Способ и устройство для удаления покрытия с подложки
METHOD AND DEVICE FOR REMOVING COATINGS FROM SUBSTRATES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Описанное в данном документе изобретение относится к устройству, предназначенному для удаления покрытия с подложки в соответствии с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также к способу в соответствии с признаками пункта 11 формулы изобретения.
СУЩЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На некоторые подложки, такие как, пластины или платы, наносится слой покрытия в соответствии со сферой применения или этапом технологического процесса. В большинстве случаев данный процесс нанесения покрытия выполняется по всей поверхности указанной подложки. В некоторых вариантах выполнения кромку подложки необходимо оставлять свободной от покрытия. Проблема при соблюдении данного условия заключается в том, что процесс нанесения покрытия только на часть подложки при этом достаточно равномерным слоем представляется весьма трудоемким и затратным.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью данного изобретения является создание устройства, а также способа, позволяющих точно удалять покрытие с подложки на определенном ее участке, исключая повреждения указанной подложки.
Указанная цель достигается благодаря признакам, изложенным в пп. 1 и 11 формулы изобретения.
В типовых вариантах выполнения устройство, предназначенное для удаления покрытия, в частности, фоточувствительной краски, с подложки, по меньшей мере, на участке указанной подложки, содержит сопло.
Предпочтительно сопло предназначено для подачи струи растворителя.
В целом, под указанным покрывающим слоем понимается фоточувствительная краска. Покрывающий слой может быть еще жидким или уже высушенным. Предпочтительно подаваемый растворитель подбирается в соответствии с покрывающим слоем, который необходимо удалить.
Особенно предпочтительным является конструктивное решение устройства, с помощью которого указанный покрывающий слой, расположенный на кромке основы, должен быть удален посредством одной струи. Преимущество использования вышеуказанного сопла заключается в возможности выделения кромки определенного размера на поверхности, с которой удаляется покрытие, путем расположения сопла на необходимом малом или большом расстоянии относительно края указанной подложки. Предпочтительно проводить удаление на участке, расположенном на расстоянии от 1 до 30 мм от края подложки. Другое преимущество заключается в том, что благодаря правильному выбору растворителя и давления указанной струи покрывающий слой может быть полностью удален.
В типовых вариантах выполнения сопло предназначено для подачи струи растворителя так, что она направляется внутри струи сжатого воздуха. Преимущество такого способа заключается в обеспечении очень стабильного потока растворителя, что позволяет добиться точного удаления покрывающего слоя на участке подложки.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит газвсасывающее средство. Такое решение обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что растворитель, отскакивающий от подложки, не пропадает, а наоборот всасывается, и, при необходимости, может быть вновь использован. Другое преимущество всасывающего устройства заключается в том, что покрывающий слой после удаления с подложки может быть отсосан с предотвращением его выброса в окружающую среду.
В типовых вариантах выполнения всасывающее средство содержит разделительное устройство. Преимущество такого решения заключается в возможности отделения отсосанного вещества, т.е. удаленного покрывающего слоя и растворителя, из сжатого воздуха. Предпочтительно используется конденсатор в качестве разделительного устройства. Преимущество такого решения заключается в упрощении процесса разделения сжатого воздуха и содержащегося в нем вещества.
В типовых вариантах выполнения всасывающий элемент или разделительное устройство содержит конденсатор. Особенно предпочтительно использование в качестве конденсатора отражательной стенки. Предпочтительно, отражательная стенка предназначена для конденсации, по меньшей мере, части отсосанного вещества.
В особенности предпочтительно, чтобы отсосанное вещество направлялось на отражательную стенку с резкой остановкой у указанной стенки. Данное конструктивное решение обеспечивает конденсацию вещества. Предпочтительно, вещество, конденсирующееся на отражательной стенке, может направляться через выпуск в средство для переработки. Преимущество такого решения заключается в том, что растворитель может быть использован повторно.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит приемный элемент. Предпочтительно, приемный элемент предназначен для удерживания, позиционирования, управления и/или регулирования указанной подложки относительно сопла и/или струи растворителя. Преимущество такого решения заключается в возможности обеспечения относительного перемещения между струей растворителя и подложкой простым способом. Кроме того, другое преимущество заключается в отсутствии необходимости перемещения сложной конструкции, содержащей сопло и газвсасывающее средство.
