Brevet FR2597368A1 — publié le 19871023

DISPOSITIF POUR LE TRAITEMENT DE PRODUITS DIVERS PAR IMMERSION DANS DES LIQUIDES PUIS ESSORAGE. L'invention concerne un nouveau dispositif de traitement de produits divers, tels que notamment des disques de silicium pour l'industrie de l'électronique, par immersion dans des liquides variés, tels que notamment des bains acides, puis essorage. I1 est bien connu de traiter des produits du type en question par immersion dans des bains successifs, notamment des bains acides puis de rinçage, et enfin d'essorer et éventuellement de sécher ces produits. Il existe actuellement essentiellement deux familles de dispositifs du type en question. Dans les dispositifs du premier types, les plaquettes sont placées dans un panier solidaire qui est ensuite mis en place sur un suPport d'un tambour rotatif autour d'un axe vertical. Ainsi, les plaquettes sont traitées en position horizontale. Cette disposition est largement répandue car elle est favorable pour l'élimination des gouttelettes lors de la phase de centrifugagation. En revanche, elle ne permet pas de bien maîtriser tous les problèmes lors de la phase d'immersion. On a alors propos de faire appel à des tambours à axe horizontal. Cette solution attractive sur le plan théorique, s'est peu développée car, d'une part, pendant la phase de rotation le tambour est génkralement en porte-à-faux et d'autre part et surtout, les opérations de chargement (et de déchargement) sont délicates et toujours difficiles à automatiser. L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un dispositif de traitement par immersion et essorage à axe horizontal qui soit économique, facile à charge (et à décharger), possible à automatiser et dans lequel le tambour ne tourne pas en porte-à-faux. Ce dispositif pour le traitement de produits divers par immersion dans des bains et essorage, du type comprenant . un tambour destiné à recevoir les produits à traiter, rotatif autour d'un axe horizontal fixe monté à chacune de ses extrémités sur un pied support, un moyen d'entraînement du tambour en rotation autour de son axe horizontal, un organe de chargement des produits à traiter dans le dit tambour, se caractérise - en ce que le tambour présente d'une part, sur une face latérale une pluralité d'orifices de chargement (et de déchargement) et d'autre part, sur la virole des moyens d'évacuation des liquides de traitement - et en ce que le tambour rotatif est entouré d'une enveloppe fixe, coaxiale au tambour rotatif, qui présente d'une part, sur le fond des moyens d'amenée et d'évacuation des liquides de traitement et d'autre part, sur une face latérale, une ouverture disposée en regard des orifices de chargement du tambour. Avantageusement, en pratique - le tambour rotatif est fixé sur un arbre creux coaxial à l'arbre fixe et monté sur des roulements autour de celui-ci, le dit arbre creux dépassant d'un côté de l'enveloppe fixe pour coopérer avec l'organe dgen- traînement de cet arbre creux en rotation - l'entraînement de l'arbre creux se fait par une transmission à courroie à partir d'un moteur - l'organe de chargement des produits à traiter est constitué par un ratelier formé de longerons définissant des compartiments ouverts sur le fond, destinés à recevoir des paniers où l'on dispose les produits à traiter, ces longerons étant fixés sur un côté dans une plaque formant couvercle destinée à venir se verrouiller contre les orifices de chargement du tambour - le tambour présente de part et d'autre de chaque orifice de chargement . des glissières, s'étendant d'une face laté rale à l'autre du tambour, destinées à re cevoir et à supporter les longerons des rateliers, . une entretoise, s'étendant également d'une face latérale à l'autre mais disposée plus près de l'axe de rotation que de l'orifice de chargement, destine à retenir les pro duits à traiter placés dans le panier lors de la rotation du tambour - la virole du tambour rotatif a une forme biconique, dont le sommet comporte des orifices destinés à évacuer dans l'enveloppe les liquides recueillis lors de la centrifugation, sans que ceux-ci ne reviennent dans le tambour - une des faces latérales de l'enveloppe comporte une arrivée de gaz chaud - l'ouverture de chargement de l'enveloppe fixe est associée à un sas dans lequel coulisse le ratelier chargé dont l'extrémité interne comporte une vanne à passage intégral pour assurer l'étanchéité de l'enveloppe fixe. