蝕刻液噴射裝置及蝕刻方法
2023-05-10 05:15:11
專利名稱：蝕刻液噴射裝置及蝕刻方法
技術領域：
本發明涉及一種蝕刻液噴射裝置及一種蝕刻方法，尤其涉及一種用於蝕刻 水平放置的基板的蝕刻液噴射裝置及一種蝕刻方法。
背景技術：
印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)作為各種電子元件的載體廣泛應用 於各種電子產品的封裝。出於對撓性的需求，近年來柔性電路板(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)發展迅速。相比於PCB, FPCB採用可撓曲基材，但是FPCB 的生產製程與PCB大體相似。
蝕刻製程是PCB製造的一個基本生產步驟首先採用抗蝕劑蓋住覆銅板上 需保留的導線及元器件引腳，利用蝕刻液去除未被抗蝕劑覆蓋部分的銅，生成 需要的導電線路。而目前由於電子技術的飛速發展，對於電路板集成度要求越 來越高，電路板上的導電線路寬度也越來越小，同一電路板上導電線路的尺寸 公差也要儘可能的小。這要求蝕刻製程中的蝕刻效果儘可能保持一致。
水平溼製程生產線的自動化程度較高，因而成本較低，PCB製造商在生產 中使用較多。此種製程中採用水平滾輪帶動電路板，利用噴管陣列上的噴嘴向 電路板上下表面上同時噴灑蝕刻液，其中每個噴管上可安裝多個噴嘴。但溼制 程的蝕刻過程中無法避免水坑效應(Puddle Effect)。
所謂水坑效應，是指電路板上板面上蝕刻效果不同，明確的說，電路板中 央部位的蝕刻速率要比邊緣部分的蝕刻速率要慢。這是由於水平溼製程蝕刻線 路時，利用噴嘴同時向整個板面上噴射蝕刻液。現有的蝕刻設備中，通過調整 噴嘴設置如改變噴射角度以及在噴射時旋轉噴嘴等手段使得噴射時整個電路板 面上可以得到均勻量的蝕刻液。但對於電路板上表面，其邊緣處的蝕刻液容易 流走，從而電路板邊緣部分的蝕刻液更新速度快，蝕刻速度也快。而電路板中 央部位的蝕刻液不易流走，這部分蝕刻液會形成一個"水坑"，從而阻擋電路板 中央部位處蝕刻液的更新，線路板的銅層接觸的是已經反應完畢，蝕刻能力低 的蝕刻液，相比於電路板邊緣部分，蝕刻速度低。電路板表面上不同地方蝕刻
速度的差異會導致線路寬度的不均勻。為了保護足夠的線寬，不得不對電路板 邊緣部分的線路預留多餘的線寬，從而降低了電路板中的線路密度。
以上僅以電路板為例說明了水坑效應，但是只要是對水平放置的基板進行 蝕刻時都存在水坑效應。
有鑑於此，有必要提供一種可克服水坑效應，從而可提高蝕刻均勻性，進 而提高水平板蝕刻精度的蝕刻液噴射裝置。
發明內容
以下以實施例說明 一種可克服水坑效應的蝕刻液噴射裝置，從而提高蝕刻 均勻性，進而可提高蝕刻精度的蝕刻液噴射裝置，及一種蝕刻方法。
所述的蝕刻液噴射裝置包括多根噴管、多個安裝在所述噴管上的噴嘴及增 壓裝置，所述增壓裝置增加所述噴管中的噴射壓力使用於向待蝕刻電路板中央 部分噴射蝕刻液的噴嘴噴射壓力高於向待蝕刻電路板邊緣部分噴射蝕刻液的噴 嘴的噴射壓力。
所述的蝕刻方法，其使用多個安裝在多個噴管上的噴嘴向電路板表面上噴 射蝕刻液，並使用增壓裝置增加所述噴管內的壓力，使向電路板中央部位噴射 蝕刻液的噴嘴的噴射壓力大於用於向電路板邊緣處噴射蝕刻液的噴嘴的噴射壓力。
所述的蝕刻液噴射裝置及蝕刻方法中，可利用增壓裝置使用於向待蝕刻基 板中央部分噴射蝕刻液的噴嘴的噴射壓力增高，因此蝕刻液噴射速度高，基板 中央部分的蝕刻液更新較慢高，蝕刻速度快，可平衡由於水坑效應對基板中央 部分影響，可以得到整個板面蝕刻效果均勻的基板，從而蝕刻精度得以提高。
