Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Stapelvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bekannt, einheit¬ liche, insbesondere plattenfδrmige Teile von einem Vor¬ rat einzeln auf ein Förderband aufzulegen und nach Durch- laufen einer oder mehrerer Bearbeitungsstationen in einem Behälter zu stapeln. So werden beispielsweise Schaltungen mit kleinen Abmessungen in der Serienfertigung dadurch hergestellt, daß auf einer relativ großflächigen, dünnen Metallplatte eine Vielzahl kleiner Flächen bestimmter Kon¬ figuration zunächst mit einem Isolierstoff, beispielsweise mit Glas oder Keramik, beschichtet werden. Sodann wird auf diese Platte eine Leiterschicht, beispielsweise aus Tantal, aufgebracht. Dies geschieht in der Regel durch Aufdampfen bzw. Aufstäuben des Beschichtungsmaterials in einem eva¬ kuierbaren Rezipienten. Das Verfahren beruht darauf, daß man die Platten in eine Vakuumkammer (Rezipient) einbringt, die ein aus dem Beschichtungsmaterial bestehendes Target enthält, daß sodann bei reduziertem Druck ein Zerstäubungs¬ gas, beispielsweise Argon, in die Kammer eingeleitet und

eine elektrische Spannung an das Target zur Erzeugung eines Plasmas zwischen Target und Platte angelegt wird, wodurch sich ein Überzug des Targetmaterials auf der Platte nieder¬ schlägt. Der Durchlauf der Platten durch die Beschichtungs- station geschieht kontinuierlich mit der vom Förderband vorgegebenen Geschwindigkeit. Anschließend werden die ein¬ seitig und ganzflächig beschichteten Platten in einem in¬ nerhalb der Kammer angeordneten Behälter gestapelt, in wel¬ chem sie verbleiben, bis sie genügend abgekühlt sind. Die von der Fördereinrichtung herangeführten Platten werden im Behälter so abgelegt, daß die Schichtseite und die Rück¬ seite zweier benachbarter Platten aufeinanderliegen.

Die aus dem Behälter entnommenen Platten werden außerhalb der Kammer geätzt, um die Leiterstruktur herzustellen. Dar¬ aufhin werden die Flächengebilde aus der Platte herausge¬ stanzt und mit Anschlußdrähten versehen.

Platten, die in der vorstehend beschriebenen Weise in der Vakuumkammer gestapelt wurden zeigten bei nachfolgenden Ätz¬ vorgängen im Bereich der Isolierschicht unterschiedliches Ätzverhalten. Die Leiterschicht war an einigen Stellen der beschichteten Flächen nur sehr schwer abätzbar und führte an anderen Stellen daher zu Unterätzungen. Die Ursache hier¬ für liegt darin, daß durch Relativbewegungen der gestapelten Platten zueinander ein Abrieb der nicht beschichteten Rück¬ seite der Platten auftritt, und daß ferner das Gewicht des Stapels an den erhabenen Stellen der Isolierschicht Druck¬ stellen erzeugt, innerhalb derer das Beschichtungsmaterial verdichtet wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Stapelvorrichtung mit den kennzeichnen¬ den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor-

teil, daß die vorstehend geschilderten Erscheinungen, ins¬ besondere ein Abrieb und Abdruck der Rückseiten der Plat¬ ten an der Schichtseite der jeweils darüber liegenden Platte, nicht mehr auftreten können. Dadurch konnte das Ätzverhalten der extrem dünnen Leiterschichten entschei¬ dend verbessert und die Ausschußquote reduziert werden. Die Aufnahmekapazität des Teilebehälters wird durch die Verwendung von Zwischenlagen nicht wesentlich verringert, da diese aus sehr dünnem, glattflächigen Material bestehen können. Außer zum Schutz von Leiterplatten der beschriebe¬ nen Art können die Zwischenlagen auch zum Schutz anderer, stapelbarer Teile mit einheitlicher Form dienen, deren Oberfläche eine empfindliche Material und/oder Struktur¬ beschaffenheit aufweist. In der DE-OS 22 29 25^ ist auf stapelbare Teile hingewiesen, die in Rahmen untergebracht werden können, wenn ihre Form oder ihre Zerbrechlichkeit eine unmittelbar Stapelung nicht ermöglicht. Es handelt sich hier um Teile, die bereits vor der Stapelung in Rah¬ men eingesetzt werden, die ein Stapeln dieser Teile erst ermöglichen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Stapelvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, daß die Zwischenlagen als in sich formsteife Rahmen ausgebildet sind, welche an Randbereichen der Front- und Rückseite der abgelegten Tei¬ le anliegen. Die Breite dieser Rahmen kann hierbei so be¬ messen werden, daß sie nur außerhalb eines zu schützenden Nutzbereichs an der Platte zur Anlage kommen. Dadurch ent¬ steht zwischen zwei benachbarten Platten jeweils ein Zwi¬ schenraum, der im Falle zuvor erhitzter Platten für eine gleichmäßige Abkühlung derselben sorgt. Eine für automa¬ tisch arbeitende Stapelvorrichtungen besonders geeignete

- k - .

