CN113038683A - 微波等离子体发生装置及等离子蚀刻设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电路板加工设备技术领域，尤其涉及一种微波等离子体发生装置及等离子蚀刻设备；本发明的微波等离子体发生装置在的等离子腔的上端设置微波导入腔，并且微波导入腔和等离子腔之间通过石英板隔开，等离子腔连接第一冷却组件，所述第一冷却组件为形成在所述冷却板上的环形冷流道，保证整个等离子体发生装置的散热效果，从而延长装置的使用寿命，并且该装置长时间使用后仍可以均匀地产生等离子体，保证蚀刻的质量和效率；本发明的等离子蚀刻设备采用上述的微波等离子体发生装置，能够稳定且均匀地蚀刻电路板，保证电路板的蚀刻质量，延长整个设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电路板加工设备技术领域，尤其涉及一种微波等离子体发生装置及等离子蚀刻设备。
背景技术
等离子刻蚀是干法刻蚀中最常见的一种形式，其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体，由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体，从而形成等离子或离子，电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面。采用该原理工作的等离处理设备是用等离子体中的自由基去轰击或溅射被刻蚀材料的表面分子，形成易挥发物质，从而实现刻蚀的目的。
目前，等离子处理设备广泛应用于等离子清洗、刻蚀、等离子镀、等离子涂覆、等离子灰化和表面活化、改性等场合。通过其处理，能够改善材料的润湿能力，使多种材料能够进行涂覆、镀等操作，增强粘合力、键合力，同时去除有机污染物、油污或油脂。
然而，传统的用于蚀刻电路板的等离子体发生装置大多存在着等离子体产生不均匀、装置散热不佳而导致蚀刻质量不稳定、使用寿命低的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种微波等离子体发生装置，包括：冷却板，呈框型并且固定安装在盖体上；导波盖，安装在所述冷却板上，并且所述冷却板和所述导波盖通过石英板间隔以形成微波导入腔以及等离子腔，所述微波导入腔位于所述等离子腔的上方；其中，所述等离子腔连接有第一冷却组件以及气体通入组件，所述第一冷却组件为形成在所述冷却板上的环形冷流道。
进一步地，所述冷却板上开设有气体通入流道，所述气体通入流道的一端连通若干个气体通入口，另一端连通所述气体通入组件。
进一步地，所述微波导入腔连接有至少一个第二冷却组件，所述第二冷却组件为安装在所述导波盖上的散热风扇。
本发明还提供一种等离子蚀刻设备，其包括如上所述的微波等离子体发生装置，还包括基座以及设置在所述基座上的蚀刻箱，所述微波等离子体发生装置安装在所述蚀刻箱的上端，所述蚀刻箱的一侧开设有可容产品通过的开口。
进一步地，所述蚀刻箱的上端敞开且铰接有盖体，所述盖体连接有转动驱动机构，所述微波等离子体发生装置安装在所述盖体上，所述转动驱动机构能够驱使所述盖体相对所述蚀刻箱转动。
进一步地，所述蚀刻箱的内壁面和/或所述盖体上设置有陶瓷衬板。
进一步地，所述蚀刻箱上具有所述开口的一侧设置有门板，所述门板连接有升降驱动机构，所述升降驱动机用于驱使所述门板沿竖向上下移动以封闭或打开所述开口。
进一步地，所述基座上还设置有支架，所述支架上开设有限位孔，所述限位孔为腰孔并且沿竖向设置，所述限位孔的下端朝向靠近所述蚀刻箱的方向倾斜延伸，所述门板上设置有限位杆，所述限位杆插接到所述限位孔内并且沿所述限位孔的轴线方向移动。
进一步地，所述门板上远离所述蚀刻箱的一端设置有朝外延伸的牵引块，所述升降驱动机构的输出端设置有轴承安装块，所述轴承安装块上设置有至少两个活动轴承，两个所述活动轴承分设在所述牵引块的上下两端。
进一步地，所述支架上还设置有沿竖向的导轨以及设置在所述导轨上的滑块，所述滑块上设置有具有通孔的辅助升降块，所述门板上具有穿过所述通孔设置的杆件。
本发明的有益效果有：本发明的微波等离子体发生装置在的等离子腔的上端设置微波导入腔，并且微波导入腔和等离子腔之间通过石英板隔开，等离子腔连接第一冷却组件，第一冷却组件为形成在所述冷却板上的环形冷流道，从而保证整个等离子体发生装置的散热效果，从而延长装置的使用寿命，并且该装置长时间使用后仍可以均匀地产生等离子体，保证蚀刻的质量和效率；
