DE20112319U1

DE20112319U1 - Walzenanordnung für eine Elektroplattiervorrichtung

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Publication number: DE20112319U1
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Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2001-11-08
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Also published as: US6517690B2; US20030000832A1

Description

VOSSIUS & PARTNER PATENTANWÄLTE

SIEBERXßTR.4

81675 MÜNCHEN

26. Juli 2001

u. Z.: F 2121 GM-DE

Jason KO

Taoyuan Hsien, Taiwan

Walzenanordnung für eine Elektroplattiervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung zum Transportieren eines bahnenförmigen Werkstücks in einer Elektroplattiervorrichtung, insbesondere eine Walzenanordnung, die mit mindestens einem Paar Führungsteilen zum Führen des Werkstücks zur Bewegung dazwischen versehen ist, wodurch eine Metallbeschichtung auf Sollbereichen des Werkstücks genau gebildet werden kann.

Eine herkömmliche Elektroplattiervorrichtung, die in einem automatisierten Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte zum Einsatz kommt, weist ein Paar leitende Walzen auf, die vor und nach einem Elektroplattierbad angeordnet sind, das einen Elektrolyt enthält, im Elektroplattierbad sind mehrere Sprührohre und Walzeneinheiten vorgesehen. Die Sprührohre wirken nicht nur als Anoden, wenn sie mit einer Stromquelle elektrisch verbunden sind, sondern sprühen auch einen Elektrolyt auf eine waagerechte Leiterplatte. Jede der Walzeneinheiten weist mehrere obere Walzen und eine untere Walze auf, um die Platte durch das Elektroplattierbad vorzubewegen. Die oberen Walzen sind so angeordnet, daß sie sich durch Schwerkraft nach unten bewegen, um die unterste obere Walze in Berührung mit der entsprechenden unteren Walze zu plazieren, sobald sich die Platte am Einlaß und Auslaß des Elektro-

plattierbads vorbei bewegt, was den Einlaß und Auslaß abdichtet und verhindert, daß der Elektrolyt austritt und die leitenden Walzen verunreinigt, die außen am Elektroplattierbad vorgesehen sind.

Diese Elektroplattiervorrichtung hat folgende Nachteile:

(1) Vor dem Elektroplattieren wird ein lichtempfindlicher Film auf eine Oberfläche der Platte aufgetragen. Somit hat die Oberfläche der Platte einen zu elekroplattierenden Filmbereich und einen blanken Kupferbereich zur Berührung mit den Walzeneinheiten. Da keine Führungseinrichtung zum Führen des blanken Kupferbereichs der Platte vorgesehen ist, damit er sich in eine Richtung bewegt, die senkrecht zu den Walzen ist, drücken die Walzeneinheiten oft auf den Filmbereich. Dadurch ist es schwierig, eine gewünschte Schaltungsstruktur auf der Platte zu bilden.

(2) An der leitenden Walze tritt ein Widerstandsverlust auf und nimmt von einem Ende zum anderen Ende allmählich zu, weil nur ein einzelner Kathodenstromeingang an einem Ende der leitenden Walze vorgesehen ist, was zu ungleichmäßiger Metallbeschichtungsdicke auf der Platte führt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Walzenanordnung für eine Elektroplattiervorrichtung bereitzustellen, die mit mindestens einem Paar Führungsteilen versehen ist, deren Positionen je nach Breite eines bahnenförmigen Werkstücks automatisch eingestellt werden können, um das Werkstück zur Bewegung dazwischen zu führen, wodurch eine Metallbeschichtung auf Sollbereichen des Werkstücks genau gebildet werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Walzenanordnung für eine Elektroplattiervorrichtung bereitzustellen, die Kathodenstrom gleichzeitig zu zwei entgegengesetzten Seiten eines bahnenförmigen Werkstücks führen kann, was eine gleichmäßig dicke Metallbeschichtung auf dem Werkstück bildet.