Bauart besteht darin, daß die Zwischenlagen in einem Maga¬ zin gestapelt sind, und daß in dem Magazin eine Vorrichtung zum Transport bzw. zur Freigabe jeweils einer Zwischenlage zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teileablagen vorgesehen ist. Dabei läßt sich eine raumsparende Bauweise dadurch erzielen, daß das Magazin und die Vorrichtung zum Transport bzw. zur Freigabe der Zwischenlagen innerhalb des zur Ablage der Teile dienenden Behälters angeordnet sind. Ein besonde¬ res Magazin für die Zwischenlagen wird entbehrlich, wenn ge¬ mäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der die abgelegten Teile aufnehmende Behälter als Magazin für die Zwischenlagen ausgebildet ist. Eine besonders zweckmäßige Bauart, die mit Schwerkraft arbeitet und nur eine Freigabevorrichtung für die Zwischenlagen benötigt, besteht darin, daß der Behälter zur Fördereinrichtung hin offen und während des Stapelvor¬ gangs entgegen der Stapelrichtung beweglich ist, und daß die Zwischenlagen unter Belassung eines Freiraums zum Ablegen jeweils eines Teils im Behälter gelagert sind.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter An¬ gabe weiterer Vorteile näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine in eine Beschichtungsanlage integrierte Stapelvorrich¬ tung in schematischer Darstellung, Figur 2 eine vergrößerte Ansicht mit Einzelheiten der Stapelvorrichtung gemäß Figur 1. Figur 3 einen Teil des in Figur 1 dargestellten Stapelbe¬ hälters im Längsschnitt, Figur h die Anordnung nach Figur 3 in einem Querschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Figur 1 ist mit 1 ein vakuumdicht verschließbares Ge¬ häuse bezeichnet, an dem eine Schleuse 2 zum Einführen ei-

nes auf Schienen 2a in Richtung des Doppelpfeils 3 bewegba¬ ren Stabmagazins h befestigt ist. Das Magazin k ist mit Metallplatten 5 ge üllt, deren eine Fläche mit einem Leiter¬ substrat, beispielsweise Tantal, beschichtet werden soll. Oberhalb des Magazins k ist im Gehäuse 1 ein in vertikaler Richtung auf- und abbewegbarer Klemmgreifer 6 angeordnet, welcher die Platten 5 einzeln aus dem Magazin h entnimmt und soweit anhebt, daß sie vom Rand der hochlaufenden, mit Winkeln versehenen Substratauf ahmen 7 einer Fördereinrich¬ tung 8 erfaßt werden. Die Fördereinrichtung hat ein endlo¬ ses Förderband 9, das über Umlenkrollen 10 läuft, von denen mindestens eine gefedert ist. Das Förderband 9 wird in Rich¬ tung des Pfeils 11 angetrieben. Die in sich starren Substrat¬ aufnahmen sind auf dem Förderband so befestigt, daß sie des¬ sen Umlenkung folgen, ohne ihre Form zu verändern. Das För¬ derband 9 hat einen schräg nach oben verlaufenden Abschnitt 12, der in einen horizontalen Abschnitt 13 übergeht.- An die¬ sen Abschnitt schließt sich ein schräg nach unten gerichte¬ ter Abschnitt 1 k an. Am Ende des durch eine Umlenkrolle 10 markierten Abschnitts 1 h befindet sich die Stelle, an wel¬ cher die Teile 5 durch Kippen der Substrataufnahmen 7 vom Förderband 9 abgeworfen werden. Das Förderband hat zweck¬ mäßigerweise zwei parallele Gliederketten, die mit Verzah¬ nungen der Umlenkrollen in Eingriff stehen und zwischen de¬ nen die Substratauf ahmen 7 befestigt sind.

Im Bereich des Abschnitts 12 des Förderbands 9 liegt die Substratbeschichtungszone, von welcher in Figur 1 eine was¬ sergekühlte, an einen Hochfrequenzgenerator angeschlossene Kathode 15 mit dem aufzustäubenden Material dargestellt ist.

