DE19519211A1 - Verfahren zur Behandlung von Gegenständen, insbesondere von elektronischen Leiterplatten, sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Gegenständen, insbesondere von elektronischen Leiterplatten bei welchem diese durch eine sich im dynamischen Gleich­ gewicht ständig austauschende Behandlungsflüssigkeit unterhalb des Spiegels kontinuierlich hindurchbewegt und in dieser Behandlungsflüssigkeit mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden,
sowie eine
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit

• a) einem Maschinengehäuse;
• b) einem Transportsystem, welches die Gegenstände durch einen in dem Maschinengehäuse angeordneten Behälter hindurchführt, in welchem im dynamischen Gleichgewicht zwischen Zu- und Abströmung ein stationärer Spiegel einer Behandlungsflüssigkeit aufrecht erhalten wird, wobei die Transportebene des Transportsystemes inner­ halb des Behälters unterhalb des Spiegels der Behand­ lungsflüssigkeit liegt ("stehende Welle");
• c) einer Einrichtung, welche die Gegenstände beim Durch­ gang durch den Behälter mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt.

Unter "Behandlung" im hier benutzten Sinne sind alle Prozesse zu verstehen, welche die Einwirkung einer Be­ handlungsflüssigkeit auf den Gegenstand erfordern. Bei den hier besonders interessierenden Leiterplatten kommen insbesondere, aber nicht ausschließlich, folgende Vor­ gänge in Betracht:

Werden bei der Herstellung von Leiterplatten für elektri­ sche Schaltungen Bohrungen, z. B. Kontaktierungsbohrungen, eingebracht, so verschmiert sich bei diesem Vorgang die Bohrlochwandung. Dieser Belag muß vor weiteren Bearbei­ tungsstufen entfernt werden.

Die gereinigten Bohrlochwandungen werden zur Vorbereitung einer galvanischen Metallisierung mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, z. B. einem elektrisch leitfähigen Polymer oder mit Palladium überzogen.

In allen ins Auge gefaßten Fällen erfolgt die "Behandlung" mit einer Behandlungsflüssigkeit, die zur Erzielung des gewünschten Effektes die zum Teil sehr engen Bohrungen der Leiterplatten gut durchströmen muß; bei Sackbohrungen muß ein guter Austausch der in diesen befindlichen Behand­ lungsflüssigkeit möglich sein.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der DE-A-38 13 518 bekannt. Hier wird zur Unterstützung der Durchströmung der Bohrungen von Leiter­ platten eine Einrichtung eingesetzt, welche die Leiter­ platte mit Behandlungsflüssigkeit unter unterschiedlichen Drücken beaufschlagt. Diese Einrichtung besteht aus zwei Düsen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte angeordnet sind. Eine dieser Düsen ist mit der Saugseite, die andere Düse mit der Druckseite einer Pumpe verbunden. Auf diese Weise unterstützen sich die Wirkungen der beiden Düsen dabei, Behandlungsflüssigkeit durch die Durchgangs­ bohrungen der zu reinigenden Leiterplatten strömen zu lassen.

Der apparative Aufbau der bekannten Vorrichtung ist verhältnismäßig kompliziert. Außerdem ist, gesehen in Bewegungsrichtung der Leiterplatten, die Strecke, über welche hinweg die Druck- bzw. Saugwirkung ausgeübt wird, verhältnismäßig kurz. Es muß daher mit verhältnismäßig hohen Über- bzw. Unterdrucken gearbeitet werden, um auf der entsprechenden kurzen Strecke eine ausreichende Reini­ gungswirkung zu erzielen. Manche Prozesse an den Bohrloch­ wandungen benötigen jedoch eine gewisse Zeit, so daß in diesen Fällen die bekannte Vorrichtung keine zufrieden­ stellenden Ergebnisse liefert.

