CN104582294B - 蚀刻线速的自动调节方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蚀刻线速的自动调节方法和系统。方法包括如下步骤：通过铜厚检测设备测量蚀刻设备进板口的电路板的铜厚值。根据铜厚值查询预设线速表得到对应线性函数，预设线速表中预设有多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数。根据预设线宽D和线性函数计算得到蚀刻线速值。根据蚀刻线速值调节蚀刻设备的传送速度，并对电路版进行蚀刻处理。上述蚀刻线速的自动调节方法可以根据铜厚值来查询预设线速表得到对应线性函数，再通过预设线宽D和查询得到的线性函数计算得到蚀刻线速值，来对应调节蚀刻设备的传送速度以使蚀刻后的线宽符合预设线宽D的要求，从而可以提高电路板蚀刻后的线宽精度。且调节效率也较高。
Description
技术领域
本发明涉及电路板电镀领域，特别是涉及一种蚀刻线速的自动调节方法和系统。
背景技术
在电路板行业中，电路板的制备工艺主要包括如下工序：覆铜板切割、孔内钻污清洗、贴感光膜、曝光、显影、蚀刻、去膜、叠板、层压、钻孔、清洗钻污和镀铜。
蚀刻工序位于显影工序和去膜工序之间，是在电路板上形成铜图，即形成线路关键的一步，蚀刻工序的原理是用蚀刻液将电路板上未覆盖有保护膜的铜层蚀刻掉，而有保护膜遮盖的铜层则会形成电路板的线路。
在蚀刻工序中，需要控制好电路板线路的线宽，因为线路的线宽是衡量电路板性能极其重要的参数。
当未覆盖保护膜的铜层被蚀刻后，覆盖有保护膜的铜层也会由保护膜的两侧开始蚀刻电路板的线路，例如，当蚀刻时间过长且蚀刻液喷洒压力过大时，电路板的线路也会被完全蚀刻掉。因此，线宽不等于保护膜的宽度，其与蚀刻程度也密切相关。
目前，蚀刻工序一般在蚀刻设备内进行，蚀刻设备包括用于带动电路板匀速运动的传送装置以及向电路板喷洒蚀刻液的喷液装置。其中，传送装置带动电路板匀速运动的速度被称作蚀刻线速。
针对如何蚀刻出某一具体线宽的问题，传统的做法调节好某一具体的蚀刻线速，接着对测试电路板进行蚀刻，并测量得到一测试线宽值，之后将这个测试线宽值与所要的线宽值进行比对，当两者有差值时，蚀刻线速调节人员根据经验再调节另一个蚀刻线速重复进行上述测试步骤，直到测试线宽值与所要的线宽值的差值满足条件为止。
然而，上述传统做法不仅费时费力，且精度也不够。此外，当电路板的所要的线宽需要调整时，又必须重复进行上述测试操作。
发明内容
基于此，有必要提供一种可以使电路板蚀刻后的线宽精度较高且调节效率也较高的蚀刻线速的自动调节方法和系统。
一种蚀刻线速的自动调节方法，包括如下步骤：
步骤S10，通过铜厚检测设备测量蚀刻设备进板口的电路板的铜厚值；
步骤S20，根据所述铜厚值查询预设线速表得到对应线性函数，所述预设线速表中预设有多个铜厚范围和与多个所述铜厚范围一一对应的线性函数，所述线性函数的通式为：
其中，V为蚀刻线速，K和b为常量，D为预设线宽，不同所述铜厚范围对应所述线性函数中的K和b不同；
步骤S30，根据预设线宽D和查询得到的所述线性函数计算得到蚀刻线速值；
步骤S40，根据所述蚀刻线速值调节所述蚀刻设备的传送速度，并对所述电路板进行蚀刻处理。
在其中一个实施例中，K和b的得到方法包括如下步骤：
步骤S11：测量两个测试电路板的铜厚，分别定义为h1和h2，且h1和h2均在同一所述预设铜厚范围内；
步骤S12：通过所述蚀刻设备分别将两个所述测试电路板进行蚀刻，采用的测试蚀刻线速分别为v1和v2；
步骤S13：测量两个蚀刻后的所述测试电路板的测试线宽，分别定义为d1和d2；
步骤S14：根据如下函数关系计算得到K，
步骤S15：根据如下函数关系计算得到b，
在其中一个实施例中，所述测量两个蚀刻后的所述测试电路板的测试线宽的步骤中，线宽测试方法包括如下步骤：
步骤S131：通过图像采集设备对所述测试电路板进行图像信号采集，并发送给处理器；
步骤S132：所述处理器将所述图像信号处理并生成当前图像，并计算出所述测试线宽。
在其中一个实施例中，其中一个所述铜厚范围为16μm～18μm，对应的所述线性函数为
在其中一个实施例中，其中一个所述铜厚范围为33μm～36μm，对应的所述线性函数为
在其中一个实施例中，其中一个所述铜厚范围为66μm～72μm，对应的所述线性函数为
