Устройство для управления процессом травления печатных плат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Социалистические

Республик <„881712 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 05.12.79 (21) 2858825!18-24 с присоединением заявки % (23) Приоритет (5! )М. Кл.

6 05 0 27/00

3Ьвудврстееимй каинтет

СССР пв дашт изабретеннй к вткрыткй (53) УДК 621. . 555. 6 (088. 8) Опубликовано 15. 11.81 Бюллетень .1те 42

Дата опубликования описания 18. 11.81 (72) Авторы изобретения

В.В. Артамонов, В.Б. Ревин, В.А. Иаркин и Э.А. Гаренских

Рязанский проектно-технологический институт (71) Заявитель о (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТРАВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Изобретение относится к технологии производства печатных плат, в частности к модульным линям обработки, и предназначено для автоматического управления процессами травления печатных плат.

Известно устройство для управления процессом химического фосфатирования, содержащее элементы измерения физикохимических параметров, рН растворов, 1Î концентрации компонентов, дозирующие устройства и управляющий вычислительный комплекс (УВК),состоящий из устройств ввода, процессора и устройств вывода, подключенных к дозирую15 щим устройствам (1) .

Недостатками устройства является невысокое качество покрытия деталей за счет объемного истощения раствора . в процессе обработки деталей и низкая производительность, связанная с остановкой системы для перезаправки основных рабочих (операционных)ванн.

Известно также устройство для уп равления процессом химической обработки деталей, содержащее элементы измерения рН растворов, концентрации компонентов, дозирующие устройства и управляющий вычислительный комплекс (УВК), состоящий из устройств ввода, процессора и.устройств вывода, датчики счета покрываемых деталей, контуры регулирования температуры и уровня, устройства регулирования длительностью нанесения покрытия (2).

Недостатком этого устройства явля" ются сравнительно узкие функциональные способности. При наличии в линии обработки печатных плат устройств ре-. генерации растворов время их подключения к операционным ваннам определяется оператором, исходя из длительности и качества травления. Определение периодичности подключения ванн регенерации возможно также с помощью датчиков контроля концентрации компо88171

40 нентов в Растворе. Однако этот метод сложен, а для некоторых агрессивных сред такие датчики вообще отсутствуют или обладают низкой надежностью.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управ. пения процессом травления печатных плат, содержа- !0 щее по числу ванн травления первые регуляторы уровня и температуры и регуляторы длительности обработки, а также регенератор и буферную емкость с установленными на ней вторым регулятором 15 уровня и температуры, вычислительный блок, соответствующие информационные входы которого связаны с выходами первых и вторых регуляторов уровня, температуры и с выходами регуляторов длительности обработки, содержит датчики загрузки и выгрузки плат, задатчики времени травления, блок управления коммутацией регенератора, задатчик цикла регенерации, первый и второй золотниковые гидрораспределители, причем буферная емкость, первый золотниковый гидрораспределитель, ванны травления и второй золотниковый гидрораспределитель гидравлически соединены с выхода на вход регенератора по замкнутому циклу в указанном порядке, выходы задатчика цикла регенерации, датчиков загрузки и выгрузки плат и задатчика времени травления

35 связаны с соответствующими информационными входами вычислительного-,бло" ка, управляющие выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам регуляторов длительности обработки, блока управления коммутацией регенератора, первого и второго золотниковых гидрораспределителей.

На чертеже показано устройство для управления процессом травления печат45 ных плат.

Устройство состоит из ванн травления 1 с одинаковым раствором, например, хлорного железа, первых регуляторов 2 температуры, регуляторов 3 длительности обработки, содержащих конвейер 4, блок 5 управления скоростью конвейера, датчик 6 счета деталей и датчик 7 скорости конвейера, датчиков 8 загрузки и датчиков 9 выгрузки плат с конвейера, первого 10 и второго ll золотниковых гидрораспределителей, первых регуляторов 12 уровня, буферной емкости 13., регене2 4 ректора 14, блока 15 управления коммутацией регенератора, задатчика 16 цикла регенерации, задатчиков 17 времени травления вычислительного блока 18, в состав которого входят блок ввода 19,.процессор 20 и блок вывода

21, вторых регуляторов уровня 22 и температуры 23, установленных на бу ферной емкости 13.

Устройство для управления процессом травления печатных плат работает следующим образом.

Рабочий раствор заливается в ванны травления I линий травления и в буферную емкость 13. С помощью первых регуляторов температуры 2, уровня 12 и вычислительного блока 18 контроли.Руется температура и уровень раствора в ваннах, Вычислительный блок 18 управления первым и вторым золотниковыми гидрораспределителями 10 и 11 чтобы обеспечить перекачку раствора из буферной емкости 13 в соответствующую ванну травления 1 или наоборот — из соответствующей ванны травления 1 в регенератор 14. С помощью насоса раствор перекачивается иэ регенератора 14 в буферную емкость 13, где также осуществляется термостатирование и контроль уровня. Так как часть раствора переносится из ванн травления 1 в соседние ванны линий и уносится рафинированной медью в регенераторе 14, буферная емкость 13 имеет дополнительную емкость с раствором, который используется для поддержания уровня раствора в буферной емкости на определенном уровне. Для обеспечения надежной работы устройства работа линии травления контролируется датчиком 8 загрузки и датчиком 9 выгрузки печатных плат. Скорость загрузки и выгрузки печатных плат изменяется в зависимости от скорости конвейера 4, на котором происходит обработка;печатных плат.