Erfindungsgemäß verfügt eine Walzenanordnung für eine Elektroplattiervorrichtung über mehrere Zuführwalzen, die geeignet sind, ein bahnenförmiges Werkstück vorzubewegen, und eine Gewindestange, die parallel zu den Zuführwalzen angeordnet ist und einen Linksgewindeabschnitt sowie einen Rechtsge-

windeabschnitt hat. Zwei Führungsteile sind jeweils mit zwei Gewindelöchern ausgebildet, in die der Links- und Rechtsgewindeabschnitt der Stange eingreift. Eine Sensoreinheit erfaßt die Breite des Werkstücks, um eine Steuerung und eine Antriebseinheit zu aktivieren, die die Stange dreht, um die Führungsteile so in Gegenrichtungen zu bewegen, daß die Führungsteile an zwei entgegengesetzte Seiten des Werkstücks anstoßen, wodurch das Werkstück zur Bewegung dazwischen geführt wird. Zwei leitende Einheiten sind jeweils an den Führungsteilen zum Zuführen von Kathodenstrom zu den Seiten des Werkstücks befestigt.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Walzenanordnung für eine Elektroplattiervorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines leitenden Mechanismus der bevorzugten Ausführungsform; und

Fig. 4 eine fragmentarische schematische Seitenansicht des leitenden Mechanismus der bevorzugten Ausführungsform zur Darstellung, wie zwei Führungswalzen relativ zu einer Gewindestange angeordnet sind.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist die bevorzugte Aus führungs form einer Walzenanordnung für eine Elektroplattiervorrichtung einen Zuführmechanismus 2 und eine leitende Einheit 3 auf.

Der Zuführmechanismus 2 verfügt über mehrere Zuführwalzen 21, die geeignet sind, ein bahnenförmiges Werkstück, z. B. eine waagerechte Leiterplatte 1, zuzuführen, eine erste Gewindestange 23, eine erste Antriebseinheit, die aus einem Kegelradsatz 24 und einem ersten Servomotor 25 besteht, und eine Positionssensoreinheit mit einem Paar Sensoren 26. Die Zuführwalzen 21 und die erste Gewindestange 23 sind parallel zueinander und an sowie zwischen zwei Rahmen 22 zapfengelagert. Die ersten Zuführwalzen 21 haben feste Drehwellen 211,

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von denen jede mit einem festen Kettenrad 212 versehen ist, das durch eine Ketteneinheit 213 gedreht wird. Die erste Gewindestange 23 ist mit einem Linksgewindeabschnitt 231 und einem Rechtsgewindeabschnitt 231 ausgebildet, die symmetrisch zu einer gedachten Mittellinie 13 der Platte 1 sind, die sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckt, in der sich die Platte 1 vorbewegt. Zwei erste Führungsteile 232 haben zwei Gewindelöcher 233, in die der Links- bzw. Rechtsgewindeabschnitt 231 der ersten Gewindestange 23 eingeschraubt sind. Beim Drehen der ersten Gewindestange 23 bewegen sich dadurch die ersten Führungsteile 232 in Gegenrichtungen. Die Sensoren 2 6 sind jeweils an den ersten Führungsteilen 232 befestigt, um die Breite der Platte 1 zu erfassen, wodurch sie ein Signal zu einer Steuerung 27 senden,- die mit dem ersten Servomotor 25 elektrisch verbunden ist. Anschließend dreht sich eine Motorwelle 251 des ersten Servomotors 25. Die Drehung der Motorwelle 251 wird mit Hilfe des Kegelradsatzes 24 zur ersten Gewindestange 23 übertragen, um die ersten Führungsteile 232 in Gegenrichtungen zu bewegen, bis der Abstand zwischen den ersten Führungsteilen 232 gleich der Breite der Platte 1 ist. Somit stoßen die ersten Führungsteile 232 an zwei entgegengesetzte Seiten der Platte 1 an, wodurch sie die Platte 1 zur Bewegung dazwischen in der vorbestimmten Richtung führen.

Der leitende Mechanismus 3 verfügt über zwei untere Walzen 31, eine zweite Gewindestange 33 und eine zweite Antriebseinheit, die aus einem Kegelradsatz 34 und einem zweiten Servomotor 35 besteht. Die unteren Walzen 31 sind auf der gleichen Höhe wie die Zuführwalzen 21 angeordnet und haben ein Paar feste Drehwellen 311, von denen jede mit einem festen Kettenrad 312 versehen ist, das durch die Ketteneinheit 213 angetrieben wird. Die Drehwellen 311 sind zwischen und an zwei Rahmen 32 zapfengelagert. Jeder der unteren Walzen 31 ist eine obere Walze 310 zugeordnet, um die Platte 1 dazwischen zu bewegen. Die zweite Gewindestange 33 ähnelt im Aufbau der ersten Gewindestange 23 und hat einen Linksgewindeabschnitt 331 und einen Rechtsgewindeabschnitt 331, die in zwei zweite Führungsteile 332 eingreifen. Zwei leitende Einheiten