本发明的等离子蚀刻设备采用上述的微波等离子体发生装置，能够稳定且均匀地蚀刻电路板，保证电路板的蚀刻质量，延长整个设备的使用寿命。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的微波等离子体发生装置的的结构示意图；
图2是本发明的微波等离子体发生装置的装配示意图；
图3是本发明的微波等离子体发生装置的其中一个方向的剖面示意图；
图4是本发明的微波等离子体发生装置的另一个方向的剖面示意图；
图5是本发明的等离子蚀刻设备的其中一个视角的结构示意图；
图6是本发明的等离子蚀刻设备的另一个视角的结构示意图；
图7是本发明的等离子蚀刻设备的门板部分的装配示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1至图4所示的一种微波等离子体发生装置，该微波等离子体发生装置包括等离子腔303和微波导入腔304，其中微波导入腔304设置在等离子腔303的上端，并且微波导入腔304和等离子腔303之间通过石英板307隔开，等离子腔303连接有第一冷却组件305和气体通入组件，所述第一冷却组件305为形成在冷却板301上的环形冷流道，环形冷流道连通外置的冷却水系统，该环形冷流道环绕在等离子腔303的周围，进而保证能够均匀冷却等离子腔303，更进一步地，该环形冷流道的进口和出口均设置在冷却板301的同一侧上，方便布置管道；并且等离子腔303的下端开设有输出口，在本发明中，等离子腔303通过第一冷却组件305进行冷却操作，避免发生冷却不均或冷却效率不佳的问题，保证蚀刻的稳定性和蚀刻的质量；具体的，微波导入腔304连接外置的微波发生器104，等离子腔303连接有外置的气体通入组件，微波发生器104与微波导入腔304之间通过导波管107连接。
在一些实施例中，参照图1与图2所示，该等离子体发生装置包括呈框型的冷却板301，冷却板301通过螺栓连接固定安装在盖体102上，框型的冷却板301与石英板307相配合而围合成下端敞开的等离子腔303，该敞开的下端即是输出口，所述石英板307与所述冷却板301之间还设置有垫圈312，该垫圈312采用特氟龙材料制成；进一步地，参照图4所示，所述冷却板301上开设有气体通入流道318，该气体通入流道318的一端连通若干个气体通入口319，另一端连通气体通入组件，更具体的，该气体通入流道318有两个并且分设在框型冷却板301上相对的两个侧壁上，并且每个气体通入流道318所连通的若干个气体通入口319并排连接在等离子腔303的一侧，具体的，该若干个气体通入口319分为两组并且分设在等离子腔303相对的两个侧壁上，该两组气体通入口319分别连通气体通入流道318，其目的在于保证气体能够均匀地通入等离子腔303，从而保证等离子腔303体能够均匀分布在腔内并且自输出口流出或喷出以蚀刻电路板。
在一些实施例中，参照图3所示，等离子腔303的下端开设有输出口，并且微波导入腔304连接有第二冷却组件306，等离子腔303和微波导入腔304分别通过第一冷却组件305和第二冷却组件306进行冷却操作，避免发生冷却不均或冷却效率不佳的问题，进一步保证蚀刻的稳定性和蚀刻的质量。
在一些实施例中，参照图1与图2所示，该等离子体发生装置包括导波盖302，所述导波盖302安装在冷却板301上并且导波盖302与石英板307相配合而围合成微波导入腔304，微波导入腔304的一侧通过转换接头308连通导波管107，另一侧通过封板316封闭。
在一些实施例中，参照图1与图2所示，所述第二冷却组件306为安装在导波盖302上的散热风扇，具体的，所述导波盖302上开设有散热孔，所述散热风扇安装在该散热孔上，所述散热孔上还设置有散热网板309；更进一步的，所述导波盖302的上端面还设置有拉手317，其目的在于方便操作员搬动该导波盖302以对盖等离子体发生装置的内部进行维护，需要说明的是，所述导波盖302通过螺纹连接安装在冷却板301上，更近一步地，所述冷却板301的上端面设置有压牙套板310，通过压牙套板310与导波盖302固定连接，该压牙套板310可以是嵌设于冷却板301的上端面，这样设计的目的在于节省材料，也就是冷却板301于压牙套板310的材料不同，压牙套板310可以选择强度高的材料以保证导波盖302与冷却板301之间的连接稳固，而冷却板301则可以采用冷却性能好或者是热塑性好的材料制成。
