CN113543502B - 一种电路板的蚀刻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板的蚀刻装置，包括翻转机构、两组夹持机构及喷淋机构。翻转机构位于蚀刻箱体外，设翻转机构朝向蚀刻箱体的方向为蚀刻装置的尾端，另一方向为蚀刻装置的前端，蚀刻箱体前端设有窗口，翻转机构尾端设于窗口内，翻转机构用于将线路板由水平转至竖直状态，同时将竖直状态下的线路板输送至蚀刻箱体内；夹持机构位于蚀刻箱体内，且位于翻转机构尾端，用于夹持竖直状态下的线路板，同时使该线路板沿蚀刻箱体长轴方向移动；喷淋机构位于蚀刻箱体内，且位于两组夹持机构之间，用于喷洒蚀刻液。将线路板由水平转至竖直状态，可以同时对线路板的两面进行蚀刻。

Description

一种电路板的蚀刻装置

技术领域

本发明涉及电路板加工技术领域，尤其涉及一种电路板的蚀刻装置。

背景技术

印制电路板作为现代重要电子元器件之一，承载众多电子元器件，加工印制电路板一般包括前处理、印膜烘烤、曝光显影、酸性蚀刻等二十多道工序，其中蚀刻作为外层线路图形制造工序，蚀刻过程中的喷淋均匀度直接决定蚀刻达标性。

现有技术中，往往利用输送机构将电路板以平放的状态移动至蚀刻箱内，然后电路板顶面经过蚀刻液的冲洗或喷淋，之后被移出蚀刻箱，电路板经过翻转机构被翻转180°后，再次经过蚀刻箱的蚀刻，最后一步是清洗，也就是说，该蚀刻流程包括输送、一次蚀刻、翻转、二次蚀刻、清洗，这种繁琐的加工步骤消耗了大量的时间，也降低了电路板的生产速度。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种电路板的蚀刻装置，将电路板由水平转至竖直状态，可以同时对电路板的两面进行蚀刻，简化工艺流程，扩大蚀刻液喷洒范围，提高蚀刻速率和蚀刻效果。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种电路板的蚀刻装置，包括翻转机构、两组对称设置的夹持机构及喷淋机构。

翻转机构位于蚀刻箱体外，设翻转机构朝向蚀刻箱体的方向为蚀刻装置的尾端，另一方向为蚀刻装置的前端，蚀刻箱体前端设有窗口，翻转机构尾端设于窗口内，翻转机构用于将电路板由水平转至竖直状态，同时将竖直状态下的电路板输送至蚀刻箱体内；

夹持机构位于蚀刻箱体内，且位于翻转机构尾端，用于夹持竖直状态下的电路板，同时使该电路板沿蚀刻箱体长轴方向移动；

喷淋机构位于蚀刻箱体内，且位于两组夹持机构之间，用于喷洒蚀刻液。

进一步的，翻转机构包括支撑架、导轨、滑块、气缸、伸缩杆，支撑架设置为回字形，滑块在支撑架内滑动设置，滑块尾端依次设有连杆和支撑板，支撑板铰接于连杆，导轨设置为L形，导轨尾端设有斜轨，斜轨倾斜向下设置，斜轨与导轨夹角为钝角，导轨的竖段连接于支撑架，支撑板位于导轨的横段，支撑板上用于放置电路板，气缸、伸缩杆位于滑块前端，通过伸缩杆使滑块移动至支撑架尾端，从而使支撑板由水平转至竖直状态。

进一步的，滑块底部设有竖杆，竖杆外侧设有第一齿轮，连杆外侧设有第二齿轮，第二齿轮与支撑板同轴转动，第一齿轮和第二齿轮底部连接于同一个锯齿条，第一齿轮、第二齿轮与锯齿条啮合配合，锯齿条设于凹形滑槽内，凹形滑槽固定连接于连杆，导轨、斜轨设有相互连通的导向槽，导向槽内设有导向杆，第一齿轮外侧设有调节杆，调节杆一端固定连接于第一齿轮，另一端固定连接于导向杆。