sind jeweils an den zweiten Führungsteilen 332 befestigt. In dieser Ausführungsform weist jede der leitenden Einheiten zwei leitende Walzen 36 auf, die zwischen den unteren Walzen 31 vorgesehen und übereinander angeordnet sind. Der zweite Servomotor 35 ist mit der zweiten Gewindestange 33 mit Hilfe des Kegelradsatzes 34 gekoppelt und hat eine Motorwelle 351, die zur Welle 251 des ersten Servomotors 25 ausgerichtet und senkrecht zu den Zuführwalzen 21 ist. Da der erste und zweite Servomotor 25, 35 mit der Steuerung 27 verbunden sind, können sie gleichzeitig betätigt werden, wodurch sich die erste und zweite Gewindestange 23, 33 synchron drehen lassen.

Gemäß Fig. 3 und 4 verfügt jede der leitenden Walzen 36 über einen leitenden Ring 361, einen leitenden Ringsitz 362, eine leitende Buchse 3 64, zwei Ringdichtungen 367, zwei Halteringe 368 und einen Anschlußstift 369. Im folgenden Absatz wird nur eine der leitenden Walzen 36 beschrieben.

Der leitende Ring 361 und die leitende Buchse 364 sind fest miteinander verbunden und beweglich auf eine Walzenwelle 311' aufgeschoben, die am Rahmen 32 zapfengelagert ist. Der leitende Sitz 3 62 ist um die Buchse 3 64 angeordnet und am entsprechenden zweiten Führungsteil 332 befestigt. Beim Drehen der zweiten Gewindestange 33, um die zweiten Führungsteile 332 darauf zu bewegen, bewegen sich damit der leitende Ring 361 und die leitende Buchse 364 auf der Walzenwelle 311". Die Ringdichtungen 367 sind mit Hilfe der Halteringe 368 fest auf die Walzenwelle 311' aufgeschoben, um einen abgedichteten Ringspalt zwischen dem leitenden Sitz 362 und der leitenden Buchse 3 64 und zwischen den Dichtungen 367 zu bilden, in den eine leitende Flüssigkeit 366 eingefüllt ist. Damit ist eine elektrische Verbindung zwischen dem leitenden Sitz 362 und der leitenden Buchse 3 64 hergestellt. Der Anschlußstift 369 ist am leitenden Sitz 362 zur elektrischen Verbindung damit befestigt und geeignet, mit einer negativen Seite einer Stromversorgung (nicht gezeigt) verbunden zu werden, wodurch Kathodenstrom vom Anschlußstift 3 69 zum leitenden Ring 361 über die leitende Flüssigkeit 366 und die leitende Buchse 3 64 übertragen wird. Der leitende Ring 361 hat einen Außenumfang, der mit einem Kontaktabschnitt 363 zum

elektrischen Kontakt mit einem blanken Kupferumfangsbereich 12 (siehe Fig. 1) der Platte 1 gebildet ist, der einen Filmbereich (siehe Fig. 1) umgibt.

Somit können die Positionen des ersten und zweiten Führungsteils 232, 332 je nach Breite der Platte 1 automatisch eingestellt werden, um diese zur Bewegung dazwischen zu führen, wodurch eine Metallbeschichtung auf der Platte 1 genau gebildet werden kann.

Ferner können die leitenden Walzen 3 6 Kathodenstrom gleichzeitig zu zwei entgegengesetzten Seiten der Platte 1 führen, wodurch eine gleichmäßig dicke Metallbeschichtung darauf gebildet wird.

