CN101754583B - 一种消除水池效应的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除水池效应的方法及装置，电路板在进行蚀刻工艺时，通常是将没有水坑孔的电路板直接进行蚀刻，从蚀刻机内上部喷洒的药水因流动性差而造成蚀刻均匀性不足，产生蚀刻短路异常，本发明的解决方法为A：设计水池效应孔的钻孔程式；B：根据上述钻孔程式在电路板上钻出相应的孔；C：将钻孔后的电路板进行蚀刻，获得需要的线路。通过本发明的方法，使电路板在蚀刻时，加速药水交换，使线路表面均为新鲜蚀刻药水，改善蚀刻效果，提升制程能力，消除水池效应。

Description

一种消除水池效应的方法及装置

技术领域

本发明涉及高密度互联板(HDI)制作领域，特别涉及一种消除水池效应的方法及装置。

背景技术

随着电路板布线越来越密集(如3/3mil，2/2mil线路)，对线路蚀刻要求也逐渐增高。目前业界蚀刻线以水平蚀刻为主，其原理是上下喷洒药水实现线路蚀刻，从上面喷洒的药水因流动性差会在线路板表面形成水池效应，药水的交换反应较慢，同时残留在板面的药水因流动性不好致使新鲜的药水不能即时补充，会阻隔后续药水的蚀刻效果，造成蚀刻均匀性不足，产生线路短路的异常等品质问题。在旧型蚀刻机蚀刻能力限制下就需要一种新的工艺改善这种状况，为了增加药水的流动效果及新鲜的药水即时补充，目前还没有很好的解决方法。

发明内容

电路板在进行蚀刻工艺时，通常是将没有水坑孔的电路板直接进行蚀刻，从蚀刻机内上部喷洒的药水因流动性差在线路板中部残留的药水要比四周的多而在表面形成水池效应，因此药水的交换反应较慢，同时残留在板面的药水因流动性不好，新鲜的药水不能即时补充，会阻隔后续药水的蚀刻效果，因而造成蚀刻均匀性不足，产生蚀刻短路异常。

本发明的目的在于，在电路板上按照一定的规则钻孔，使电路板在蚀刻时，加速药水交换，使线路表面均为新鲜蚀刻药水，改善蚀刻效果，提升制程能力，消除水池效应。

本发明的具体实现方法为，一种消除电路板水池效应的方法，包括以下步骤：

A：设计水池效应孔的钻孔程式；

B：根据上述钻孔程式在电路板上钻出相应的孔；

C：将钻孔后的电路板进行蚀刻，获得需要的线路。

进一步，所述水池效应孔的设计具体为：所述孔径不小于2.5mm。

进一步，所述钻孔数为：钻孔数＝[排版边宽度-(留边宽度*2)]/0.8”-2。

进一步，所述水池效应孔为非导通孔，线宽为3mil/3mil及其以下。

进一步，所述水池效应孔优先选择纵轴方向设计，设计时以对称方式制作。

进一步，将钻孔后的电路板进行蚀刻具体为：将电路板传送至蚀刻段通过喷洒药水使得板面的铜与药水进行化学反应，且使用次氯酸钠与盐酸作为蚀刻液，咬蚀出需要的线路。

本发明还提供一种消除电路板水池效应的装置，所述电路板上设置有水坑孔。

进一步，所述水坑孔为非导通孔，线宽为3mil/3mil及其以下。

进一步，所述孔径不小于2.5mm，且孔数为：钻孔数＝[排版边宽度-(留边宽度*2)]/0.8”-2。

进一步，所述水坑孔优先选择纵轴方向设计，以对称方式排列。

通过本发明的技术方案，可以使电路板在蚀刻时，加速药水交换，使线路表面均为新鲜蚀刻药水，改善了蚀刻效果，提升了制程能力，进而消除水池效应。

附图说明

图1为本发明中电路板蚀刻示意图；

图2为本发明电路板水坑孔示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实现方法做进一步说明。

电路板制作过程中，为了获得需要的线路，需要进行一系列操作，其中重要的一步就是要蚀刻。而目前业界蚀刻线以水平蚀刻为主，其原理是上下喷洒药水实现线路蚀刻，从上面喷洒的药水因流动性差会在线路板表面形成水池效应，药水的交换反应较慢，同时残留在板面的药水因流动性不好致使新鲜的药水不能即时补充，会阻隔后续药水的蚀刻效果，造成蚀刻均匀性不足，产生线路短路的异常等品质问题。

