Устройство для электрохимической обработки Советский патент 1987 года по МПК C25D11/02 

113

Изобретение относится к электрохимии, в частности к устройствам для проведения электрохимического процес

са, и может быть использовано в технологии производства интегральных микросхем.

Целью изобретения является повышение качества обработки.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для проведения электрохимического процесса; на фиг. 2 - принципиальная схема блока управления; на фиг. 3 - структурная схема коммутатора; на фиг. 4 - то же,блока перекачки воды; на фиг.5 - то же, блока перекачки электролита; на фиг. 6 - то же, блока подачи воздуха; на фиг. 7 - то же, датчика - уровня.

Устройство для проведения электрохимического процесса, содержит (фиг. 1) общую шину 1, соединенную с блоком 2 управления, коммутатор 3, соединенный с общей шиной и блоком управления, дешифратор 4, соединенный с коммутатором 3, цифроаналого- . вый преобразователь 5, соединенный с коммутатором 3, блоки 6 и 7 перекачки воды и электролита и блок 8 подачи воздуха, соединенные с дешифра тором 4, источник 9 питания, соединенный с цифроаналоговым преобразователем 5, измерительный блок 10, соединенный с источником 9 питания, блоком 2 управления и общей шиной 1, датчик 11 уровня, соединенный с общей щиной 1, анод 12 и катод 13, помещенные вместе с датчиком 11 уровня в ванну с электролитом 14.

10

15

30

Коммутатор 3 предназначен для раз ветвления информации с шины данных общей шины по двум направлениям. Управляющие сигналы с выхода блока 2 управления поступают на входы блоков схем И 16 (фиг. 3), разрешая прохождение информации через соответствующий блок схем И 16 в заданном направ лении.

, Дешифратор 4 предназначен для дешифрации значений цифрового кода, поступающего на его вход с шины данных общей шины 1 через коммутатор 3. Принципиальная схема может быть выполнена на основе интегральной схемы К155ИДЗ.

Цифроаналоговьш преобразователь 5 (например, интегральная микросхема К572ПА1Г) предназначен для формирования на выходе аналогового сигнала, однозначно соответствующего цифровом коду на его входе.

Блок 6 перекачки воды предназначен для подачи воды в ванну для отмывания изделия и для слива воды пос ле окончания промывки. Управляющий сигнал с выхода дешифратора 4 поступает на триггеры 17, 18 (фиг. 4) и записывает в один из них 1. Высокий уровень с выхода триггеров 17 и 18 поступает на вход шаговых двигателей 19, роторы которых соединены с вентилями 20 подачи воды в вйнну и слива.воды. Закрытие вентилей 20 35 производится установкой триггеров 17 и 18 в О.

Блок 7 перекачки электролита пред назначен для перекачки электролита из резервуара 21 (фиг. 5) в ванну 14

20

25

Общая шина 1 (групповые линии свя- 0 и обратно. Сигнал с выхода дешифра- зи) служит для обмена информацией тора 4 поступает на вход триггера 22 между функционально законченными устройствами и имеет шину данных и адресную шину.

и устанавливает его в 1 . Высокий уровень сигнапа поступает на вход шагового двигателя 23, который откры.Блок 2 управления (например, дешифратор) предназначен для управления работой коммутатора и измерительного блока. Информация с шины данных общей шины поступает на входы дешифраторов 15 (фиг. 2). При появлении нулей на шинах В, сигнал с выхода соответствующего дешифратора разрешает дешифрацию состояния шин А. Задавая значение В О и А, равное тре-55 поступает сигнал, устанавливающий

буемому значению, формируются сигналы управления для измерительного блока 10 и коммутатора 3.

,

10

15

30

Коммутатор 3 предназначен для разветвления информации с шины данных общей шины по двум направлениям. Управляющие сигналы с выхода блока 2 управления поступают на входы блоков схем И 16 (фиг. 3), разрешая прохождение информации через соответствующий блок схем И 16 в заданном направлении.