Claims

1. Walzenanordnung zum Transportieren eines bahnenartigen Werkstücks (1) in einer Elektroplattiervorrichtung in einer vorbestimmten Richtung, wobei das Werkstück (1) eine gedachte Mittellinie (13) hat, die sich in der vorbestimmten Richtung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenanordnung aufweist:
einen Zuführmechanismus (2) mit:
mehreren Zuführwalzen (21),
einer ersten Gewindestange (23), die parallel zu den Zuführwalzen (21) angeordnet ist und einen Linksgewindeabschnitt (231) sowie einen Rechtsgewindeabschnitt (231) hat, die geeignet sind, symmetrisch zur Mittellinie (13) des Werkstücks (1) angeordnet zu sein,
zwei ersten Führungsteilen (232), die jeweils mit einem Paar Gewindelöchern (233) ausgebildet sind, in die der Links- bzw. Rechtsgewindeabschnitt (231) der ersten Gewindestange (23) eingreifen, um die ersten Führungsteile (232) in Gegenrichtungen auf der ersten Gewindestange (23) zu bewegen, wenn sich die erste Gewindestange (23) dreht, wobei die ersten Führungsteile (232) geeignet sind, an zwei entgegengesetzte Seiten des Werkstücks (1) anzustoßen, wodurch sie das Werkstück (1) zur Bewegung in der vorbestimmten Richtung führen, und
einer ersten Antriebseinheit zum Drehen der ersten Gewindestange (23);
einen leitenden Mechanismus (3) mit:
einer zweiten Gewindestange (33), die parallel zur ersten Gewindestange (23) angeordnet ist und einen Linksgewindeabschnitt (331) und einen Rechtsgewindeabschnitt (331) hat, die geeignet sind, symmetrisch zur Mittellinie (13) des Werkstücks (1) angeordnet zu sein,
zwei zweiten Führungsteilen (332), die jeweils mit einem Paar Gewindelöchern ausgebildet sind, in die der Links- bzw. Rechtsgewindeabschnitt (331) der zweiten Gewindestange (33) eingreifen, um die zweiten Führungsteile (332) in Gegenrichtungen auf der zweiten Gewindestange (33) zu bewegen, wenn sich die zweite Gewindestange (33) dreht, wobei die zweiten Führungsteile (332) geeignet sind, an die Seiten des Werkstücks (1) anzustoßen, wodurch sie das Werkstück (1) zur Bewegung in der vorbestimmten Richtung führen,
einer zweiten Antriebseinheit zum Drehen der zweiten Gewindestange (33), und
zwei leitenden Einheiten, die jeweils an den zweiten Führungsteilen (332) befestigt und geeignet sind, elektrischen Strom jeweils zu den Seiten des Werkstücks (1) zu führen;
eine Steuerung (27), die mit der ersten und zweiten Antriebseinheit elektrisch verbunden ist, um die erste und zweite Antriebseinheit gleichzeitig zu aktivieren, wodurch sich die erste und zweite Gewindestange (23, 33) synchron drehen können; und
eine Positionssensoreinheit (26), die mit der Steuerung (27) elektrisch verbunden und geeignet ist, die Breite des Werkstücks (1) zu erfassen, um die Steuerung (27) so zu aktivieren, daß die erste und zweite Antriebseinheit das erste und zweite Führungsteil (232, 332) relativ zur ersten und zweiten Gewindestange (23, 33) bewegen, bis ein Abstand zwischen den ersten Führungsteilen (232) und ein Abstand zwischen den zweiten Führungsteilen (332) gleich der Breite des Werkstücks (1) sind.

2. Walzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Antriebseinheit jeweils aufweisen: einen Servomotor (25, 35) mit einer Motorwelle (251, 351), die senkrecht zu den Zuführwalzen (21) ist, und einen Kegelradsatz (24, 34), der die Motorwelle (251, 351) und eine jeweilige der ersten und zweiten Gewindestange (23, 33) miteinander verbindet, um eine Drehung der Motorwelle (251, 351) zur jeweiligen der ersten und zweiten Gewindestange (23, 33) zu übertragen.

3. Walzenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der leitenden Einheiten zwei leitende Walzen (36) aufweist, die übereinander angeordnet sind, wobei jeder der leitenden Walzen (36) aufweist:
einen leitenden Ringsitz (362), der an einem jeweiligen der zweiten Führungsteile (332) befestigt ist;
einen Anschlußstift (369), der mit dem leitenden Sitz (362) fest und elektrisch verbunden und geeignet ist, mit einer negativen Seite einer Stromversorgung elektrisch verbunden zu sein;
eine Walzenwelle (311'), die im leitenden Sitz (362) gelagert ist;
einen leitenden Ring (361), der auf die Walzenwelle (311') beweglich aufgeschoben und relativ zum leitenden Sitz (362) drehbar angeordnet ist, wobei der leitende Ring (361) geeignet ist, das Werkstück (1) zur elektrischen Verbindung damit zu kontaktieren;
eine leitende Buchse (364), die auf die Walzenwelle (311') drehbar aufgeschoben und mit dem leitenden Ring (361) fest verbunden ist;
zwei Ringdichtungen (367), die auf die leitende Buchse (364) fest aufgeschoben sind, um einen abgedichteten Ringspalt zwischen der leitenden Buchse (364) und dem leitenden Sitz (362) und zwischen den Dichtungen (367) zu bilden; und
eine leitende Flüssigkeit (366), die in den abgedichteten Ringspalt eingefüllt ist, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem leitenden Ring (361) und dem leitenden Sitz (362) hergestellt ist.