Устройство для травления плоскихизделий

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сокэз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 843326(51)М, Кл,с присоединением заявки Лв Н 05 К 3/06 С 23 Г 1/08 Государстваииый комитет СССР(23) Приоритет по дедам иэооретеиий н открытийДата опубликования описания 30,06.8 1 /(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ ПЛОСКИХ ИЗДЕЛИЙ 1Изобретение относится к производству радиоаппаратуры и может использоваться при химическом фрезеровании печатных ппат и подобных им деталей, а также в других областях техники,Известно устройство для химической обработки полупроводниковых пластин, .содержащее рабочую камеру, транспортное средство, сопло для распыления рабочего раствора и генератор ультраО звукового акустического поля 1.1 э.Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено. для обработки полупроводниковых пластин небольших размеров и не может быть использовано для обработки полупроводниковых пластин небольших размеров и для обработки печатных плат больших размеров с высокой производительностью и с достаточным качеством,так как содержит только .одно сопло.Транспорт- ное средство этого устройства выпопнено в виде поворотного стола, что при обработке иэделий больших разме" 2ров ведет к увеличению габаритов устройства, т.е, к нерациональному использованию производственных площадей. Кроме того, устройство неэкономично йз-за большого расхода воздуха.Известно также устройство для травления плоских изделий, содержащее рабочие камеры, конвейер и установленные на коллекторах форсунки для распыления рабочего раствора т.2 э.Однако это. устройство также обладает недостаточной производительностью и экономичностью и не позволяет получить высокого качества травления изделий.Цель изобретения - повышение производительности, экономичности и качества травления.Указанная цель достигается теа, что устройство для травления плоских изделий, содержащее связанные конвейером рабочие камеры с расположенными на коллекторах форсунками факельного распыления рабочего .раствора, снаб:жено механизмом возвратно-поступательного перемещения. коллекторов в на равлении, перпендикулярном направлению перемещения 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 - раз рез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - форсунка, продольный разраз; на фиг. 4 - то же, поперечный разрез (слева - по камере рабочего раствора, справа - по камере сжатого воздуха); на фиг. 5 - 15 кинематическая схема приводного механизма; на фиг, 6 - схема механизма коммутации электромагнитных муфт в, механизме реверса; на фиг. 7 в . схема уплотнения рамы и блокировки уплат нения; на фиг, 8 - конструкция рамы, разрезустройство содержит форсунки 1, смонтированные на автономных коллекторах 2 с гибкими вводами 3 и 4 (не 25 показаны) для подачи к форсункам рабочего раствора и воздуха соответственно, камеру 5 травдения (фиг.1 и, .2) и камеры 6 промывки, Детали 7. перемещаются в направлении стрелок 8, 30 а коллекторы 2 - в направлении стрелок 9Устройство также содержит переходную камеру 1 О. Каждый из коллекторов 2 закреплен на каретке с двумя Опорными 11 и ОДним пОДВижным 12 ро ликами, взаимодействующимй с направляющей 13. Верхний и нижний концы каждого из коллекторов 2 снабжены кронштейнами, к которым закр еплены цепи 14 механизма. равномерного воэ вратно-поступательнбго 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 45 камеры 5 травления и посредством звездочек 17 и 18 и цепи 19 связаны с реверсивным приводом 20, а посредствам звездочек 21 и 22, цепи 23 и зубчатых . колес 24 и 25 - между собой (фиг. 1)50 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 парал лельных цепей 30 (фиг. 1 и,2), несу.щих подвески 31 с дополнительным грузом 32 и внутренними рамками 33 и 34г" 6 ф(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.1) 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 крышкой 54, а боковые - шарнирно открывающимися рамами 55, Камера 6 промывки снабжена съемной крышкой 56 и задраиваемой горловиной 57Переходная камера 10 снабжена съемными крышками 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 приварены к ним.