CN107295752A - 基材蚀刻处理方法 - Google Patents

Abstract

一种基材蚀刻处理方法，其包括提供工作药水给二流体喷蚀装置，提供工作气体给二流体喷蚀装置。混合工作药水以及工作气体，生成气液混合喷蚀雾。将气液混合喷蚀雾供给到基材的表面，通过真空吸引装置吸取残留在基材的表面的工作药水。本发明能解决水池效应的问题，并能提高蚀刻因子。

Description

基材蚀刻处理方法

技术领域

本发明涉及一种基材蚀刻处理方法，特别是涉及一种能解决水池效应，并实现超精细线路蚀刻的基材蚀刻处理方法。

背景技术

随着电子产品的轻薄、高密度与细线化的趋势潮流，线路的宽度与线路之间的距离，也相对要求更加狭窄细微；对印刷电路板的蚀刻技术，提出了更高的精细化要求。部分先进电子产品要求线路细至1.5mil(密耳)甚至更低，这对线路板蚀刻技术提出了前所未有的挑战，甚至因为产品无法达到理想的精度与良率，导致此类先进电子产品的推出受阻。如何确保蚀刻效果达到线路细线化，实现超精细变得越来越重要。

现有技术中的蚀刻设备与方法中，因滚轮阻碍了蚀刻液的排出，使其在滚轮之间积存造成水平线设备上下板面的蚀刻效果不同。明确的说，板边的蚀刻速率比板中间部位的蚀刻速率要快。在某些情况下，可能会造成严重的比例失调，导致上下板面线路蚀刻因子(Etch Factor,E.F)差异颇大。另一方面，细线化后线距间缩小关系，导致蚀刻液等药水因表面张力阻碍蚀刻喷洒时，药水不容易顺利的进入细微的线路之间。

当前有两种做法，其一是减层法上下喷洒方式，其二是采用蚀铜方式将铜面逼薄，然而这两种方式的效果欠佳，也不能有效改善线路蚀刻品质。

整体来说，现有技术面临下方几个问题。

1.水池效应(Puddling Effect)：

请参考图1A，在现有技术中经常有水池效应的问题，也就是蚀刻液等药水容易积存在基材700的中央部位的第一区710。相对的，基材700边缘部位的第四区740，蚀刻较为完整。进一步说，基材700的第一区710由于受药水等废液的阻挡不易排走，令新鲜的药水无法打在铜面上。由于蚀刻的作用是由铜金属变成铜离子而流走，属于一种氧化作用，第一区710受到药水的阻碍而减少了氧气协助进行的氧化作用；所以在一块基材700上，中央部位的厚度较厚，四周边缘的厚度较薄。也就是说第一区710的厚度>第二区720>第三区730>第四区740的厚度。

2.蚀刻因子(E.F)低落：

蚀刻因子(Etch Factor,E.F)是一种蚀刻品质的指标，计算公式为：2倍铜厚/(下线宽—上线宽)。请参考图2A、3A，视窗侧表示基材600靠近蚀刻处理设备的视窗的一侧，板中间表示基材600的中间部位，内侧表示在蚀刻处理设备中靠近里面的一侧。基材600的上线路610底端具有残留部611，业界称为残足。铜厚D1、上线宽W3、下线宽W4之间的关系决定了蚀刻因子。如图3A中的虚线框起的部分，现有技术中的蚀刻因子分别为1.866、2.735，以及2.792。一般而言蚀刻因子是越大越好，然而现有技术中的蚀刻因子最高只有2.792，无法满足蚀刻因子大于4的要求。

3.无法进行精细线路蚀刻：

业界以L/S代表蚀刻线路能力，请参考图2A，其中L0为线宽，S0为间距。现有技术中的蚀刻处理方法，其蚀刻能力L0/S0为30μm/30μm，这已是技术瓶颈。无法满足超精细线路，线路细线化的需求，也就是L/S小于25μm/25μm的技术要求。