Es ist auch bekannt, jeweils eine Saug- und eine Druckdüse auf derselben Seite der Transportebene der Leiterplatten anzuordnen, so daß also die Leiterplatten nacheinander innerhalb der "stehenden Welle" Zonen von Über- und Unter­ druck durchlaufen. Diese bekannte Vorrichtung weist im wesentlichen dieselben Nachteile auf, die oben für Vorrich­ tung nach der DE-A-38 13 518 aufgeführt wurden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches mit gering­ stem apparativem Aufwand durchführbar ist und über eine in Bewegungsrichtung der Gegenstände gesehen einstellbare, auch größere Entfernung hinweg zu einer entsprechenden Druckbeaufschlagung der zu reinigenden Gegenstände führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die unterschiedlichen Drücke nach dem Bernoulli′schen Prinzip durch eine an der Oberfläche des Gegenstandes vorbeigeführte Strömung der Behandlungsflüssigkeit hervor­ gerufen werden, die bei einer ausreichend hohen mittleren Strömungsgeschwindigkeit lokal unterschiedliche Werte der Strömungsgeschwindigkeit aufweist, derart, daß an den Stellen hoher Strömungsgeschwindigkeit ein niedriger statischer Druck und an den Stellen niedrigerer Strömungs­ geschwindigkeit ein hoher statischer Druck der Behandlungs­ flüssigkeit auf die Oberfläche des Gegenstandes einwirkt.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt also im Gegensatz zum Stande der Technik nicht die unmittelbar von einer Pumpe hervorgerufene Druck- und Saugwirkung. Vielmehr wird durch Variation der lokalen Strömungsgeschwindigkeit der Behandlungsflüssigkeit für eine lokale Variation des statischen Druckes gesorgt: Durch eine entsprechende Geometrie der Strömungswege wird erreicht, daß die mit einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit an einer Oberflä­ che des zu reinigenden Gegenstandes vorbeigepumpte Behand­ lungsflüssigkeit eine lokal unterschiedliche Geschwindig­ keit aufweist. Durch Beschleunigung der Behandlungsflüs­ sigkeit in bestimmten Engstellen des Strömungsweges werden lokale Bereiche niedrigen Drucks erzeugt, während die Strömungsgeschwindigkeit der Behandlungsflüssigkeiten an anderen Stellen gering gehalten wird, wodurch dort ver­ hältnismäßig hohe lokale statische Drücke entstehen. Der apparative Aufwand, mit dem dies erreichbar ist, ist ver­ gleichsweise gering, wie die weiter unten stehenden Aus­ führungen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung noch zeigen werden. Die Erstreckung der verschiedenen Hoch- und Nieder­ druckbereiche in Bewegungsrichtung der Gegenstände kann durch entsprechende Formgestaltung der Strömungswege, insbesondere Einstellung der Strömungsquerschnitte, wunsch­ gemäß herbeigeführt und variiert werden. Insbesondere lassen sich auf diese Weise lokale Abweichungen vom mitt­ leren Druck erzielen, die eine erhebliche Erstreckung in Bewegungsrichtung der zu reinigenden Gegenstände haben und bei denen deshalb die Einwirkungsdauer der Behandlungs­ flüssigkeit in den Bohrungen größer ist. So lassen sich innerhalb der Bohrungen auch Lösungsprozesse oder chemische Reaktionen zuverlässig durchführen, die eine bestimmte Mindestzeitdauer erfordern.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die Strömungsgeschwindigkeit an der Stelle, wo sie lokal am größten ist, einen Wert auf­ weist, bei welchem lokal ein statischer Unterdruck erzeugt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie bei geringem apparativem Aufwand in der Behand­ lungsflüssigkeit Bereiche erzeugt, in denen der lokale statische Druck vom mittleren statischen Druck abweicht und die in ihrer Erstreckung in Bewegungsrichtung der zu reinigenden Gegenstände einstellbar und damit an die erforderliche Einwirkungszeit der Behandlungsflüssigkeit anpaßbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung, welche die Gegenstände mit unterschied­ lichen Drücken beaufschlagt, umfaßt:

• d) mindestens einen Flüssigkeits-Leitraum, der teilweise durch den vorbeiwandernden Gegenstand und teilweise durch mindestens einen Leitkörper derart begrenzt ist, daß sich mindestens ein verhältnismäßig enger Austritts­ spalt zwischen dem Gegenstand und dem Leitkörper bildet, durch welchen die Behandlungsflüssigkeit mit einer Geschwindigkeit austritt, die größer als die Strömungs­ geschwindigkeit an anderen Stellen im Flüssigkeits- Leitraum ist;
• e) eine Beschickungseinrichtung, mit welcher Behandlungs­ flüssigkeit in den Flüssigkeits-Leitraum mit einer solchen mittleren Geschwindigkeit eingebracht werden kann, daß die sich dort und in dem Austrittsspalt einstellenden Unterschiede der lokalen Strömungsgeschwin­ digkeit zu den gewünschten lokalen Unterschieden des stationären Druckes führen.

Für die Überlegungen, die zu der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung geführt haben, gilt zunächst einmal sinngemäß dasselbe, was oben schon zum erfindungsgemäßen Verfahren gesagt wurde. Die bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorge­ sehenen Leitkörper sorgen durch ihre geometrische Gestalt und Position dafür, daß sich zwischen ihnen und den vorbei­ wandernden Gegenständen enge Austrittsspalte ergeben, über welche die Behandlungsflüssigkeit aus dem Flüssigkeits- Leitraum ausströmen kann und muß, derart, daß hier eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und dementsprechend ein niedriger statischer Druck entsteht. Dem Grundgedanken nach muß die Beschickungseinrichtung, mit der erfindungs­ gemäß die Behandlungsflüssigkeit in den Flüssigkeits- Leitraum eingebracht wird, nur die eine Forderung erfüllen, daß pro Zeiteinheit eine ausreichende Menge Behandlungs­ flüssigkeit transportiert wird, bei welcher sich die gewünschten lokalen Druckunterschiede ergeben.

Vorteilhaft ist, wenn der oder die Leitkörper in Bewegungs­ richtung der Gegenstände gesehen symmetrisch zur vertikalen Mittelebene der Beschickungseinrichtung ausgebildet und angeordnet ist bzw. sind. In diesem Falle stellen sich auch symmetrische Druckverhältnisse ein, was sich günstig auf das Förderverhalten der vorbeitransportierten Gegen­ stände auswirken kann.

