichtung
61 Flüssigkeitsspiegel
62 austretende Entschichterlösung
63 Flüssigkeit
64 Vertiefung
65 Pumpe
66 Wasserspülkammer
67 Einbau
68 Frischwasser
69 Resist
70 Leitung
71 Vorratsbehälter
72 Rohrleitung
73 Rohrleitung
74 Magnetventil
75 Magnetventil
76 Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle
77 Leitung
78 Drosselstelle
2 Kammer
3 Kammer
4 Behälter
5 Behälter
6 Behälter
7 Leiterplatte
8 Laufrichtung
9 Rollenbahn
10 Pumpe
11 Pumpe
12 Pumpe
13 Düsenstock
14 Düsenstock
15 Düsenstock
16 Stutzen
17 Stutzen
18 Stutzen
19 (Abwasseraufbereitung)
20 Rohrleitung
21 Rohrleitung
22 Rohrleitung
23 Pumpe
24 Anschluß für frische Sodalösung
25 Vorratsbehälter
26 Rührwerk
27 Pumpe
28 Rücklauf
29 Ringleitung
30 Anschluß
31 Anschluß
32 Magnetventil
33 Magnetventil
34 Mündungsrohr
35 Mündungsrohr
36 Drossel
37 Drossel
38 Wasserleitung
39 Wasserleitung
40 Leitung (Spülwasser)
41 Magnetventil
42 Bypaß
43 Ventil
44 Ventil
45 Ventil
46 Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle
47 elektrische Leitung
48 Meßwertumformer
49 Ausgang
50 Abzweigung
51 Behälter
52 Pumpe
53 Leitung
54 Behälter
55 Kammern
56 Pumpe
57 Rohrleitung
58 Düsenstock
59 letzte Kammer
60 Filtereinrichtung
61 Flüssigkeitsspiegel
62 austretende Entschichterlösung
63 Flüssigkeit
64 Vertiefung
65 Pumpe
66 Wasserspülkammer
67 Einbau
68 Frischwasser
69 Resist
70 Leitung
71 Vorratsbehälter
72 Rohrleitung
73 Rohrleitung
74 Magnetventil
75 Magnetventil
76 Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle
77 Leitung
78 Drosselstelle
Claims (10)
1. Verfahren zur Regelung der Konzentration von in einem Behälter
befindlicher Wasser enthaltender Entschichterlösung oder Entwickler
lösung durch Zugabe von höher konzentrierter Lösung oder Wasser,
dadurch gekennzeichnet, daß bei vorgegebener Temperatur der
Lösung im Behälter (4, 5, 6, 54) die elektrische Leitfähigkeit der
Lösung gemessen und in Abhängigkeit vom Meßwert höher konzen
trierte Lösung und/oder Wasser zugegeben wird, bis sich ein Meßwert
in einem gewünschten Bereich einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer
Kreislaufströmung Lösung aus dem Behälter (4, 5, 6, 54) entnommen
und durch eine durchströmbare Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle
(46, 76) und von dort in den Behälter (4, 5, 6, 54) zurückgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die elektrische Leitfähigkeit der Lösung kontinuierlich
gemessen wird.
4. Vorrichtung zur Regelung der Konzentration von Wasser enthaltender
Entschichterlösung oder Entwicklerlösung mit mindestens einem
Behälter für die Lösung sowie einer absperrbaren Frischwasserzu
führung, gekennzeichnet durch eine Durchflußleitfähigkeitsmeßzelle
(46, 76) sowie durch Mittel zur Hindurchführung von mindestens
Teilmengen der Lösung durch die Meßzelle (46, 76), einem über eine
Dosiereinrichtung mit mindestens einem Behälter (4, 5, 6, 54)
verbundenen oder verbindbaren Vorratsbehälter (25, 71) mit höher
konzentrierter Lösung und durch einen Meßwertumformer (48), der
mindestens mit der Meßzelle (46, 76) und der Dosiereinrichtung
verbunden ist zur meßwertabhängigen Zudosierung von Lösung aus
dem Vorratsbehälter (25, 71).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel
zur Hindurchführung von Lösung durch die Meßzelle (46, 76) als eine
Umwälzpumpe (23, 56) aufweisende Rohrleitung (20, 57), die die
Meßzelle (46, 76) enthält, ausgebildet ist, wobei mindestens der
Anfang der Rohrleitung (20, 57) mit dem Behälter (6, 54) verbunden
ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohrleitung (20, 57) eine Bypassleitung (42)
aufweist, in der die Meßzelle (46, 76) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in
Flußrichtung mindestens vor der Meßzelle (46, 76) eine Einrichtung
(44) zur Begrenzung der Menge der pro Zeiteinheit durch die
Meßzelle (46, 76) strömenden Lösung vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein gemeinsames Mündungsrohr (34, 35) für
die Einspeisung von frischer Lösung und Wasser in den Behälter
(4, 5, 6, 54) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am
Austrittsende des Mündungsrohres (34, 35) eine Drossel (36, 37, 38, 78)
vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrere Behälter (4, 5, 6) vorgesehen sind, die über
Rohrleitungen (21, 22) miteinander verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893921564 DE3921564A1 (de) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Verfahren zur regelung der konzentration von entwickler- bzw. entschichterloesung fuer leiterplatten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893921564 DE3921564A1 (de) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Verfahren zur regelung der konzentration von entwickler- bzw. entschichterloesung fuer leiterplatten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3921564A1 true DE3921564A1 (de) | 1991-01-17 |
Family
ID=6384043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893921564 Ceased DE3921564A1 (de) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Verfahren zur regelung der konzentration von entwickler- bzw. entschichterloesung fuer leiterplatten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3921564A1 (de) |
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