在一些实施例中，参照图2所示，所述导波盖302与所述冷却板301之间还设置有导波孔板311，所述导波孔板311上开设有若干个穿孔，若干个所述穿孔呈矩形孔并且该穿孔颜冷却板301的宽度方向延伸。
在一些实施例中，参照图2所示，所述输出口上连接有蚀刻板314，所述蚀刻板314上开设有网孔，所述网孔的目数可以根据实际需要而设置，本实施例采用开设网孔的蚀刻板314能够保证等离子体均匀蚀刻电路板。
在一些实施例中，参照图2所示，所述蚀刻板314上靠近产品的一端设置有挡板315，所述挡板315围合在所述网孔的周围，其目的在于避免等离子体穿过网孔后而分散于等离子腔303中，进一步提升等离子蚀刻的质量。
一种等离子蚀刻设备，参照图5与图6所示，其包括如上述实施例的微波等离子体发生装置103，还包括装置以及设置在基座100上的蚀刻箱101，所述蚀刻箱101内即是可容置电路板的蚀刻腔，所述微波等离子体发生装置103安装在蚀刻箱101的上端，而蚀刻箱101的一侧开设有可容产品通过的开口，在使用时，电路板可以通过该开口置入蚀刻箱101内，等离子体发生装置的输出口朝向蚀刻箱101设置并且对准蚀刻箱101内的电路板，进而能够准确地对电路板进行蚀刻操作，需要说明的是，电路板的尺寸大小可以小于或等于蚀刻板314上网孔区的尺寸大小，在蚀刻过程中无需移动电路板而能够对电路板上对准蚀刻板314的一面进行蚀刻；当然地，本实施例的等离子蚀刻设备还可以对大尺寸的电路板进行蚀刻，在本实施例中，基座100上还设置有能够驱使电路板沿水平方向在蚀刻箱101内移动的的托盘，该托盘连接有水平驱动组件，该水平驱动组件可以是常规的丝杠机构或者是直线滑台，电路板可以通过托盘驱使而相对蚀刻板314移动，进而能够对电路板上对准蚀刻板314的一面的各部分进行蚀刻。
在一些实施例中，参照图5所示，蚀刻箱101的上端面敞开，蚀刻箱101的上端设置有可转动的盖体102，所述微波等离子体发生装置103安装在所述盖体102上，所述蚀刻箱101的内壁面和/或所述盖体102上靠近蚀刻腔的一面设置有陶瓷衬板313，该陶瓷衬板313具有高等离子体阻抗；所述蚀刻腔还连接有真空发生器105，在具体使用中，微波等离子体发生装置103产生等离子并通过输出口输送至蚀刻腔中对电路板进行蚀刻操作，同时通过真空发生器105使蚀刻腔形成负压甚至是真空，提高等离子蚀刻电路板的效率和质量，同时真空发生器105还能够回收蚀刻后的等离子体，保证内腔中的等离子体浓度，可以通过操作员操作而转动盖体102，进而能够打开或封闭蚀刻腔，在打开状态下能够方便工作人员对内腔以及微波等离子体发生装置103进行维护清理操作；进一步地，所述基座100上设置有转动驱动机构106，其中，该转动驱动机构106的一端与基座100铰接，另一端铰接在盖体102上，所述转动驱动机构106可以采用常规的伸缩电缸或伸缩气缸，通过转动驱动机构106驱使盖体102上远离其与蚀刻箱101铰接点的一端沿该铰接点转动进而能够打开或者封闭蚀刻腔。
在一些实施例中，微波发生器104的输出端连接有导波管107，导波管107与微波导入腔304之间具有可弯折的导波弯头，其目的在于微波等离子体发生装置随盖体102转动过程中避免导波管107产生折痕或断裂的问题，当然，该导波管107可以采用软管制成，进而能够随等微波等离子体发生装置转动时而发生弯折。
在一些实施例中，所述盖体102上设置有拉条板108，所述拉条板108上开设有若干个通孔216，所述转动驱动机构106的输出端铰接在所述通孔216上，其目的在于能够根据盖体102打开角度而选择转动驱动机构106与盖体102的铰接点，也就是能够调整转动驱动机构106与盖体102的铰接点和盖体102与蚀刻箱101的铰接点之间的距离，进而调整盖体102的开合度；需要说明的是，所述拉条板108可以是通过螺纹连接或焊接的方式固定安装到盖体102的上端面。
在一些实施例中，所述蚀刻箱101的上端面设置有密封圈，具体的，所述蚀刻箱101的上端面开设有用于放置密封圈的环槽，并且密封圈的厚度大于环槽的高度，也就是常态下密封圈自环槽略微凸起，盖体102转动至盖合在蚀刻箱101上并压接该密封圈，进而能够保证内腔的密封性。
