DE29511549U1 - Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Leiterplatten - Google Patents

Description

G 17 210 - leet 14. Juli 1995

Gertrud Pill, 71549 Auenwald-Mittelbrüden

Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Leiterplatten

Die Erfindung betrifft eine

Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Leiterplatten mit einer Behandlungsflüssigkeit, insbesondere zur Reinigung der Kontaktierungslöcher von Harzverschmutzungen oder zur Benetzung bzw. Beschichtung, mit einer Behandlungsflüssigkeit enthaltenden Behandlungswanne, im Bereich deren nach oben weisender Wannenöffnung eine Behandlungsstrecke vorgesehen ist, die von den zu behandelnden Leiterplatten bei horizontal ausgerichteter Plattenebene mit horizontaler Transportrichtung durchlaufen wird, mit mehreren unmittelbar der Behandlungsstrecke angeordneten Transportrollkörpern für die Leiterplatten, die mit rechtwinkelig zur Transportrichtung verlaufenden Drehachsen in Transportrichtung zueinander beabstandet aufeinanderfolgend angeordnet sind, und mit einer Schwalleinrichtung, aus der unterhalb der Behandlungsstrecke unter Druck Behandlungsflüssigkeit austritt, die in wenigstens einem Schwallzwischenraum zwischen zwei in Transportrichtung benachbarten Transportrollkörpern schwallartig nach oben zur Behandlungsstrecke strömt, und gegen die dort vorbei laufenden Leiterplatten prallt.

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Eine Vorrichtung dieser Art geht aus der DE 26 06 984 C3 hervor. Diese verfügt über mehrere aufeinanderfolgend angeordnete Transportrollkörper, die die zu behandelnden Leiterplatten entlang der Behandlungsstrecke transportieren und dabei als Auflagen für die Leiterplatten fungieren. Die zu behandelnden Leiterplatten weisen z.B. durch Bohren oder Stanzen hergestellte Kontaktierungslöcher auf, die durch Harz verschmutzt sind und gereinigt werden müssen. Die hier als Reinigungsflüssigkeit wirkende Behandlungsflüssigkeit wird mittels einer Schwalleinrichtung von unten her gegen die Leiterplatten geschwallt, so daß sie gegen die Leiterplatten prallt und dabei in die Kontaktierungslöcher eintritt.

Die allein durch die Schwalleinwirkung erzielte Wirkung der Behandlungsflüssigkeit ist vielfach nicht ausreichend oder dauert zu lange. Um eine bessere Einwirkung der Behandlungsflüssigkeit zu gewährleisten, wurde daher in dem deutschen Gebrauchsmuster G 91 00 895.6 bereits vorgeschlagen, die Leiterplatten durch eine sogenannte stehende Welle hindurchzuleiten, die durch das Anheben des Flüssigkeitsspiegels der in einer zugeordneten Behandlungswanne befindlichen Behandlungsflüssigkeit erzeugt wird. Auch hier erscheint das Behandlungsergebnis allerdings verbesserungswürdig .

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in kürzerer Zeit eine intensivere Behandlung der Leiterplatten ermöglicht.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß Mittel vorhanden sind, um den Flüssigkeitsspiegel der in der Behandlungswanne befindlichen Behandlungsflüssigkeit zeitweilig auf ein oberhalb der auf der Behandlungsstrecke laufenden Leiterplatten liegendes Betriebsniveau anzuheben, und daß die beiden den mindestens einen Schwallzwischenraum begrenzenden Transportrollkörper walzenartig ausgestaltet sind, so daß sie jeweils eine Auflagefläche für die gesamte Breite der transportierten Leiterplatten und gleichzeitig eine durchgehende Begrenzungswand für den zugeordneten Schwallzwischenraum bilden.

Auf diese Weise ist eine kombinierte Behandlung der Leiterplatten möglich, bei der die Leiterplatten zeitgleich zum einen durch eine aus einem erhöhten Flüssigkeitsspiegel resultierende stehende Welle hindurchgeführt werden und zum anderen unter dem Einfluß schwallartig von unten herangeführter Behandlungsflüssigkeit stehen. Die dadurch bereits verbesserte Wirksamkeit der Oberflächenbehandlung wird durch die walzenartige Ausbildung der einen jeweiligen Schwallzwischenraum begrenzenden Transportrollkörper nochmals gesteigert. Im Gegensatz zu der Vorrichtung gemäß DE 26 06 984 C3, wo als Transportro11 körper einzelne Rollen geringer Dicke eingesetzt werden, bewirken die walzenförmigen Transportrollkörper im Zusammenwirken mit den großflächig auf ihnen aufliegenden vorbei laufenden Leiterplatten eine vorderseitige und rückseitige Begrenzung des Schwallzwischenraumes, so daß die schwallartig herangeführte Behandlungsflüssigkeit an einem raschen Abfließen gehindert ist. Die nach dem Aufprall an

