化学蚀刻不锈钢板的机器和方法
【专利摘要】化学蚀刻机，沿着水平方向(X)蚀刻不锈钢板(8)，所述蚀刻机包括基座(10)、酸液回路(5)、下引导装置(1)、上引导装置(2)和喷嘴支撑件(3)，所述酸液回路(5)适于在不受到保护罩(7)所保护的位置化学腐蚀所述不锈钢板，所述下引导装置和上引导装置(1，2)被配置为大体上垂直地保持所述不锈钢板，所述喷嘴支撑件(3)支承向不锈钢板(8)水平喷出酸液的多个喷嘴(4)。化学蚀刻处于垂直位置的不锈钢板的方法。
【专利说明】化学蚀刻不锈钢板的机器和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学蚀刻不锈钢板的机器和方法。这种不锈钢板可用于制造层状组件，且其利于提供具有预定表面图案的所述不锈钢板的表面。
【背景技术】
[0002]比如，从文献US2010/006542中已知，利用不锈钢的化学腐蚀来获得表面图案，所述腐蚀可借助保护罩得以可供选择地进行选择。
[0003]在现有技术中，为了同时蚀刻不锈钢板两侧，令水平放置的不锈钢板在酸液喷嘴前方移动，喷嘴位于所述板上方和下方。
[0004]然而，在向上一侧上，之前喷洒液体的存在对于化学蚀刻的质量和可靠度起到不利的作用。
【发明内容】
[0005]本发明旨在改进现有技术中化学蚀刻不锈钢板的机器和方法。
[0006]为此目的，本发明提出了化学蚀刻机来蚀刻不锈钢板，不锈钢板配置为沿着第一方向移动，所述蚀刻机包括:
[0007]-基座，
[0008]-壳体，
[0009]-酸液回路，适于在未受保护罩保护的位置处化学腐蚀所述不锈钢板，
[0010]-下引导装置，由所述基座支承，
[0011]-上引导装置，位于下引导装置上方，且大体垂直于下引导装置，
[0012]-所述下引导装置和上引导装置被配置为使所述不锈钢板保持基本上垂直，
[0013]-至少一个喷嘴支撑件，其支承多个喷嘴，它们配置为向着基本上水平的不锈钢板喷酸液。
[0014]由于这些设置，先前所喷液体通过重力在板的两侧快速排走，且同时蚀刻两侧得到更好的控制，并被证明为特别有优势。
[0015]在本发明的各个实施方式中，一个和/或另一个下面的特征可以结合。
[0016]根据一个方面，喷嘴支撑件可以配置为根据交替运动而移动，所述运动大体上平行于由第一方向和垂直方向所限定的平面。因此，喷在板上的酸液数量在板的表面上能够是均匀的，因而保证了蚀刻的良好质量。
[0017]根据另一方面，蚀刻机可包括驱动系统，以预定速度沿着第一方向驱动不锈钢板。喷散的均匀度可以沿着板表面得到实现。
[0018]根据另一方面，酸液可以主要包括三氯化铁；其是腐蚀不锈钢的特别相关液体。
[0019]根据另一方面，蚀刻机可包括压力控制系统，其中，喷液压力根据喷嘴的垂直位置选择性地调整。因而根据垂直位置可补偿静压差效果。
[0020]根据另一方面，蚀刻机可以包括在不锈钢板两侧上的喷嘴。因此，板的两面可以在一个处理步骤中蚀刻。
[0021]根据另一方面，至少一个的喷嘴支撑件是可枢转的。因而，蚀刻处理质量的调整可以更灵活。
[0022]根据另一个方面，蚀刻机可包括预先润湿站，和/或冲洗站以及和/或干燥站。
[0023]根据另一方面，蚀刻机可包括酸液瀑布，其配合喷嘴倾倒在不锈钢板顶部上。这增强了化学蚀刻工艺。
[0024]根据另一方面，蚀刻机可以包括液体温度控制系统。这增强了蚀刻处理的质量。
[0025]本发明还涉及化学蚀刻不锈钢板的方法，其包括步骤:
[0026]-提供部分地受到保护罩保护的不锈钢板，
[0027]-大体上垂直地放置所述不锈钢板，
[0028]-赋予板移动，以沿着第一水平方向位移该板，
[0029]-借助喷嘴在所述不锈钢板上喷洒液体，喷洒的主要方向大体上是水平的且垂直于第一水平方向。
[0030]由于这些设置，之前所喷洒的液体通过重力在板的两侧上快速排走，且同时蚀刻两侧得到更好的控制，而该方法被证实是特别有利的。
[0031]根据另一方面，喷嘴可以借由至少一个喷嘴支撑件支承，喷嘴支撑件被配置为根据交替运动而移动，所述运动大体上平行于由所述第一方向和竖直方向所限定的平面。因此，喷在板中的酸液数量在板表面能够是均匀的，因而保证了蚀刻的良好质量。