Предпочтительно приемный элемент содержит средство, предназначенное для придания плоской формы подложке путем ее растягивания и соответствующего размещения. Предпочтительно, устройство, предназначенное для придания подложке плоской формы, содержит, по меньшей мере, одно всасывающее сопло. Предпочтительно, устройство содержит несколько или множество всасывающих сопел. В особенности предпочтительным представляется конструктивное решение, в котором всасывающие сопла расположены с обеспечением воздействия на кромочные участки подложки. Преимущество такого решения заключается в правильном расположении подложки, особенно тех ее участков, на которых необходимо удалить покрывающий слой, а также в предотвращении оказания нежелательного воздействия на подложку. Такое конструктивное решение является особенно эффективным, поскольку может произойти повреждение удерживаемой подложки и/или в ином случае недостаточное удаление покрывающего слоя.
В типовых вариантах выполнения указанное устройство содержит направляющий блок. Этот блок слежения предназначен для правильной ориентации положения подложки относительно сопла и, соответственно, относительно струи растворителя. Предпочтительно блок слежения или регулирующий блок устанавливает и/или регулирует положение подложки, исходя из измерений в нескольких точках. Предпочтительно выполнять измерение в двух точках.
В типовых вариантах выполнения направляющий блок содержит датчик, приводимый в движение для проведения указанных измерений. Как вариант, направляющий блок может содержать два датчика, или, соответственно, множество датчиков. В этом случае необходимость в приведении датчика в движение отпадает.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит средство распознавания, предназначенное для распознавания контура подложки. Предпочтительно, рассматриваемое средство выполнено в виде камеры или датчика измерения расстояния. Преимущество такого решения заключается в возможности распознавания контура подложки, что является особенно эффективным, так как обеспечивает возможность удаления красочного покрытия с подложки с неоднородным контуром. Другое преимущество заключается в возможности распознавания формы линии контура.
Проблема, возникающая при удалении покрывающего слоя с кромки подложки, особенно при удалении слоя краски с круглых подложек наподобие круглых пластин, заключается в том, что такие пластины имеют неоднородности вдоль своей окружности, например, так называемый плоский участок, т.е. пропущенный сегмент круга, или выемку, т.е. некоторое подобие выреза. Когда круглая подложка просто поворачивается под струей растворителя, соответственно, под струей растворителя, и соответственно, под соплом для удаления покрывающего слоя с кромочного участка, то возникает проблема, заключающаяся в том, что покрывающий слой не может быть удален с плоского участка или выемки, т.к. их контуры просто не совпадают с контуром круга. Эта проблема особенно актуальна, когда вследствие поворота подложки при нанесении покрывающего слоя появляется утолщение. Данное утолщение образует препятствие на последующих этапах технологического процесса.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит силовой привод, предназначенный для поворота приемного элемента. Таким образом, силовой привод также предназначен для поворота подложки, расположенной на приемном элементе. Предпочтительно поворот подложки выполняется в плоскости, которая фактически проходит перпендикулярно к направлению струи растворителя. Преимущество такого решения заключается в том, что все, что требуется для удаления покрывающего слоя вдоль круглого контура подложки, это обеспечить поворот приемного элемента вместе с подложкой.
Также, преимущественным является то, что благодаря повороту приемного элемента подложка может быть простым способом направлена к средству распознавания. Средство распознавания, предназначенное для распознавания контура, в этом случае предпочтительно расположено над кромочным участком подложки таким образом, что устройство при повороте подложки может распознать форму линии контура.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит линейный силовой привод и/или линейную направляющую, предназначенные для обеспечения прямолинейного скольжения приемного элемента относительно сопла.
