Устройство для травления плоскихиздЕлий Советский патент 1981 года по МПК H05K3/06 C23F1/08 

I . . Изобретение относите к производству радиоаппаратуры и может использоваться при химическом фрезеровании печатных плат и подобных им деталей, а также в других областях техники. Известно устройство для химической обработки полупроводниковых пластин, содержащее рабочую зкамеру, транспортное средство, сопло для распыления рабочего раствора и генератор ультразвукового акустиче ского поля С1. Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено для обработки полупроводниковых пластин небольших и не может быть использовано для обработки полупровод никовых пластин небольших размеров и для обработки печатныхплат больших размеров с высокой производительностью и с достаточным качеством,так KaK содержит только одно сопло.Транспорт-ное средство этого устройства выполнено в виде поворотного стола, что при обработке изделий больших размерОв ведет к увеличению габаритов устройства, т.е. к нерациональному использованию производственных площадей. Кроме того, устройство неэкономично из-за бодьшого расхода воздуха. Известно также устройство для травления плоских изделий, содержащее рабочие камеры, конвейер и установленные на коллекторах форсунки для распыления рабочего раствора 2. Однако это устройство также обладает недостаточной производительностью и экономичностью и не позволяет получить высокого качества травления изделий. Цель изобретения - повьшение производительности, экономичности и качества травления. Указанная цель достигается тем, что устройство-для травления плоских изделий, содержащее связанные конвейером рабочие камеры с расположенными на коллекторах форсунками факельного распыления рабочего -раствора, снаб.жено меха1шзмом воэвратно-поступательного перемещения, коллекторов в направлении, перпевдикулярном направлению пер (Вмещения плоских изделий, а каждая форсунка снабжена газоструйным стержневым генератором акустического поля, установленным по центру выходного отверстия форсунки.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг„ 3 - форсунку, продольный разраз; на фиг. 4 - т же, поперечный разрез (слева - по камере рабочего раствора, справа - по камере сжатого воздуха); на фиг. 5 кинематическая схема приводного механизма; на фиг.. 6 - схема механизма коммутации электромагнитных муфт в / механизме реверса; на фиг. 7 - схема уплотнения рамы и блокировки уплотнения; на фиг. 8 - конструкция рамы, разрез.

Устройство содержит форсунки 1, смонтированные на автономных коллекторах 2 с гибкими вводами 3 и 4 (не показаны) для подачи к форсункам рабочего раствора и воздуха соответственно, камеру 5 травдения (фнг.1 и .2) и камеры 6 промывки. Детали 7. перемещаются в направлении стрелок 8, а коллекторы 2 - в направлении стрелок 9. Устройство также содержит переходную камеру 10. Каждый из коллекторов 2 закреплен на каретке с двумя опорными 11 и одним подвижным 12 роликами, взаимодействующими с направляющей 13. Верхний и нижний концы каждого из коллекторов 2 снабжены кронштейнами, к которым закреплены цепи 14 механизма, равномерного возвратно-поступательного перемещения в направлении стрелок 9. Цепи 14 находятся в зацеплении со звездочками 15, установленными на валах 16. Концы двух из валов 16 введены за пределы камеры 5 травления и посредством звездочек 17 и 18 и цепи 19 связаны с реверсивным приводом 20, а посредством звездочек 21 и 22, цепи 23 и зубчатых колес 24 и 25 - между собой (фиг. 1). Для этой же цели служат звездочки 26 И 27 и цепь 28 (фиг, 1 и 2). Сливное отверстие 29 соединено трубой с рабочей ванной. Устройство содержит конвейер, выполненный в виде двух параллельных цепей 30 (фиг, 1 и.2), несу.щих подвески 31 с дополнительным грузом 32 и внутренними рамками 33 и 34

(фиг. 2). Цепи конвейера опираются на звездочки 35-42. В камере 5 травления конвейер образует, по меньшей мере одну петлю, а в камере 6 промывки установлены сопла 43 и 44 для подачи горячей и холодной воды. В зоне загрузки и выгрузки конвейера, параллельно наклонной его ветви, установлено стекло 45, с которым взаимодействуют нижние части подвесок 31 (фиг. Вал 46 посредством звездочек 47 и 48 и цепи 49 связан с приводом 50 конвейера. Остальные звездочки конвейера насажены на полуосях 51.