本发明提供的一种消除电路板水池效应的方法，主要目的是在电路板蚀刻时，加速药水交换，使线路表面均为新鲜蚀刻药水，改善蚀刻效果，提升制程能力，进而消除水池效应。

结合图1所示，本发明的具体实现方式为：

第一步：设计水池效应孔的钻孔程式；

在具体设计时，根据电路板的大小对孔径、孔中心间距以及钻孔数都有相应的要求，本实例中对孔的要求如下：

孔径要求在2.5mm以上；

孔中心间距＝0.8”。

钻孔数＝[排版边宽度-(留边宽度*2)]/0.8”-2。

钻孔为非导通孔，线宽为3mil/3mil及其以下，

水坑孔位置对应SET的间距为0.2mm-0.3mm，最小为0.15mm。

水坑孔优先选择纵(Y)轴方向设计，设计时尽量以对称方式制作。

如图2所示的电路板为例，所述参数如下：

(1)整板规格为21*24(英寸)；

(2)Set规格为6.5*7.5(英寸)；

(3)板边间距：X＝0.45”，Y＝0.55”(英寸)；

(4)set间距：X＝0.3”，Y＝0.2”(英寸)；

较佳的，本实施例的孔径为：2.5mm。

根据上述计算要求：水坑效应孔个数：[(24”-0.55”*2)/0.8”-2]*2(取整数，红色2标识Y轴方向有两排水坑效应孔)＝52个。

B：根据上述钻孔程式在电路板上钻出相应的孔；

将待钻孔的电路板固定在钻孔机台面上，按照程式在电路板上钻出水坑效应孔。

C：将钻孔后的电路板进行蚀刻，获得需要的线路。

将电路板传送至蚀刻段通过喷洒药水使得板面的铜与药水进行化学反应，咬蚀出需要的线路。

针对蚀刻，现有技术一般使用的蚀刻液为：氯化亚铁与双氧水。因为此方法对蚀刻机本身的损耗比较大，导致设备的损耗率增加，进而提高了成本，并且由于双氧水中阳离子不是最低氧化态，固不稳定，不易控制，因此本实施例改用次氯酸钠与盐酸作为蚀刻液。

电路板蚀刻的原理为：利用氯化铜(CuCl₂)(Cu2⁺)的强氧化性将单质铜氧化成氯化亚铜(CuCl)(Cu⁺)，再用次氯酸钠(NaCl0)与盐酸(HCl)将氯化亚铜(CuCl)(Cu⁺)氧化成氯化铜(CuCl₂)(Cu2⁺)。其中蚀刻液的成分为氯化铜(CuCl₂)。

由于水池效应导致新鲜的药水不能及时补充，药水的交换反应较慢，使得残留的药水中的氯化铜(CuCl₂)(Cu2⁺)浓度逐渐降低而氯化亚铜(CuCl)(Cu⁺)的浓度逐渐升高，因此药水的蚀刻能力在逐渐降低。而水池效应坑可使沉积在板面的药水能迅速渗漏，新鲜的药水得以迅速补充，药水的交换反应则加快，使得药水的流动性加强，如此，可改善蚀刻均匀性不足及蚀刻短路异常等品质问题。

本发明还提供一种消除电路板水池效应的装置，所述电路板上设置有水坑孔。

所述水坑孔为非导通孔，线宽为3mil/3mil及其以下。

所述孔径不小于2.5mm，且孔数为：钻孔数＝[排版边宽度-(留边宽度*2)]/0.8”-2。取整数。

所述水坑孔优先选择纵轴方向设计，以对称方式排列。

如图2所示的实施例中的电路板为例，所述参数如下：

(1)整板规格为21*24(英寸)；

(2)Set规格为6.5*7.5(英寸)；

(3)板边间距：X＝0.45”，Y＝0.55”(英寸)；

(4)set间距：X＝0.3”，Y＝0.2”(英寸)；

较佳的，本实施例的孔径为：2.5mm。

根据上述计算要求：水坑效应孔个数：[(24”-0.55”*2)/0.8”-2]*2(取整数，红色2标识Y轴方向有两排水坑效应孔)＝52个。

通过本发明的技术方案，可以使电路板在蚀刻时，加速药水交换，使线路表面均为新鲜蚀刻药水，改善了蚀刻效果，提升了制程能力，进而消除水池效应。

本发明所述的装置及方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (10)

1.一种消除电路板水池效应的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A：设计水池效应孔的钻孔程式；

B：根据上述钻孔程式在电路板上钻出相应的孔；

C：将钻孔后的电路板进行蚀刻，获得需要的线路。

2.如权利要求1所述的消除电路板水池效应的方法，其特征在于，步骤A中水池效应孔的设计具体为：所述孔径不小于2.5mm。

3.如权利要求1所述的消除电路板水池效应的方法，其特征在于，所述钻孔数为：钻孔数＝[排版边宽度-(留边宽度*2)]/0.8”-2。

4.如权利要求1所述的消除电路板水池效应的方法，其特征在于，所述水池效应孔为非导通孔，线宽为3mil及其以下。

5.如权利要求1所述的消除电路板水池效应的方法，其特征在于，所述水池效应孔选择纵轴方向设计，设计时以对称方式制作。

6.如权利要求1-5任一项所述的消除电路板水池效应的方法，其特征在于，步骤C具体为：将电路板传送至蚀刻段通过喷洒药水使得板面的铜与药水进行化学反应，且使用次氯酸钠与盐酸作为蚀刻液，咬蚀出需要的线路。

7.一种消除电路板水池效应的装置，其特征在于：所述电路板上设置有水坑孔。

8.如权利要求7所述的消除电路板水池效应的装置，其特征在于：所述水坑孔为非导通孔，线宽为3mil及其以下。

9.如权利要求7所述的消除电路板水池效应的装置，其特征在于：所述孔径不小于2.5mm，且孔数为：钻孔数＝[排版边宽度-(留边宽度*2)]/0.8”-2。

10.如权利要求7-9任一项所述的消除电路板水池效应的装置，其特征在于：所述水坑孔选择纵轴方向设计，以对称方式排列。

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