Bei bekannten Vorrichtungen der hier interessierenden Art wird das Transportsystem von einer Vielzahl paralleler, sich über die gesamte Breite des Behälters erstreckenden Walzen gebildet. In diesem Falle empfiehlt sich ganz be­ sonders, daß mindestens eine Walze als Leitkörper genutzt ist. Dieser Walze bzw. diesen Walzen wird also neben ihrer eigentlichen Funktion als Teil des Transportsystemes eine zweite Funktion beigemessen, nämlich diejenige des Leit­ körpers. Die Walzen eignen sich deshalb gut, weil sie ohnehin zwischen ihrer Mantelfläche und den darüber hinweg geführten Gegenständen einen schmalen Spalt bilden, der als Austrittsspalt im Sinne der vorliegenden Erfindung für die den Flüssigkeits-Leitraum verlassende Behandlungs­ flüssigkeit dienen kann. Besondere Leitkörper, die mit eigenen Herstellungs- und Montagekosten verbunden wären, sind also in diesem Falle nicht erforderlich.

Wenn zur Verringerung der Leistung der Pumpe, welche die Beschickungseinrichtung versorgt, die gesamte aus dem Flüssigkeits-Leitraum austretende Behandlungsflüssigkeit durch die engen Spalte zwischen Leitkörper und Gegenstand hindurchgepreßt und "Leckverluste" an Behandlungsflüssig­ keit, die durch andere Spalte verursacht werden, vermieden werden sollen, empfiehlt sich eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher der Spalt zwischen der Beschickungseinrichtung und der oder den benachbarten Walzen durch eine Folie abgedeckt ist, die an der Beschickungseinrichtung befestigt ist und an der Oberfläche der benachbarten Walze(n) elastisch federnd anliegt. Die Schleifberührung zwischen der Folie und der Walzenoberfläche ist allerdings mit einem gewissen Ver­ schleiß und daher auch mit einem gewissen Wartungsbedarf verbunden.

Die Beschickungseinrichtung kann von einem zwischen zwei Leitkörpern angeordneten Flüssigkeits-Speiserohr gebildet sein, welches teilweise den Flüssigkeits-Leitraum begrenzt, mit einer Förderpumpe für die Behandlungsflüssigkeit verbunden ist und mindestens eine in den Flüssigkeits- Leitraum führende Austrittsöffnung aufweist. Durch das unmittelbare Angrenzen des Flüssigkeits-Speiserohres an den Flüssigkeits-Leitraum ist es verhältnismäßig einfach, die Behandlungsflüssigkeit verlustfrei in den Flüssigkeits- Leitraum einzubringen.

Die Austrittsöffnung kann dabei ein sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Flüssigkeits-Speiserohres er­ streckender Schlitz sein.

Alternativ kommt eine Ausführungsform in Frage, bei welcher das Flüssigkeits-Speiserohr mit mindestens einer sich über im wesentlichen die gesamte Länge des Flüssigkeits- Speiserohres erstreckenden Reihe diskreter Austrittsöff­ nungen versehen ist.

Besonders bevorzugt wird eine Ausgestaltung, bei welcher das Flüssigkeits-Speiserohr mit zwei schlitzartigen Aus­ trittsöffnungen oder zwei Reihen diskreter Austrittsöff­ nungen versehen ist, die sich jeweils im wesentlichen über die gesamte Länge des Flüssigkeits-Speiserohres er­ strecken und bezogen auf die Mittelachse des Flüssigkeits- Speiserohres einen bestimmten Winkel einschließen. Auf diese Weise läßt sich auch ein verhältnismäßig großer Flüssigkeits-Leitraum rasch mit der erforderlichen Menge von Behandlungsflüssigkeit füllen bzw. durchströmen.

Vorzugsweise beträgt der Winkel etwa 90°.

Wenn in Bewegungsrichtung gesehen der Flüssigkeits-Leitraum verhältnismäßig kurz sein soll, empfiehlt sich eine Ausge­ staltung, bei welcher die Beschickungseinrichtung eine Düseneinrichtung ist, welche nicht unmittelbar an den Flüssigkeits-Leitraum angrenzend angeordnet ist und die Befestigungsflüssigkeit über einen zwischen zwei Leitkör­ pern befindlichen Eintrittsspalt in den Flüssigkeits-Leit­ raum injiziert.

Die Düseneinrichtung sollte dabei mindestens einen Strahl der Behandlungsflüssigkeit erzeugen, der in Bewegungsrich­ tung der Gegenstände gesehen möglichst nicht aufgefächert ist. Mit anderen Worten: Durch die fehlende Auffächerung des von der Düseneinrichtung erzeugten Behandlungsflüssig­ keits-Strahles in der angegebenen Richtung sollen "Leck­ verluste" vermieden werden, die durch divergierende und nicht in den Eintrittsspalt des Flüssigkeits-Leitraumes gelangende Strahlanteile erzeugt werden.