[0032]根据另一方面，不锈钢板的两面可以同时喷洒。因此，板的两面可以在一个处理步骤中蚀刻。
[0033]根据另一方面，可设置酸液瀑布，酸液倾倒在不锈钢板顶部上。这增强了化学蚀刻工艺。
[0034]根据另一方面，该方法可以包括根据喷嘴的垂直位置选择性地控制喷洒压力的步骤。因而根据垂直位置可补偿静压差效果。
[0035]根据另一方面，该方法可包括预先润湿不锈钢板的准备步骤。这可进一步增强蚀刻处理。
[0036]根据另一方面，该方法可包括下述后续步骤之一:冲洗板和/或干燥板。这可便于并加快后续的处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]从以下对实施例之一的详细说明中，显现本发明的其他特征和优势，这些实施例通过非限定性示例的方式展出，并参考了附图。
[0038]在附图中:
[0039]-图1为根据本发明蚀刻机的示意性前视图，
[0040]-图2为图1中蚀刻机的示意性侧视图，
[0041]-图3为图1中蚀刻机的示意性俯视图，
[0042]-图4为在图1的蚀刻机中正在处理中的不锈钢板的截面图，
[0043]-图5为各种流体回路的图解，以及利用图1中蚀刻机的变体来设置的额外特征，
[0044]-图6为在图1的蚀刻机中正在处理的不锈钢板的透视图。
【具体实施方式】
[0045]在附图中，相同的附图标记表示相同或者相似的元件。
[0046]图1-3显示处理金属不锈钢板8的机器，且特别地，此处所涉及的处理为化学处理，即，化学品化学腐蚀所述不锈钢板8表面的处理。所述化学腐蚀在本领域中被称为“雕亥IJ”或者“蚀刻”。同样，不锈钢板在本领域中被称为不锈钢片。
[0047]在附图中，方向Z指垂直方向，方向X指沿着蚀刻机纵向延伸的水平方向，以及，方向Y指沿着蚀刻机横向延伸的水平方向。
[0048]在所示实例中，该蚀刻机包括:
[0049]-基座10，用作支撑并放置在地面上，
[0050]-壳体13，用作外壳，从外部环境中限定出内部空间，
[0051]-下引导装置1，由所述基座10支承，设置在蚀刻机内部空间中的下部区域，
[0052]-上引导装置2，位于下引导装置上方，并且相对于下引导装置大体上是垂直的。
[0053]如图所示，下和上引导装置1，2被配置为用来保持不锈钢板8大体上垂直。
[0054]不锈钢板8具有包含在Imm和1mm之间的厚度,优选地在2mm和5mm之间。板的其他尺寸可以到达3_或更高。
[0055]如图4所示，不锈钢板8包括由不锈钢制成的中心芯部6，以及至少一层薄的保护层7。在所述实例中，中心芯部6的每一侧上都提供有一层薄保护层7。这个保护层比如可以，包括不与酸液相互作用的树脂。因此，薄保护层7构成了保护罩7，以便在该保护罩7覆盖不锈钢表面的位置17处，不锈钢不受到腐蚀。因此，在这个保护罩不存在的位置16处，酸液蚀刻了不锈钢的薄薄一层。中心芯部6呈现出比保护层7的厚度‘e2’大得多的厚度‘el，。
[0056]下引导装置I可包括垂直地支承板8的辊14，以及沿着横向Y保持板8的可调整侧向引导表面。同样，上引导装置2包括可调整侧向引导表面，其也沿着横向方向Y保持板
8。上引导装置2也可供选择地包括上辊。上和下可调整的侧引导表面被配置为，蚀刻机可以接受不同厚度的板。
[0057]蚀刻机可进一步包括驱动系统9，以预定速度沿着第一水平方向X驱动不锈钢板8(在附图中这个移动用‘M’表不)。在所不实例中，驱动系统9优选地位于壳体13外侧，以便再次保护其不受酸液的侵蚀。
[0058]驱动系统9可包括一个或多个环传动链。然而，也可以选择沿着第一水平方向X赋予移动的任意其他方案，不排除人工或者半人工装置。
[0059]此外，蚀刻机包括至少一个喷嘴支撑件3，其支承配置为向着大体上水平的不锈钢板8喷酸液的多个喷嘴4。
[0060]如图所示，优选地在板8的两侧上都设置有喷嘴4，因而可以在板的两面8a，Sb上同时进行喷洒。
[0061]在所示实例中，在每一支撑件3上设置有四个喷嘴4。喷嘴4垂直地相互隔开。
[0062]优选地，根据本发明，喷嘴支撑件3被配置为根据交替运动(用‘B’表示)来移动，所述运动大体上平行于由第一方向X和竖直方向Z所限定出的平面P。
[0063]这个移动可以为沿着垂直方向的来回移动。该运动也可以是椭圆形运动，比如，呈现出垂直主轴线。
