DE29600936U1 - Vorrichtung zur Behandlung von Leiterplatten - Google Patents

Description

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G 17 353 - lens 9. Januar 1996

Gertrud Pill. IndustriestraSe 7, 71549 Auenwald-Mittelbrüden Vorrichtung zur Behandlung von Leiterplatten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Leiterplatten zum Entfernen von Verschmutzungen aus den zur Kontaktierung verwendeten Bohrlöchern, mit mehreren während des Behandlungsprozesses von den Leiterplatten nacheinander durchlaufenen Behandlungseinheiten, unter denen sich eine Quellereinheit und/oder eine Reinigungseinheit befindet, auf die jeweils eine Spüleinheit folgt, wobei die Leiterplatten beim Durchlaufen der Queller- bzw. Reinigungseinheit einer darin aufgenommenen Wirkflüssigkeit und beim Durchlaufen der Spüleinheit einer Spülflüssigkeit ausgesetzt sind.

Eine Vorrichtung dieser Art wird in der EP 0 267 452 Bl beschrieben. Sie umfaßt dort eine Quellereinheit mit darin enthaltener Queller- bzw. Aufquellflüssigkeit sowie eine der Quellereinheit nachgeschaltete Reinigungseinheit mit Permanganaten in wässriger Lösung. Um diese vorliegend als "Wirkflüssigkeiten" bezeichneten Flüssigkeiten nach ihrer Einwirkung von den Leiterplatten zu entfernen, ist der Quellereinheit und der Reinigungs-

einheit zweckmäßigerweise jeweils eine Spüleinheit nachgeschaltet, in der die Wirkflüssigkeit mit Wasser abgespült wird.

Von Nachteil beim Betrieb der bekannten Vorrichtung ist der hohe Verbrauch an Wirkflüssigkeit und die große Abwasserbelastung bzw. der zur Reduzierung der Abwasserbelastung notwendige große prozeßtechnische Aufwand. Zum einen Verdampfen Anteile der Wirkflüssigkeit bei den in der Quellereinheit bzw. der Reinigungseinheit auftretenden hohen Temperaturen relativ rasch und müssen daher häufig nachgefüllt werden. Zum ändern reichert sich die Spülflüssigkeit sehr rasch mit der von den Leiterplatten abgespülten Wirkflüssigkeit an und bedarf einer aufwendigen Reinigung, bevor es ins Abwasser abgelassen werden kann.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei reduziertem Verbrauch an Wirkflüssigkeit geringere Anforderungen an die Abwasserbehandlung stellt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Spüleinheit eine Vorspüleinheit und eine dieser in Transportrichtung der Leiterplatten nachgeschaltete Hauptspüleinheit aufweist, und daß zum Nachfüllen der Queller- bzw. Reinigungseinheit eine zwischen diese und die nachfolgende Vorspüleinheit eingeschaltete Flüssigkeits-Überführeinrichtung vorgesehen ist, durch die in der Vorspüleinheit angesammelte Spülflüssigkeit in die Queller- bzw. Reinigungseinheit überführbar ist.

Eine derartige Ausgestaltung ist also wahlweise im Zusammenhang mit einer Quellereinheit oder im Zusammenhang mit einer Reinigungseinheit möglich, bei Vorrichtungen, die sowohl mit einer Quellereinheit als auch mit einer Reinigungseinheit ausgestattet sind kann jeder dieser Einheiten bei Bedarf eine entsprechend ausgestaltete Spüleinheit zugeordnet werden.

In der Quellereinheit erfolgt regelmäßig eine Beaufschlagung der Leiterplatten mit einer Quellerflüssigkeit, die ein Aufquellen der nach dem Bohren an den Bohrlochwandungen vorhandenen Harzverschmierungen bewirkt. Derartige Harzverschmierungen werden allgemein als "Smear" bezeichnet. Durch das Aufquellen wird der Angriff der in der zweckmäßigerweise nachgeschalteten Reinigungseinheit vorhandenen Reinigungsflüssigkeit erleichtert, die den aufgeweichten "Smear" vollends ablöst.

Durch die Unterteilung der Spüleinheit in eine Vorspüleinheit und eine dieser nachgeschalteten Hauptspüleinheit wird bewirkt, daß der größte Teil der durch die Leiterplatten aus der Quellerbzw. Reinigungseinheit ausgetragenen Wirkflüssigkeit bereits in der Vorspüleinheit abgespült wird. In die Hauptspüleinheit gelangen somit nur noch Leiterplatten mit geringer Wirkflüssigkeit sbenetzung. Somit ergibt sich in der Hauptspüleinheit eine nur verhältnismäßig geringe Aufkonzentrierung der dort befindlichen Spülflüssigkeit, die sich daher sehr leicht abwassergerecht behandeln läßt. Aus der Vorspüleinheit selbst braucht zweckmäßigerweise kein Spülwasser zur Abgabe in das Abwassernetz entfernt werden. Vielmehr ermöglicht die die Vorspüleinheit mit der Quellereinheit bzw. Reinigungseinheit verbindende Flüssigkeits-Über-