进一步的，支撑板设有真空吸附件，支撑板顶部设有若干吸附孔。

进一步的，每一个夹持机构包括链条、两个第三齿轮、一个第四齿轮和若干夹持件，链条沿蚀刻箱体长轴方向设置，两个第三齿轮位于链条两端的内部，第四齿轮位于链条尾端的外部，链条、第三齿轮、第四齿轮啮合配合，两个第四齿轮啮合配合，其中一个第四齿轮顶部设有第一电机，第一电机固定连接于第二固定板，另一个第四齿轮活动连接于第二固定板，在蚀刻箱体内，位于前端的第三齿轮通过第一弓形杆固定连接于第一固定板，位于尾端的第三齿轮通过第二弓形杆固定连接于第二固定板，第一固定板和第二固定板均固定连接于蚀刻箱体内壁，夹持件固定连接于链条底部，位于蚀刻箱体中轴线两侧的夹持件一一对应，对应的两个夹持件为一组，用于夹持同一个电路板。

进一步的，每一个夹持件包括一个升降杆和两个柔性夹爪，升降杆顶部连接于链条，升降杆用于调控柔性夹爪的升降，两个柔性夹爪通过充气或放气的方式来夹持电路板。

进一步的，喷淋机构包括溶液仓，溶液仓两端分别连接于第一固定板、第二固定板，溶液仓内用于承装蚀刻液，溶液仓设置为下凸的弧形结构，溶液仓外壁均匀分布有若干蚀刻液喷头，蚀刻液喷头沿溶液仓的中心轴圆周设置，蚀刻液喷头均位于夹持件上方。

进一步的，喷淋机构还包括水仓，水仓位于溶液仓顶部，水仓内用于承装清水，水仓设置为上凸的弧形结构，水仓外壁均匀分布有若干水喷头，水喷头沿水仓的中心轴圆周设置。

进一步的，水仓、溶液仓一端通过同一个轴承座连接于第二固定板，另一端共同连接于第二电机的输出轴，第二电机固定连接于第一固定板。

进一步的，翻转机构、夹持机构和喷淋机构的材质耐受蚀刻液的腐蚀。

本发明的有益效果在于：通过翻转机构、夹持机构、喷淋机构的巧妙配合，翻转机构将电路板由水平转至竖直状态，依次将电路板输送至蚀刻箱体内，与此同时夹持机构会移动至电路板的上方，再依次夹持翻转机构上的电路板，并转移走；与现有技术的两次水平蚀刻步骤相比，本实施例将电路板竖直设置，可以同时对电路板的两面进行蚀刻，简化了工艺流程，极大的扩大了蚀刻液喷洒范围，提高了蚀刻速率和蚀刻效果。

附图说明

图1为实施例的蚀刻装置整体结构图；

图2为实施例的翻转机构结构图；

图3为实施例的翻转机构正视图；

图4为实施例的支撑架结构图；

图5为实施例的翻转机构使用时的其中一个状态结构图；

图6为图5中A的局部放大图；

图7为实施例的蚀刻箱体的窗口结构图；

图8为实施例的夹持机构结构图；

图9为实施例的夹持机构中的齿轮位置结构图；

图10为图9中B的局部放大图；

图11为实施例的夹持机构侧视图；

图12为实施例的喷淋机构结构图；

图13为实施例的PCB板化学镍金流程图;

附图标记：翻转机构-1、蚀刻箱体-4、窗口-44、夹持机构-2、喷淋机构-3、支撑架-11、导轨-12、滑块-13、气缸-14、伸缩杆-15、连杆-131、支撑板-132、斜轨-121、竖杆-133、第一齿轮-51、第二齿轮-52、锯齿条-53、凹形滑槽-54、导向槽-122、导向杆-123、调节杆-55、吸附孔-1321、链条-21、第三齿轮-22、第四齿轮-23、夹持件-24、第一电机-25、第二固定板-42、第一弓形杆-221、第一固定板-41、第二弓形杆-222、升降杆-241、柔性夹爪-242、溶液仓-31、蚀刻液喷头-311、水仓-32、水喷头-321、第二电机-43、基材-a、铜层-b、金层-c、湿膜-d、干膜-e。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供了一种电路板的蚀刻装置，包括翻转机构1、两组对称设置的夹持机构2及喷淋机构3。