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexée. La figure 1 est une représentation en coupe d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de ce dispositif en section selon l'axe I-I' de la figure 1, sur laquelle pour ne pas surcharger, on n'a pas représenté l'enveloppe fixe. La figure 3 est une vue en perspective sommaire d'un ratelier de chargement caractéristique de l'invention. En se référant aux figures, le dispositif selon l'invention comprend essentiellement deux pieds symétriques supports (1) et (2) destinés à permettre au dispositif de reposer sur le sol désigné par la référence (3). A leur extrémité, ces pieds comportent des paliers fixes (4) et (5) destins à recevoir l'arbre fixe (6) sur lequel est montée l'enveloppe fixe (7) réalisée par exemple en acier inoxydable ou en matière plastique. Cette enveloppe fixe est montée sur l'arbre (7) par des chicanes d'étanchéité (8,9) aux liquides. Le fond (10) de l'enveloppe fixe (7) a une forme légèrement conique dont le point bas est relié à un conduit (11) d'amenée et de vidange des différents liquides de traitement, à savoir les bains acides, les eaux de rinçage, et.. Un arbre creux (12) monté sur des roulements (13, 14), coaxial à l'arbre (6) reçoit le tambour rotatif (15) dont la virole (16) a une forme bi-conique. La ceinture (17) du tambour a une forme de déflecteur (18) pour éviter que les liquides éliminés dans l'enveloppe fixe (7) lors de la phase de centrifugation ne reviennent dans le tambour rotatif (15). Selon les caractéristiques de l'invention, la face latérale (19) de ce tambour (15) est percé de six ouvertures (20) à (25) identiques, disposées sur un demi-cercle décalées de 60". Sur le demi-cercle, l'enveloppe fixe (7) présente une ouverture (26) associée à un tunnel (27) formant sas, fermée par une vanne intégrale (28) telle que par exemple une vanne tiroir. Une poulie (29) fixée à l'extrémité de l'arbre creux (12) et dépassant de l'enveloppe fixe (7) reçoit une courroie (30) qui transmet le mouvement donné à la poulie (31) par le moteur (32). L'ensemble est placé dans un carter (33). Pour chaque orifice (20) à (25), le tambour (15) comporte des glissières (34,35,36) et des entretoises (37) disposées par rapport à l'orifice considéré plus près de l'arbre (12). Le ratelier de chargement caractéristique de l'invention montré à la figure 3 comprend essentiellement un couvercle (38) de forme circulaire qui se verrouille contre les orifices (20-25) considérés et des longerons (39,40) destinés à coopérer avec les glissières (34,35, 36). Ces longerons (39,40) définissent des compartiments (41,42,43) ouverts sur le fond, destinés à recevoir les paniers (44) dans lesquels sont placés les disques de silicium (45) à traiter oarallèlement les uns aux autres. L'ouverture du fond facilite ainsi l'évacuation des liquides de traitement lors de la phase de centrifugation. Lors de la rotation de l'ensemble, l'entretoise (47) retient les disques pour les empêcher de tomber. La mise en oeuvre de ce dispositif s'effectue de la manière suivante. En dehors du dispositif, on charge les paniers (44) avec les disques parallèles à traiter (45). On place chacun des paniers sur un ratelier approprié. On introduit le ratelier chargé dans le tunnel sas (27) dont on ouvre la porte (26) puis on introduit dans un orifice (20,25) correspondant le tambour (15). On verrouille le couvercle (38) notamment au moyen d'un verrou autoverrouillable. On tourne ensuite le tambour (15) de 60 et on recommence l'opération. Lorsque tous les tambours (15) sont chargés, on introduit par le conduit (11) le liquide de traitement jusqu'à ce que ce liquide (par exemple un bain acide) atteigne le niveau désigné par la référence (51) sur la figure 2. Ce niveau doit être suffisant pour immerger au moins un ratelier. On tourne ensuite à vitesse lente, par exemple pendant cinq minutes à deux ou trois tours par minute de manière à bien contrôler l'action des réactifs liquides. Lorsque cette opération est terminée, on élimine le liquide de traitement par le conduit (11). On répète l'opération autant de fois qu'il est nécessaire de traiter au moyen de liquides ou de rinçage. Chaque fois, on vidange par le conduit (11). Lorsque la phase de traitement par immersion est terminée, on fait tourner le tambour (15) à une vitesse rapide, par exemple pendant cinq minutes à 1500 tours par minute. Les gouttelettes formées lors de la centrifugation, sont éjectées vers la virole (16), puis de là, vers le déflecteur (18) et ainsi vers le conduit (11) relié alors à l'égout. Lorsque la phase d'essorage est terminée, par le conduit (49), on envoie un courant d'azote chaud qui pénètre dans le tambour par l'orifice (50). Lorsque l'ensemble est