führeinrichtung eine Überführung von sich in der Vorspüleinheit ansammelnder Spülflüssigkeit in die Queller- bzw. Reinigungseinheit. Da die aus der Vorspüleinheit stammende Spülflüssigkeit durch die abgespülte Wirkflüssigkeit mit der Zeit eine Aufkonzentration erfährt, findet auf diese Weise praktisch eine Rückführung von mit Wasser gemischter Wirkflüssigkeit in die Quellereinheit bzw. die Reinigungseinheit statt. Die Queller- bzw. Reinigungseinheit wird somit nachgefüllt, so daß der eventuell zusätzlich erforderliche Eintrag von neuer Wirkflüssigkeit mengenmäßig reduziert ist. Der Verbrauch"an Wirkflüssigkeit sinkt, ebenso der Aufwand zur Behandlung der ins Abwassernetz einzuleitenden Spülflüssigkeit.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Zweckmäßigerweise sind Steuermittel zur Betätigung der Flüssigkeits-Überführeinrichtung in Abhängigkeit vom Füllstand der Flüssigkeit in der Queller- bzw. Reinigungseinheit und/oder insbesondere in der Vorspüleinheit vorhanden. Als Steuermittel könnten Füllstandsdetektoren vorgesehen sein, die bei einem bestimmten Flüssigkeitsniveau in der Vorspüleinheit ansprechen und daraufhin eine Überführung von mit Wirkflüssigkeit versetzter Spülflüssigkeit in die Queller- bzw. Reinigungseinheit verursachen. Hierzu kann beispielsweise eine Pumpeinrichtung und/oder eine Ventileinrichtung betätigt werden.

Vorzugsweise ist die Hauptspüleinheit mit einem Spülflüssigkeitsdurchlauf versehen, der von der Vorspüleinheit getrennt

ist. Zweckmäßigerweise wird hierbei der Hauptspüleinheit über einen Zulauf Spülflüssigkeit zugeführt, während gleichzeitig über einen Ablauf Spülflüssigkeit abgeführt wird. Auf diese Weise ergibt sich ein Flüssigkeitsdurchlauf, bei dem die Spülflüssigkeit nur wenig mit Wirkflüssigkeit angereichert wird.

Vor allem im Zusammenhang mit einer Quellereinheit ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Hauptspüleinheit mit der Vorspüleinheit über eine weitere Flüssigkeits-Überführeinrichtung verbunden ist. Diese ermöglicht es, Spülflüssigkeit aus der Hauptspüleinheit, die geringfügig mit Wirkflüssigkeit angereichert ist, in die Vorspüleinheit zu überführen, so daß dieser kein eigener Spülflussigkeitsdurchlauf zugeordnet werden muß. Es genügt in der Vorspüleinheit eine im Umwälzbetrieb arbeitende Sprüheinrichtung, wobei die in die Quellereinheit übergebene Spülflüssigkeit durch Zufuhr aus der Hauptspüleinheit ersetzt werden kann. Hier können zweckmäßigerweise entsprechende Steuermittel vorgesehen sein wie zur Ansteuerung der zwischen der Vorspüleinheit und der Queller- bzw. Reinigungseinheit arbeitenden Flüssigkeits-Überführeinrichtung.

Im Zusammenhang mit einer Reinigungseinheit ist es empfehlenswert, der Vorspüleinheit eine vom Spülflussigkeitsdurchlauf der Hauptspüleinheit unabhängige Spülflüssigkeitseinspeisung zuzuordnen und eine Verbindung der vorstehend geschilderten Art zu vermeiden. Da die in der Reinigungseinheit {auch als "Desmear"-Einheit bezeichenbar) verwendete Reingigungsflüssigkeit hoch alkalisch ist und bei der abwassertechnischen Behandlung keine großen Probleme bereitet, läßt sich als Spülflüssigkeit Wasser

aus dem üblicherweise vorhandenen Wassernetz, sogenanntes Stadtwasser, verwenden. Auf deionisiertes Wasser, das erst aufwendig aufbereitet werden muß, kann somit verzichtet werden. Zumal regelmäßig auch nachfolgende Neutralisations- und Endspülvorgänge mit solchem üblichen Wasser durchgeführt werden. Wegen des Gehalts an Natriumchlorid darf solches Wasser allerdings nicht in die Reinigungseinheit gelangen, da dort bei Verwendung von Kali umpermanganat durch das Salz eine Zersetzung der Edelstahlmaterialien auftreten würde. Somit empfiehlt sich die geschilderte Trennung der Systeme, wobei die Spülflüssigkeitseinspeisung der Vorspüleinheit mit deionisiertem Wasser oder voll entsalztem Wasser betreibbar ist. Die Rückführung des größtenteils ausgetragener Reinigungsflüssigkeit über die zwischen die Vorspüleinheit und die Reinigungseinheit zwischengeschaltete Flüssigkeits-Überführeinrichtung bleibt gleichwohl erhalten. Der daraus resultierende Vorteil einer Reduzierung des Verbrauches an Reinigungsflüssigkeit macht es darüberhinaus möglich, anstelle des meist üblichen Kaliumpermanganates auf teureres Natriumpermanganat zurückzugreifen, welches den Vorteil hat, daß es nicht zur Bildung von Braunstein und Kristallen neigt und somit der Aufwand zur Reinigung der Reinigungseinheit selbst sowie der Verschleiß der bewegten Teile beträchtlich reduziert wird.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei einer Bauform der Vorrichtung, bei der der Queller-Einheit eine Vorbehandlungseinheit vorgeschaltet ist, die eine in der von den Leiterplatten durchlaufenen Vorbehandlungsflüssigkeit angeordnete Ultraschalleinrichtung aufweist, wobei die nachfolgende Quellereinheit selbst eine solche Ultraschalleinrichtung nicht aufweist.