具体的，翻转机构1位于蚀刻箱体4外，设翻转机构1朝向蚀刻箱体4的方向为蚀刻装置的尾端，另一方向为蚀刻装置的前端，如图7所示，蚀刻箱体4前端设有窗口44，翻转机构1尾端设于窗口44内，翻转机构1用于将电路板由水平转至竖直状态，同时将竖直状态下的电路板输送至蚀刻箱体4内。

更具体的，如图2所示，翻转机构1包括支撑架11、导轨12、滑块13、气缸14、伸缩杆15，支撑架11水平截面为回字形，滑块13设于支撑架11内，且滑块13与支撑架11滑动配合，滑块13尾端设有两个连杆131，连杆131设置为倒L形，连杆131的尾端设有支撑板132，支撑板132铰接于连杆131。

更具体的，如图3所示，导轨12设置为L形，导轨12尾端设有斜轨121，斜轨121倾斜向下设置，斜轨121与导轨12夹角为钝角，导轨12的竖段连接于支撑架11外侧，支撑板132位于导轨12的横段，支撑板132在导轨12顶部可以来回滑动，支撑板132上用于放置待蚀刻的电路板，支撑板132设有真空吸附件，支撑板132顶部设有若干吸附孔1321，通过真空吸附使电路板固定于支撑板132。

更具体的，气缸14、伸缩杆15位于滑块13前端，气缸14固定连接于支撑架11端部，通过气缸14带动伸缩杆15伸长，使滑块13移动至支撑架11尾端，从而使支撑板132由水平转至竖直状态，斜轨121起到缓冲效果，使支撑板132缓慢翻转。

优选的，如图4所示，滑块13底部设有竖杆133，竖杆133外侧设有第一齿轮51，第一齿轮51与竖杆133转动配合，连杆131外侧设有第二齿轮52，第二齿轮52与支撑板132同轴转动，第一齿轮51与第二齿轮52位于同一侧，第一齿轮51和第二齿轮52底部连接于同一个锯齿条53，且第一齿轮51、第二齿轮52与锯齿条53啮合配合，锯齿条53设于凹形滑槽54内，锯齿条53与凹形滑槽54滑动配合，凹形滑槽54固定连接于连杆131底部，导轨12、斜轨121设有相互连通的导向槽122，导向槽122的走向与导轨12、斜轨121走向相同，导向槽122内设有导向杆123，第一齿轮51外侧设有调节杆55，调节杆55一端固定连接于第一齿轮51，另一端固定连接于导向杆123。

使用时，先将电路板放置于支撑板132上，然后利用真空吸附件使电路板固定于支撑板132；通过气缸14带动伸缩杆15伸长，使滑块13缓慢移动至支撑架11的尾端，在此过程中，第一齿轮51、第二齿轮52、锯齿条53、凹形滑槽54、调节杆55、导向杆123、支撑板132都是相对静止的；当导向杆123开始进入斜轨121时，调节杆55顺时针转动，带动第一齿轮51顺时针转动；因为第一齿轮51、第二齿轮52与锯齿条53啮合配合，所以锯齿条53相对凹形滑槽54向前端移动，第二齿轮52顺时针转动；因为第二齿轮52与支撑板132同轴转动，所以支撑板132也开始向下翻转；如图5、图6所示，当导向杆123位于导向槽122尾端时，支撑板132完全处于竖直状态，也就完成了将电路板由水平转至竖直状态的任务。