Известно, что травильная способность раствора зависит от площади стравленной поверхности печатных плат.

В процессе работы каждой линии суммарная стравленная поверхность определя-: ется как где Sg " суммарная стравленная поверхность;

S! — поверхность платы, подле88 I 712

Травильная способность раствора восстанавливается после определенго количества циклов регенерации. Количество циклов задается и контролируется вычислительным блоком 18.

Процесс регенераци прекращается по команде с вычислительного блока

18, когда травильная способность раствора восстанавливается полностью.

Затем раствор по команде с вычислительного блока 18 и блока управления жащая стравливанию;

nt — количество плат данного типоразмера.

Перед запуском линии оператор с помощью задатчика 17 времени травления вводит в вычислительный блок 18 информацию о пассивной поверхности печатных плат данной партии.

Так как в начале работы травильная способность раствора максимальна, по i0 сигналам с вычислительного блока 18 скорость конвейера и скорость загрузки плат устанавливаются максимальными, т.е. время обработки плат в ваннах травления 1. В процессе загрузки 15 плат на конвейерное полотно вычислительный блок 18 с помощью датчика счета плат 6 производит подсчет стравлеиной площади, и в соответствии с заложенным в нем алгоритмом рассчи- 20 тывается скорость конвейера 4 с учетом текущих значений температуры. Очевидно, что скорость конвейера постоянно уменьшается, а время обработки увеличивается. Когда величина суммарной 25 стравленной поверхности достигает максимального значения, заложенного в вычислительный блок 18 (оно соответствует минимальной травильной способности раствора), вычислительный блок 18 формирует сигнал, по которому второй золотниковый .гидрораспределитель 11 открывает соответствующий трубопровод, и раствор из соответствующей ванны травления l перекачивается в регенератор 14. Одновременно раствор из буферной емкости 13 перекачивается в ванну травления 1 через второй гидрораспределитель 10.

Процесс регенерации контролирует- 40 ся вычислительным. блоком 18 с помощью датчика )6 циклов регенерации.

Цикл регенерации — это совокупность следующих операций: опускание катодов в раствор, выдержка, подъем като- 4> дов с осажденной медью из раствора, очистка меди с катодов. коммутацией регенератора 14 перекачивается в буферную емкость 13.

В процессе работы вычислительный блок 18 анализирует травильную способность раствора, постоянно и периодически подключает ту или иную ванну травления к установке регенерации.

После перекачек раствора из буферной емкости 13 в ванну травления 1 информация о травильной способности раст" вора стирается и производится новый расчет отработанной поверхности по мере загрузки печатных плат на конвейерное полотно.

Технико-экономический эффект от использования устройства управления процессом травления печатных плат состоит в том, что обработка (травление) печатных плат происходит непре, рывно, без остановки линий для смены травящего раствора,- т.е. повышается производительность линии, предусматривается использование одного регенератора для нескольких линий технологической обработки. Качество травления печатных плат повышается, так как исключается как боковое подтравливание проводников печатных плат (в свежем растворе), так и неполное травление (в истощенном растворе).

Формула изобретения

УстрБйство для управления процессом травления печатных плат, содержа" щее по числу ванн травления первые регуляторы уровня и температуры и регуляторы длительности обработки, а также регенератор и буферную емкость с установленными на ней вторым регулятором уровня и температуры, вычислительный блок, соответствующие информационные входы которого связаны с выходами первых и вторых регуляторов уровня, температуры и с выходами регуляторов длительности обработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности устройства, оно содержит датчики загрузки и выгрузки плат, задатчики времени травления, блок управления коммутацией регенератора, задатчик цикла регенерации, первый и второй золотниковые гидрораспределители, причем буферная емкость, первый золотниковый гидрораспределитель, ванны травления и второй золотниковый гидрораспределитель гидравлически соединены с выхода на вход регенератора по замкнутому циклу в указанном порядке, выходы

8817!2

Составитель А. Зарубин

Редактор Л. Плисак Техред Э.Фечо

Корректор.Г. Решетник

Заказ 9970/72

Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зацатчика цикла регенерации, датчиков загрузки и выгрузки плат и задатчика времени травления связаны с соответствующими информационными входами вычислительного блока, управляющие выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам регуляторов длительности обработки, блока управления коммутацией регенератора, первого и второго золотниковых гидрораспределителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 514276, кл. G 05 0 11/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

11 - 628184, кл. G 05 0 21/12, 1978 (прототип).