Grundsätzlich ist es möglich, die Düseneinrichtung mit einer sich über die gesamte Breite des Behälters erstrecken­ den Schlitzdüse zu versehen. Alternativ ist es auch möglich, daß die Düseneinrichtung eine Vielzahl von Düsen umfaßt, die Einzelstrahlen erzeugen, welche senkrecht zur Bewe­ gungsrichtung der Gegenstände stark aufgefächert sind. Auf diese Weise läßt sich der Flüssigkeits-Leitraum ähnlich gut homogen wie bei Einsatz einer schlitzartigen Düse mit Behandlungsflüssigkeit anfüllen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 schematisch einen senkrechten Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Behandlung von Bohrungen in Leiterplatten;

Fig. 2 in einer Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1 eine dort verwendete Schwall- und Saugstrecke;

Fig. 3 eine Ansicht, ähnlich der Fig. 2, eines zweiten Ausführungsbeispieles der Schwall- und Saug­ strecke;

Fig. 4 eine Ansicht, ähnlich den Fig. 2 und 3, bei welcher Schwall- und Saugstrecken auf gegenüber­ liegenden Seiten der zu reinigenden Leiterplatten angeordnet sind;

Fig. 5 eine Ansicht, ähnlich den Fig. 2 bis 4, eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schwall- und Saugstrecke.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Behandeln (z. B. Reinigen oder Beschichten) von Bohrungen in Leiter­ platten umfaßt ein Maschinengehäuse 1, in dem ein aus einer Vielzahl eng benachbarter Walzen 2 bestehendes Transportsystem angeordnet ist. Die Walzen 2 erstrecken sich über die gesamte Arbeitsbreite der Vorrichtung, haben also eine Längsabmessung, die der maximalen Verarbeitungs­ breite der Leiterplatten 3 entspricht. Die zu behandelnden Leiterplatten 3 treten durch eine Öffnung 4 im Maschinen­ gehäuse 1 in den Innenraum 5 der Vorrichtung ein. Sie werden von den Walzen 2 des Transportsystemes über ein Quetschwalzenpaar 6 in den Innenraum eines inneren Behäl­ ters 7 eingeführt. Der Behälter 7 ist dabei bis zu einem Spiegel, welcher über der Transportebene der Leiterplatten 3 liegt, mit einer Behandlungsflüssigkeit 8 angefüllt. Der Flüssigkeitsspiegel wird in einer Art "dynamischem Gleichgewicht" aufrecht erhalten: Mittels einer Pumpe 9 wird einem Flüssigkeitssumpf 10, der sich im unteren Bereich des Maschinengehäuses 1 befindet, Behandlungsflüs­ sigkeit entnommen und dem Innenraum des Behälters 7 zugeführt. Die Behandlungsflüssigkeit leckt dann durch den Spalt zwischen den beiden Quetschwalzen 6 an der Eintrittsseite des Behälters 7 und den Spalt zwischen zwei entsprechenden Quetschwalzen 11 an der Austrittsseite des Behälters 7 in demselben Maße hindurch, in dem über die Pumpe 9 Behandlungsflüssigkeit zugeführt wird. Diese Anordnung wird in der Fachsprache "stehende Welle" genannt.

Die zu behandelnde Leiterplatte 3 gelangt also zwischen den beiden Quetschwalzen 6 hindurch in die Behandlungs­ flüssigkeit. Sie wird dann in dem Behälter 7 über zwei Saug- und Schwallstrecken 20, 21 hinweggeführt, die in noch zu beschreibender Weise aufgebaut sind, und in denen die Leiterplatte 3 an ihrer Unterseite abwechselnd mit Über- und Unterdruck beaufschlagt wird. Durch diese ab­ wechselnde Einwirkung unterschiedlichen Druckes werden die in der Leiterplatte 3 enthaltenen Bohrungen von der Behandlungsflüssigkeit gut erreicht, so daß die hier vor­ handenen Verunreinigungen abgetragen bzw. die Beschichtun­ gen aufgebaut werden können. Bei Durchgangsbohrungen kommt es zu echten Durchströmungen während bei Sackbohrungen durch eine hin- und hergehende Strömung der Behandlungs­ flüssigkeit ebenfalls ein guter Effekt erzielt wird.

Eine der beiden in Fig. 1 dargestellten Schwall- und Saugstrecken, nämlich die Schwall- und Saugstrecke 20, ist in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab herausgezeichnet. Sie umfaßt ein sich parallel zu den Walzen 2 über die Breite des Behälters 7 hinweg erstreckendes Flüssigkeits- Speiserohr 22, welches bezüglich seiner vertikalen Mittel­ ebene symmetrische, schräg nach oben zeigende, schlitzar­ tige Austrittsöffnungen 23, 24 aufweist. Statt der durch­ gehenden Schlitze 23, 24 kann auch eine Reihe diskreter Einzelöffnungen, beispielsweise kreisförmiger Bohrungen, verwendet werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel haben die beiden Schlitze 23, 24, bezogen auf den Mittel­ punkt des Speiserohres 22, einen Winkelabstand von etwa 120°. Der Durchmesser des Flüssigkeits-Speiserohres 22 ist, wie der Zeichnung zu entnehmen ist, etwas kleiner als derjenige der Walzen 2, so daß die Leiterplatten 3 sich in einem gewissen Abstand über dem Flüssigkeits- Speiserohr 22 hinweg bewegen.