, Дешифратор 4 предназначен для дешифрации значений цифрового кода, поступающего на его вход с шины данных общей шины 1 через коммутатор 3. Принципиальная схема может быть выполнена на основе интегральной схемы К155ИДЗ.

Цифроаналоговьш преобразователь 5 (например, интегральная микросхема К572ПА1Г) предназначен для формирования на выходе аналогового сигнала, однозначно соответствующего цифровому коду на его входе.

Блок 6 перекачки воды предназначен для подачи воды в ванну для отмывания изделия и для слива воды пост ле окончания промывки. Управляющий сигнал с выхода дешифратора 4 поступает на триггеры 17, 18 (фиг. 4) и записывает в один из них 1. Высокий уровень с выхода триггеров 17 и 18 поступает на вход шаговых двигателей 19, роторы которых соединены с вентилями 20 подачи воды в вйнну и слива.воды. Закрытие вентилей 20 35 производится установкой триггеров 17 и 18 в О.

Блок 7 перекачки электролита предназначен для перекачки электролита из резервуара 21 (фиг. 5) в ванну 14

20

25

и обратно. Сигнал с выхода дешифра- тора 4 поступает на вход триггера 22

и устанавливает его в 1 . Высокий уровень сигнапа поступает на вход шагового двигателя 23, который открывает вентиль 24, соединяющий ванну 14 с резервуаром 21. С выхода дешифратора 4 на первьй вход схемы 25 запуска поступает сигнал, обеспечивающий запуск компрессора 26. Сжатый воздух

поступает в резервуар 21 с компрессора 26 и выталкивает электролит через вентиль 24 в ванну 14. После наполнения ванны электролитом с выхода дешифратора: 4 на вход триггера 22

его в О . Шаговый двигатель 23 закрывает вентиль 24, схема 25 запуска отключает компрессор 26. Для пере10

25

качки электролита из ванны 14 в резервуар 21 на вход триггера 27 поступает сигнал, устанавливающий его в 1, шаговый двигатель 28 при этом открывает вентиль 29, соединяющий резервуар 21 для выхода воздуха. Сигнал с выхода дешифратора 4 устанавливает триггер 22 в 1, шаговый двигатель 23 открывает вентиль 24, элек- пролит переливается из ванны 14 через вентиль 24 в резервуар 21.

Блок 8 подачи воздуха предназначен для сушки внутренних частей ванны и обрабатываемых изделий, для перемешивания воды во время отмывки. Сиг- }5 нал с выхода дешифратора 4 устанавливает триггер 30 в 1, при этом шаговый двигатель 31 открывает вентиль 32 и разрешает прохождение воздуха через нагреватель 33 в ванну 14 20 (фиг. 6). При установке триггера 30 в О вентиль 32 закрывается. По сигналу дешифратора 4 включается и отключается источник 34 питания нагревателя 33.

Источник 9 питания предназначен для формирования мощного электрического сигнала на входе измерительного блока (например, потенциостат П5827 м).

Измерительный блок 10 (например, вольтметр и амперметр) предназначен для фиксации параметров электрического сигнала на выходе источника питания .

Датчик 11 уровня предназначен для фиксации моментов заполнения ванны жидкостью и окончания слива. Датчик уровня представляет собой поплавок 35 (фиг. 7) с закрепленным на нем кон- 40 тактом 36. При заполнении ванны жидкостью поплавок 35 выдавливает контакт 36, который замыкает контакты 37. Сигнал О поступает на шину 1, сигнализируя об окончании процесса за- 45 полнения ванны жидкостью. Аналогично происходит слив жидкости. При этом замыкаются контакты 38.

Анод 12 и катод 13 вместе с ванной 14 являются неотъемлемыми частя- 50 ми электрохимического процесса.

Устройство работает следующим образом.