Предпочтительно линейный привод и/или линейная направляющая подходят для приведения в движение приемного элемента, предпочтительно вместе с подложкой, под средством распознавания или относительно него таким образом, что средство распознавания может распознать весь контур подложки по мере ее поворота под средством распознавания.
Предпочтительно линейный привод и/или линейная направляющая, предназначены для обеспечения скольжения приемного элемента совместно с поворотным силовым приводом между средством распознавания и соплом.
Еще более эффективным является конструктивное решение, в котором линейный привод и/или линейная направляющая также подходят для позиционирования приемного элемента и, соответственно, для расположения подложки под соплом, и, соответственно, под струей растворителя таким образом, чтобы удалить покрывающий слой на кромочных участках подложки путем поворота приемного элемента.
Особенно эффективной представляется одновременная работа обоих приводов, т.е. поворотного силового привода и линейного привода. Преимущество такого решения заключается в том, что движение приемного элемента и, соответственно, подложки не является только прямолинейным или только поворотным. Путем совмещения обоих способов движения приемный элемент и, соответственно, подложка, могут перемещаться всеми возможными способами в зависимости от формы подложки и линии контура. Такое решение является преимущественным, поскольку в таком случае подложка может перемещаться под соплом и, соответственно, под струей растворителя так, что покрывающий слой может быть удален вдоль плоского участка и выемки. Преимущество такого решения заключается в том, что в ходе одного этапа покрывающий слой на кромочном участке подложки может быть полностью удален, даже если указанная подложка имеет неоднородные участки, такие как плоский участок или выемка.
Особый пункт формулы изобретения выделен для правовой охраны способа удаления покрывающего слоя, в частности, фоточувствительной краски с подложки, по меньшей мере, на одном участке подложки, в котором задают направление подложки для последующей подачи растворителя на подложку.
В типовых вариантах выполнения для управления положением подложки обеспечивают ее размещение в плоском состоянии, а затем подложку и/или сопло располагают на расстоянии от центра сопла, в зависимости от выбранной ширины участка, с которого должен быть удален покрывающий слой. Преимущество такого решения заключается в том, что с помощью одного устройства с подложки простым способом может быть удалено множество различных участков покрывающего слоя.
В типовых вариантах выполнения для подачи растворителя на подложку струю растворителя направляют внутри струи сжатого воздуха. Также, в этом случае обеспечивается относительное перемещение устройства между подложкой и струей растворителя. Преимущество такого решения заключается в возможности простым способом выполнять удаление покрывающего слоя.
В типовых вариантах выполнения способ удаления покрывающего слоя, в частности, фоточувствительной краски, с по существу круглой подложки, по меньшей мере, с участка подложки, включает следующий этап: распознавание контура подложки. В этом случае предпочтительно распознать контур неоднородной формы, такой как плоский участок или выемка. Особенно предпочтительно распознать расположение неоднородности. Предпочтительно подложку располагают относительно струи растворителя в зависимости от заданной ширины участка, на котором должен быть удален покрывающий слой. Особенно предпочтительно, если подложка совершает скольжение вдоль линии распознанного контура относительно струи растворителя так, что покрывающий слой удаляется на кромочном участке распознанного контура. Преимущество такого решения заключается в том, что у краев подложки, не вписывающихся в контур круга, также возможно удаление покрывающего слоя. Это обстоятельство является особенно важным, поскольку, у края подложки обычно образуется утолщение покрывающего слоя, при этом указанное утолщение препятствует дополнительной обработке.
Предпочтительно для этого подложку поворачивают под струей растворителя и направляют в местах неоднородных участков с помощью дополнительного прямолинейного движения, совмещаемого с поворотом, вдоль контура неоднородностей через струю растворителя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В следующем разделе изобретение описано более подробно на основании прилагаемых чертежей, на которых:
Фиг. 1 схематично изображает вид в аксонометрии устройства, выполненного в соответствии с изобретением и предназначенного для удаления покрывающего слоя с подложки;
Фиг. 2 схематично изображает вид сбоку устройства, выполненного в соответствии с данным изобретением и показанного на фиг. 1, вместе с подложкой.