Каждая форсунка 1 состоит из переходника 71, насадки 72 с уплотнительными элементами 73 и 74.и центрально-, го. стержня 75, установленного на пере" ходнике 7 через уплотнительные прокладки 76 и 77. В центральйый стержень 75 по тугой посадке вставлена цилиндрическая втулка 78 с продольными пазами 79 на ее наружной поверхности (фиг. 4).Газоструйный генератор акустического поля состоит иэ цилиндрического5 8.4332стержня 80 с резонатором 81 на одномконце, шайбой .82 и контргайкой 83,на другом.Центральный стержень 75 форсункисвязан с переходником 71, шайбой 84 игайкой 85, а шпильками 86 переходник71 с помощью резьбового соединенияскреплен с насадкой 72. При этой концы шпилек 86 снабжены уплотнительными элементами 87, втулкой 88, шайбой о89 и гайкой 90. Радиальные окна 91в переходнике 71 совмещены с окнами69 в стакане 68, буртик 92 шпилек 86служит для фиксации положения пере- .ходника 71 относительно насадки 72, а 15буртик 93 насадки - для фиксации всейфорсунки 1 в полости стакана 68,Газоструйный генератор акустичес-,кого поля также имеет воздушное копьцевое сопло 94 и глухую кольцевую щель 2095 в резонаторе 81. Кольцевое сопло96 служит для прохода рабочего раствора,.проточка. 97 в стакане 68 -дляпредотвращения выпячивания уплотнительного элемента 73 в окна при сбор.ке форсунки, отверстия 98 - под ключна поверхности центрального стержня 75. Форсунки 11.Привод 50 конвейера (Фиг. 5 ) содержит электродвигатель 99 с регулируемой скоростью, клиноременную передачу 100 и редуктор 101, выходной валкоторого снабжен звездочкой 48, которая цепью 49 связана со звездочкой47 (фиг2). 35Привод 20 механизма равномерноговозвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости автономных коллекторов 2 содержит элект-родвигатель 102 с регулируемой скоростью, клиноременную передачу 103,редуктор 104 выходной вал 105 которого посредством муфты 106. соединенс валом 107 механизма реверса, содер- .жащего две электромагнитные муфты 45108 и 109, полумуфты 110 и 111 которых снабжены шестернями 112 и 113, находящимися в непосредственном зацеплении, а полумуфты 114 и 115 соединены друг с другом посредством шестерек 116 и 117 через паразитную шестерню 118, Звездочка 18 (фиг. 2), сидящая на выходном валу 119 механизмареверса, цепью 19 связана со звездочкой 17. Привод 20 также содержит ме,.ханизм 120 коммутации электромагнитныхмуфт 108 и 109 и пульт 121. управле. -ния. Механизм 120 коммутации (фиг.61 6 6содержит также два штока 22 и 123, перемещаюцихся в направляющих и взаимодействующих с упорами 124 и 125,. закрепленными на одном из коллекторов 2Штоки 122 и 123 соединены жесткой тягой 126 и на одном из них закреплен флажок 1 27, входящий в эев 128 бесконтактного выключателя 129.По всему периметру проема 130 рамы 131 уложена камера 132, снабжен" ная штуцером для присоединения шланга 133, соединяющего камеру 132 с электропневмоклапаном 134 с двумя его штуцерами 135 и 136Обмотка 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 эластичным профилем 142, Рама 131 содержит облицовку 143 и опорный каркас проема 144, на котором закреплен концевой выключатель 145, сблокированный с обмотками 36 и 137 через кнопку магнитного пускателя "138 и взаимодействующий с кпином 146, закрепленным на раме,. Цифрой 147 обозначен расклинивающий элемент.Устройство работает следующим образом.При закрытых рамах 131 клин 146 взаимодействует с концевым выключателем 145 и при нажатии на кнопку пуска-., теля 139 воздух от пневмосети по трубопроводу 140 через штуцер 135 и шланг 133 попадает в полости камер 132 каж" дой из рам (фиг. 7 и 8). Заполняясь воздухом, камеры 132 плотно прилегают к соответствующим поверхностям обли-, цовки 143 рам 131 и проемов 30. Через цепь задержки в электросхеме и соответствующие электропневмоклапаны 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 путем подачи 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 лазам 79843326 45 50 55 7сжатый воздух попадает в кольцевоевоздушное сопло 94 и через него чыходит в открытое пространство камеры5 травления, попадая при этом в глухую кольцевую щель 95 резонатора 81и образуя ультразвуковое акустическоеполе в зоне факела форсунки 1.