Die beschichteten und durch Kippen der Substrataufnahmen 7 vom Förderband 9 abgeworfenen Platten 5 fallen mit der Schichtseite nach unten in einen zum Förderband 7 hin offe-

nen, schachtartig ausgebildeten Stapelbehälter 16, der zwei parallele Seitenwände 17, 18, einen Boden 19 und eine Ver¬ bindungsleiste 20 hat. Der Behälter 16 sitzt auf einem Trage¬ winkel 21 , der mittels mehrerer Rollen 22 an einer am Ge¬ häuse 1 befestigten Schiene 23 in vertikaler Richtung beweg¬ lich geführt ist. Am Tragewinkel 21 ist eine Mutter 2k be¬ festigt, die von einer Gewindespindel 25 durchgriffen wird. Die Spindel 25 ist mit ihrem einen Ende an der Führungsschiene 23 gelagert, während ihr anderes Ende drehfest mit einer Welle 2β verbunden ist, die über einen aus zwei Kegelrädern 27, 28 bestehenden Winkeltrieb und eine lösbare Kupplung 29 von einem nicht dargestellten Motor antreibbar ist. Die Mutter 2k ist geteilt, d.h. sie besteht aus zwei Gewindehalbschalen, die in geöffnetem Zustand ein Verschieben des Tragewinkels 21 bezüg¬ lich der Gewindespindel 25 gestatten.

Um die empfindliche Schichtseite der im Behälter 16 gestapel¬ ten Platten 5 zu schützen, sind Zwischenlagen 30 vorgesehen, die beim Stapelvorgang zwischen jeweils zwei aufeinanderfol¬ genden Platten 5 eingebracht werden. Diese Zwischenlagen sind, wie aus Figur k ersichtlich, als Rahmen ausgebildet, die nur an Randbereichen der Schicht- und Rückseiten der gestapelten Platten 5 anliegen. Jeder der zum Förderband 9 hin offenen Rahmen besteht aus zwei parallelen Schenkeln 31 und einem diese verbindenden Quersteg 32. Nahe der rückwärtigen Begren¬ zungskante ist am Steg eine Achse 33 befestigt, welche in Boh¬ rungen 3k eingreift, die in den parallelen Seitenwänden 17, 18 des Behälters 16 ausgebildet sind. Die Bohrungen liegen vertikal übereinander.

Die parallelen Schenkel 31 des Rahmens sind an ihrem freien Ende abgewinkelt. Mit diesen Abwinkelungen 35 stützen sie sich an zwei Leisten 36, 37 ab, die parallel zueinander ver¬ laufen und sich innerhalb des 3ehälters in 3ewegungsrichtung

desselben erstrecken. Die Leisten 36, 37 bilden eine Vor¬ richtung zur Freigabe jeweils eines Rahmens während des Be¬ triebs der Anlage. Zwischen den freien Enden der Leisten 37, 38 und dem Boden des Behälters 16 befindet sich ein Freiraum 38 zum Ξinkippen der beschichteten Platten 5 vom Förderband 9 in den Behälter 16.

Der Behälter 16 und die Leisten 3β, 37 sind mittels einer Ge¬ windeschraube 39 lösbar miteinander verbunden. Eine weitere Gewindeschraube 39a dient zum lösbaren Befestigen der Leisten 36, 37 an einer Platte kθ der Magazineinrichtung.

Die Gewindespindel 25 ist oberhalb ihrer unteren Lagerung k l freigedreht, damit die Mutter 2k nicht festläuft, wenn der Behälter 16 gefüllt., der Antrieb jedoch noch nicht ausgekup¬ pelt ist. Um die Belastung der letzten Gewindegänge der Spin¬ del 25 durch den gefüllten Behälter 16 zu reduzieren, ist ferner ein in vertikaler Richtung gefederter Teller k2 vor¬ gesehen, auf den der Tragewinkel 21 am Ende des Stapelvor¬ gangs bei ganz abgesenktem Behälter auftrifft.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