Die Saug- und Schwallstrecke 20, die in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt neben dem Flüssigkeits-Speiserohr 22 die beiden diesem benachbarten Walzen 2, die grundsätzlich ihre Funktion als Teil des Transportsystemes behalten, durch ihre Nähe zum Flüssigkeits-Speiserohr 22 jedoch eine zweite Funktion zugeordnet bekommen: Sie dienen, wie weiter unten noch deutlich wird, als "Leitkörper" der Bildung eines Flüssigkeits-Leitraumes. Dieser ist in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 25 gekennzeichnet und wird vom rechts oben liegenden Quadranten der linken Walze 2, der oberen Hälfte des Flüssigkeits-Speiserohres 22, dem links oben liegenden Quadranten der rechten Walze 2 und der über den Walzen 2 sowie dem Flüssigkeits-Speiserohr 22 vorbei bewegten Leiterplatte 3 begrenzt. Der Flüssig­ keits-Leitraum 25 steht über vier verhältnismäßig schmale Austrittsspalte mit dem übrigen Innenraum des Behälters 7 in Verbindung: Ein erster Austrittsspalt, der einen sehr engen Querschnitt aufweist, befindet sich zwischen der Leiterplatte 3 und der in der Zeichnung linken Walze 2. Symmetrisch hierzu ist der zweite Austrittsspalt 27 zu finden, nämlich zwischen der Leiterplatte 3 und der in der Zeichnung rechten Walze 2. Zwei weitere Austritts­ spalte 28, 29 bilden sich, ebenfalls zur Vertikalebene des Flüssigkeits-Speiserohres 22 symmetrisch, zwischen dem Flüssigkeits-Speiserohr 22 und den beiden benachbarten Walzen 2.

Eine Pumpe 16 entnimmt dem Innenraum des Behälters 7 Be­ handlungsflüssigkeit und speist sie über einen Zweig einer sich gabelnde Leitung 30 dem Flüssigkeits-Speiserohr 22 zu. Die Behandlungsflüssigkeit wird innerhalb des Flüssig­ keits-Speiserohres 22 über die gesamte Breite des Behälters 7 verteilt und tritt über die Schlitze 23, 24 in einer Richtung schräg nach oben aus, wie dies in Fig. 2 durch die Pfeile schematisch angedeutet ist. Entsprechend der Geometrie des Flüssigkeits-Leitraumes 25 stellt sich ein Strömungsbild ein, bei welchem die dem Flüssigkeits- Leitraum 25 über das Flüssigkeits-Speiserohr 22 zugeführte Behandlungsflüssigkeit in bestimmten Proportionen über die vier Austrittsspalte 26 bis 29 abfließt. Diese Behand­ lungsflüssigkeit durchläuft also im wesentlichen einen Kreislauf vom Innenraum des Behälters 7 über die Pumpe 16, die Leitung 30, das Flüssigkeits-Speiserohr 22, den Flüssigkeits-Leitraum 25 und die Austrittsspalte 26 bis 29 zurück in den Innenraum des Behälters 7.

Aufgrund der Geometrie des Flüssigkeits-Leitraumes 25 ergeben sich nach dem Satz von Bernoulli entlang des Bewegungsweges der Leiterplatten 3 Gebiete unterschied­ lichen Druckes. Dort, wo die Strömungsgeschwindigkeit am höchsten ist, stellt sich der niedrigste statische Druck ein; wo dagegen die Strömungsgeschwindigkeit Null ist, ist der statische Druck maximal.

Untersucht man hierauf den in Fig. 2 dargestellten Flüssigkeits-Leitraum 25, so erkennt man folgendes:
In den sehr engen Spalten 26 und 28 zwischen der Leiter­ platte 3 und den Walzen 2 ist die Strömungsgeschwindigkeit am höchsten; dort ist dementsprechend der statische Druck am niedrigsten. Bei geeignet hohen Strömungsgeschwindigkei­ ten, also geeignet hohen Förderleistungen der Pumpe 16, läßt sich hier ein echter Unterdruck erzielen. Die hierfür erforderliche Förderleistung der Pumpe 16 läßt sich durch einen einfachen Versuch ermitteln. Der statische Druck wächst dann, ausgehend von den Austrittsspalten 26 und 28, in Richtung auf die vertikale Mittelebene des Flüssig­ keits-Speiserohres 22 hin an und wird in dem Spalt zwischen der Oberseite des Flüssigkeits-Speiserohres 22 und der Unterseite der Leiterplatte 3 maximal, wo die Strömungs­ geschwindigkeit praktisch auf Null absinkt.