parfaitement sec, on arrête la rotation du tambour puis on décharge les différents rateliers. Le dispositif d'immersion et essorage à axe horizontal conforme à l'invention présente de nombreux avantages par rapport à ceux de ce type connu jusqu'à ce jour. On peut citer - l'axe horizontal de rotation sans porte-à-faux, - simplicité de construction et de fonctionnement, - la possibilité de réaliser un écoulement contrôlé des liquides de traitement sur les plaquettes, - les opérations de chargement et de déchargement faciles, possibles à automatiser. De la sorte, ce dispositif peut être utilisé avec succès pour tout traitement faisant appel à des phases successives d'immersion, d'essorage et de séchage, notamment pour le traitement des plaques de silicium destinées à l'industrie de l'électronique. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour le traitement de produits divers (45) par immersion dans les liquides (51) puis essorage, du type comprenant un tambour (15) destiné à recevoir les produits (45) à traiter, rotatif autour d'un axe horizontal fixe (6), monté à chacune de ses extrémités (4,5) sur un pied support (1,2), un un moyen d'entraînement (29-32), du tambour (15) en rotation autour de son axe horizontal (12); un organe de chargement des produits à traiter dans ledit tambour (15), caractérisé : - en ce que le tambour (15) présente d'une part, sur une face latérale (19) une pluralité d'orifices de chargement (20,25) et d'autre part, sur la virole (16) des moyens d'évacuation (18) des liquides de traitement; - et en ce que le tambour rotatif est entouré d'une enveloppe fixe (7), coaxiale au tambour rotatif (15), qui présente d'une part, sur le fond (10) des moyens d'amenée (11) et d'évacuation des liquides de traitement et d'autre part, sur une face latérale, une ouverture (26) disposée en regard des orifices de chargement (20, 25) du tambour (15). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé : - en ce que l'enveloppe fixe (7) est montée sur un arbre horizontal fixe (6) qui repose à chacune de ses extrémités sur un palier fixe (4,5), monté sur un pied support (1,2) - et en ce que le tambour rotatif (15) est monté à son tour sur un arbre creux (12) coaxial à l'arbre fixe (6) et monté sur des roulements (13,14) autour de cet arbre (6), ledit arbre creux (12) dépassant d'un côté de l'enveloppe fixe (7) pour coopérer avec l'organe d'entraînement (29,32) de cet arbre creux (12) en rotation. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement de l'arbre creux (12) en rotation est constitué par un jeu de poulies (29,31) et courroies (30) entraîné par un moteur (32). 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de chargement des produits (45) à traiter est constitué par un ratelier formé de longerons (39,40) définissant des compartiments (41, 42,43) ouverts sur le fond, destinés à recevoir des paniers (44) où l'on dispose les produits à traiter (45), ces longerons (39,40) étant fixés sur un côté dans une plaque (38) qui forme couvercle et vient se verrouiller contre les orifices (20,25) de chargement du tambour (15). 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tambour (15) présente de part et d'autre de chaque orifice (20,25) de chargement - d'une part, des glissières (35,36) s'étendant d'une face latérale à l'autre du tambour (15), destinée à recevoir et à coopérer avec les longerons (39,40) des rateliers - d'autre part, une entretoise (37) s'étendant également d'une face latérale à l'autre du tambour (15), mais disposée plus près de l'axe de rotation (6) que l'orifice de chargement (20,25) considéré, destinée à retenir les produits (45) à traiter placés dans les paniers (44) lors de la rotation du tambour (15). 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la virole (16) du tambour rotatif (15) a une forme bi-conique dont la ceinture (17) comporte des orifices (18) permettant d'évacuer dans llen- veloppe fixe (7) les liquides recueillis lors de la centrifugation sans que ces liquides ne reviennent dans le tambour (15). 7/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'une des faces latérales de l'enveloppe fixe (7) comporte une arrivée (49) de gaz chaud et en ce que la face latérale (19) du tambour présente une ouverture (50) correspondante. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ouverture de chargement (26) de l'enveloppe fixe (7) est associée à un sas (27) dans lequel coulisse le ratelier chargé (ou déchargé), l'ex trémité interne de ce sas (27) comportant une vanne à passage intégrale (28) pour assurer l'étanchéité de l'enveloppe fixe.