圖l是第 一 實施例的蝕刻液噴射裝置示意圖。
圖2是第二實施例的蝕刻液噴射裝置示意圖。 圖3是第三實施例的蝕刻液噴射裝置示意圖。 圖4是第四實施例的蝕刻液噴射裝置示意圖。
具體實施例方式
參閱圖l，第一實施例的蝕刻液噴射裝置包括泵lla、 llb，閥門12a、 12b， 多根噴管13及增壓裝置16。每個噴管13上安裝有多個噴嘴14。各噴管13之 間相互平行設置，當然噴管13之間也可成一定角度設置。增壓裝置16可為泵， 每個噴管13中央部位上設有注液孔15。增壓裝置16通過注液孔15向噴管13 內注入蝕刻液，從而提高噴管13中央部位的噴射壓力。還可以通過注液孔15 向噴管13內注入空氣、氧氣等可以促進蝕刻反應進行的氣體，從而中央部位噴 射出的含有上述氣體的蝕刻液與兩端的蝕刻液相比，具有更強的蝕刻能力，蝕 刻速度更快，可^l氐消中央部位的水坑效應。
使用本實施例的蝕刻液噴射裝置蝕刻水平放置的平板時，本實施例中以電 路板為例進行說明，電路板17沿圖1中箭頭所示方向前進，其與噴管13垂直 或成一定角度。打開閥門12a、 12b及泵lla、 llb、泵lla、 11b向各噴管13兩 側向其中輸送蝕刻液。對於電路板，其常用的蝕刻液為氯化亞銅溶液。當然根 據所要蝕刻的材質的不同，可以選擇相應的蝕刻液，蝕刻液一般選擇為待蝕刻 材質的高價形態溶液，例如蝕刻鐵可選擇氯化鐵溶液，此種選擇的優點在於不 引入其它雜質。泵16向通過注液孔15向噴管13中央部位輸送蝕刻液。
可通過調整增壓裝置16，使得噴管13中央部位噴嘴的噴壓比噴管13兩側 噴嘴的噴壓高。從而噴管13中央部位的噴嘴噴出的蝕刻液對電路板17表面的 衝蝕作用更明顯，電路板中央部分的蝕刻液更新率提高，其蝕刻速度提高，這 一部分蝕刻速度的提高可抵消電路板16中央部分的水坑效應，從而在電路板17 整個上表面上得到均勻的蝕刻效果。如果注入空氣或者氧氣，由於氧氣的存在 可加速蝕刻反應的進行。也可抵消水坑效應。具體的，可調整增壓裝置16的輸 出功率使噴管13中央部位的壓力比噴管兩側的壓力高5% 20%。以噴管13中 央部位的噴壓為2千克力/平方釐米(kgf/cm2)為例，噴管13兩側的壓力可為 1.6~1.9kgf/cm2。
參閱圖2，第二實施例的蝕刻液噴射裝置包括閥門21、泵22及噴管23a、 24b、 24c、 24d、 24e、 24f、 24g、 24h。每根噴管上安裝有多個噴嘴24及壓力計 25。壓力計25用於監視噴管內的壓力。噴管23d、 23e上還安裝有增壓裝置26, 增壓裝置26可為泵，用於給噴管23d、 23e增加噴射壓力。當然每根噴管上都 可設有增壓裝置，從而可對每根噴管內的壓力進行調節。
使用本實施例的蝕刻液噴射裝置蝕刻電路板時，電路板27沿圖2中箭頭所 示方向前進，其與噴管平行或成一定角度。打開閥門22及泵21、泵21向各噴 管中輸送蝕刻液。增壓裝置26用於給噴管23d、 23e增加噴射壓力。具體的，' 可調增壓裝置26的輸出功率使噴管23d、 23e內的壓力比噴管兩側的壓力高 5% 20%。對於每根噴管上都設有增壓裝置26的情形，噴管24e、 24f、 24g、 24h 中的壓力可依次降低5% 20%，噴管24d、 24c、 24b、 23a中的壓力可依次降低 5% 20%。