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einer Leiterplatte in und entgegen der Transportrichtung abströmende Behandlungsflüssigkeit wird von den als Begrenzungswänden fungierenden walzenförmigen Transportrollkörpern gebremst, so daß ein Flüssigkeitsstau auftritt, der das Hindurchströmen der Behandlungsflüssigkeit durch die Löcher der Leiterplatten unterstützt. Die Durchflutung der Leiterplatten wird dadurch verbessert, woraus eine Reduzierung der gesamten Behandlungsdauer resultiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Jedem Schwallzwischenraum ist zweckmäßigerweise ein quer zur Transportrichtung verlaufendes Schwallrohr zugeordnet, das sich innerhalb und/oder unterhalb des betreffenden Schwallzwischenraumes befindet. In der Regel wird man versuchen, das Schwallrohr möglichst nahe an der Behandlungsstrecke zu positionieren.

Die durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen in einem Schwallzwischenraum gestaute Behandlungsflüssigkeit kann unter Umständen ein Abheben nur lose auf den Transportrollkörpern aufliegender Leiterplatten verursachen. Daher kann es sinnvoll sein, oberhalb gegenüberliegend wenigstens einer der walzenförmigen Transportrollkörper einen Andrückrollkörper vorzusehen, der ebenfalls walzenförmig ausgebildet sein kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung

näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt, stark schematisiert,

Figur 2 den in Figur 1 markierten Ausschnitt II in vergrößerter Darstellung, und

Figur 3 den in Figur 2 gezeigten Ausschnitt der beispielsgemäßen

Vorrichtung in Draufsicht mit Blick gemäß Pfeil III aus

Figur 2, wobei die Leiterplatte nur strichpunktiert angedeutet ist.

Die Figur 1 zeigt eine als Modul konzipierte Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Leiterplatten, die zusammen mit weiteren Behandlungsmodulen sehr flexibel zu einer Gesamtanlage zusammengesetzt werden kann.

Die Vorrichtung enthält ein Auffangbehältnis 1, das bis zu einem gewissen Füllstand 2 mit einer chemischen Behandlungsflüssigkeit 3 gefüllt ist. Es kann sich dabei z.B. um Permanganate in wässriger Lösung handeln.

Im Innern des Auffangbehältnisses 1 ist eine unten und seitlich geschlossene Behandlungswanne 4 angeordnet, die über eine vertikal nach oben orientierte Wannenöffnung 5 verfügt. Auch in der Behandlungswanne 4 befindet sich Behandlungsflüssigkeit 3.

Innerhalb des Auffangbehältnisses 1 ist auf Höhe der Wannenöffnung 5 eine Mehrzahl von Transportrollkörpern 6 angeordnet. Sie definieren mit ihren nach oben weisenden Auflageflächen 7 eine strichpunktiert angedeutete Transportbahn 8. Zu behandelnde Leiterplatten 9 treten über eine Eintrittsöffnung 12 in das Auffangbehältnis 1 ein und werden von den Transportrollkörpern 6 entlang der Transportbahn 8 durch das Auffangbehältnis 1 hindurchgeschleust, bis sie an der entgegengesetzten Seite durch eine Austrittsöffnung 13 im Anschluß an eine erfolgte Behandlung wieder austreten.

Die Transportrollkörper 6 sind motorisch auf nicht näher dargestellte Weise zu gleichgerichteten Rotationsbewegungen angetrieben (pfeil 10),so daß die Leiterplatten 9 über sie hinweglaufen.

Der die Wannenöffnung 5 überquerende Abschnitt der Transportbahn 8 bildet eine Behandlungsstrecke 14. Die Leiterplatten 9 werden, während sie in Transportrichtung 15 entlang der Behandlungsstrecke 14 bewegt werden, von der Behandlungsflüssigkeit in gewünschter Weise chemisch behandelt.