有鉴于此，本发明人有感上述缺失可改善，乃潜心研究并配合学理的应用，终于提出一种设计合理并有效改善上述缺失的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基材蚀刻处理方法，其能有效解决水池问题，蚀刻因子高达4以上，并能实现L/S小于25μm/25μm的超精细线路蚀刻。

本发明基材蚀刻处理方法包括有下列步骤。提供工作药水给二流体喷蚀装置。提供工作气体给二流体喷蚀装置。混合工作药水以及工作气体，生成气液混合喷蚀雾。将所述气液混合喷蚀雾供给到基材的表面，以及通过一真空吸引装置，吸取残留在该基材的表面的所述工作药水。

优选地，本发明的一实施例中，气液混合喷蚀雾中的工作药水的颗粒粒径为Q，其中10μm<Q<50μm。

优选地，本发明的一实施例中更包含步骤：提供输送装置，使基材相对于二流体喷蚀装置进行直线运动。

优选地，本发明的一实施例中，设置有两个二流体喷蚀装置，其中一个二流体喷蚀装置设置于基材的上方，另一个二流体喷蚀装置设置于基材的下方。

优选地，本发明的一实施例中，二流体喷蚀装置设置有多个，真空吸引装置设置有多个，且二流体喷蚀装置的相对两侧分别设置有真空吸引装置。

优选地，本发明的一实施例中，真空吸引装置设置有多个，二流体喷蚀装置与真空吸引装置彼此间隔的排列。

优选地，本发明的一实施例中，二流体喷蚀装置包含有多数个二流体喷蚀模组，每个二流体喷蚀模组具有一个二流体喷嘴。

优选地，本发明的一实施例中，二流体喷蚀装置进行一摇摆运动，使二流体喷嘴所喷出的气液混合喷蚀雾喷布于基材一预定的区域。

优选地，本发明的一实施例中，二流体喷嘴到基材的表面的距离，大于真空吸引装置到基材的表面的距离。

本发明具有以下技术功效，使用真空吸引装置持续吸走基材上残留的蚀刻液药水，促进基材新鲜药水交换性，从而提升蚀刻的均匀性。通过二流体喷蚀装置注入强力细小水雾及混入高压空气的方法，将蚀刻液等药水喷洒到基材上线路之间进行喷蚀，从而实现超精细线路的蚀刻作业。是以，本发明所提供的基材蚀刻处理方法，彻底解除了水池效应问题，大幅提高蚀刻因子，并能生产L/S小于25μm/25μm的超精密线路蚀刻，并获得线路高度一致的蚀刻均匀性的技术效果。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附附图仅用来说明本发明，而非限制本发明的保护范围。

附图说明

图1A为现有技术中的基材的水池效应示意图。

图1B为本发明的基材蚀刻处理方法的基材示意图。

图2A为现有技术中的基材剖视图。

图2B为本发明的基材蚀刻处理方法的基材剖视图。

图3A为现有技术中的蚀刻因子的实验数据图。

图3B为本发明的基材蚀刻处理方法的蚀刻因子的实验数据图。

图4为本发明的基材蚀刻处理方法的流程图。

图5A为本发明的基材蚀刻处理方法的基材蚀刻设备的第一示意图。

图5B为本发明的基材蚀刻处理方法的基材蚀刻设备的第二示意图。

图6为本发明的基材蚀刻处理方法的基材蚀刻设备俯视的第三示意图。

具体实施方式

以下是藉由特定的具体实例来说明本发明所揭露有关“基材蚀刻处理方法”的实施方式，以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所揭示的内容并非用以限制本发明的技术范畴。