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Durch die Ultraschalleinrichtung werden eher lose in den Bohrlöchern angesammelte Rückstände durch Vibration ausgeschwemmt. Die Vorschaltung vor die Quellereinheit hat dabei den Vorteil, daß die ausgeschwemmten Partikel nicht in die Quellerflüssigkeit gelangen, so daß sich dort aufwendige Filtermaßnahmen erübrigen. Eine solche Anordnung der Ultraschalleinrichtung in einer Vorbehandlungseinheit ist im übrigen unabhängig von der Ausgestaltung der Spüleinheit und auch bei dahingehend konventionell aufgebauten Vorrichtungen wirksam.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Darstellung einen bevorzugten Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen eine Aufteilung der Darstellung in zwei Figuren erfolgt. Die Figur 1 zeigt den vorderen Abschnitt der Vorrichtung, die Figur 2 den sich daran unmittelbar anschließenden hinteren Abschnitt der Vorrichtung.

Bei der gezeigten Vorrichtung zur Behandlung von Leiterplatten werden Leiterplatten 1 entlang eines Transportweges 2 in einer durch Pfeil 3 angedeuteten Transportrichtung durch eine größere Anzahl von in Transportrichtung 3 aufeinanderfolgend angeordneten Behandlungseinheiten 4 hindurch transportiert.

Der Transportweg 2 ist auf an sich bekannte Weise durch eine Vielzahl von aufeinanderfolgend angeordneten Transportmitteln 5 vorgegeben, die sich zweckmäßigerweise aus zumindest teilweise drehangetriebenen Rollen mit quer zur Transportrichtung 3 ausge-

drehangetriebenen Rollen mit quer zur Transportrichtung 3 ausgerichteten Rollenachsen zusammensetzen. Durch die entsprechende Anordnung und Ausrichtung der Transportmittel 5 ist gewährleistet, daß die Leiterplatten 1 während ihres Transportes durch die Behandlungseinheiten 4 horizontal bewegt werden, wobei ihre Ausrichtung so getroffen ist, daß ihre Plattenebenen ebenfalls horizontal verlaufen.

Das Einführen der Leiterplatten 1 in die Behandlungsvorrichtung erfolgt über eine Zuführeinrichtung 6.'Am Ende der Behandlungsvorrichtung befindet sich eine die behandelten Leiterplatten 1 übernehmende Entnahmeeinrichtung 7. Beide Einrichtungen können mit üblichen Fördereinrichtungen ausgestattet sein. In der auf die Transportrichtung 3 bezogenen Reihenfolge verfügt die beispielsgemäße Behandlungsvorrichtung über folgende Behandlungseinheiten 4: eine Vorbehandlungseinheit 8, eine Quellereinheit 9, eine Spüleinheit 10, eine Reinigungseinheit 13, eine weitere Spüleinheit 14, eine Neutralisationseinheit 15, eine Endspüleinheit 16 und eine Trocknungseinheit 17.

Abgesehen von der Trocknungseinheit 17 verfugen die übrigen Behandlungseinheiten 4 über vorzugsweise modulartig aneinandergesetzte Behältnisse 18, die ein Reservoir 20 für Behandlungsflüssigkeit 21 bilden ist. Das Flüssigkeitsniveau liegt unterhalb des Transportweges 2, der mit Abstand über der jeweils aufgenommenen Behandlungsflüssigkeit 21 hinwegführt.

In der Vorbehandlungseinheit 8 befindet sich oberhalb dem eigentlichen Reservoir 20 an Behandlungsflüssigkeit 21 ein nach

oben offener Behälter 22, der mit gleichartiger Behandlungsflüssigkeit 21' gefüllt ist. Durch Umwälzung mittels einer Umwälz einrichtung 23 läßt sich dort ein vorübergehend erhöhter Flüssigkeitsstand 24 erzielen. Durch diesen laufen die Leiterplatten 1 nacheinander hindurch.

Die zu behandelnden Leiterplatten 1 sind mit nicht näher dargestellten, quer durchgehenden Bohrlöchern versehen. Sie dienen später zur Kontaktierung leitender Schichten, zu welchem Zweck ihre Bohrlochwände metallisiert werden"! Zuvor ist es erforderlich, die Bohrlöcher von den bei ihrer Herstellung entstandenen Rückständen und Verschmutzungen zu befreien. Bei den entsprechenden Verunreinigungen handelt es sich regelmäßig zum einen um in den Bohrlöchern zurückgebliebene Bohrrückstände, beispielsweise Bohrmehl, die nur lose an den Bohrlochwänden anhaften. Zum andern treten aber auch starke Verschmierungen der Bohrlochwandung auf, der sogenannte "Bohrsmear", dies sind Harzverschmierungen des Epoxidharzes, aus dem Leiterplatten regelmäßig bestehen. Diese Verschmierungen haften sehr fest an den Wandung der Bohrlöcher.