Сливное отверстие 52 соединено с канализационной трубой, к фланцу 53 переходной камеры 10 крепится вентиляционный отсос (не показан). Задняя стенка камеры 5 травления для удобства монтажа снабжена съемной крьшкой 54, а боковые - шарнирно открывающимися рамами 55. Камера 6 промывки снабжена съемной крышкой 56 и задраиваемой горловиной 57 Пер еходная камера 10 снабжена съемнымн крьшками 58 и 59

Каждый коллектор 2 состоит из трубы 60, разделенной продольной перегородкой 61 на камеру .62 рабочего раствора и камеру 63 Сжатого воздуха. Кроме того, на боковой стороне коллектора 2 имеются камера 64 для рабочего раствора и камера 65 для сжатого воздуха, обе камеры 64 и 65 снабжены штуцерами 66 и 67 для присоединения гибких шлангов ввода рабочих компонентов, связанных с соответствующими магистралями. Каждый коллектор 2 снабжен стаканами 68 по количеству форсунок 1 в группе данного коллектора, стаканы 68 снабжены радиальными окнами 69 для прохода рабочего раствора и окнами 70 для прохода сжатого воздуха (фиг, 3 и 4), которые пропущены через сквозные отверстия в стенках трубы 60 и перегородки 61 и.герметично приварень к ним.

Каждая форсунка 1 состоит из переходника 71, насадки 72 с уплотнительными элементами 73 и 74. и центрально-, го стержня 75 установленного на переходнике 71 через уплотнитепьные прокладки 76 и 77- В центрапь1а.1й стержень 75 по тугой посадке вставлена цилиндрическая втулка 78 с продольными пазами 79 на ее н&ружной поверхности (фиг. 4).

Газоструйньй генератор акустического поля состоит из цилиндрического

стержня 80 с резонатором 81 на одном конце, шайбой 82 и контргайкой 83на другом.

Центральный стержень 75 форсунки связан с переходником 71, шайбой 84 и гайкой 85, а шпильками 86 переходник 71 с помощью резьбового соединения скреплен с насадкой 72. При этом концы шпилек 86 снабжены уплотнительными элементами 87, втулкой 88, шайбой 89 и гайкой 90. Радиальные окна 91 в переходнике 71 совмещены с окнами 69 в стакане 68, буртик. 92 шпилек 86 служит для фиксации положения переходника 71 относительно насадки 72, а буртик 93 насадки --для фиксации всей форсунки 1 в полости стакана 68,,

Газоструйный генератор акустичест кого поля также имеет воздушное кольцевое сопло 94 и глухую кольцевую щег

95в резонаторе 81. Кольцевое сопло

96служит для прохода рабочего р.аствора,. проточка 97 в стакане 68 -для предотвращения выпячивания уплотнительного элемента 73 в окна при сбор:ке форсунки, отверстия 98 - под ключ на поверхности центрального стержня 75. форсунки 11.

Привод 50 конвейера (фиг. 5 ) содержит электродвигатель 99 с регулируемой скоростью, клиноременную передачу 100 и редуктор 101, выходной вал которого снабжен звездочкой 48, которая цепью 49 связана со звездочкой 47 (фиг. 2) .

Привод .20 механизма равномерного возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости автономных коллекторов 2 содержат электродвигатель 102 с регулируемой скоростью, клиноремённую передачу 103, редуктор 104, выходной вал 105 которого посредством муфты 106, соединен с валом 107 мехашзма реверса, содержащего две электромагнитные муфты 108 и 109, полумуфты 110 и 111 которых снабжены шестернями 112 и ИЗ, находящимися в непосредственном зацеплении, а полумуфты 114 и 115 соединены друг с другом посредством шеетерен 116 и 117 через паразитную шестерню 118. Звездочка 18 (фиг. 2), сидящая на выходном валу 119 механизма реверса, цепью 19 связана со звездочкой 17. Привод 20 также содержит механизм 120 коммутации электромагнитны муфт 108 и 109 и пульт 121 управления. Механизм 120 коммутации (фиг.6

содержит также два штока 122 и 123, премещакщихся в направляющих и взаимодействующих с упорами 124 и 125, закрепленными на одном из коллекторов 2. Штоки 122 и 123 соединены жесткс тягой 126 и на одном из них закреплен флажок 127, входящий в зев 128 бесконтактного выключателя 129.