请参考图4，本发明的基材蚀刻处理方法，包含下列步骤。在步骤S100中，提供工作药水给二流体喷蚀装置(two-phase mixture etching apparatus)，二流体喷蚀装置是指具有二流体喷嘴的二流体喷蚀装置，二流体喷嘴或称为气体辅助式喷嘴，是利用压缩空气高速流动的原理，辅助液体微粒化的喷嘴，不同于只用泵将液体加压的单流体喷嘴。接着在步骤S200中，提供工作气体给二流体喷蚀装置。然后在步骤S300中，混合工作药水以及工作气体，生成气液混合喷蚀雾。在步骤S400中，将气液混合喷蚀雾供给到基材的表面。在步骤S500中，通过真空吸引装置，吸取残留在基材的表面的工作药水。

在本发明的一实施例中，气液混合喷蚀雾中的工作药水的颗粒粒径定义为Q，其中10μm<Q<50μm。

在本发明的一实施例中，进一步的包含有步骤：提供输送装置，使基材相对于二流体喷蚀装置进行直线运动。如图5A，输送装置300能把软性电路板等基材400从图的左方，运送至图的右方。进一步说，在本发明的一实施例中，基材400以卷对卷的软性电路板为例，此基材400受到输送装置300的卷动，从而使基材400相对于二流体喷蚀装置100进行直线运动。基材400的下方配置有多个滚轮900，用以导引基材400的直线运动。

请参考图5A、图5B，以及图6，说明本发明基材蚀刻处理方法所搭配的蚀刻处理设备，其包括一个以上的二流体喷蚀装置100，以及一个以上的真空吸引装置200。

在本发明一实施例中，二流体喷蚀装置100以及真空吸引装置200设置于基材400的上方。

在本发明一实施例中，二流体喷蚀装置100设置有两个以上，其中一个二流体喷蚀装置100设置于基材400的上方，另一个二流体喷蚀装置500设置于基材400的下方。通过上述的安排，能对基材400的顶侧与底侧同时进行线路蚀刻作业。

在本发明的一实施例中，二流体喷蚀装置100设置有多个，真空吸引装置200设置有多个，且二流体喷蚀装置100的相对两侧，分别设置有真空吸引装置200。在本发明的一实施例中，二流体喷蚀装置100与真空吸引装置200间隔的排列。详细的说，当二流体喷蚀装置100喷洒气液混合喷蚀雾到基材400的表面时，配置在二流体喷蚀装置100两旁的真空吸引装置200，就会连续吸取残留在基材400表面上的工作药水，从而基材400的表面能连续的接收到新鲜的药水也就是气液混合喷蚀雾，进而得到良好的蚀刻效果。藉此，现有技术中的水池效应问题可以彻底解决。

请参考图5A以及图5B，二流体喷蚀装置100可接收外部提供的工作药水以及工作气体。工作药水包含但不限于各种蚀刻药水以及去离子水(Deionized Water)，工作气体包含但不限于氮气或其他气体。二流体喷蚀装置100包含有多个二流体喷蚀模组110，每一个二流体喷蚀模组110具有二流体喷嘴111，工作药水从第一进入口112充填进入二流体喷蚀模组110，工作气体从第二进入口113充填进入二流体喷蚀模组110。运作过程，藉由高压的工作气体为动力，辅助工作药水微雾化，平均喷雾粒径较细，最细可达10～20μm(micron meter)。

在本发明的一实施例中，二流体喷蚀装置100会进行一左右摇摆运动，使二流体喷蚀模组110的二流体喷嘴111，所喷出的气液混合喷蚀雾，喷布于基材400上一预定的区域。

在本发明的一实施例中，二流体喷嘴111到基材400表面的距离，大于真空吸引装置200到基材400表面的距离。换句话说，二流体喷嘴111的喷出口，高于真空吸引装置200的吸入口。这样做的用意是，二流体喷嘴111需要远离基材400的表面有一预定的距离，才能喷洒较大的区域。相对的，真空吸引装置200的吸入口，必须靠近基材400的表面，便于吸取基材400表面上所残留的工作药水。

