专利名称：蚀刻液喷射装置及蚀刻方法
技术领域：
本发明涉及一种蚀刻液喷射装置及一种蚀刻方法，尤其涉及一种用于蚀刻 水平放置的基板的蚀刻液喷射装置及一种蚀刻方法。
背景技术：
印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)作为各种电子元件的载体广泛应用 于各种电子产品的封装。出于对挠性的需求，近年来柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)发展迅速。相比于PCB, FPCB采用可挠曲基材，但是FPCB 的生产制程与PCB大体相似。
蚀刻制程是PCB制造的一个基本生产步骤首先采用抗蚀剂盖住覆铜板上 需保留的导线及元器件引脚，利用蚀刻液去除未被抗蚀剂覆盖部分的铜，生成 需要的导电线路。而目前由于电子技术的飞速发展，对于电路板集成度要求越 来越高，电路板上的导电线路宽度也越来越小，同一电路板上导电线路的尺寸 公差也要尽可能的小。这要求蚀刻制程中的蚀刻效果尽可能保持一致。
水平湿制程生产线的自动化程度较高，因而成本较低，PCB制造商在生产 中使用较多。此种制程中采用水平滚轮带动电路板，利用喷管阵列上的喷嘴向 电路板上下表面上同时喷洒蚀刻液，其中每个喷管上可安装多个喷嘴。但湿制 程的蚀刻过程中无法避免水坑效应(Puddle Effect)。
所谓水坑效应，是指电路板上板面上蚀刻效果不同，明确的说，电路板中 央部位的蚀刻速率要比边缘部分的蚀刻速率要慢。这是由于水平湿制程蚀刻线 路时，利用喷嘴同时向整个板面上喷射蚀刻液。现有的蚀刻设备中，通过调整 喷嘴设置如改变喷射角度以及在喷射时旋转喷嘴等手段使得喷射时整个电路板 面上可以得到均匀量的蚀刻液。但对于电路板上表面，其边缘处的蚀刻液容易 流走，从而电路板边缘部分的蚀刻液更新速度快，蚀刻速度也快。而电路板中 央部位的蚀刻液不易流走，这部分蚀刻液会形成一个"水坑"，从而阻挡电路板 中央部位处蚀刻液的更新，线路板的铜层接触的是已经反应完毕，蚀刻能力低 的蚀刻液，相比于电路板边缘部分，蚀刻速度低。电路板表面上不同地方蚀刻
速度的差异会导致线路宽度的不均匀。为了保护足够的线宽，不得不对电路板 边缘部分的线路预留多余的线宽，从而降低了电路板中的线路密度。
以上仅以电路板为例说明了水坑效应，但是只要是对水平放置的基板进行 蚀刻时都存在水坑效应。
有鉴于此，有必要提供一种可克服水坑效应，从而可提高蚀刻均匀性，进 而提高水平板蚀刻精度的蚀刻液喷射装置。
发明内容
以下以实施例说明 一种可克服水坑效应的蚀刻液喷射装置，从而提高蚀刻 均匀性，进而可提高蚀刻精度的蚀刻液喷射装置，及一种蚀刻方法。
所述的蚀刻液喷射装置包括多根喷管、多个安装在所述喷管上的喷嘴及增 压装置，所述增压装置增加所述喷管中的喷射压力使用于向待蚀刻电路板中央 部分喷射蚀刻液的喷嘴喷射压力高于向待蚀刻电路板边缘部分喷射蚀刻液的喷 嘴的喷射压力。
所述的蚀刻方法，其使用多个安装在多个喷管上的喷嘴向电路板表面上喷 射蚀刻液，并使用增压装置增加所述喷管内的压力，使向电路板中央部位喷射 蚀刻液的喷嘴的喷射压力大于用于向电路板边缘处喷射蚀刻液的喷嘴的喷射压力。
所述的蚀刻液喷射装置及蚀刻方法中，可利用增压装置使用于向待蚀刻基 板中央部分喷射蚀刻液的喷嘴的喷射压力增高，因此蚀刻液喷射速度高，基板 中央部分的蚀刻液更新较慢高，蚀刻速度快，可平衡由于水坑效应对基板中央 部分影响，可以得到整个板面蚀刻效果均匀的基板，从而蚀刻精度得以提高。