По всему периметру проема 130 рамы 131 уложена камера 132, снабженная штуцером для присоединения шланга 133, соединяющего камеру 132 с электропневмоклапаном 134-с двумя его штуцерами 135 и 136. ,

Обмотка 137 ЭлектропневмоКлапана 134 сблокирована с обмоткой 138 магнитного пускателя 139 насоса. Через трубопровод 140 осуществляется подвод сжатого воздуха к электропневмоклапану 134. Стекло 141 рамы 131 окантовано эластичнь1М профилем 142. Рама 131 содержит облицовку 143 и опорный каркас проема 144, на котором закреплен концевой выключатель 145, сблокированный с обмотками 136 и 137 череэ кнопку магнитного пускателя j38 и взаимодействующий с клином 146, закрепленным на; раме. .Цифрой 147 обозначен расклинивающий элемент.

Устройство работает следуюпщм образом.

При закрытых рамах 131 клин 146 взаимодействует с концевым выключателем 145 и при нажатии на кнопку пускателя 139 воздух от пневмосети по трубопроводу 140 через штуцер 135 и шлан 133 попадает в полости камер 132 калгдой из рам (фиг. 7 и 8). Заполняясь воздухом, камеры 132 щютно прилегают к соответствуиицим поверхностям обли-, цовки 143 рам 131 и проемов 130. Через цепь задержки в электросхеме и соответствующие э.лектропневмоклапаны и вентили дистанционного управления, имеющиеся в пневмогидросистеме, к автономным коллекторам 2 по гибким шлангам подается от пневмосети.сжатый воздух, из емкости - рабочий раствор, а от магистралей горячей и холодной воды. - вода к соплам 43 и 44 (фиг. 2), При этом подогрев рабочего раствора в емкости обеспечивается п темподачн пара в змеевик емкости. Через штуцеры 67 (фиг. 6) сжатый воздух попадает в камеры 65, затем в камеры 63 и через окна 70 в стаканах 68 в полость сжатого воздуха форсунок 1. В каждой форсунке 1 по продольным пазам 79

сжатый воздух попадает в кольцевое воздушное сопло 94 и через него пыходит в открытое пространство камеры 5 травления, попадая при этом в глухую кольцевую щель 95 резонатора 81 и образуя ультразвуковое акустическо поле в зоне факела форсунки 1.

Через штуцер 66 (фиг. 6) рабочий раствор попадает в камеры 64 и камеры 62 коллекторов 2 (фиг. З). Через окна 69 и 91 рабочий раствор попадает в полость рабочего раствора форсунок

1.и,обтекая центральный стержень 75 форсунки 1, выходит в виде усеченноконической струи через кольцевое сопло 96.

В результате взаимодействия кольцевого акустического поля с усеченг но-конической струей рабочего раствора происходит дробление струи на капли, размер которых зависит от частоты и мощности акустического поля, а также от давления воздуха и давления рабочего раствора в ультраз)зуконом диапазоне волн пневмогенератора составляет примерно 75-87 мкм. Регулирование частоты и мощности газоструйного генератора осуществляется цилиндрическим стержнем 80. .