Beim Durchlaufen des erhöhten Flüssigkeitsstandes 24 unter gleichzeitigem Betrieb der Ultraschalleinrichtung 29 erfolgt durch die entstehenden Vibrationen ein Ausschwemmen der sich in den Bohrlöchern angesammelten losen Rückstände. Diese Rückstände können anschließend aus der Behandlungsflüssigkeit 21, 21' mechanisch ausgefiltert werden. Die in der nachfolgenden Quellereinheit 9 enthaltene Wirkflüssigkeit wird somit vor Verunreinigungen durch solche losen Rückstände geschützt. Dadurch werden

keine chemischen Stoffe gebunden und die Wirksamkeit der chemischen Stoffe nicht herabgesetzt.

Die sich an die Vorbehandlungseinheit 8 anschließende Quellereinheit 9 enthält eine Wirkflüssigkeit in Gestalt einer beim Ausführungsbeispiel wassermischbaren Quellerflüssigkeit 25. Es kann sich beispielsweise um eine Mischung aus Methylglycol und Natronlauge, oder um Ethylenglycol oder um sogenanntes, von der Firma BASF vertriebenes N-Metyl-Pyrrolidon handeln. Die Quellerflüssigkeit wird über eine nicht näher'gezeigte Pumpeinrichtung zu einer durch Pfeile angedeuteten, oberhalb und/oder unterhalb des Transportweges 2 angeordneten Düseneinrichtung 26 geleitet. Sie umfaßt eine Mehrzahl von Sprühdüsen 28, beispielsweise in Gestalt sogenannter Flachstrahldüsen, die so ausgerichtet sind, daß ihre Düsenöffnungen dem Transportweg 2 zugewandt nach oben und/oder unten weisen. Durch sie werden die Bohrungen der durch die Quellereinheit 9 hindurchlaufenden Leiterplatten mit der Quellerflüssigkeit 25 durchströmt. Die abtropfende Quellerflüssigkeit 25 wird in dem darunter angeordneten Reservoir 20 Behandlungsflüssigkeit 21 aufgefangen.

Die Quellerflüssigkeit 25 bewirkt eine Aufquellen der Harzverschmierungen an den Wänden der Bohrlöcher. Dies dient als Vorbereitung für den später in der Reinigungseinheit 13 stattfindenden Behandlungsvorgang.

Aus der Quellereinheit 9 gelangen die Leiterplatten 1 in eine sich anschließende Spüleinheit 10. Die in dieser befindliche Behandlungsflüssigkeit ist eine Spülflüssigkeit 27, bei der es

sich zweckmäßigerweise um Wasser handelt. Über die wiederum durch Pfeile, teilweise auch durch Symbole angedeuteten Sprühdüsen 28 werden die Leiterplatten 1 abgesprüht und somit diejenige Quellerflüssigkeit 25 abgewaschen, die an den aus der Quellereinheit 9 austretenden Leiterplatten 1 noch anhaftet. Die Spülflüssigkeit gelangt zusammen mit den abgeschwemmten Resten an Quellerflüssigkeit 25 nach unten in das Reservoir 20 der Spülflüssigkeit 27 zurück.

Ein besonderer Vorteil der Behandlungsvorrichtung besteht darin, daß die Spüleinheit 10 in eine sich unmittelbar an die Quellereinheit 9 anschließende Vorspüleinheit 32 und eine sich in Transportrichtung 3 an die Vorspüleinheit 32 anschließende Hauptspüleinheit 33 unterteilt ist. Dabei steht die Vorspüleinheit 32 über eine Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34 mit der vorgeschalteten Quellereinheit 9 in Fluidverbindung. Sie ermöglicht es, Spülflüssigkeit 27, die sich in der Vorspüleinheit 32 angesammelt hat, in die Quellereinheit 9 zu überführen, so daß sie dort mit der Quellerflüssigkeit 25 vermischt wird.

Durch die Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34 ist in vorteilhafter Weise ein Nachfüllen der Quellereinheit 9 mit der zugeordneten Wirkflüssigkeit möglich. Zwar handelt es sich bei der Spülflüssigkeit 27 ursprünglich um Wasser, und zwar vorzugsweise um sogenanntes deionisiertes Wasser. Im Laufe der Zeit wird die Spülflüssigkeit 27 jedoch durch die von den Leiterplatten l abgespülte Quellerflüssigkeit aufkonzentriert. Diese aufkonzentrierte Spülflüssigkeit 27 läßt sich über die Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34 zumindest teilweise in die Quellereinheit 9

einspeisen, um dort austragungs- und verdampfungsbedingte Verluste an Quellerflüssigkeit teilweise auszugleichen. Die Verdampfungsrate an Bestandteilen der Quellerflüssigkeit ist relativ groß, weil in der Quellereinheit 9 verhältnismäßig hohe Temperaturen herrschen. Dadurch entstehen Verluste. Weitere Verluste resultieren aus dem Austrag an Quellerflüssigkeit durch die Leiterplatten 1. Diese ausgetragene Quellerflüssigkeit kann über die Flüssigkeits-überführeinrichtung 34 teilweise in die Quellereinheit 9 zurückgeführt werden, so daß die Verluste und die Menge der von Zeit zu Zeit in die Quellereinheit 9 nachzufüllenden neuen Quellerflüssigkeit reduziert werden kann.