图l是第 一 实施例的蚀刻液喷射装置示意图。
图2是第二实施例的蚀刻液喷射装置示意图。 图3是第三实施例的蚀刻液喷射装置示意图。 图4是第四实施例的蚀刻液喷射装置示意图。
具体实施例方式
参阅图l，第一实施例的蚀刻液喷射装置包括泵lla、 llb，阀门12a、 12b， 多根喷管13及增压装置16。每个喷管13上安装有多个喷嘴14。各喷管13之 间相互平行设置，当然喷管13之间也可成一定角度设置。增压装置16可为泵， 每个喷管13中央部位上设有注液孔15。增压装置16通过注液孔15向喷管13 内注入蚀刻液，从而提高喷管13中央部位的喷射压力。还可以通过注液孔15 向喷管13内注入空气、氧气等可以促进蚀刻反应进行的气体，从而中央部位喷 射出的含有上述气体的蚀刻液与两端的蚀刻液相比，具有更强的蚀刻能力，蚀 刻速度更快，可^l氐消中央部位的水坑效应。
使用本实施例的蚀刻液喷射装置蚀刻水平放置的平板时，本实施例中以电 路板为例进行说明，电路板17沿图1中箭头所示方向前进，其与喷管13垂直 或成一定角度。打开阀门12a、 12b及泵lla、 llb、泵lla、 11b向各喷管13两 侧向其中输送蚀刻液。对于电路板，其常用的蚀刻液为氯化亚铜溶液。当然根 据所要蚀刻的材质的不同，可以选择相应的蚀刻液，蚀刻液一般选择为待蚀刻 材质的高价形态溶液，例如蚀刻铁可选择氯化铁溶液，此种选择的优点在于不 引入其它杂质。泵16向通过注液孔15向喷管13中央部位输送蚀刻液。
可通过调整增压装置16，使得喷管13中央部位喷嘴的喷压比喷管13两侧 喷嘴的喷压高。从而喷管13中央部位的喷嘴喷出的蚀刻液对电路板17表面的 冲蚀作用更明显，电路板中央部分的蚀刻液更新率提高，其蚀刻速度提高，这 一部分蚀刻速度的提高可抵消电路板16中央部分的水坑效应，从而在电路板17 整个上表面上得到均匀的蚀刻效果。如果注入空气或者氧气，由于氧气的存在 可加速蚀刻反应的进行。也可抵消水坑效应。具体的，可调整增压装置16的输 出功率使喷管13中央部位的压力比喷管两侧的压力高5% 20%。以喷管13中 央部位的喷压为2千克力/平方厘米(kgf/cm2)为例，喷管13两侧的压力可为 1.6~1.9kgf/cm2。
参阅图2，第二实施例的蚀刻液喷射装置包括阀门21、泵22及喷管23a、 24b、 24c、 24d、 24e、 24f、 24g、 24h。每根喷管上安装有多个喷嘴24及压力计 25。压力计25用于监视喷管内的压力。喷管23d、 23e上还安装有增压装置26, 增压装置26可为泵，用于给喷管23d、 23e增加喷射压力。当然每根喷管上都 可设有增压装置，从而可对每根喷管内的压力进行调节。
使用本实施例的蚀刻液喷射装置蚀刻电路板时，电路板27沿图2中箭头所 示方向前进，其与喷管平行或成一定角度。打开阀门22及泵21、泵21向各喷 管中输送蚀刻液。增压装置26用于给喷管23d、 23e增加喷射压力。具体的，' 可调增压装置26的输出功率使喷管23d、 23e内的压力比喷管两侧的压力高 5% 20%。对于每根喷管上都设有增压装置26的情形，喷管24e、 24f、 24g、 24h 中的压力可依次降低5% 20%，喷管24d、 24c、 24b、 23a中的压力可依次降低 5% 20%。