Die von dem Transportsystem 2 durch den Behälter 7 hindurch­ geführte Leiterplatte 3 erfährt also im Bereich der Saug- und Schwallstrecke 20 zweimal einen Unterdruck, nämlich oberhalb der beiden zur Saug- und Schwallstrecke 20 ge­ hörenden Walzen 2, und einmal einen Überdruck, nämlich oberhalb des Flüssigkeits-Speiserohres 22. Dieselben Druckunterschiede verspürt die von den Walzen 2 weiter beförderte Leiterplatte 3 dann auch in der in Fig. 1 dargestellten zweiten Saug- und Schwallstrecke 21, die in derselben Weise wie die oben beschriebene Saug- und Schwallstrecke 20 aufgebaut ist und über einen zweiten Zweig der Leitung 30 von der Pumpe 16 mit Behandlungsflüs­ sigkeit versorgt wird. Danach tritt die Leiterplatte 3 über das Quetschwalzenpaar 11 aus dem Behälter 7 aus und wird einer weiteren Behandlung zugeführt, die im vorlie­ genden Zusammenhang nicht von Interesse ist.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Saug- und Schwallstrecke dargestellt, welches demjenigen von Fig. 2 sehr verwandt ist. Für entsprechende Teile werden daher dieselben Bezugszeichen, zuzüglich 100, verwendet.

Die Saug- und Schwallstrecke 120 von Fig. 3 umfaßt wie­ derum ein Speiserohr 122, welches gemeinsam mit den beiden benachbarten Walzen 102 und der über dieser Anordnung hinweg bewegten Leiterplatte 3 einen Flüssigkeits-Leit­ raum 125 begrenzt. Im Gegensatz zum Leitraum 25 von Fig. 2 weist der Leitraum 125 von Fig. 3 nur zwei Austritts­ spalte 126 und 127 auf: Es handelt sich dabei jeweils um die sehr engen Austrittsspalte zwischen der Unterseite der Leiterplatte 3 und den Walzen 102. Die Austritts­ spalte 28 und 29 von Fig. 2 sind jedoch in Fig. 3 durch eine elastische Folie 130 versperrt, die im Querschnitt U-förmig, in ihrer Mitte an der Unterseite des Flüssig­ keits-Speiserohres 122 angeschraubt ist und mit ihren beiden seitlichen Schenkeln federn an den benachbarten Walzen 102 anliegt. Die Folge ist, daß offensichtlich die gesamte von der Pumpe 16 (die Anordnung von Fig. 1 bleibt im übrigen unverändert) zugespeiste Behandlungsflüssigkeit, die in den Flüssigkeits-Leitraum 125 eintritt, durch die beiden Spalte 126 und 127 austreten muß. Die "Leckströme", die beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 über die verhält­ nismäßig großen Spalte 28 und 29 in den Innenraum des Behälters 7 austraten und die zur Erzielung der gewünsch­ ten Druckunterschiede nicht erforderlich sind, können auf diese Weise eingespart werden; dies reduziert die zur Erzielung des gewünschten Effektes erforderliche Leistung der Förderpumpe 16. Allerdings ist das Ausführungsbeispiel von Fig. 3 wegen der zusätzlich benötigten Teile etwas teurer; auch ist u. U. die Wartungsbedürftigkeit wegen des Reibkontaktes zwischen der Folie 130 und den Walzen 102 etwas größer. Dies muß bei der Wahl zwischen den beiden Ausführungsbeispielen, die in den Fig. 2 und 3 darge­ stellt sind, jeweils berücksichtigt werden.

Schwall- und Saugstrecken der hier interessierenden Art brauchen nicht auf eine Seite des Bewegungsweges der Leiterplatte 3 beschränkt zu sein. In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem sowohl unterhalb des Bewegungsweges als auch oberhalb des Bewegungsweges der Leiterplatte 3 jeweils Schwall- und Saugstrecken 20, 220 angeordnet sind.

Die in Fig. 4 unterhalb und oberhalb des Bewegungsweges der Leiterplatte 3 gezeigten Schwall- und Saugstrecken 20, 220 stimmen weitestgehend mit der Schwall- und Saug­ strecke 20 von Fig. 2 überein, so daß hierauf Bezug genommen werden kann. Zu Beschreibungszwecken wurden für die oberhalb des Bewegungsweges der Leiterplatte 3 vorge­ sehene Schwall- und Saugstrecke 220 entsprechende Teile mit um 200 erhöhten Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die von der oberen Schwall- und Saugstrecke 220 erzeugten Drücke entsprechen im wesentlichen denen, die von der unteren Schwall- und Saugstrecke 20 hervorgerufen werden, wirken aber auf die Oberseite der Leiterplatte 3 ein. Wie Fig. 4 deutlich macht, ist dabei das Flüssigkeits- Speiserohr 222 der Saug- und Schwallstrecke 220, in Bewegungsrichtung der Leiterplatte 3 gesehen, an einer Position angeordnet, die einer Walze 2 der Saug- und Schwallstrecke 20 gegenüberliegt. Umgekehrt ist der zwischen der in der Zeichnung linken Walze 202a der Schwall- und Saugstrecke 220 und der Leiterplatte 3 gebildete Spalt 226, in Bewegungsrichtung der Leiterplatte 3 gesehen, an einer Position, welche dem praktisch nicht durchströmten Spalt zwischen dem zur Saug- und Schwall­ strecke 20 gehörenden Flüssigkeits-Speiserohr 22 und der Unterseite der Leiterplatte 3 entspricht. Dies bedeutet offensichtlich, daß, in Bewegungsrichtung der Leiterplatten 3 gesehen, die Stellen höchsten Druckes auf der einen Seite der Leiterplatte 3 jeweils den Stellen niedrigsten Druckes auf der anderen Seite der Leiterplatte 3 gegen­ überstehen. Über die Leiterplatte 3 hinweg ergeben sich so die größten Druckdifferenzen, was die Durchströmung von Bohrungen der Leiterplatte 3 noch weiter verbessert.