Wie auch aus Figur 3 hervorgeht, sind die drehbar gelagerten angetriebenen Transportrollkörper 6 derart ausgerichtet, daß ihre Drehachsen 16 horizontal und rechtwinkelig zu der Transportrichtung 15 verlaufen. Sie sind in Transportrichtung 15 mit Abstand aufeinanderfolgend angeordnet, wobei der Abstand benachbarter Transportrollkörper 6 geringer ist als die Länge einer jeweili-

gen Leiterplatte 9.

Beim Durchlaufen der Behandlungsstrecke 14 sind die Plattenebenen der Leiterplatten 9 horizontal ausgerichtet und auch die Transportrichtung 15 verläuft horizontal.

Die beispielsgemäße Vorrichtung ist mit Mitteln ausgestattet, die es ermöglichen, den Flüssigkeitsspiegel der in der Behandlungswanne 4 befindlichen Behandlungsflüssigkeit 3 zeitweilig auf ein Betriebsniveau 17 anzuheben, das höher liegt als die Oberseite der auf der Behandlungsstrecke 14 laufenden Leiterplatten 9. Ein am Beginn und am Ende der Behandlungsstrecke 14 im Bereich der vorderseitigen und rückseitigen Wand 17 der Behandlungswanne 4 angeordnetes Walzenpaar 18, 19 hat eine Dichtfunktion. Die Walzenpaare 18, 19 bilden praktisch eine Verlängerung der Wände 17 über die Wannenöffnung 5 hinaus, wobei sie mit ihren Mantelflächen dicht aneinander anliegen. Da die jeweils obere Walze 18 vertikal beweglich ist, kann sie ausweichen, wenn eine Leiterpaltte 9 hindurchläuft.

An den Längsseiten ist der obere Rand der Wannenöffnung 5 durch nicht näher dargestellte Dichtleisten oder dergleichen nach oben gezogen.

Das Innere des Auffangbehältnisses 1 und der Behandlungswanne 4 steht über eine Flüssigkeitsleitung 22 miteinander in Verbindung.

In diese Flüssigkeitsleitung 22 ist eine Förderpumpe 23 eingeschaltet. Auf diese Weise wird im Betrieb Behandlungsflüssigkeit aus dem Auffangbehältnis 1 in die Behandlungswanne 4 gepumpt .

Bei nicht in Betrieb befindlicher Förderpumpe 23 liegt das Niveau des Flüssigkeitsspiegels in der Behandlungswanne 4 maximal geringfügig unterhalb der Behandlungsstrecke 14, d.h. maximal auf Höhe der Wannenöffnung 5. Beim Betrieb der Förderpumpe 23 steigt der Flüssigkeitsspiegel an, bis er durch überlauf der Dichtwalzenpaare 18, 19 und der seitlichen Dichtleisten das bereits erwähnte Betriebeniveau 17 erreicht. Die dabei aufgestaute Flüssigkeit wird als stehende Welle bezeichnet. Die die Behandlungsstrecke 14 durchlaufenden Leiterplatten 9 werden somit durch diese stehende Welle hindurchgeführt.

Die überlaufende Behandlungsflüssigkeit wird vom Auffangbehältnis 1 aufgefangen, so daß insgesamt ein Flüssigkeitskreislauf vorliegen kann.

Die Behandlungsvorrichtung ist des Weiteren mit einer Schwalleinrichtung 24 ausgestattet. Sie umfaßt mehrere Schwallrohre 25, die im Innern der Behandlungswanne 4 unterhalb der Behandlungsstrecke 14 plaziert sind. Sie verlaufen horizontal quer zur Transportrichtung 15, wobei sie zweckmäßigerweise parallel zu den Transportrollkörpern 6 ausgerichtet sind.

Jedes Schwallrohr 25 ist einem zwischen zwei aufeinanderfolgenden Transportrollkörpern 6 befindlichen Zwischenraum zugeordnet, der zur Unterscheidung von den anderen Zwischenräumen als Schwallzwischenraum 26 bezeichnet sei. Das Ausführungsbeispiel verfügt über sechs Schwallrohre 25 und dementsprechend über sechs Schwalizwischenräume 26, wobei wie abgebildet zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Schwallzwischenräumen 26 ein oder mehrere Zwischenräume vorgesehen sein können, die von der Schwalleinrichtung 24 nicht beeinflußt werden.