具体的，夹持机构2位于蚀刻箱体4内，且位于翻转机构1尾端，用于夹持竖直状态下的电路板，同时使该电路板沿蚀刻箱体4长轴方向移动。

更具体的，如图8所示，每一个夹持机构2包括链条21、两个第三齿轮22、一个第四齿轮23和若干夹持件24，链条21沿蚀刻箱体4长轴方向设置，两个第三齿轮22位于链条21两端的内部，第四齿轮23位于链条21尾端的外部，链条21、第三齿轮22、第四齿轮23啮合配合，两个第四齿轮23啮合配合，其中一个第四齿轮23顶部设有第一电机25，第一电机25固定连接于第二固定板42，另一个第四齿轮23活动连接于第二固定板42，第四齿轮23与第二固定板42转动配合，在蚀刻箱体4内，位于前端的第三齿轮22通过第一弓形杆221固定连接于第一固定板41，位于尾端的第三齿轮22通过第二弓形杆222固定连接于第二固定板42，第一固定板41和第二固定板42均固定连接于蚀刻箱体4内壁。

更具体的，如图9、图11所示，夹持件24固定连接于链条21底部，本实施例中，每一个链条21底部共设有18个夹持件24，链条21两侧各9个夹持件24，位于蚀刻箱体4中轴线两侧的夹持件24一一对应，对应的两个夹持件24为一组，用于夹持同一个电路板，所以处于最内侧的有9组夹持件24，可以夹持9个电路板，当处于外侧的夹持件24移动至最里侧时，也可以形成9组夹持件24。

更具体的，如图10所示，每一个夹持件24包括一个升降杆241和两个柔性夹爪242，升降杆241的动力源可以气缸等，升降杆241顶部连接于链条21，升降杆241用于调控柔性夹爪242的升降，两个柔性夹爪242通过充气或放气的方式来夹持电路板，当柔性夹爪242处于自然状态时，两个柔性夹爪242保持竖直，且中间有一定间隔；当柔性夹爪242处于充气状态时，由于气体膨胀，两个柔性夹爪242弯曲，且中部外凸，底端靠拢，从而牢牢的固定电路板，同时电路板也不会因为受到夹持作用力而受损。

通过以上方式，当夹持件24移动至预设位置，也就是电路板的上方时，升降杆241下降使两个柔性夹爪242下移至预设位置，然后柔性夹爪242开始充气而夹持好电路板；因为在同一个夹持机构2中，链条21、第三齿轮22、第四齿轮23啮合配合，而且两个第四齿轮23也啮合配合，所以利用第一电机25带动其中一个第四齿轮23顺时针转动后，两个链条21开始逆时针转动，位于最里侧的夹持件24，依次从夹持机构2的前端向尾端移动，从而完成使电路板沿蚀刻箱体4长轴方向移动的任务。

具体的，如图12所示，喷淋机构3位于蚀刻箱体4内，且位于两组夹持机构2之间，喷淋机构3包括溶液仓31，溶液仓31用于承装蚀刻液，溶液仓31两端分别连接于第一固定板41、第二固定板42，溶液仓31内用于承装蚀刻液，溶液仓31设置为下凸的弧形结构，溶液仓31外壁均匀分布有若干蚀刻液喷头311，蚀刻液喷头311均位于夹持件24上方，蚀刻液喷头311沿溶液仓31的中心轴圆周设置，极大的扩大了蚀刻液喷洒范围，与现有技术的两次水平蚀刻步骤相比，本实施例将电路板竖直设置，可以同时对电路板的两面进行蚀刻，极大的提高了蚀刻速率和蚀刻效果。