请参考图1B，本发明所提供的基材蚀刻处理方法，经实验证明，工作药水的残留部分甚少，如基材800上的第一区810。相比于图1A的现有技术，本发明实施例中残留的工作药水的第一区810，相比于图1A的第一区710、第二区720、第三区730，以及第四区740，本发明所残留工作药水所占面积大幅缩小了，彻底解决现有技术中的水池效应问题。

如图3B所示，本发明的基材蚀刻处理方法，其蚀刻因子为4.418、6.826、以及5.808。相比于图3A的现有技术，其蚀刻因子都在4以下，本发明的蚀刻因子都在4以上，现有技术中蚀刻因子低落的问题，也得到了解决。如图2B所示，在本发明的一实施例中，基材400上的线路410，其残足现象大幅降低。本发明的L/S，也就是线宽L1/S1小于等于25μm/25μm，相比于图2A的L0/S0面临30μm/30μm的技术瓶颈，本发明所提供的基材蚀刻处理方法，充分满足超精细线路的要求。

综上所述，本发明使用真空吸引装置持续吸走基材上残留的蚀刻液药水，促进基材新鲜药水交换性从而提升蚀刻的均匀性。通过二流体喷蚀装置注入强力细小水雾及混入高压空气的方法，将蚀刻液等药水喷洒到基材上线路之间做喷蚀，从而实现超精细线路的蚀刻作业。本发明所提供的基材蚀刻处理方法，彻底解除了水池效应问题，大幅提高蚀刻因子，并能生产L/S小于25μm/25μm的超精密线路蚀刻，获得线路高度一致的蚀刻均匀性的技术效果。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基材蚀刻处理方法，其特征在于，包括有下列步骤：

提供一工作药水给一二流体喷蚀装置；

提供一工作气体给所述二流体喷蚀装置；

混合所述工作药水以及所述工作气体，生成一气液混合喷蚀雾；

将所述气液混合喷蚀雾供给到一基材的表面；以及

通过一真空吸引装置，吸取残留在所述基材的表面的所述工作药水。

2.如权利要求1所述的基材蚀刻处理方法，其特征在于，所述气液混合喷蚀雾中的工作药水的颗粒粒径为Q，其中10μm<Q<50μm。

3.如权利要求1所述的基材蚀刻处理方法，其特征在于，更包含有下列步骤：提供一输送装置，使所述基材相对于所述二流体喷蚀装置进行一直线运动。

4.如权利要求1所述的基材蚀刻处理方法，其特征在于，所述二流体喷蚀装置设置于所述基材的上方。

5.如权利要求1所述的基材蚀刻处理方法，其特征在于，其中设置有两个所述二流体喷蚀装置，其中一个所述二流体喷蚀装置设置于所述基材的上方，另一个所述二流体喷蚀装置设置于所述基材的下方。

6.如权利要求1所述的基材蚀刻处理方法，其特征在于，所述二流体喷蚀装置设置有多个，所述真空吸引装置设置有多个，且所述二流体喷蚀装置的相对两侧分别设置有所述真空吸引装置。

7.如权利要求1所述的基材蚀刻处理方法，其特征在于，所述二流体喷蚀装置设置有多个，所述真空吸引装置设置有多个，所述二流体喷蚀装置与所述真空吸引装置彼此间隔的排列。

8.如权利要求1所述的基材蚀刻处理方法，其特征在于，所述二流体喷蚀装置包含有多个二流体喷蚀模组，每一所述二流体喷蚀模组具有一二流体喷嘴。

9.如权利要求8所述的基材蚀刻处理方法，其特征在于，所述二流体喷蚀装置进行一摇摆运动，使所述二流体喷嘴所喷出的所述气液混合喷蚀雾喷布于所述基材一预定的区域。

10.如权利要求1所述的基材蚀刻处理方法，其特征在于，所述二流体喷嘴到所述基材的表面的距离，大于所述真空吸引装置到所述基材的表面的距离。