Die Schwallrohre 25 sind zweckmäßigerweise so angeordnet, daß sie ganz oder zumindest teilweise innerhalb des zugeordneten Schwallzwischenraumen 26 liegen. Der in Transportrichtung 15 gemessene Abstand zu den benachbarten Transportrollkörpern 6 ist zweckmäßigerweise identisch.

Jedes Schwallrohr 25 verfügt im Bereich seiner nach oben der Behandlungsstrecke 14 zugewandten Mantelfläche über eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 27. Sie bilden bevorzugt eine lineare Lochreihe. Denkbar wäre es auch, nur eine oder eine geringere Anzahl von Austrittsöffnungen 27 vorzusehen, die beispielsweise schlitzartig ausgebildet sind.

Der Längenbereich eines jeweiligen Schwallrohres 25, der von Austrittsöffnungen 27 besetzt ist, sei als Schwallbreite bezeichnet. Die Schwallrohre 25 sind derart ausgebildet und angeordnet, daß

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die Schwallbreite zweckmäßigerweise zumindest gleich oder größer ist als die quer zur Transportrichtung 15 gemessene Breite der Leiterplatten 9.

Die Schwallrohre 25 sind über eine Druckleitung 28 an eine Förderpumpe 23 angeschlossen, bei der es sich um die gleiche Förderpumpe handeln kann, die auch die unmittelbare Befüllung der Behandlungswanne 4 übernimmt- Im Betrieb strömt aus den Austrittsöffnungen 27 der Schwallrohre 25 unter Druck Behandlungsflüssigkeit aus, wobei man die Art des Austretens als schwallförmiges Austreten bezeichnen kann. Der Flüssigkeitsschwall ist in Figur 2 bei 32 angedeutet.

Der Flüssigkeitsschwall ist nach oben gerichtet, so daß er gegen die jeweils vorbeitransportierte Leiterplatte 9 prallt. Diese Leiterplatte hat eine Vielzahl von quer durchgehenden Kontaktierungslöchern 33, die im vorliegenden Fall gereinigt werden sollen. Die unter Druck in einem Schwall herangeführte Behandlungsflüssigkeit durchströmt die Kontaktierungslöcher 33, so daß die zu reinigenden Bereiche gut erreicht werden.

Da die Kontaktierungslöcher in der Regel einen sehr geringen Querschnitt aufweisen, dauert es trotz der Schwallbehandlung meist einige Zeit, bis die gesamte Oberfläche der Kontaktierungsbohrungen benetzt ist. Daher bedarf es überlicherweise relativ langer Behandlungsstrecken mit einer entsprechend langen Behan-

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lungszeit- Diese Nachteile sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeräumt, weil die beiden einen jeweiligen Schwallzwischenraum 26 begrenzenden Transportrollkörper 6¹, 6'¹ walzenartig ausgestaltet sind, so daß sie jeweils eine Auflagefläche für die gesamte Breite der transportierten Leiterplatten 9 und gleichzeitig eine vorne und hinten durchgehende Begrenzungswand für den jeweils zugeordneten Schwallzwischenraum 26 bilden.

Auf diese Weise wird verhindert, daß die gesamte, gegen die Unterseite der Leiterplatte 9 geschwallte Flüssigkeit rasch seitwärts abströmen kann. Die walzenartigen Transportrollkörper 6 bilden zusammen mit der gleichzeitig auf beiden Transportrollkörpern 6 aufliegenden Leiterplatte 9 eine Art Rinne oder Vertiefung bzw. Kammer, wie aus Figur. 2 ohne weiteres zu ersehen ist. Dabei bilden die walzenförmigen Transportrollkörper 6 ein Hindernis für die an der Leiterplatte 9 abgepralle Behandlungsflüssigkeit, so daß sich ein Flüssigkeitsstau ergibt, der über die gesamte in Transportrichtung 15 gemessene Länge des Schwallzwischenraumes 26 für eine Druckerhöhung sorgt, so daß die Kontaktierungslöcher verstärkt zwangsdurchflutet werden.

Indem die Leiterplatte über ihre gesamte Breite auf den durchgehend mit gleichen Durchmesser zylindrisch ausgebildeten Transportwalzen aufliegt, können Abströmkanäle vermieden werden. Insgesamt resultiert aus dieser Anordnung eine intensivere Durchflutung, so daß die Länge der Behandlungsstrecke 14 und die Behandlungszeit insgesamt verringert werden kann.