Beim Ausführungsbeispiel sind Steuermittel 35 vorhanden, mittels derer eine Betätigung der Flüssigkeits-Überführeinrichtung in Abhängigkeit vom Füllstand an Spülflüssigkeit 27 in der Vorspüleinheit 32 erfolgt. Diese Steuermittel 35 enthalten eine Füllstandsdetektoreinrichtung, die die Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34 in Betrieb setzt, wenn der Flüssigkeitspegel an Spülflüssigkeit 27 in der Vorspüleinheit 32 ein bestimmtes maximales Niveau erreicht. Dieses Niveau ist so gewählt, daß damit eine bestimmte Konzentration an Quellerflüssigkeit verbunden ist. Das Abschalten der Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34 wird veranlaßt, wenn der Füllstandspegel bei dem durch das Überführen bedingten Absenken einen vorgesehenen Minimalwert erreicht.

Das Überführen der Spülflüssigkeit 27 erfolgt beispielsgemäß durch Umpumpen. Zu diesem Zweck verfügt die Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34 über eine Pumpeinrichtung 36, die in eine die Behältnisse 18 der Quellereinheit 9 und der Vorspüleinheit 32

verbindende Flüssigkeitsleitung 37 eingeschaltet ist. Außerdem umfaßt die Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34 eine beispielsgemäß als Magnetventileinrichtung ausgebildete Ventileinrichtung 38, die, der Pumpeinrichtung 36 nachgeschaltet, in den von der Flüssigkeitsleitung 37 gebildeten Strömungskanal eingeschaltet ist. Sie dient zur Vorgabe des zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnittes. Beispielsgemäß handelt es sich um ein Schaltventil, das zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung umschaltbar ist.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34 so ausgelegt, daß die Pumpeinrichtung 36 dauernd in Betrieb ist und einen Druck aufbaut, wobei die Steuermittel 35 auf die Ventileinrichtung 38 einwirken und diese von Fall zu Fall öffnen oder schließen.

Diese Auslegung ist beim Ausführungsbeispiel deshalb getroffen, weil die Pumpeinrichtung 36 gleichzeitig Bestandteil der die Sprühdüsen 28 der Vorspüleinheit 32 aufweisenden Sprüheinrichtung 42 ist. Diese arbeitet im Umwälzbetrieb, wobei die Pumpeinrichtung 3 6 aus dem Reservoir 21 Spülflüssigkeit 27 ansaugt und diese über die Sprühdüsen 2 8 auf die Leiterplatten 1 abgibt.

Zweckmäßigerweise wird auch die Vorbehandlungseinheit 8 über die Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34 aus der Vorspüleinheit 32 gespeist. Zu diesem Zweck ist eine weitere Verbindungsleitung vorgesehen.

Das Auffüllen der Vorspüleinheit 32 mit Spülflüssigkeit 27 erfolgt beim Ausführungsbeispiel ausschließlich aus der Hauptspüleinheit 33. Zu diesem Zweck ist die Vorspüleinheit 32 auch mit der Hauptspüleinheit 33 über eine weitere Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34' verbunden. Zwar ist die auf diese Weise der Vorspüleinheit 32 zugeführt Spülflüssigkeit 27 nur gering mit Quellerflüssigkeit angereichert, weil bereits ein Großteil der Quellerflüssigkeit in der Vorspüleinheit 32 von den Leiterplatten 1 abgespült wurde. Gleichwohl erreicht man damit eine wirtschaftlichere Verwertung der Quellerflüssigkeit, als wenn die Hauptspüleinheit 33 völlig separat von der Vorspüleinheit 32 betrieben würde.

Die Hauptspüleinheit 33 ist gleichwohl mit einem von der Vorspüleinheit 32 getrennten Spülflüssigkeitsdurchlauf 44 versehen. Dieser verfügt über einen Zulauf 45, über den frische Spülflüssigkeit eingespeist wird, vorzugsweise deionisiertes Wasser. Aus der derart eingespeisten Spülflüssigkeit werden die in der Hauptspüleinheit 33 angeordneten Sprühdüsen 28 gespeist, zu welchem Zweck eine Sprüheinrichtung vergleichbar derjenigen der Vorspüleinheit 32 vorhanden sein kann. Über einen Rücklauf 46 wird das Spülwasser wieder aus der Hauptspüleinheit 33 abgeführt und nach entsprechender Behandlung dem Abwassernetz zugeführt. Da die Konzentration an Quellerflüssigkeit sehr gering ist, ergibt sich ein nur geringer Aufwand zur abwassergerechten Aufbereitung des zurückgeführten Spülwassers.

Auch die weitere Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34' verfügt zweckmäßigerweise über nicht näher dargestellte Steuermittel so-

wie eine Pumpeinrichtung 36' und eine in die Flüssigkeitsleitung 37' eingeschaltete Ventileinrichtung 38', um eine füllstandsabhängige intervallweise Nachfüllung der Vorspüleinheit 32 zu ermöglichen.

Die Unterteilung der Spüleinheit 10 in eine Vorspüleinheit 32 und eine Hauptspüleinheit 33, verbunden mit der vorgenommenen Kopplung zwischen der Vorspüleinheit 32 und der Quellereinheit 9, führt somit insgesamt zu einer Einsparung von Quellermedium bei gleichzeitiger Reduzierung der Abwasserbelastung.