Коллекторам 2 сообщают равномерно возвратно-поступательное перемещение От электродвигателя 102 через клиноременную .передачу 103, редуктор 104 и муфту 106 вращение передается валу 107 механизма реверса. При этом, если включена электромагнитная муфта 108, то враще ше с полумуфты ПО передается полумуфте 114 и сидящей с ней на одном валу шестерне 117, далее шестерням 118 и 116 (фиг. 5). С другой стороны, вращение передается шестерне 112, находящейся в зацеплении с шестерней 113, и далее полумуфте 111 но поскольку электромагнитная муфта 109 выключена, то на полумуфту 115 .вращение не передаётся. Вращение со звездочки 18 передается всем валам 16 и сидящим на них звездочкам 15, которые, посредством цепей 14, передают движение автономным коллекторам

2,Коллекторы 2 перемещаются и один из упоров, например 125 (фиг. 6 1 начинает взаимодействовать с толкателем 123, на котором закреплен флажок 127. Толкатель 123, перемещаясь, вводит флажок 127 в зев 128 бесконтактного выключателя 129 и одновременно посредством тяги 126, соеданяющей толкатели, подготавливает толкатель 122 к взаимодействию с толкателем 123 при ходе коллекторов 2 в обратную сторону. При входе флажка 127 в зев 128 электромагнитная муфта 108 отключается, а муфта 109 включается (фиг. 5). Вращение в шестерни 112 передается на шестерню 113, на полумуфту 115, на шестерню 116

и на звездочку, 18, но уже с обратным направлением, далее по описанной схеме коллекторы 2 перемещаются в обратную сторону. При взаимодействии упора 124 с толкателем 122 (фиг. 6) цикл

повторяется и коллекторы 2 совершают равномерное возвратно-поступательное перемещение со скоростью, превьш1ающей константу скорости химического взаимодействия материала деталей с

рабочим раствором. При этом возможность регулирования скорости электродвигателя 102 позволяет изменять в широких пределах скорость перемещения коллекторов 2 и установить в процессе настройки машины оптимальную величину ее превышения над упомянутой константой. Размах хода механизма возвратно-поступательного перемещения коллекторов 2 превышает ширину

деталей 7.

Далее приводится в движение замкнутый конвейер. От электродвигателя 99 через клиноременную передачу 100 и редуктор 101 вращение передается звездочке 48 (фиг. 5), а с нее посредст.вом цепи 49 и звездочки 47 валу 46, на котором насажены звездочки 42 (фиг. 3). Цепи 30 конвейера, на цапфах которых висят подвески 31, переносят их вместе с деталями через переходную камеру 10, камеру 5 травления, камеру 6 промывки и возвращают в зону загрузки. При. этом подвески 31 под действием собственного веса, увеличенного дополнительным грузом 32, . кинематически поворачиваются на цапфах цепей так, что обрабатываемые поверхности деталей 7 на любом участке конвейера располагаются в вертикально

плоскости и в камере 5 травления они располагаются перпендикулярно осям факелов распыла рабочего раствора. Возможность регулирования угловой скорости электродвигателя 99 позволяет в

широких пределах регулировать скорость конвейера.

Схема блокировки (фиг. 8) представлена в положении, когда воздух заполняет камеру 132, Если обмотка 137 обесточена, следовательно, обесточен и обмотка 138 магнитного пускателя насоса. Электропневмрклапан 134, с одной стороны, samipaet магистраль 140 подачи сжатого воздуха, а с дру гой,- сообщает штуцер 136 с атмосферой и свободно стравливает воздух из камеры 132 каядой рамы. При этом на сое выключен, рамы можно открыть, производя нeoбxoди ыe работы внутри камеры 5 травления (например, ремонт Формула изобретения Устройство для травления плоских изделий, преимущественно печатных пл содержащее связанные конвейером рабочие камеры с расположенными на кол лекторах форсунками факельного распь ления рабочего раствора, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности, экономичности и качества травления, оно снабжено механизмом возвратно-поступательного перемещения коллекторов в направлении, перпендикулярном направлению перемещения плоских изделий, а каждая форсунка снабжена газоструйным стержневым генератором акустического поля, установленным по..центру выходного отверстия форсунки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 333633, кл. Н 01 L 23/00, 13.05.65. 2.Авторское свидетельство СССР № 413224, кл. Н 05 К 3/06, 04.01.71 (прототип).:

57 Риг. 1 V 18

32

55.

С

33

Г

3

иг.З

Риг, 5 ФиъЛ (риг. 8 ,27 Ш