[發明專利]一種工件在蝕刻區做往復運動的蝕刻方法及裝置

在審

• 申請號: 201310755076.0
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103731996A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 胡宏宇;鄭國平
• 申請（專利權）人: 天津市德中技術發展有限公司
• 主分類號: H05K3/06
• 分類號: H05K3/06
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術領域

本發明屬于電路板加工技術領域，尤其是一種工件在蝕刻區做往復運動的蝕刻方法及裝置。?

背景技術

在電路板加工過程中，通常都包含有蝕刻步驟，現有的蝕刻方式及設備通常分為四類，它們是浸泡式、鼓泡式、潑濺式和噴淋式。這四種蝕刻方式的特點分別為：?

浸泡蝕刻是蝕刻劑與工件間相對靜止的蝕刻方式，蝕刻液裝入容器內，蝕刻時將印制板或工件全部或部分浸入到蝕刻劑中，蝕刻劑與被蝕刻材料交界面上，蝕刻劑因化學反應逐漸被消耗，生成金屬離子的絡合物，與周圍的蝕刻劑形成了濃度差。因為濃度差的存在，絡合物不斷向外擴散到蝕刻劑中，蝕刻劑不斷向內擴散到界面上，使得蝕刻反應繼續進行。浸泡式的缺點是蝕刻劑和被蝕刻材料相對靜止，靠濃度差引起的擴散完成蝕刻劑更新，蝕刻速度非常慢，抗蝕劑往往耐受不住長時間的浸泡而脫離，蝕刻精度和質量難于控制，不適合精細線路電路板制作。?

鼓泡式蝕刻采用泡沫蝕刻機，借助壓縮空氣，使蝕刻液產生大量泡沫，浸沒印刷板。控制壓縮空氣的壓力和流量，使泡沫破裂—再生，促進反應進行。蝕刻時，被蝕刻工件固定，蝕刻劑運動。主要組成部分是儲液槽、鼓泡發生器，和放置工件用的托架。蝕刻劑的流動的動力由壓縮空氣提供。發生鼓泡的裝置埋在蝕刻劑中，外接壓縮空氣被引入鼓泡管中，空氣從鼓泡管中排出，并與蝕刻劑相互作用，不斷形成蝕刻劑氣泡，隨著氣泡不斷增多，體積膨脹，沿流動床流動，遇到電路板時，有些氣泡破裂，液體與氣泡的混合物，沖刷電路板，實施蝕刻。這樣的結構，不適于設計成連續生產模式，由于氣泡流動，對被蝕刻表面沖擊力有限，且流動方向與需要切入的方向垂直，因此蝕刻精度和速度有一定局限。此外，水平放置工件，會導致工件兩面液體流動狀況不同。朝下的被蝕刻表面，由于重力原因，液體更新更快，被蝕刻的快些。朝上的被蝕刻表面，由于液體重力和表面張力原因，越靠近工件表面，流動越慢，蝕刻速度因此變慢，被蝕刻工件的兩面，就不可避免地出現蝕刻偏差。?

濺射式蝕刻是利用電機帶動裝有葉片的轉軸，借助離心力的作用，把蝕刻液潑濺到印制板上進行蝕刻。這種設備屬于工件固定不動，蝕刻劑運動類型。工作時，電機帶動部分浸在?蝕刻劑中的葉片旋轉，葉片擊打蝕刻劑，使其加速，濺射到工件上，沖擊被蝕刻材料表面。因為電機不停旋轉，葉片接連不斷地將新鮮蝕刻劑濺射向工件上，到達工件材料的表面上的藥液有一定的沖擊力，并不斷更新，因此采用這樣的設備蝕刻速度較快。但是，這種方法，一般只能使蝕刻劑到達對工件的一面，不能同時蝕刻兩面，對于需要雙面蝕刻的工件，操作比較麻煩。同時，濺射的方法，很難保證蝕刻劑在整個工件表面上沖擊力和分布密度均勻一致，蝕刻質量不好控制。既不能保證產品均勻一致，又不適合連續生產。?

噴淋式是當前的主流技術，利用泵將蝕刻液送入上、下噴頭，噴成霧狀微粒，以一定的壓力噴淋到工件的被蝕刻面上進行蝕刻，有些噴淋式蝕刻機的噴頭在一定范圍內水平擺動，以保證整塊板子的各部位都能噴上藥液。工件由傳送帶或輥道進行傳送，使蝕刻連續進行。蝕刻液循環使用。噴淋式蝕刻設備主要由過濾和儲液部分，藥液噴淋循環部分，工件傳輸部分組成。在這樣的設備上，腐蝕劑和工件都是運動的，蝕刻劑運動的方向，與需要切入的方向一致。蝕刻液被泵打入噴淋管路中后，以一定的壓力從噴嘴噴出。噴嘴分成上噴淋組和下噴淋兩組，沿鉛垂線方向安裝并排成陣列，上噴淋組從上向下噴，下噴淋組從下往上噴。噴淋嘴噴液形狀有圓錐體和扇形兩類，相鄰噴嘴噴出的蝕刻液到達板面時，有一定的重疊區，不留空白。?

在上、下噴淋組之間，是工件傳輸系統。圓轉輥以通常按30、50或70mm軸距排列，轉輥由電機通過傘形齒輪或傳送帶帶動旋轉，轉輥上每隔一定間距裝有輪片，輪片支撐電路板。輪片隨轉軸旋轉時，帶動水平放置的電路板向前移動。只有轉輥和葉輪緊密排列，才能保證小板、薄板和軟板傳送時不掉板，不卡板，但緊密排列又會遮蔽噴淋液到達下表面。?

水平傳板，垂直噴淋蝕刻方式及設備，上下板方便，自動化程度高，適合大批量生產。但帶來的問題是電路板上下表面腐蝕速度和質量不一致。由于重力的作用，噴到下表面的蝕刻液很容易脫離蝕刻面滴落，溶液交換速度快，不斷有新溶液與蝕刻面接觸，減少了側蝕的機會，側蝕較小，因而蝕刻速度快，蝕刻質量好。而上表面的蝕刻液需要水平流動至邊緣，才能排出，交換更新慢，蝕刻劑停留時間長，在垂直蝕刻的同時向兩側蝕刻，特別是板中間部位，液體流出格外困難，導致蝕刻速度慢，并且側蝕嚴重。這樣的結構導致電路板的下表面蝕刻快而好，上表面邊緣尚可，而中間慢而差。?