通过翻转机构1、夹持机构2的配合，每当翻转机构1将一个电路板输送至蚀刻箱体4内，与此同时一组夹持件24会移动至电路板的上方，当夹持件24夹住该电路板时，真空吸附件停止吸附，电路板从支撑板132上脱离，然后在链条21的带动下，夹持件24和该电路板向尾端移动一段距离后停止；支撑板132又返回原处，重复上述步骤，当9组夹持件24都夹好电路板后，开始蚀刻电路板；溶液仓31储存有蚀刻液，打开溶液仓31的控制开关，蚀刻液喷头311开始喷洒蚀刻液，为了防止蚀刻装置受到蚀刻液的腐蚀，本实施例中翻转机构1、夹持机构2和喷淋机构3的材质采用耐受蚀刻液腐蚀的材质。

优选的，本实施例增设有清洗机构，喷淋机构3包括水仓32，水仓32位于溶液仓31顶部，水仓32内用于承装清水，水仓32设置为上凸的弧形结构，水仓32与溶液仓31相对设置，水仓32外壁部均匀分布有若干水喷头321，水喷头321沿水仓32的中心轴圆周设置，水仓32、溶液仓31一端通过同一个轴承座连接于第二固定板42，另一端共同连接于第二电机43的输出轴，第二电机43固定连接于第一固定板41。

使用时，溶液仓31先处于底层；当电路板完成蚀刻后，利用第二电机43使喷淋机构3翻转180°，水仓32位于底层；打开水仓32的控制开关，水喷头321开始喷射清水，冲洗掉电路板上的蚀刻液；冲洗结束后，第二电机43再反向转动180°。

其中一个具体实施例，在PCB板中，化学镍金作为表面处理的方式之一，具有优异的可焊性、抗腐蚀性和耐磨性，而在生产过程中因药水失控，会造成渗金现象，使PCB板之间短路，需要采用如下方法处理渗金不良板，如图13所示，a是基材、b是铜层、c是金层、d是湿膜、e是干膜，具体步骤如下：

S1、前处理，基材a外面包裹铜层b和金层c，将渗金不良板过前处理，前处理需关闭微蚀段，磨刷段，防止对金层c造成攻击；

S2、印湿膜d，将PCB板印上湿膜d，然后预烤；

S3、曝光显影，负片制作专用菲林，正常曝光显影，菲林针对渗金位置进行开窗，开窗大小比金面位置单边大2mil；

S4、二次干膜e，将PCB板再次压上干膜e，防止蚀刻过程中药水进入孔内攻击金层c及铜层b；

S5、曝光显影，负片制作专用菲林，正常曝光显影，菲林针对渗金位置进行开窗，开窗大小比金面位置单边大1mil；

S6、酸性蚀刻，利用本实施例中的蚀刻装置将显影后的PCB板进行蚀刻，蚀刻渗金处的金层c；

S7、退膜，退掉PCB板上的干膜e及湿膜d。

以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种电路板的蚀刻装置，其特征在于，包括：

翻转机构（1），位于蚀刻箱体（4）外，设翻转机构（1）朝向蚀刻箱体（4）的方向为蚀刻装置的尾端，另一方向为蚀刻装置的前端，翻转机构（1）包括支撑架（11）、导轨（12）、滑块（13）、气缸（14）、伸缩杆（15），支撑架（11）设置为回字形，滑块（13）在支撑架（11）内滑动设置，滑块（13）尾端依次设有连杆（131）和支撑板（132），支撑板（132）铰接于连杆（131），导轨（12）设置为L形，导轨（12）尾端设有斜轨（121），斜轨（121）倾斜向下设置，斜轨（121）与导轨（12）夹角为钝角，导轨（12）的竖段连接于支撑架（11），支撑板（132）位于导轨（12）的横段，支撑板（132）上用于放置线路板，气缸（14）、伸缩杆（15）位于滑块（13）前端，蚀刻箱体（4）前端设有窗口（44），翻转机构（1）尾端设于窗口（44）内，翻转机构（1）用于将线路板由水平转至竖直状态，同时将竖直状态下的线路板输送至蚀刻箱体（4）内；