Требуемые коды, формируемые на шине данных и адресной шине, при помо 55 щи блока 2 управления и коммутатора 3 передаются на вход цифроаналогового преобразователя 5, аналоговый сигнал

315

30

35

10

25

}5 2005

155284

с выхода последнего усиливается источником 9 питания и через измерительный блок 10 прикладывается к электродам ванны. Значения электрического сигнала на электродах ванны фиксируются- измерительным блоком и поступают на шину данных общей шины для коррекции кодов на входе цифроаналогового преобразователя. После снятия потенциала с электродов ванны по коду с общей шины через коммутатор 3 и дешифратор 4 запускается блок 7 перекачки электролита. По сигналу датчика 11 уровня об окончании слива электролита по коду с общей шины через коммутатор 3 и дешифратор 4 запускается блок 6 перекачки воды и органи- зуется заполнение ванны водой. По сигналу датчика 11 уровня об окончании процесса заполнения ванны водой по коду с общей шины при помощи коммутатора, дешифратора и блока 8 подачи воздуха организуется подача воздуха в ванну для перемешивания воды. По истечении заданного интервала времени осуществляется слив воды и в ванну подается горячий воздух для просушки. Устройство готово к выгрузке изделий из ванны.

Таким образом, устройство обеспечивает воспроизведение сложных законов изменения напряжения или тока, а также позволяет осуществить отмывку и сушку поверхности обрабатываемого образца, что приводит к повьштению выхода годных изделий.

30

5

7,6 6,4

130,4 132,6

1,2 0,64

513

Продолжение таблицы

Среднеквадрати- ческое отклонение напряжения первого микропробоя, В 5,8 3,1

Выход годных изделий, % 27,8 34,9

В таблице приведены сравнительнь е результаты изготовления опытной партии образцов с применением предлагаемого устройства для электрохимической обработки и известного,.

Опытная партия представляет собой танталовые тонкопленочные конденсаторы, получаемые электролитическим анодированием тантала.

Анализ экспериментальных данных, приведенных в таблице, показывает, что в случае применения предлагаемого устройства для изготовления тонкопленочных конденсаторов электрохимическим анодированием значительно увеличивается процент выхода годных изделий по сравнению с известным.-Уве5528

личение процента выхода годных изделий объясняется тем, что при применении устройства для электрохимической обработки отсутствуют дополнительные операции транспортировки изделий для отмывки и сушки, которые приводят к увеличению загрязнения поверхности изделия и механическим повреждениям.

Формула изобретения

Устройство для электрохимической обработки, содержащее общую шину, соединенную с блоком управления, циф- роаналоговый преобразователь, соединенный с источником питания, выход которого подключен к входу измерительного блока, соединенного с общей

шиной и блоком управления, анод и катод, помещенные в ванну с электролитом и соединенные с измерительным блоком, отличающееся тем, что, с целью повышения качества обра

ботки, оно снабжено коммутатором, дешифратором, блоками перекачки воды, электролита и блоком додачи воздуха, датчиком уровня, соединенным с общей шиной, причем коммутатор соединен с

общей шиной, блоком управления и циф- роаналоговым преобразователем, вход дешифратора соединен с выходом коммутатора, а выходы с блоками перекачки воды, электролита, подачи воздуха.

Фи.г

Bf.,i

бл.З

ЕЯ.

Jn.if

MS

С./

е

Л.//

Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано в технологии производства интегральных микросхем. Цель изобретения - повышение качества обработки.. Сущность изобретения заключается в том, что значение напряжения на электродах ванны 14 измеряется блоком (О и регулируется по каналу: измерительный блок 10 - общая шина 1 - блок 2 управления - коммутатор 3 - цифро- аналоговый преобразователь 5 - источник 9 питания. После снятия потенциала с электродов ванны по коду с общей шины 1 через коммутатор 3 и дешифратор 4 запускается блок 7 перекачки электролита. По сигналу с датчика 1I уровня об окончании слива электролита .запускается блок 6 перекачки воды и организуется заполнение ванны 14 водой. По сигналу датчика 11 уровня блоком 8 организуется подача воздуха В ванну 14 для перемешивания воды. По истечении заданного интервала времени осуществляется слив воды и в ванну подается горячий воздух для просушивания. 7 ил. 1 табл. с (Л ..f

/

Z

J5 1 -фиг. 7

Составитель А. Абросимов Редактор Н, Гунько Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 2320/28 Тираж 612Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4