Der aus dem Gehäuse 1 herausgenommene Behälter 16 wird nach Entleerung so gekippt, daß sich die Zwischenlagen 30 etwa parallel zu den Längskanten der Seitenwände 17, 18 des Be¬ hälters ausrichten. Danach werden die beiden, durch einen Steg 3 an einem Ende miteinander verbundenen Leisten 36, 37 durch zwei in der Verbindungsleiste 20 ausgebildete Aus¬ nehmungen in den Behälter 16 eingeführt und mittels der Ge¬ windeschraube 39 an diesem befestigt. Durch Aufrichten und Kippen des Behälters 16 werden die Zwischenlagen 30 in die in Figur 3 dargestellte Lage gebracht, in welcher sie sich mit ihren Abwinkelungen 35 unter Schrägstellung an den Lei-

sten 36, 37 abstützen. Nun kann der Behälter 16 im Gehäuse 1 auf den Tragewinkel 21 aufgesetzt werden. Anschließend wird der Tragewinkel 21 bei geöffneter- Mutter 2k mit dem Behälter 16 nach oben gefahren, bis die Gewindeschraube 39a zum Befestigen der Leisten 36, 37 auf der Platte kθ der Ma¬ gazinvorrichtung angebracht werden kann. Die Mutter 2k wird geschlossen und die Gewindeschraube 39 entfernt. Damit sitzt der Behälter 16 auf dem durch die Gewindespindel 25 gehalte¬ nen Tragewinkel 21 auf, während die Leisten 36, 37 von der Platte 1+0 der Magazinvorrichtung gehalten werden.

Durch Drehen der Gewindespindel 25 bei gelöster Kupplung 29 wird der Tragewinkel 21 mit dem Behälter 16 soweit abgesenkt, bis die Leisten 3β, 37 die unterste Zwischenlage 30 freigeben und diese unter dem Einfluß der Schwerkraft auf den Boden 19 des Behälters 1 fällt. Nach dieser Einstellung wird ein Vor¬ ratsmagazin k mit unbeschichteten Platten 5 eingeschoben, das Gehäuse 1 verschlossen und evakuiert. Nach Einstellung der Beschichtungsbedingungen wird das Förderband 9 eingeschaltet. Zum gegebenen Zeitpunkt wird der Vorschub für das Magazin k und der Antrieb für die Gewindespindel 2k über die jeweilige Kupplung mit dem Antrieb der Fördereinrichtung 9 verbunden, die Gewindespindel jedoch erst eingekuppelt, wenn die erste beschichtete Platte 5 vom Förderband 9 in den Behälter 16 eingeworfen wurde. Die Gewindespindel 25 läuft synchron mit dem Förderband 9. derart, daß jeweils nach Ablage einer be¬ schichteten Platte 5 im Behälter 16 von den Leisten 36, 37 eine Zwischenlage 30 freigegeben wird, welche auf die Rück¬ seite der zuletzt gestapelten Platte fällt und diese von der Schichtseite der anschließend abgelegten Platte trennt. Dieser Vorgang wiederholt sich während der kontinuierlichen Absenkung des Behälters 16 solange, bis der rollenge ührte Tragewinkel 21 auf den gefederten Teller k2 auftrifft, der unter dem Gewicht des gefüllten 3ehälters soweit nachgibt,

bis sich die Mutter 2k in dem freigedrehten Abschnitt der Gewindespindel 25 befindet. Nun können die Antriebe abge¬ schaltet und nach einer Abkühlungsphase der gefüllte Be¬ hälter 16 aus dem Gehäuse 1 entnommen werden.

Wie aus Figur k ersichtlich ist, hat die Platte 5 mehrere flächige Zonen kk, die vor dem Beschichten mit Leitermate¬ rial mit einer Isolierschicht versehen wurden. Nach der Entnahme der Platten aus dem Behälter 1 wird die Schal¬ tungsstruktur aufgebracht, geätzt und zuletzt die Zonen aus. der Platte herausgestanzt und einzeln weiterverarbei¬ tet. Wesentlich ist dabei, daß die empfindlichen Zonen kk während des Stapelvorgangs durch die Zwischenlage 30 von der Rückseite der jeweils darunterliegenden Platte unter Bildung eines Zwischenraums getrennt sind, wobei die Zwi¬ schenlagen selbst infolge ihrer rahmenartigen Ausbildung außerhalb des Nutzbereichs an den Platten 5 anliegen.

Im Ausführungsbeispiel ist der die beschichteten Platten 5 aufnehmende Behälter 16 zugleich als Magazin für die Zwi¬ schenlagen 30 ausgebildet. Abweichend hiervon könnte zum Unterbringen der Zwischenlagen auch ein vom Behälter 1 getrenntes Magazin vorgesehen sein, das im Behälter 16 oder außerhalb desselben angeordnet ist. Anstelle separater Zwi¬ schenlagen könnten auch Zwischenlagen verwendet werden, die einenends aneinandergekettet sind und sich zickzackfδrmig unter Einschluß jeweils einer Platte aufeinanderlegen.