Die linke Walze 202a der oberen Saug- und Schwallstrecke 220 hat bei diesem Ausführungsbeispiel offensichtlich keinen "Partner" an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 3. Während die Achsen anderer Walzen 202 an der Oberseite der Leiterplatte 3, z. B. die rechte Walze 202b, grundsätzlich vertikal frei beweglich sein können, muß die Bewegung der Achse der Walze 202a durch eine geeignete Einrichtung nach unten begrenzt werden.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schwall- und Saugstrecke dargestellt, die auf demselben Grundprinzip wie die zuvor beschriebenen Ausführungsbei­ spiele beruht. Entsprechende Teile sind daher mit denselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2, jedoch zuzüglich 300, gekennzeichnet. Die Schwall- und Saugstrecke 320 umfaßt wiederum zwei parallele Walzen 302, die gleichzeitig Teil des Fördersystemes sind, welches die Leiterplatte 3 durch die Vorrichtung hindurch befördert. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel sind es ausschließlich diese beiden Walzen 302, welche zwischen sich einen Flüssigkeits-Leitraum 325 begrenzen. Dieser weist, ähnlich wie das Ausführungs­ beispiel von Fig. 3, zwei verhältnismäßig enge Austritts­ spalte 326 und 327 auf, die jeweils zwischen der Leiter­ platte 3 und den zu der Saug- und Schwallstrecke 320 ge­ hörenden Walzen 302 gebildet werden.

Die zur Saug- und Schwallstrecke 320 gehörenden Walzen 302 weisen beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen etwas größeren Abstand als die übrigen Walzen 302 des Fördersystemes auf, so daß sich zwischen diesen beiden Walzen 302 ein etwas breiterer Eintrittsspalt 331 für die Behandlungsflüssigkeit ergibt.

Die Einrichtung, welche den Flüssigkeits-Leitraum 325 in der zur Erzielung der gewünschten Druckunterschiede erforderlichen Weise mit Behandlungsflüssigkeit versorgt, liegt beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 unterhalb der Walzen 302 und wird von einem Flüssigkeits-Speiserohr 322 gebildet, welches eine Vielzahl von über die Breite des Behälters 7 verteilten Düsen 332 versorgt. Jede dieser Düsen 332 ist auf den Eintrittsspalt 331 zwischen den beiden zur Saug- und Schwallstrecke 320 gehörenden Walzen 302 ausgerichtet und erzeugt einen Strahl, der in Bewegungs­ richtung der Leiterplatten 3 möglichst wenig aufgefächert ist. Durch diese parallele Begrenzung "zielt" der Strahl im wesentlichen "verlustfrei" durch den Eintrittsspalt 331 hindurch in den Flüssigkeits-Leitraum 325. Senkrecht zur Bewegungsrichtung der Leiterplatten 3 dagegen sollten die von den Düsen 332 erzeugten Einzelstrahlen möglichst breit aufgefächert sein, so daß die Beschickung des Flüssigkeits-Leitraumes 325 in dieser Richtung möglichst homogen erfolgt.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 hat gegenüber den zuvor beschriebenen, in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen, gewisse wartungstechnische Vorteile, da das Flüssigkeits-Speiserohr 322 und die von diesem versorgten Düsen 332 außerhalb des Bereiches der Walzen 302 angeordnet sind und daher leichter zugänglich sind. Außerdem können die Austrittsspalte 326 und 327 des Flüs­ sigkeits-Leitraumes 325 näher aneinander liegen, so daß also - gesehen in Bewegungsrichtung der Leiterplatten 3 - auf kürzerem Wege Zonen unterschiedlichen Druckes erzeugt werden können.

Claims (15)

1. Verfahren zur Behandlung von Gegenständen, insbesondere von elektronischen Leiterplatten, bei welchem diese durch eine sich im dynamischen Gleichgewicht ständig aus­ tauschende Behandlungsflüssigkeit unterhalb des Spiegels kontinuierlich hindurchbewegt und in dieser Behandlungsflüs­ sigkeit mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Drücke nach dem Bernoulli′schen Prinzip durch eine an der Oberfläche des Gegenstandes (3) vorbeigeführte Strömung der Behandlungsflüssigkeit hervor­ gerufen werden, die bei einer ausreichend hohen mittleren Strömungsgeschwindigkeit lokal unterschiedliche Werte der Strömungsgeschwindigkeit aufweist, derart, daß an den Stellen hoher Strömungsgeschwindigkeit ein niedriger statischer Druck und an den Stellen niedrigerer Strömungs­ geschwindigkeit ein hoher statischer Druck der Behandlungs­ flüssigkeit auf die Oberfläche des Gegenstandes (3) einwirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit an der Stelle, wo sie lokal am größten ist, einen Wert aufweist, bei welchem lokal ein statischer Unterdruck erzeugt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder 2 mit