Die nach dem Spülvorgang die Hauptspüleinheit 33 verlassenden Leiterplatten 1 gelangen in die Reinigungseinheit 13. Dem Behältnis 18 ist bis zu einer bestimmten Füllhöhe mit einer Wirkflüssigkeit in Gestalt einer Reinigungsflüssigkeit 48 angefüllt, bei dem es sich zweckmäßigerweise um ein Oxidationsmittel handelt. Bevorzugt ist als Reinigungsflüssigkeit 48 Permanganat in wässriger Lösung vorgesehen, wobei Kaliumpermanganat verwendbar wäre, aus noch zu erläuternden Gründen jedoch dem teureren Natriumpermanganat (NaMnC^) der Vorzug gegeben wird.

Auf die Reinigungseinheit 13 folgt erneut eine Spüleinheit 14, die vergleichbar der zuvor geschilderten Spüleinheit 10 der Quellereinheit 9 in eine Vorspüleinheit 32" und eine Hauptspüleinheit 33" unterteilt ist.

Abgesehen von den noch zu erläuternden Ausnahmen ist der grundsätzliche Aufbau der Reinigungseinheit 13 und der dieser zugeordneten Spüleinheit 14 hinsichtlich der hier interessierenden

Aspekte mit demjenigen der Quellereinheit 9 und der dieser zugeordneten Spüleinheit 10 vergleichbar. Aus diesem Grunde sind die entsprechenden Bauteile mit identischen Bezugsziffern versehen, die durch zwei Striche ergänzt wurden.

Auf diese Weise erübrigen sich unter anderem nähere Ausführungen zu der hier zwischen der Vorspüleinheit 32" und der Reinigungseinheit 13 angeordneten Flüssigkeits-Überführeinrichtung 34", die dazu dient, aus der Reinigungseinheit durch die Leiterplatten 1 ausgetragene Reinigungsflüssigkeit 48 zurückzuführen und dadurch Reinigungsflüssigkeit 48 einzusparen.

Die Einsparung an Reinigungsflüssigkeit 48 ermöglicht es, auf das schon erwähnte teurere Natriumpermanganat zurückzugreifen. Im Vergleich zu einer Reinigungsflüssigkeit auf der Basis von Kaliumpermanganat hat dies den Vorteil, daß die Bildung von Braunstein verhindert wird und sich dadurch aufwendige Reinigungsarbeiten erübrigen.

Während bei der Spüleinheit 10 der Quellereinheit 9 die Vorspüleinheit 32 aus der Hauptspüleinheit 33 mit Spülflüssigkeit versorgt wird, sind bei der Spüleinheit 14 der Reinigungseinheit die Vorspüleinheit 32" und die Hauptspüleinheit 33" in dieser Beziehung vollständig voneinander getrennt. Die Vorspüleinheit 32" hat eine eigene Spülflüssigkeitseinspeisung 52, über die nach Bedarf Spülflüssigkeit insbesondere in Gestalt deionisierten oder voll entsalzten Wassers eingespeist wird. Sie ist unabhängig vom Spülflüssigkeitsdurchlauf 44" der Hauptspüleinheit 33". Die Einspeisung wird über nicht näher dargestellte Steuer-

mittel veranlaßt, die zweckmäßigerweise bei Erreichen eines minimalen Flüssigkeitsstandes in der Vorspüleinheit 32" eine Ventileinrichtung 54 öffnen, so daß Spülflüssigkeit zuströmen kann. Die zuströmende Menge wird wiederum zweckmäßigerweise unter Vermittlung von auf den Füllstand ansprechenden Steuermitteln geregelt.

Somit wird beim Ausführungsbeispiel die Reinigungseinheit 13 aus der Vorspüleinheit 32" ausschließlich mit Flüssigkeit auf der Basis deionisierten Wassers beschickt;:so daß Korrosionsprobleme in der Edelstahleinrichtung der Reinigungseinheit 13 vermieden werden. Diese verfügt im übrigen im Bereich des Transportweges 2, wie auch die Quellereinheit 9, über eine Düseneinrichtung 26" mit einer geeigneten Anzahl von Sprühdüsen 28" zum Aufbringen der Reinigungsflüssigkeit 48 aus dem Reservoir 20 auf die darüber hinweglaufenden Leiterplatten 1.

Durch die hinsichtlich der Flüssigkeit vorgenommene Trennung zwischen der Vorspüleinheit 32" und der Hauptspüleinheit 33" kann als Spülflüssigkeit 27" für letztere auf nicht-deionisiertes, d.h. übliches Wasser zurückgegriffen werden, wie es aus dem öffentlichen Leitungsnetz entnommen werden kann. Dieses nachfolgend als "Stadtwasser" bezeichnete Wasser wird über einen Zulauf 45" des Spulmitteldurchlaufs 44" eingespeist und über einen Rücklauf 46" ins Abwassernetz zurückgespeist, nachdem zuvor noch eine geeignete Aufbereitung der Flüssigkeit stattgefunden hat.