Через штуцер 66 (фиг. 6) рабочийраствор попадает в камеры 64 и камеры62 коллекторов 2 (фиг. 3). Через ок"на 69 и 91 рабочий раствор попадаетв полость рабочего раствора форсунок1. И обтекая центральный стержень 75форсунки 1, выходит в виде усеченноконической струи через кольцевое сопло 96.В результате взаимодействия кольцевого акустического поля с усечен-,но-конической струей рабочего раствора происходит дробление струи .накапли, размер которых зависит от частоты и мощности акустического поля,а также от давления воздуха и давления рабочего раствора в ультразвуковомдиапазоне волн пневмогенератора составляет примерно 75-87 мкм.Регулирование частоты и мощности газоструйного генератора осуществляется цилиндрическим стержнем 80,Коллекторам 2 сообщают равномерноевозвратно-поступательное перемещение.От электродвигателя 102 через клиноременную передачу 103, редуктор 104 имуфту 106 вращение передается валу107 механизма реверса. При этом, есливключена электромагнитная муфта 108,то вращение с полумуфты 110 передается полумуфте 114 и сидящей с ней наодном валу шестерне 117, далее шестерням 118 и 116 (Фиг. 5), С другойстороны, вращение передается шестерне 112, находящейся в зацеплении сшестерней 113, и далее полумуфте 111,.но поскольку электромагнитная муфта109 выключена, то на полумуфту 115,вращение не передаетсяВращение созвездочки 18 передается всем валам16 и сидящим на них звездочкам 15,которые, посредством цепей 14, передают движение автономным коллекторам2Коллекторы 2 перемещаются и одиниз упоров, например 125 (фиг. 6 )начинает взаимодействовать с толка-телем 123, на котором закреплен Флажок 127. Толкатель 123, перемещаясь,вводит флажок 127 в зев 128 бесконтактного выключателя 129 и одновременно посредством тяги 126 соеди 1 О 15 20 25 30 35 40 няющей 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 08 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 воз вратно-поступательное перемещение со скоростью, превышающей константу скорости химического взаимодействия материала деталей с рабочим раствором. При этом возмож" ность 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 00 и редуктор 101 вращение передается звездочке 48 (Фиг. 5), а с нее посредством 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 участкеконвейера располагаются в вертикальнойплоскостии в камере 5 травления онирасполагаются перпендикулярно осямфакелов распыла рабочего раствора. Воз" можность регулирования угловой скорости электродвигателя 99 позволяет в широких пределах регулиров.ать скорость конвейера.Схема блокировки (Фиг. 8) представлена в положении, когда воздух за9 843326 1 Ополняет камеру 132. Если обмотка 137 спекторах форсунками факельного распыобесточена, следовательно, обесточена ления рабочего раствора, о т л и - и обмотка 138 магнитного пускателя ч а ю щ е е с я тем, что, с целью насоса. Электропневмоклапан 134, с повышения производительности, эконо- одной стороны, запирает магистральмичности и качества травления, оно 140 подачи сжатого воздуха, а с дру- снабжено механизмом возвратно-постугой сообщает штуцер 136 .с атмосфе- пательного перемещения коллекторов в рой и свободно стравливает воздух из направлении, перпендикулярном направкамеры 132 калдой рамы. При этом на- пению перемещения ппоских изделий, а сос выключен, рамы можно открыть, 10 каждая форсунка снабжена газоструйным производя. необходимые работы внутрн ст ержневым генератором акустического камеры 5 травления (например, ремонт), поля, установленным по.,центру выходного отверстия форсунки.Источники информации,формула изобретения И принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУстройство для травления плоских У 333633, кл. Н О) 1- 23/00, 13.05.65. изделий, преимущественно печатных плат, 2. Авторское свидетельство СССР содержащее связанные конвейером ра- У 413224, кл, Н 05 К 3/06, 04.01.71 бочие камеры с расположенными на кол (прототип).