Фиг. 3 схематично изображает разрез всасывающего средства, являющегося частью устройства, выполненного в соответствии с данным изобретением и предназначенного для удаления покрывающего слоя, на основе фиг. 1;
Фиг. 4 схематично изображает вид сбоку устройства в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения, предназначенного для удаления покрывающего слоя на кромочном участке круглой подложки;
Фиг. 5 схематично изображает вид сверху устройства, предназначенного в частности для удаления покрывающего слоя на кромочном участке круглой подложки, в соответствии с фиг. 4;
Фиг. 6 схематично изображает круглую плату с плоским участком;
Фиг. 7 схематично изображает круглую плату с выемкой.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ
Фиг. 1 и 2 изображают устройство 1, выполненное в соответствии с данным изобретением и предназначенное для удаления покрывающего слоя, в частности, фоточувствительной краски, с подложки 10, по меньшей мере, с участка подложки 10.
Устройство 1 содержит приемный элемент 2 и удаляющее средство 3.
К примерам возможных подложек относятся круглые, прямоугольные, квадратные платы, тонкие слоистые пластины, компьютерные платы и подобные устройства.
В представленном варианте выполнения приемный элемент 2 выполнен в форме квадратной пластины. Приемный элемент 2 выполнен с возможностью скольжения относительно удаляющего средства 3. Предпочтительно приемный элемент содержит регулирующее средство 9. Предпочтительно регулирующее средство 9 предназначено для обеспечения скольжения приемного элемента 2 в плоскости X-Z. Предпочтительно регулирующий элемент 9 выполнен с обеспечением скольжения приемного элемента вдоль оси Y. Такое конструктивное решение особенно эффективно, если, например, расстояние между удаляющим средством 3 и приемным элементом 2 должно меняться.
В неуказанных в данном документе вариантах выполнения удаляющее средство содержит регулирующее средство, предназначенное для обеспечения скольжения регулирующего средства в плоскости X-Z и/или вдоль оси Y.
Также, приемный элемент 2 содержит несколько всасывающих сопел 4, 5, 6 и 7. Всасывающие сопла 4, 5, 6 и 7 обычно расположены в угловых зонах приемного элемента 2. Всасывающие сопла 4, 5, 6 и 7 выполняют функцию присасывания подложки 10, лежащей на приемном элементе 2, и размещения с растягиванием в плоском состоянии. Целью этого этапа обработки является предотвращение куполообразного выгибания подложки, лежащей на приемном элементе 2. С этой целью всасывающие сопла 4, 5, 6 и 7 присоединены к источнику пониженного давления, не показанному на чертежах.
Задача удаляющего средства 3 заключается в подаче растворителя на подложку 10, лежащую на приемном элементе 2, для удаления покрывающего слоя с подложки 10, по меньшей мере, на ее участке. Предпочтительно фоточувствительная краска должна быть удалена на кромочном участке подложки 10. В качестве растворителя может использоваться подходящий растворяющий реагент либо другое вещество с малыми частицами с абразивным действием.
Дополнительная задача средства 3 заключается во всасывании растворителя и/или покрывающего слоя, удаленного с подложки 10. Для этого удаляющее средство 3 содержит колпак 8, служащий в качестве защитного средства. Предпочтительно колпак 8 обеспечивает защиту внутренних процессов в удаляющем средстве 3. Также он служит в качестве вытяжного колпака.
Устройство 1, в частности, удаляющее средство 3, содержит сопло 11. Сопло 11 предназначено для подачи растворителя. Предпочтительно сопло 11 предназначено для подачи растворителя в виде струи. Особенно предпочтительно сопло 11 предназначено для направления струи растворителя с помощью сжатого воздуха. Для этого сопло 11 предпочтительно соединено с источником сжатого воздуха. Особенно предпочтительным является конструктивное решение, в котором сопло 11 снабжено системой трубок, проходящих друг в друге. Предпочтительно струя растворителя подается из внутренней трубки. Особенно предпочтительно струя сжатого воздуха подается из наружной трубки. Указанные элементы подсоединены к насосу, не показанному на чертежах, и резервуару с растворителем, не показанному на чертежах. Предпочтительно насос предназначен для подачи растворителя под давлением.