參閱圖3，第三實施例的蝕刻液噴射裝置與第一實施例的蝕刻液噴射裝置相 似，不同之處在於增壓裝置36為設於噴管33中央部位的加熱裝置，加熱裝置 可由電阻絲纏繞噴管33而成，當噴管33內流過蝕刻液時，加熱裝置可對其中 的蝕刻液進行加熱，從而噴管33中央部位的蝕刻液受熱膨脹壓力增高，噴管33 中央部位的噴嘴噴射速度較快，相應的，電路板表面上的蝕刻液更新率加快， 蝕刻速度增加，可抵消水坑效應。另外由於蝕刻液溫度的增加，蝕刻反應的速 度也加快。對於化學反應，根據粗略的估計，反應溫度增加10攝氏度，則反應 速度大約增加一倍。中央部分反應速度的增加可進一步抵消水坑效應。
參閱圖4,第四實施例的蝕刻液噴射裝置與第二實施例的蝕刻液噴射裝置相 似，不同之處在於增壓裝置46為設置在噴管43d、 43e上的加熱裝置，此處的 加熱裝置的結構與作用均與第三實施例中的加熱裝置相似。
另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化。當然，這些依據 本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
權利要求
1.一種蝕刻液噴射裝置，其包括多根噴管、多個安裝在所述噴管上的噴嘴及增壓裝置，所述增壓裝置增加所述噴管中的噴射壓力使得用於向待蝕刻基板中央部分噴射蝕刻液的噴嘴噴射壓力高於向待蝕刻基板邊緣部分噴射蝕刻液的噴嘴的噴射壓力。
2. 如權利要求1所述的蝕刻液噴射裝置，其特徵在於，所述增壓裝置為泵。
3. 如權利要求1所述的蝕刻液噴射裝置，其特徵在於，所述多個噴管上設有注 液孔，所述增壓裝置通過所述注液孔向噴管內注入蝕刻液以增加噴管內的壓 力。
4. 如權利要求1所述的蝕刻液噴射裝置，其特徵在於，所述增壓裝置為加熱器， 安裝在所述多個噴管中的中央的噴管或者每根噴管的中央部位上，所述加熱 器用於對噴管中的蝕刻液進行加熱，從而使其壓力增加。
5. 如權利要求4所述的蝕刻液噴射裝置，其特徵在於，加熱裝置由電阻絲纏繞 所述噴管而成。
6. 如權利要求4所述的蝕刻液噴射裝置，其特徵在於，所述的噴管兩端均流入 蝕刻液。
7. —種蝕刻方法，其使用多個安裝在多個噴管上的噴嘴向待蝕刻的基板表面上 噴射蝕刻液，其特徵在於，使用增壓裝置增加所述噴管內的壓力，使向基板 中央部位噴射蝕刻液的噴嘴的噴射壓力大於用於向基板邊緣處噴射蝕刻液 的噴嘴的噴射壓力。
8. 如權利要求7所述的蝕刻方法，其特徵在於，所述增壓裝置為安裝在安裝有 用於向電路板中央部位噴射蝕刻液的噴嘴的噴管上的泵或加熱器，利用其對 蝕刻液加壓。
9. 如權利要求7所述的蝕刻方法，其特徵在於，用於向待蝕刻電路板中央部分 噴射蝕刻液的噴嘴的噴射壓力比向待蝕刻電路板邊緣部分噴射蝕刻液的噴 嘴噴射壓力高5%~20%。
10. 如權利要求7所述的蝕刻方法，其特徵在於，所述多個噴嘴安裝在多個噴管 上，所述多個噴管中，從中央的噴管到兩側的噴管，其中的噴射壓力依次降低5% 20%。
全文摘要
本發明涉及一種用於對水平放置的基板蝕刻的蝕刻液噴射裝置及一種蝕刻方法。所述的蝕刻液噴射裝置包括多根噴管、多個安裝在所述噴管上的噴嘴及增壓裝置，所述增壓裝置增加所述噴管中的噴射壓力使用於向待蝕刻基板中央部分噴射蝕刻液的噴嘴噴射壓力高於向待蝕刻基板邊緣部分噴射蝕刻液的噴嘴的噴射壓力。所述的蝕刻液噴射裝置可克服水坑效應，從而可提高基板的蝕刻均勻性，進而提高基板的蝕刻精度。
文檔編號B05B9/00GK101113523SQ20061006186
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月28日 優先權日2006年7月28日
發明者李文欽, 林承賢 申請人:富葵精密組件(深圳)有限公司;鴻勝科技股份有限公司