Die Einspeisung der über den Zulauf 45" zuströmenden Spülflüssigkeit in die Hauptspüleinheit 33" geschieht beim Ausführungs-

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beispiel nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung der Endspüleinheit 16, was zu einer weiteren Einsparung der Spülflüssigkeit führt, die bis zu 50% betragen kann. In dieser werden die Leiterplatten abschließend gespült, nachdem sie zuvor noch, im Anschluß an die Spüleinheit 14 der Reinigungseinheit 13, eine Neutralisationseinheit 15 durchlaufen haben. Dort findet eine Reduzierung statt. Über eine Verbindungsleitung 55, die ständig offen sein kann, kann die Endspüleinheit 16 mit der Hauptspüleinheit 33" kommunizieren, so daß auf diese Weise die Spülflüssigkeit in die Hauptspüleinheit 33" eingespeist wird.

Am Ende schließt sich noch eine Trocknungseinheit 17 an, in der die behandelten Leiterplatten 1 getrocknet werden, bevor sie über die Entnahmeeinrichtung 7 aus der Behandlungsvorrichtung entfernt werden.

Beim Betrieb der Reinigungseinheit 13 ist die Abwasserproblematik weniger ausgeprägt, da die verwendeten Flüssigkeiten hoch alkalisch und daher leicht entfernbar sind. Der wesentliche Vorteil liegt hier in der Verringerung des Verbrauches von Reinigungsflüssigkeit, was die Verwendung von höherwertiger Reinigungsflüssigkeit ermöglicht.

Bei der beispielsgemäßen Auslegung einer Behandlungsanlage kann durch den Einsatz der der Quellereinheit 9 nachgeschalteten unterteilten Spüleinheit 10 etwa 80% Quellerflüssigkeit eingespart werden. Durch die ebenfalls vorhandene Reduzierung des Lösemittelanteils auf etwa den gleichen Prozentsatz ergibt sich eine erhebliche Entlastung des Abwassers. Daraus resultiert eine Ein-

sparung von Chemikalien und eine entsprechende Kostenreduzierung in der Abwasserbehandlung. Auch in der Reinigungseinheit läßt sich durch die Nachbehandlung im Zusammenhang mit der Vorspüleinheit 32" Wirkflüssigkeit einsparen. Die in der Vorspüleinheit 32" durch Reinigungsflüssigkeit 48 aufkonzentrierte Spülflüssigkeit ermöglicht eine neuerliche Verwendung in der Reinigungs- bzw. Desmear-Einheit mit entsprechender Reduzierung der Verluste. Der Verbrauch an frischer Spülflüssigkeit im Bereich der Spüleinheit 10 der Quellereinheit 9 kann um etwa 200 Liter pro Stunde reduziert werden, im Bereich der Reinigungseinheit kann die Einsparung von Spülwasser bis um die 300 Liter pro Stunde betragen.

Zu der Vorbehandlungseinheit 8 sei nochmals angemerkt, daß das Auffüllen der Behandlungsflüssigkeit 21' zweckmäßigerweise ebenfalls über eine Niveausteuerung erfolgt, um die Austragungs- und Verdunstungsverluste zu kompensieren. Zugeführt wird über die Verbindungsleitung 43 zweckmäßigerweise aufkonzentrierte Spülflüssigkeit aus der Vorspüleinheit 32. Dadurch findet auch in der Vorbehandlungseinheit 8 eine leichte Anreicherung an Quellerflüssigkeit statt. Allerdings wird hierbei nie die höhere Dichte der Quellerflüssigkeit erreicht, so daß eine verbesserte Wirksamkeit der Ultraschalleinrichtung eintritt im Vergleich zu einer Anordnung der Ultraschalleinrichtung in der Quellereinheit bzw. Quellerflüssigkeit. Dadurch wird der Reinigungseffekt optimiert.

Claims (18)

G 17 353 - lens 9. Januar 1996 Gertrud Pill, IndustriestraSe 7, 71549 .Auenwald-Mittelbrüden Vorrichtung zur Behandlung- von Leiterplatten Ansprüche

1. Vorrichtung zur Behandlung von Leiterplatten (1) zum Entfernen von Verschmutzungen aus den zur Kontaktierung verwendeten Bohrlöchern, mit mehreren während des Behandlungsprozesses von den Leiterplatten (1) nacheinander durchlaufenen Behandlungseinheiten (4), unter denen sich eine Quellereinheit (9) und/oder eine Reinigungseinheit (13) befindet, auf die jeweils eine Spüleinheit (10, 14), folgt wobei die Leiterplatten (1) beim Durchlaufen der Queller- bzw. Reinigungseinheit (9, 13) einer darin aufgenommenen Wirkflüssigkeit (25, 48) und beim Durchlaufen der Spüleinheit (10, 14) einer Spülflüssigkeit (27) ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinheit (10, 14) eine Vorspüleinheit (32, 32") und eine dieser in Transportrichtung (2) der Leiterplatten (1) nachgeschaltete Hauptspüleinheit (33, 33") aufweist, und daß zum Nachfüllen der Queller- bzw. Reini-