一种蚀刻线速的自动调节系统，包括：
铜厚检测设备，用于测量电路板的铜厚值；
查询模块，用于根据所述铜厚值查询预设线速表得到对应线性函数，所述预设线速表中预设有多个铜厚范围和与多个所述铜厚范围一一对应的线性函数，所述线性函数的通式为：
其中，V为蚀刻线速，K和b为常量，D为预设线宽，不同所述铜厚范围对应所述线性函数中的K和b不同；
计算模块，用于根据预设线宽D和查询得到的所述线性函数计算得到蚀刻线速值；
蚀刻设备，用于根据所述蚀刻线速值调节传送速度，对所述电路板进行蚀刻处理。
在其中一个实施例中，
所述铜厚检测设备还用于测量两个测试电路板的铜厚，分别定义为h1和h2，且h1和h2均在同一所述预设铜厚范围内；
所述蚀刻设备还用于分别将两个测试电路板进行蚀刻，采用的测试蚀刻线速分别为v1和v2；
还包括线宽测量模块，用于测量两个蚀刻后的所述测试电路板的测试线宽，分别定义为d1和d2；
还包括测试计算模块，用于根据如下函数关系计算得到K，
并用于根据如下函数关系计算得到b，
在其中一个实施例中，所述线宽测量模块包括：
图像采集设备，用于对所述测试电路板进行图像信号采集；
处理器，用于将所述图像信号处理并生成当前图像，并计算出所述测试线宽。
在其中一个实施例中，
其中一个所述铜厚范围为16μm～18μm，对应的所述线性函数为
其中一个所述铜厚范围为33μm～36μm，对应的所述线性函数为
其中一个所述铜厚范围为66μm～72μm，对应的所述线性函数为
上述蚀刻线速的自动调节方法可以根据铜厚值来查询预设线速表得到对应线性函数，再通过预设线宽D和查询得到的线性函数计算得到蚀刻线速值，来对应调节蚀刻设备的传送速度以使蚀刻后的线宽符合预设线宽D的要求，从而可以提高电路板蚀刻后的线宽精度。且调节效率也较高。
附图说明
图1为本发明一实施方式的蚀刻线速的自动调节方法的步骤流程图；
图2为本发明一实施方式的蚀刻线速的自动调节系统的功能模块图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，本发明一实施方式的蚀刻线速的自动调节方法包括如下步骤：
步骤S10，通过铜厚检测设备测量蚀刻设备进板口的电路板的铜厚值。
进入蚀刻设备进板口的电路板在通过显影脱膜工序后可以使贴附在电路板上线路以外的膜层去除，这样，通过铜厚检测设备可以对电路板上裸露的铜层进行铜厚值测量。
步骤S20，根据铜厚值查询预设线速表得到对应线性函数，预设线速表中预设有多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数，线性函数的通式为：
其中，V为蚀刻线速，K和b为常量，D为预设线宽，不同铜厚范围对应线性函数中的K和b不同。
通过预设线速表可以根据某一具体的铜厚值来查询与这个铜厚值所相对应的铜厚范围，再根据所查询到的铜厚范围就可以查询到与这个铜厚范围所相对应的线性函数。也就是说，通过查询预设线速表可以根据某一具体的铜厚值来得到与之相匹配的线性函数。即某一具体的铜厚值可以通过预设线速表查询到与之对应的线性函数的K和b的具体值。
步骤S30，根据预设线宽D和查询得到的线性函数计算得到蚀刻线速值。
通过上述步骤S20可以得到与所要蚀刻出预设线宽D的电路板的铜厚值相对应的线性函数的K和b，基于预设线宽D确定的情况下，可以计算得出预设线宽D所对应的预判的蚀刻线速值。
需要说明的是，由于电路板上不同线路的线宽要求不同，本发明所称的线宽为电路板的最小线路的线宽。
步骤S40，根据蚀刻线速值调节蚀刻设备的传送速度，并对电路板进行蚀刻处理。
蚀刻设备通过上述步骤S30得到的预判的蚀刻线速值可以对应调节传送速度，电路板在该传送速度下进行蚀刻处理，这样，就可以使电路板在经过蚀刻处理后的线宽符合预设线宽D的要求。
上述蚀刻线速的自动调节方法可以根据铜厚值来查询预设线速表得到对应线性函数，再通过预设线宽D和查询得到的线性函数计算得到蚀刻线速值，来对应调节蚀刻设备的传送速度以使蚀刻后的线宽符合预设线宽D的要求，从而可以提高电路板蚀刻后的线宽精度。且调节效率也较高。
为了计算得到多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数中K和b的具体值，从而得到多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数，进而得到预设线速表。