在一些实施例中，参照图6和图7所示，所述蚀刻箱101上具有开口的一侧设置有可升降的门板202，具体的，所述门板202连接有沿竖向朝下设置的升降驱动机构206，所述门板202的一侧或两侧设置有限位杆203，所述限位杆203可以是一端设置有螺纹，另一端设置有滑轮或轴承，所述限位杆203通过螺纹连接固定安装在门板202的侧面，基座100上还设置有支架204，并且支架204上设置有与限位杆203相配合的限位孔205，即限位杆203上的滑轮或轴承置入限位孔205内并且通过升降驱动机构206驱使而在限位孔205内往复移动；其中，所述限位孔205为腰孔并且沿竖向设置，限位孔205的下端朝向靠近蚀刻箱101的方向倾斜延伸，升降驱动机构206能够驱使门板202沿限位孔205的轴线方向往复移动，具体的，升降驱动机构206驱使门板202沿限位孔205的轴线方向向下移动，进而能够在向下移动过程中靠近或压紧蚀刻箱101，进而紧密封闭蚀刻箱101的敞开端，避免发生泄漏而影响蚀刻质量以及车间环境，在完成蚀刻后，升降驱动机构206驱使门板202沿限位孔205的轴线方向朝上移动以打开蚀刻箱101的敞开端，方便取出蚀刻箱101内的电路板。
在一些实施例中，参照图7所示，所述限位孔205倾斜延伸的下端呈弧形过度，其目的在于保证限位杆203沿限位孔205朝下移动过程中能够平顺地朝向靠近蚀刻箱101的方向移动以压紧蚀刻箱101的敞开端。
在一些实施例中，参照图7所示，所述支架204有两个并且分设在门板202的两侧，两个支架204之间通过固定板207连接，升降驱动机构206沿竖向朝下固定安装固定板207上，升降驱动机构206的输出端与门板202活动连接，具体的，所述升降驱动机构206可以是常规的伸缩气缸或伸缩电缸，升降驱动机构206能够驱使门板202沿竖向朝下运动，并且门板202沿竖向朝下运动过程中还有一个朝向靠近蚀刻箱101方向移动的水平运动，而上述的升降驱动机构206的输出端与门板202活动连接是指门板202可以相对升降驱动机构206的输出端水平移动以靠近或远离蚀刻箱101。
在一些实施例中，参照图7所示，所述门板202上远离蚀刻箱101的一端设置有朝外延伸的牵引块208，所述升降驱动机构206的输出端设置有轴承安装块209，轴承安装块209上设置有至少两个活动轴承210，两个活动轴承210分设在牵引块208的上下两端，在本实施例中，轴承安装块209与升降驱动机构206的输出端固定连接，也就是升降驱动机构206能够驱使轴承安装块209沿竖向上下移动，而轴承安装块209与牵引块208之间通过两个活动轴承210连接，进而升降驱动机构206能够驱使门板202上下移动，并且在上下移动的过程中门板202可以沿水平方向往复移动以靠近或远离蚀刻箱101；本实施例采用活动轴承210与牵引块208之间实现滚动连接，减小门板202沿水平方向移动的摩擦力，而在另外一些实施例中，也可以采用牵引块208与限位槽相配合的方式实现门板202水平移动，在此实施例中，牵引块208与限位槽为滑动摩擦，更进一步地，所述牵引块208水平设置，进而保证门板202移动的稳定性。
在一些实施例中，参照图7所示，支架204上远离蚀刻箱101的一端设置有沿竖向设置的导轨211，导轨211上设置有滑块212，滑块212上设有辅助升降块213，辅助升降块213上具有通孔216，门板202上设置有穿过所述通孔216的杆件214，该杆件214的一端可以通过螺纹连接安装在门板202上，另一端为光杆，并且通孔216的孔径与杆件214的外径相匹配，本实施例采用导轨211和滑块212以保证门板202沿竖向移动的稳定性和准确性，保证门板202能够准确下降到与蚀刻箱101的敞开端相配合的位置，并且通过杆件214与通孔216相配合限制滑块212随门板202上下移动而不会与门板202的水平移动的分运动发生干涉。
在一些实施例中，所述蚀刻箱101上敞开的一端开设有与所述门板202相配合的密封槽215，该密封槽215的尺寸大小与门板202的尺寸大小相当或略大于门板202的尺寸大小，其目的在于保证升降驱动机构206驱使门板202下降并朝向靠近蚀刻箱101的方向移动后能够紧密压接到该密封槽215上，更进一步的，所述门板202上相对靠近所述蚀刻箱101的一端和/或所述密封槽215上设置有密封垫片，采用密封垫片进一步提升门板202封闭蚀刻箱101时的密封效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.微波等离子体发生装置，其特征在于，包括：