• a) einem Maschinengehäuse;
• b) einem Transportsystem, welches die Gegenstände durch einen in dem Maschinengehäuse angeordneten Behälter hindurchführt, in welchem im dynamischen Gleichgewicht zwischen Zu- und Abströmung ein stationärer Spiegel einer Behandlungsflüssigkeit aufrecht erhalten wird, wobei die Transportebene des Transportsystemes inner­ halb des Behälters unterhalb des Spiegels der Behand­ lungsflüssigkeit liegt ("stehende Welle");
• c) einer Einrichtung, welche die Gegenstände beim Durch­ gang durch den Behälter mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche die Gegenstände (3) mit unter­ schiedlichen Drücken beaufschlagt, umfaßt:

• d) mindestens einen Flüssigkeits-Leitraum (25; 125; 225; 325), der teilweise durch den vorbeiwandernden Gegen­ stand (3) und teilweise durch mindestens einen Leitkör­ per (2; 102; 202; 302) derart begrenzt ist, daß sich mindestens ein verhältnismäßig enger Austrittsspalt (26, 27; 126, 127; 226, 227; 326, 327) zwischen dem Gegen­ stand (3) und dem Leitkörper (2; 102; 202; 302) bildet, durch welchen die Behandlungsflüssigkeit mit einer Geschwindigkeit austritt, die größer als die Strömungs­ geschwindigkeit an anderen Stellen im Flüssigkeits- Leitraum (25; 125; 225; 325) ist;
• e) eine Beschickungseinrichtung (22; 122; 222; 322), mit welcher Behandlungsflüssigkeit in den Flüssigkeits- Leitraum (25; 125; 225; 325) mit einer solchen mittleren Geschwindigkeit eingebracht werden kann, daß die sich dort und in dem Austrittsspalt (26, 27; 126, 127; 226, 227; 326, 327) einstellenden Unterschiede der lokalen Strömungsgeschwindigkeit zu den gewünschten lokalen Unterschieden des statischen Druckes führen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Leitkörper (2; 102; 202; 302), in Bewegungsrichtung der Gegenstände (3) gesehen, symmetrisch zur vertikalen Mittelebene der Beschickungseinrichtung (22; 122; 222; 322) ausgebildet und angeordnet ist bzw. sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher das Transportsystem von einer Vielzahl paralleler, sich über die gesamte Breite des Behälters erstreckenden Walzen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Walze (2) als Leitkörper genutzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen der Beschickungseinrichtung (122) und der oder den benachbarten Walzen (102) durch eine Folie (130) abgedichtet ist, die an der Beschickungs­ einrichtung (122) befestigt ist und an der Oberfläche der benachbarten Walze(n) (102) elastisch federnd anliegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungseinrichtung von einem zwischen zwei Leitkörpern (2; 102; 202) angeordneten Flüssigkeits-Speiserohr (22; 122; 222) gebildet ist, welches teilweise den Flüssigkeits-Leitraum (25; 125; 225) begrenzt, mit einer Förderpumpe (16) für die Behandlungs­ flüssigkeit verbunden ist und mindestens eine in den Flüssigkeits-Leitraum (25; 125; 225) führende Austritts­ öffnung (23, 24; 123, 124; 223, 224) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (23, 24; 123, 124; 223, 224) ein sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Flüssig­ keits-Speiserohres (22; 122; 222) erstreckender Schlitz ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeits-Speiserohr (22; 122; 222) mit mindestens einer sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Flüssigkeits-Speiserohres (22; 122; 222) er­ streckenden Reihe diskreter Austrittsöffnungen (23, 24; 123, 124; 223, 224) versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeits-Speiserohr (22) mit zwei schlitz­ förmigen Austrittsöffnungen (23, 24; 123, 124; 223, 224) oder zwei Reihen diskreter Austrittsöffnungen versehen ist, die sich jeweils im wesentlichen über die gesamte Länge des Flüssigkeits-Speiserohres (22; 122; 222) er­ strecken und bezogen auf die Mittelachse des Flüssigkeits- Speiserohres (22; 122; 222) einen bestimmten Winkel ein­ schließen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 90° beträgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungseinrichtung eine Düseneinrichtung (322) ist, welche nicht unmittelbar an den Flüssigkeits-Leitraum (325) angrenzend angeordnet ist und die Behandlungsflüssigkeit über einen zwischen zwei Leitkörpern (302) befindlichen Eintrittsspalt (331) in den Flüssigkeits-Leitraum (325) injiziert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düseneinrichtung (322) mindestens einen Strahl der Behandlungsflüssigkeit erzeugt, der in Bewegungsrich­ tung der Gegenstände (3) gesehen möglichst wenig aufgefä­ chert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düseneinrichtung (322) eine Vielzahl von Düsen (332) umfaßt, die Einzelstrahlen erzeugen, welche senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gegenstände (3) stark aufgefächert sind.