在本实施方式中，K和b的得到方法包括如下步骤：
步骤S11：测量两个测试电路板的铜厚，分别定义为h1和h2，且h1和h2均在同一预设铜厚范围内。
步骤S12：通过蚀刻设备分别将两个测试电路板进行蚀刻，采用的测试蚀刻线速分别为v1和v2。
步骤S13：测量两个蚀刻后的测试电路板的测试线宽，分别定义为d1和d2；
步骤S14：根据如下函数关系计算得到K。
步骤S15：根据如下函数关系计算得到b。
通过步骤S11～S15可以计算得到多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数中K和b的具体值，再根据K和b的具体值可以得到多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数，进而得到预设线速表。
下面将介绍如何推导出预设线宽D和蚀刻线速V可近似呈线性相关的具体实施例：
假设预设线宽D与蚀刻线速V为如下测试函数中的某一个：
D＝KVn+b，(n＝1/2、1/3/、2/3、3/4、1、3/2、4/3、2)。
选取三个不同的铜厚范围H分别对上述多个测试函数进行实验，实验结果见表1。从表1中的三组实验结果可知，在同一铜厚范围H内，根据每组的序号为1和2的电路板的实测线宽d1和d2，以及实际蚀刻线速v1和v2可以计算得到函数关系(n＝1/2、1/3/、2/3、3/4、1、3/2、4/3、2)，其中K和b为具体值，每组的序号为3的电路板通过上述函数关系和预设线宽D可以计算得到理论蚀刻线速V，且当理论蚀刻线速V与实际蚀刻线速v相等时，预设线宽D与以实际蚀刻线速v蚀刻得到的实测线宽的误差d极小。因此，通过推导验证和实验验证可以得出：在同一铜厚范围H内，预设线宽D与蚀刻线速V可近似看作呈线性关联，预设线宽D与蚀刻线速V符合线性函数即但不同铜厚范围对应线性函数中的K和b不同。
此外，从表1中还可以得知：
其中一个铜厚范围为16μm～18μm时，对应的线性函数为
其中一个铜厚范围为33μm～36μm时，对应的线性函数为
其中一个铜厚范围为66μm～72μm时，对应的线性函数为
在本实施方式中，测量两个蚀刻后的测试电路板的测试线宽的步骤中，线宽测试方法包括如下步骤：
步骤S131：通过图像采集设备对测试电路板进行图像信号采集，并发送给处理器；
步骤S132：处理器将图像信号处理并生成当前图像，并计算出测试线宽。
通过步骤S131～S132可以精确且快速地计算得到两个蚀刻后的测试电路板的测试线宽。
如图2所示，为本发明一实施方式的蚀刻线速的自动调节系统10的功能模块图。
蚀刻线速的自动调节系统10包括：
铜厚检测设备100，用于测量电路板的铜厚值。
查询模块200，用于根据铜厚值查询预设线速表得到对应线性函数，预设线速表中预设有多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数，线性函数的通式为：
其中，V为蚀刻线速，K和b为常量，D为预设线宽，不同铜厚范围对应线性函数中的K和b不同。
计算模块300，用于根据预设线宽D和查询得到的线性函数计算得到蚀刻线速值；
蚀刻设备400，用于根据蚀刻线速值调节传送速度，对电路板进行蚀刻处理。
为了计算得到多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数中K和b的具体值，从而得到多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数，进而得到预设线速表。
在实施方式中，铜厚检测设备100还用于测量两个测试电路板的铜厚，分别定义为h1和h2，且h1和h2均在同一预设铜厚范围内。
蚀刻设备400还用于分别将两个测试电路板进行蚀刻，采用的测试蚀刻线速分别为v1和v2。
还包括线宽测量模块，用于测量两个蚀刻后的测试电路板的测试线宽，分别定义为d1和d2。
还包括测试计算模块，用于根据如下函数关系计算得到K，
并用于根据如下函数关系计算得到b，
这样，可以计算得到多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数中K和b的具体值，再根据K和b的具体值可以得到多个铜厚范围和与多个铜厚范围一一对应的线性函数，进而得到预设线速表。