参阅图3，第三实施例的蚀刻液喷射装置与第一实施例的蚀刻液喷射装置相 似，不同之处在于增压装置36为设于喷管33中央部位的加热装置，加热装置 可由电阻丝缠绕喷管33而成，当喷管33内流过蚀刻液时，加热装置可对其中 的蚀刻液进行加热，从而喷管33中央部位的蚀刻液受热膨胀压力增高，喷管33 中央部位的喷嘴喷射速度较快，相应的，电路板表面上的蚀刻液更新率加快， 蚀刻速度增加，可抵消水坑效应。另外由于蚀刻液温度的增加，蚀刻反应的速 度也加快。对于化学反应，根据粗略的估计，反应温度增加10摄氏度，则反应 速度大约增加一倍。中央部分反应速度的增加可进一步抵消水坑效应。
参阅图4,第四实施例的蚀刻液喷射装置与第二实施例的蚀刻液喷射装置相 似，不同之处在于增压装置46为设置在喷管43d、 43e上的加热装置，此处的 加热装置的结构与作用均与第三实施例中的加热装置相似。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。当然，这些依据 本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种蚀刻液喷射装置，其包括多根喷管、多个安装在所述喷管上的喷嘴及增压装置，所述增压装置增加所述喷管中的喷射压力使得用于向待蚀刻基板中央部分喷射蚀刻液的喷嘴喷射压力高于向待蚀刻基板边缘部分喷射蚀刻液的喷嘴的喷射压力。
2. 如权利要求1所述的蚀刻液喷射装置，其特征在于，所述增压装置为泵。
3. 如权利要求1所述的蚀刻液喷射装置，其特征在于，所述多个喷管上设有注 液孔，所述增压装置通过所述注液孔向喷管内注入蚀刻液以增加喷管内的压 力。
4. 如权利要求1所述的蚀刻液喷射装置，其特征在于，所述增压装置为加热器， 安装在所述多个喷管中的中央的喷管或者每根喷管的中央部位上，所述加热 器用于对喷管中的蚀刻液进行加热，从而使其压力增加。
5. 如权利要求4所述的蚀刻液喷射装置，其特征在于，加热装置由电阻丝缠绕 所述喷管而成。
6. 如权利要求4所述的蚀刻液喷射装置，其特征在于，所述的喷管两端均流入 蚀刻液。
7. —种蚀刻方法，其使用多个安装在多个喷管上的喷嘴向待蚀刻的基板表面上 喷射蚀刻液，其特征在于，使用增压装置增加所述喷管内的压力，使向基板 中央部位喷射蚀刻液的喷嘴的喷射压力大于用于向基板边缘处喷射蚀刻液 的喷嘴的喷射压力。
8. 如权利要求7所述的蚀刻方法，其特征在于，所述增压装置为安装在安装有 用于向电路板中央部位喷射蚀刻液的喷嘴的喷管上的泵或加热器，利用其对 蚀刻液加压。
9. 如权利要求7所述的蚀刻方法，其特征在于，用于向待蚀刻电路板中央部分 喷射蚀刻液的喷嘴的喷射压力比向待蚀刻电路板边缘部分喷射蚀刻液的喷 嘴喷射压力高5%~20%。
10. 如权利要求7所述的蚀刻方法，其特征在于，所述多个喷嘴安装在多个喷管 上，所述多个喷管中，从中央的喷管到两侧的喷管，其中的喷射压力依次降低5% 20%。
全文摘要
本发明涉及一种用于对水平放置的基板蚀刻的蚀刻液喷射装置及一种蚀刻方法。所述的蚀刻液喷射装置包括多根喷管、多个安装在所述喷管上的喷嘴及增压装置，所述增压装置增加所述喷管中的喷射压力使用于向待蚀刻基板中央部分喷射蚀刻液的喷嘴喷射压力高于向待蚀刻基板边缘部分喷射蚀刻液的喷嘴的喷射压力。所述的蚀刻液喷射装置可克服水坑效应，从而可提高基板的蚀刻均匀性，进而提高基板的蚀刻精度。
文档编号B05B9/00GK101113523SQ20061006186
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月28日 优先权日2006年7月28日
发明者李文钦, 林承贤 申请人:富葵精密组件(深圳)有限公司;鸿胜科技股份有限公司