冷却板(301)，呈框型并且固定安装在盖体(102)上；
导波盖(302)，安装在所述冷却板(301)上，并且所述冷却板(301)和所述导波盖(302)通过石英板(307)间隔以形成微波导入腔(304)以及等离子腔(303)，所述微波导入腔(304)位于所述等离子腔(303)的上方；
其中，所述等离子腔(303)连接有第一冷却组件(305)以及气体通入组件，所述第一冷却组件(305)为形成在所述冷却板(301)上的环形冷流道。
2.根据权利要求1所述的微波等离子体发生装置，其特征在于，所述冷却板(301)上开设有气体通入流道(318)，所述气体通入流道(318)的一端连通若干个气体通入口(319)，另一端连通所述气体通入组件。
3.根据权利要求1所述的微波等离子体发生装置，其特征在于，所述微波导入腔连接有至少一个第二冷却组件(306)，所述第二冷却组件(306)为安装在所述导波盖(302)上的散热风扇。
4.等离子蚀刻设备，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的微波等离子体发生装置(103)，还包括基座(100)以及设置在所述基座(100)上的蚀刻箱(101)，所述微波等离子体发生装置(103)安装在所述蚀刻箱(101)的上端，所述蚀刻箱(101)的一侧开设有可容产品通过的开口。
5.根据权利要求4所述的等离子蚀刻设备，其特征在于，所述蚀刻箱(101)的上端敞开且铰接有盖体(102)，所述盖体(102)连接有转动驱动机构(106)，所述微波等离子体发生装置(103)安装在所述盖体(102)上，所述转动驱动机构(106)能够驱使所述盖体(102)相对所述蚀刻箱(101)转动。
6.根据权利要求4所述的等离子蚀刻设备，其特征在于，所述蚀刻箱(101)的内壁面和/或所述盖体(102)上设置有陶瓷衬板(313)。
7.根据权利要求4所述的等离子蚀刻设备，其特征在于，所述蚀刻箱(101)上具有所述开口的一侧设置有门板(202)，所述门板(202)连接有升降驱动机构(206)，所述升降驱动机用于驱使所述门板(202)沿竖向上下移动以封闭或打开所述开口。
8.根据权利要求7所述的等离子蚀刻设备，其特征在于，所述基座(100)上还设置有支架(204)，所述支架(204)上开设有限位孔(205)，所述限位孔(205)为腰孔并且沿竖向设置，所述限位孔(205)的下端朝向靠近所述蚀刻箱(101)的方向倾斜延伸，所述门板(202)上设置有限位杆(203)，所述限位杆(203)插接到所述限位孔(205)内并且沿所述限位孔(205)的轴线方向移动。
9.根据权利要求7或8所述的等离子蚀刻设备，其特征在于，所述门板(202)上远离所述蚀刻箱(101)的一端设置有朝外延伸的牵引块(208)，所述升降驱动机构(206)的输出端设置有轴承安装块(209)，所述轴承安装块(209)上设置有至少两个活动轴承(210)，两个所述活动轴承(210)分设在所述牵引块(208)的上下两端。
10.根据权利要求8所述的等离子蚀刻设备，其特征在于，所述支架(204)上还设置有沿竖向的导轨(211)以及设置在所述导轨(211)上的滑块(212)，所述滑块(212)上设置有具有通孔(216)的辅助升降块(213)，所述门板(202)上具有穿过所述通孔(216)设置的杆件(214)。
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Denomination of invention: Microwave plasma generator and plasma etching equipment Effective date of registration: 20230922 Granted publication date: 20230725 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Zhuhai branch Pledgor: Zhuhai Hengge microelectronics equipment Co.,Ltd. Registration number: Y2023980058421 |