在本实施方式中，包括：
图像采集设备，用于对测试电路板进行图像信号采集；
处理器，用于将图像信号处理并生成当前图像，并计算出测试线宽。
线宽测量模块通过图像采集设备和处理器可以精确且快速地计算得到两个蚀刻后的测试电路板的测试线宽。
上述蚀刻线速的自动调节系统10的查询模块200可以根据铜厚值来查询预设线速表得到对应线性函数，再通过计算模块300可以根据预设线宽D和查询得到的线性函数计算得到蚀刻线速值，来对应调节蚀刻设备400的传送速度以使蚀刻后的线宽符合预设线宽D的要求，从而可以提高电路板蚀刻后的线宽精度。且调节效率也较高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (1)
1.一种蚀刻线速的自动调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S10，通过铜厚检测设备测量蚀刻设备进板口的电路板的铜厚值；
步骤S20，根据所述铜厚值查询预设线速表得到对应线性函数，所述预设线速表中预设有多个铜厚范围和与多个所述铜厚范围一一对应的线性函数，所述线性函数的通式为：
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>-</mo>
<mi>b</mi>
</mrow>
<mi>K</mi>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，V为蚀刻线速，K和b为常量，D为预设线宽，不同所述铜厚范围对应所述线性函数中的K和b不同；
步骤S30，根据预设线宽D和查询得到的所述线性函数计算得到蚀刻线速值；
步骤S40，根据所述蚀刻线速值调节所述蚀刻设备的传送速度，并对所述电路板进行蚀刻处理；
其中，其中一个所述铜厚范围为16μm～18μm，对应的所述线性函数为
其中一个所述铜厚范围为33μm～36μm，对应的所述线性函数为
其中一个所述铜厚范围为66μm～72μm，对应的所述线性函数为
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| "手机用COF制造工艺关键技术研究";崔浩;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20090515(第5期);第42-50和77页 * |
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Denomination of invention: Method and system for automatically regulating etching line speed Effective date of registration: 20200323 Granted publication date: 20171103 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Huizhou branch Pledgor: HUIZHOU GLORYSKY ELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980000897 |
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Denomination of invention: Automatic Adjustment Method and System of Etching Line Speed Effective date of registration: 20221213 Granted publication date: 20171103 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Huidong branch Pledgor: Huizhou techuang Electronic Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022980026914 |
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