Дополнительно, устройство 1, в частности, удаляющее средство 3 содержит всасывающее средство 12, присоединенное через проводящую трубку 13 к источнику пониженного давления, не показанному на чертежах.
Фиг. 3 иллюстрирует увеличенный разрез всасывающего средства 12. Всасывающее средство 12 содержит всасывающее отверстие 14, рядом с которым проходит канал 15, ведущий к конденсационной камере 17. Конденсационная камера 17 содержит отражательную стенку 16 и имеет открытую сторону 18, расположенную напротив отражательной стенки 16.
Смежно с конденсационной камерой 17 выполнен выпуск 19, расположенный вблизи отражательной стенки 16. Открытая сторона 18 проходит к камере 20, содержащей клапан 21.
Представленное в данном документе изобретение работает следующим образом.
Подложку 10, как показано на фиг. 2, располагают на приемном элементе 2, соответственно, с помощью всасывающих сопел 4, 5, 6 и 7, которые обеспечивают присасывание подложки так, что она растягивается до плоского состояния с предотвращением куполообразного выгибания.
Далее, приемный элемент 2 вместе с подложкой 10 ориентируют в соответствии с положением сопла 11 и, соответственно, относительно удаляющего средства 3. Для этого устройство 1 содержит позиционирующий блок, не показанный на чертежах. Предпочтительно позиционирующий блок предназначен для обеспечения расположения подложки в строго определенном правильном положении посредством измерения в двух точках.
Если подложка 10 правильно расположена относительно сопла 11, то сопло 11 располагают у края подложки 10. Центр сопла 11 располагают относительно подложки 10 в зависимости от ширины участка, с которого должен быть удален покрывающий слой.
Затем из сопла 11 обеспечивают подачу струи растворителя, направляемой внутри струи сжатого воздуха.
Приемный элемент 2 вместе с подложкой 10 помещают под соплом 11. Для этого весьма важным является правильное расположение подложки и ее размещение в плоском состоянии. Если на этой стадии процесса подложка наклонена или куполообразно выгнута, то покрывающий слой на выбранном участке не может быть удален равномерно. Также, подложка, расположенная куполообразно, будет создавать проблему, которая, возможно, повлечет за собой удаление покрытия на большем или меньшем участке в отличие от заданного вдоль оси Y.
Когда угловая часть подложки 10 подходит к соплу 11, то приемный элемент 2 вместе с подложкой 10 поворачивают и повторяют процесс. Эти этапы повторяют до тех пор, пока не будут обработаны все выбранные края и/или стороны подложки 10.
Во время процесса подачи растворителя из сопла 11 происходит всасывание выпускаемого растворителя, отскакивающего от подложки 10, и/или снятого с подложки покрывающего слоя.
Жидкость и/или смесь частиц с газом, подвергшаяся всасыванию, проходит через всасывающее отверстие 14 в канал 15. Через канал 15 указанная жидкость и/или смесь частиц с газом направляется в конденсационную камеру 17 и резко останавливается у отражательной стенки 16. Благодаря этому процессу жидкость сжимается у отражательной стенки 16. Сжатый растворителя проводят через выпуск 19 в фильтр или средство переработки.
Газообразные составляющие всасываемого вещества всасываются через открытую сторону 18 конденсационной камеры 17 в камеру 20 и с помощью клапана 21 отсасываются источником сжатого воздуха, который не показан на чертежах.
Фиг. 4 изображает другой вариант выполнения устройства 22, предназначенного для удаления покрывающего слоя с подложки 24, 25, в частности, с круглой подложки 24, 25.
Фиг. 6 и 7 изображают два разных варианта выполнения круглой подложки 24 и 25. У круглой подложки 24 есть неоднородный сегмент - плоский участок 26. Форма круглой подложки 24 образуется путем удаления с круглого диска дугового сегмента.