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Durch den erhöhten Druck in den Schwallzwischenräumen 26 könnten die Leiterplatten 9 dazu neigen, von den Transportrollkörpern abgehoben zu werden. In diesem Falle wäre es zweckmäßig, oberhalb wenigstens eines und zweckmäßigerweise beiden einen jeweiligen Schwallzwischenraum 26 begrenzenden Transportrollkörpern 6 einen in Figur 2 strichpunktiert angedeuteten Andrückrollkörper 34 vorzusehen. Die Andrückrollkörper 34 definieren mit den Transportrollkörpern 6 einen Durchtrittsspalt für die transportierten Leiterplatten 9. Derartige Andrückrollkörper 34 können im übrigen an praktisch beliebigen Stellen oberhalb der Behandlungsstrecke 14 angeordnet werden, um ein Aufschwimmen der Leiterplatten 9 zu verhindern. Jeder Andrückrollkörper 34 kann aus mehreren, koaxial und mit Abstand zueinander angeordneten Einzelrollen zusammengesetzt sein, was auch für diejenigen Transportrol!körper 6 zutrifft, die nicht unmittelbar zur Begrenzung eines Schwallzwischenraumes 26 beitragen. Vorzugsweise sind allerdings auch diejenigen Andrückrollkörper 34, die mit einem walzenförmigen Transportrollkörper 6 zusammenarbeiten, walzenartig ausgebildet.

Obwohl die beispielsgemäße Vorrichtung im Zusammenhang mit einer Reinigungsbehandlung beschrieben wurde, läßt sie sich ohne weiteres auch bei anderen Behandlungen flachgutartiger Gegenstände verwenden.

Claims (3)

G 17 210 - leet 14. Juli 1995 Gertrud Pill, 71549 Auenwald-Mittelbrüden Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Leiterplatten Ansprüche

1. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Leiterplatten mit einer Behandlungsflüssigkeit, insbesondere zur Reinigung der Kontaktierungslöcher von Harzverschmutzungen oder zur Benetzung bzw. Beschichtung, mit einer Behandlungsflüssigkeit enthaltenden Behandlungswanne, im Bereich deren nach oben weisender Wannenöffnung eine Behandlungsstrecke vorgesehen ist, die von den zu behandelnden Leiterplatten bei horizontal ausgerichteter Plattenebene mit horizontaler Transportrichtung durchlaufen wird, mit mehreren unmittelbar unterhalb der Behandlungsstrecke angeordneten Transportrollkörpern für die Leiterplatten, die mit rechtwinkelig zur Transportrichtung verlaufenden Drehachsen in Transportrichtung zueinander beabstandet aufeinanderfolgend angeordnet sind, und mit einer Schwalleinrichtung, aus der unterhalb der Behandlungsstrecke unter Druck Behandlungsflüssigkeit austritt, die in wenigstens einem Schwallzwischenraum zwischen zwei in Transportrichtung benachbarten Transportrollkörpern schwallartig nach oben zur Behandlungsstrecke strömt

und gegen die dort vorbei laufenden Leiterplatten prallt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (18, 19, 22, 23) vorhanden sind, um den Flüssigkeitsspiegel der in der Behandlungswanne (4) befindlichen Behandlungsflüssigkeit (3) zeitweilig auf ein oberhalb der auf der Behandlungsstrecke (14) laufenden Leiterplatten (9) liegendes Betriebsniveau (17) anzuheben, und daß die beiden den mindestens einen Schwallzwischenraum (26) begrenzenden Transportrollkörper (6, 6^!, 6¹¹) walzenartig ausgestaltet sind, so daß sie jeweils eine Auflagefläche für die gesamte Breite der transportierten Leiterplatten (9) und gleichzeitig eine vorne und hinten durchgehende Begrenzungswand für den zugeordneten Schwallzwischenraum (26) bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schwallzwischenraum (26) ein quer zur Transportrichtung (15) verlaufendes Schwallrohr (25) zugeordnet ist, das innerhalb und/oder unterhalb des betreffenden Schwallzwischenraumes (26) angeordnet ist und das eine oder mehrere längsverlaufende Austrittsöffnungen (27) für die zu schwallende Behandlungsflüssigkeit (3) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem der einen Schwallzwischenraum (26) begrenzenden walzenförmigen Transportrollkörper (6) oben ein Andrückrollkörper (34) gegenüberliegt, der zweckmäßigerweise ebenfalls walzenförmig ausgebildet ist.