[0064]此外，每个喷嘴支撑件3可以绕着垂直轴线Z枢转。这借助在所示实例中所定位的调整机构31在喷嘴支撑件3顶部处实现。这个调整机构31可以借助人工操作控制，或者用动力致动器，像比如步进电机来控制。
[0065]进一步地，参考附图5，所示蚀刻机包括酸液回路5。该酸液主要包括三氯化铁，该化合物适于在未受到保护罩7保护的位置16处化学腐蚀不锈钢板的表面。
[0066]酸液回路5为闭式回路,且通常包括:
[0067]-储液池50，
[0068]-栗55,
[0069]-分布管56，
[0070]-分布歧管51a_54a，其具有压力控制系统51_54，下方会对此进行说明，
[0071]-收集器59,位于外壳13底部，
[0072]-回流管57。
[0073]泵55由储液池供给，并向喷嘴提供压力。收集器59收集通过喷洒倒出的液体，回流管57，如需要的话，安装有辅助泵，使液体回流到储液池。
[0074]在图5所示的实例中，提供了四个喷嘴支撑件3，每一个支承四个喷嘴4。
[0075]在由支撑件3支承的每一组喷嘴中，提供由与压力调整装置流体连接的供液管。
[0076]比如，参考图5，第一压力调整装置51提供了第一分配系统51a，其具有在相同垂直位置连接到每一喷嘴的管道。更精确地，位于一个特殊竖直位置的四个喷嘴组成的第一组通过不同喷嘴支撑件3支撑，但是由在预定压力下的单个压力调整装置51供给。
[0077]同样地，在另一个垂直位置处，第二压力调整装置52提供一组四个其他喷嘴组4，且4个喷嘴由不同的喷嘴支撑件3支撑，但由在另一预定压力下的单个压力调整装置52通过另一个分配管系统52a来供给。
[0078]同样地，在另一个垂直位置上，第三压力调整装置53提供一组4个其他的喷嘴4，且由在另一种预定压力下的单个压力调整装置53通过另一个分配管系统53a供给。
[0079]最终，在所示实例中，在另一个垂直位置上，第四个压力调整装置54提供一组4个其他的喷嘴4，且由在另一种预定压力下的单个压力调整装置54通过另一个分配管系统54a供给。
[0080]根据本发明的一个方面，压力调整装置51-54根据对应喷嘴的垂直位置调整了输出，以便喷洒压力可根据喷嘴的垂直位置选择性地调整，因而保证均匀且均一的喷洒效果。这压力调整装置51-54的设定点可取决于这些压力调整装置51-54的物理位置。所述设定点可以手动控制或者通过控制器(未示出)来控制。
[0081]有利地，酸液回路5包括液体温度控制系统48，49。加热装置48，其由温度控制器(未示出)控制，在液体中提供热量，以便将储液池保持在稳定的温度下。温度感应装置49将储液池中所感应到的温度传递到温度控制器。优选地，该温度被调整为约45°C的值。
[0082]有利地，酸液回路5可选地包括倾倒在不锈钢板顶部的酸液瀑布11，用来配合喷嘴。酸液瀑布11可在平移方向上位于喷嘴所喷洒的前面。然而，酸液的这种瀑布11可跟随喷洒，并因此放置在喷嘴的下游。在图1所示实例中，这样的瀑布11沿着某个长度延伸，且都领先于并跟随着喷嘴的位置。
[0083]进一步地，蚀刻机可选地包括具有预先润湿回路61的预先润湿站81，以及提供水和/或润湿剂来润湿板的预先润湿喷嘴41。
[0084]进一步地，蚀刻机可选地包括具有冲洗回路62的冲洗站82，以及提供水来冲洗板的冲洗喷嘴42。
[0085]进一步地，蚀刻机可选地包括具有干燥回路63的干燥站83，以及提供空气来干燥板的干燥喷嘴43。
[0086]可以注意到的是，壳体在板入口位置和板出口位置是闭合的。
[0087]图6显示了所获板8，那里，被腐蚀区域的图案给出了有价值的可见效果。这样的不锈钢板可以用作基体，以通过热压来制造各种层状组件。所形成的层状组件由此呈现出对应的表面(板图案的负图案)。
[0088]根据附加特征，上引导装置2的高度可调整，这样，蚀刻机可以接受不同尺寸的板，特别是不同高度的板。
[0089]外壳可以包括分离装置，特别是入口分离装置23，比如柔软的垂直辊，以及出口分离装置24。
【权利要求】