Круглая подложка 25 имеет выемку 27, полученную путем вырезания и выполненную в виде круглого сегмента или выемки.
Устройство 22 содержит распознающее средство 28, содержащее предпочтительно камеру или датчик, предназначенный для распознавания контура подложки.
Устройство 22 содержит удаляющее средство 29, выполненное по существу по аналогии с удаляющим средством 3. В данном документе представлен стационарный вариант выполнения удаляющего средства 29.
Предпочтительно, удаляющее средство 29 и распознающее средство 28 расположены на таком расстоянии друг от друга, что они не контактируют с подложкой одновременно. Преимущество такого решения заключается в том, что распознающее средство 28 загрязняется, по меньшей мере, до приемлемой степени.
Устройство 22 содержит приемный элемент 30 с приемной пластиной 23. Приемный элемент 30 и, соответственно, приемная пластина 23, предназначены для удержания, поворота и позиционирования одной из подложек 24 или 25.
Приемный элемент 30 содержит поворотный силовой привод, который не показан на чертежах. Поворотный силовой привод предназначен для поворота приемного элемента 30 и, соответственно, подложки в плоскости Z-X.
Устройство 22 содержит линейную направляющую 31, проходящую между распознающим средством 28 и удаляющим средством 29.
Устройство 22 содержит линейный привод, не показанный на чертежах. Задача линейного привода заключается в обеспечении движения скольжения приемного элемента 30 вместе с поворотным силовым приводом вдоль линейной направляющей 31 вдоль оси X.
Устройство в соответствии с вариантами выполнения, показанными на фиг. 4 и 5, работает следующим образом:
В частности, для процесса удаления краски с круговой подложки, например подложки 24 или 25, указанную подложку располагают на удерживающей пластине 23 приемного элемента 30.
Затем с помощью линейного привода обеспечивается скольжение приемного элемента 30 вдоль линейной направляющей 31 относительно распознающего средства 28 так, что распознающее средство может распознавать контур подложки.
После позиционирования подложки 24, 25 приемный элемент 30 и, соответственно, подложку 24, 25 поворачивают, располагая их под распознающим средством 28 в плоскости X-Z. Таким образом, с помощью распознающего элемента 28 может быть определен полный контур подложки 24, 25, распознаны форма и расположение плоского участка 26 или выемки 27, т.е. распознаны или выявлены форма и расположение неоднородного сегмента.
Далее обеспечивают скольжение приемного элемента 30 совместно с подложкой 24, 25 вдоль оси X относительно удаляющего средства 29 таким образом, что последнее может удалять покрывающий слой на кромочном участке подложки 24, 25. До тех пор, пока идет обработка однородной круглой части кромки подложки 24, 25, достаточно обеспечивать поворот приемного элемента только в плоскости X-Z.
Когда неоднородные контуры 26 и 27 попадают в область действия сопла 32 и, соответственно, струи растворителя, то приемный элемент 30 и, соответственно подложку перемещают вдоль оси X так, что благодаря совмещению прямолинейного движения и поворота контуры 26 и 27 подложки 24, 25 располагаются под соплом 32. При этом, покрывающий слой удаляется с кромки по всему контуру.
Перечень элементов и номеров позиций
1 Устройство
2 Приемный элемент
3 Удаляющее средство
4 Всасывающее сопло
5 Всасывающее сопло
6 Всасывающее сопло
7 Всасывающее сопло
8 Колпак
9 Средство, обеспечивающее скольжение
10 Подложка
11 Сопло
12 Всасывающее средство
13 Трубка
14 Всасывающее отверстие
15 Канал
16 Отражательная стенка
17 Конденсационная камера
18 Открытая сторона
19 Выпуск
20 Камера
21 Клапан
22 Устройство
23 Приемная пластина
24 Подложка
25 Подложка
26 Плоский участок
27 Выемка
28 Распознающее средство
29 Удаляющее средство
30 Приемный элемент
31 Линейная направляющая
32 Сопло
X Ось Х
Y Ось Y
Z Ось Z.