两组对称设置的夹持机构（2），位于蚀刻箱体（4）内，且位于翻转机构（1）尾端，用于夹持竖直状态下的线路板，同时使该线路板沿蚀刻箱体（4）长轴方向移动；

喷淋机构（3），位于蚀刻箱体（4）内，且位于两组夹持机构（2）之间，用于喷洒蚀刻液。

2.根据权利要求1所述的电路板的蚀刻装置，其特征在于，滑块（13）底部设有竖杆（133），竖杆（133）外侧设有第一齿轮（51），连杆（131）外侧设有第二齿轮（52），第二齿轮（52）与支撑板（132）同轴转动，第一齿轮（51）和第二齿轮（52）底部连接于同一个锯齿条（53），第一齿轮（51）、第二齿轮（52）与锯齿条（53）啮合配合，锯齿条（53）设于凹形滑槽（54）内，凹形滑槽（54）固定连接于连杆（131），导轨（12）、斜轨（121）设有相互连通的导向槽（122），导向槽（122）内设有导向杆（123），第一齿轮（51）外侧设有调节杆（55），调节杆（55）一端固定连接于第一齿轮（51），另一端固定连接于导向杆（123）。

3.根据权利要求2所述的电路板的蚀刻装置，其特征在于，支撑板（132）设有真空吸附件，支撑板（132）顶部设有若干吸附孔（1321）。

4.根据权利要求1~3任一项所述的电路板的蚀刻装置，其特征在于，每一个夹持机构（2）包括链条（21）、两个第三齿轮（22）、一个第四齿轮（23）和若干夹持件（24），链条（21）沿蚀刻箱体（4）长轴方向设置，两个第三齿轮（22）位于链条（21）两端的内部，第四齿轮（23）位于链条（21）尾端的外部，链条（21）、第三齿轮（22）、第四齿轮（23）啮合配合，两个第四齿轮（23）啮合配合，其中一个第四齿轮（23）顶部设有第一电机（25），第一电机（25）固定连接于第二固定板（42），另一个第四齿轮（23）活动连接于第二固定板（42），在蚀刻箱体（4）内，位于前端的第三齿轮（22）通过第一弓形杆（221）固定连接于第一固定板（41），位于尾端的第三齿轮（22）通过第二弓形杆（222）固定连接于第二固定板（42），第一固定板（41）和第二固定板（42）均固定连接于蚀刻箱体（4）内壁，夹持件（24）固定连接于链条（21）底部，位于蚀刻箱体（4）中轴线两侧的夹持件（24）一一对应，对应的两个夹持件（24）为一组，用于夹持同一个线路板。

5.根据权利要求4所述的电路板的蚀刻装置，其特征在于，每一个夹持件（24）包括一个升降杆（241）和两个柔性夹爪（242），升降杆（241）顶部连接于链条（21），升降杆（241）用于调控柔性夹爪（242）的升降，两个柔性夹爪（242）通过充气或放气的方式来夹持线路板。

6.根据权利要求4所述的电路板的蚀刻装置，其特征在于，喷淋机构（3）包括溶液仓（31），溶液仓（31）两端分别连接于第一固定板（41）、第二固定板（42），溶液仓（31）内用于承装蚀刻液，溶液仓（31）设置为下凸的弧形结构，溶液仓（31）外壁均匀分布有若干蚀刻液喷头（311），蚀刻液喷头（311）沿溶液仓（31）的中心轴圆周设置，蚀刻液喷头（311）均位于夹持件（24）上方。

7.根据权利要求6所述的电路板的蚀刻装置，其特征在于，喷淋机构（3）还包括水仓（32），水仓（32）位于溶液仓（31）顶部，水仓（32）内用于承装清水，水仓（32）设置为上凸的弧形结构，水仓（32）外壁均匀分布有若干水喷头（321），水喷头（321）沿水仓（32）的中心轴圆周设置。

8.根据权利要求7所述的电路板的蚀刻装置，其特征在于，水仓（32）、溶液仓（31）一端通过同一个轴承座连接于第二固定板（42），另一端共同连接于第二电机（43）的输出轴，第二电机（43）固定连接于第一固定板（41）。

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