1.化学蚀刻机，其蚀刻被配置为沿着第一方向(X)移动的不锈钢板(8)，所述蚀刻机包括: -基座(10)， -壳体(13)， -酸液回路(5)，其适于在未受保护罩(7)保护的位置处化学腐蚀所述不锈钢板， -下引导装置(I)，其由所述基座支承， -上引导装置(2)，位于所述下引导装置上方，并相对于所述下引导装置大体上垂直， -所述下引导装置和上引导装置(1，2)被配置为保持所述不锈钢板大体上垂直， -至少一个喷嘴支撑件(3)，其支承多个喷嘴(4)，所述多个喷嘴(4)配置为向着大体上水平的所述不锈钢板(8)喷酸液。
2.根据权利要求1所述的蚀刻机，其特征在于，所述喷嘴支撑件(3)被配置为根据交替运动而移动，所述运动大体上平行于由所述第一方向(X)和所述垂直方向(Z)所限定的平面⑵。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的蚀刻机，包括驱动系统(9)，其以预定速度沿着所述第一方向(X)驱动所述不锈钢钢板(8)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的蚀刻机，其特征在于，所述酸液主要包括三氯化铁。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的蚀刻机，包括压力控制系统(51-54)，其特征在于，所述喷洒压力选择性地根据喷嘴的垂直位置进行调整。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的蚀刻机，包括位于所述不锈钢板两侧(8a，Sb)上的喷嘴⑷。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的蚀刻机，其特征在于，至少一个喷嘴支撑件(3)绕竖直轴线枢转。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的蚀刻机，包括预先润湿站(81)，和/或冲洗站(82)以及和/或干燥站(83)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的蚀刻机，包括酸液瀑布(11)，其配合喷嘴倾倒在不锈钢顶部。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的蚀刻机，包括液体温度控制系统(41，42)。
11.化学蚀刻不锈钢板(8)的方法，包括步骤: -提供部分地受到保护罩(7)保护的不锈钢板(8)， -大体上垂直地放置所述不锈钢板， -给予所述板一个移动，使其沿着第一水平方向(X)位移， -借助喷嘴，在所述不锈钢板上喷洒液体，喷洒的主要方向大体上是水平的且垂直于所述第一水平方向。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述喷嘴由至少一个喷嘴支撑件(3)支承，该支撑件被配置为根据交替运动而移动，所述运动大体上平行于由所述第一方向(X)和所述垂直方向(Z)所限定平面(P)。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述不锈钢板的两面同时受到喷洒。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，包括如下步骤: 提供倾倒在所述不锈钢板顶部的酸液瀑布。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，包括如下步骤: 根据喷嘴的所述垂直位置选择性地控制所述喷洒压力。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，包括预先润湿所述不锈钢板(8)的准备步骤。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，包括以下后续步骤之一: -冲洗所述板(8)， -干燥所述板。
【文档编号】H05K3/06GK104321465SQ201280071281
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2012年2月10日 优先权日:2012年2月10日
【发明者】弗兰克·杜普伊, 乔尔·哈曼德, 伊诺森西奥·马科斯, 弗朗索斯·拉佩雷 申请人:迪勒公司