gungseinheit (9, 13) eine zwischen diese und die nachfolgende Vorspüleinheit (32, 32") eingeschaltete Flüssigkeits-Überführeinrichtung (34, 34") vorgesehen ist, durch die in der Vorspüleinheit (32, 32") angesammelte Spülflüssigkeit (27) in die Queller- bzw. Reinigungseinheit (9, 13) überführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel (35, 35") zur Betätigung der Flüssigkeits-Überführeinrichtung (34, 34") in Abhängigkeit vom Füllstand der Vorspüleinheit (32, 32") und/oder der Queller- bzw. Reinigungseinheit (9, 13) vorhanden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (35, 35") eine Füllstandsdetektoreinrichtung enthalten, die eine füllstandsabhängige Betätigung der Flüssigkeits -Überführeinrichtung (34, 34") ermöglicht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits-Überführeinrichtung (34, 34") eine Pumpeinrichtung (36, 36") aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits-Überführeinrichtung (34, 34") einen Strömungskanal aufweist, dem eine Ventileinrichtung (38, 38") zur Vorgabe des zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnittes zugeordnet ist, bei der es sich zweckmäßigerweise um eine Magnetventileinrichtung handelt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspüleinheit (32, 32") eine im Umwälzbetrieb arbeitende Sprüheinrichtung (42, 42") aufweist, wobei die Umwälzpumpe (36, 36") zweckmäßigerweise gleichzeitig als Pumpeinrichtung der Flüssigkeits-Überführeinrichtung (34, 34") fungiert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptspüleinheit (33, 33") mit einem von der Vorspüleinheit (32, 32") getrennten Spülflüssigkeitsdurchlauf (44, 44") versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei der der Quellereinheit (9) zugeordneten Spüleinheit (10) zum Nachfüllen der Vorspüleinheit (32) eine zwischen diese und die nachfolgende Hauptspüleinheit (33) zwischengeschaltete weitere Flüssigkeits-Überführeinrichtung (34') vorgesehen ist, durch die Spülflüssigkeit (27) aus der Hauptspüleinheit (33) in die Vorspüleinheit (32) überführbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel zur Betätigung der weiteren Flüssigkeits-Überführeinrichtung (34■) vorhanden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß über den Zulauf (45) des Spulflüssigkeitsdurchlaufes (44) deionisiertes Wasser eingespeist wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei der der Reinigungseinheit (13) zugeordneten Spüleinheit {14) die Vorspüleinheit (32") eine vom Spülflüssigkeitsdurchlauf (44") der Hauptspüleinheit (33") unabhängige Spülflüssigkeitseinspeisung (52) aufweist-.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß über den Zulauf der Spülflüssigkeitseinspeisung (52) der Vorspüleinheit (32") deionisiertes oder voll entsalztes Wasser und über den Zulauf (45") des Spülflüssigkeitsdurchlaufes (44") der Hauptspüleinheit (323) übliches, nicht-deionisiertes Wasser eingespeist wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Spüleinheit (14) der Reinigungseinheit (13) eine Neutralisationseinheit (15) und, auf diese folgend, eine Endspüleinheit (16) nachgeschaltet ist, wobei die Hauptspüleinheit (33") aus der Endspüleinheit (16) mit Spülflüssigkeit (27) gespeist wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Wirkflüssigkeit in der Quellereinheit (9) eine wassermischbare Quellerflüssigkeit (25) vorgesehen ist, beispielsweise eine Mischung aus Methylglycol und Natronlauge, oder Ethylenglycol, oder sogenanntes N-Methyl-Pyrrolidon.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Wirkflüssigkeit in der Reinigungseinheit (13) eine Reinigungsflüssigkeit (48) insbesondere in Gestalt von

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in wässriger Lösung befindlichem Permanganat, insbesondere Natriumpermanganat, vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Flüssigkeitsauftrag' in der Queller- bzw. Reinigungseinheit (9, 13) sowie in der Vorspül- und der Hauptspüleinheit (32, 32", 33, 33") Sprühdüsen (28, 28"), zum Beispiel in Gestalt von Flachstrahldüsen, vorgesehen sind, die, mit zum Transportweg (2) der Leiterplatten (1) gewandter Düsenöffnung, oberhalb und/oder unterhalb dieses Transportweges (2) angeordnet sind und die aus einem unterhalb des Transportweges (2) angeordneten Flüssigkeitsreservoir (20) der betreffenden Behandlungseinheit (4) gespeist werden.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die den Transportweg (2) der Leiterplatten (1) vorgebenden, beispielsweise von Rollen gebildeten Transportmittel (5) so angeordnet sind, daß die Leiterplatten beim Durchlaufen der Behandlungseinheiten (4) mit horizontaler Ausrichtung ihrer Plattenebene in horizontaler Richtung transportiert werden.

18. Vorrichtung zur Behandlung von Leiterplatten zum Entfernen von Verschmutzungen aus den zur Kontaktierung verwendeten Bohrlöchern, mit mehreren während des Behandlungsprozesses von den Leiterplatten (1) nacheinander durchlaufenen Behandlungseinheiten (4), unter denen sich eine Quellereinheit (9) befindet, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Quellereinheit (9) eine Vorbehandlungseinheit

(8) vorgeschaltet ist, die eine in der von den Leiterplatten (1) durchlaufenen Vorbehandlungsflüssigkeit {21') angeordnete Ultraschalleinrichtung (29) aufweist, wobei die nachfolgende Quellereinheit
{9) selbst zweckmaßigerweise ultraschalleinrichtungslos ausgebildet ist.