CN114390791A - 一种pcb干冰粒子蚀刻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PCB干冰粒子蚀刻方法，所述方法为通过喷射装置上下两个方向，向蚀刻槽内PCB板的上下两面喷射干冰粒子，干冰粒子在喷射压力作用下垂直向上或向下喷淋在PCB板上，在干冰粒子的挤压下使得蚀刻药水垂直渗透向下，干冰粒子在蚀刻药水中溶解变成二氧化碳气体析出，从PCB板的中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到抑制的一种蚀刻方法。本发明PCB干冰粒子蚀刻方法具有蚀刻均匀性好以及侧蚀度低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及线路板制作技术领域，具体为一种PCB干冰粒子蚀刻方法。
背景技术
蚀刻是PCB表面形成线路的关键技术，它可以通过蚀刻掉不需要的铜面，保留需要的铜面，在内层图形或者外层图形都是重要工艺，然而随着线宽，间距的缩小，为了提高制程能力，防侧蚀显得尤为重要。
目前，传统蚀刻药水方式进行PCB表面进行蚀刻，存在如下技术问题：
（1）一般铜厚为30微米，线宽/线距小于75微米，会造成蚀刻不尽，蚀刻过度会造成，侧蚀大于30%；
（2）蚀刻均匀性有待于提高，板厚与板薄的地方，一边蚀刻不尽，一边蚀刻过度。
发明内容
为此，申请人提供一种蚀刻均匀性好以及侧蚀度低的PCB干冰粒子蚀刻方法。
为了实现上述目的，通过以下技术方案实现。
一种PCB干冰粒子蚀刻方法，所述方法为通过喷射装置上下两个方向，向蚀刻槽内PCB板的上下两面喷射干冰粒子，干冰粒子在喷射压力作用下垂直向上或向下喷淋在PCB板上，在干冰粒子的挤压下使得蚀刻药水垂直渗透向下，干冰粒子在蚀刻药水中溶解变成二氧化碳气体析出，从PCB板的中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到抑制的一种蚀刻方法。本发明PCB干冰粒子蚀刻方法采用干冰粒子取代蚀刻药水喷淋在PCB板的上下两面，由于干冰粒子是固体颗粒，共相比直接喷淋蚀刻药水，其干冰粒子在喷射压力作用下垂直喷射在PCB板面上，使蚀刻槽内的蚀刻药水在干冰粒子的挤压下垂直渗透向下，使PCB板的蚀刻更均匀，效果更好；而且干冰粒子在蚀刻药水溶液中溶解后，会在强酸条件下变成二氧化碳气体析出，由于分子扩散的作用，二氧化碳气体分子由中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到很大程度上的抑制效果，随着干冰粒子不断向下打入，逐渐使侧蚀面几乎垂直向下，这样在铜厚30～50微米内的PCB板的蚀刻，其侧蚀率可保持在5%以内，大大提高了蚀刻的均匀性和制成能力。
进一步地，所述蚀刻方法包括如下步骤，
S1：干冰的制作，采用干冰制粒机和真空旋转机进行制备大干冰粒子和小干冰粒子，具体地，通过干冰制粒机将二氧化碳液体迅速凝固成二氧化碳固体得到大干冰粒子，将大干冰粒机放入真空旋转机中，通过真空旋转机将大干冰粒子粉碎割离成小干冰粒子；
S2：槽液的安装，按照正常比例开缸，并在缸内设置二氧化碳气体预留空间，以及安装喷射装置，所述槽液的缸体上部盖有槽液盖；
S3：蚀刻处理，将S1步骤制得的干冰粒子装入S2步骤中的喷射装置中，通过喷射装置将干冰粒子垂直喷射在所述PCB板的上下两面。
进一步地， S1步骤干冰的制作中所述干冰制粒机在制作干冰时的工作压强为6250千帕。
进一步地，S1步骤干冰的制作中所述二氧化碳液体在干冰制粒机中迅速凝固成二氧化碳固体，将制得的二氧化碳固体在冷冻储存箱内储存5～10天，储存后，观察二氧化碳固体有无异常，确认二氧化碳固体无异常后移至真空旋转机中。
进一步地，所述干冰制粒机制得的二氧化碳固体有无异常的观察方法，观察二氧化碳固体是否全部呈现泡沫状态，如已全部呈现泡沫状态，且相互之间分开，单独成颗粒，则为正常，否则为异常，检查二氧化碳固体颗粒正常之后，通过真空抽压方式，将冷冻储存箱内的大干冰粒子喷射至真空旋转机。
进一步地，所述小干冰粒子的直径范围为0.05～0.1mm。
进一步地，所述真空旋转机的粉粹割离时间为3～5s。
进一步地，S2步骤中的预留空间为原来体积的五分之一，所述槽液盖上开设有至少一排直径为0.5mm的小孔。所述原来体积指的是蚀刻槽的总体积，也即是预留空间为蚀刻槽总体积的五分之一，预留空间的设置，用于防止溶解后析出的二氧化碳气体膨胀破坏设备，确保设备的使用安全和稳定性，槽液盖上小孔的设置，用于二氧化碳气体的排放。
进一步地，S2和S3步骤中的喷射装置的喷射嘴口径为0.2～0.5mm，喷淋压力为2kg/cm3。
进一步地，所述蚀刻方法还包括在蚀刻过程中，每隔一个小时打开槽液盖一次，每次开盖持续约5min。
本发明PCB干冰粒子蚀刻方法与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明PCB干冰粒子蚀刻方法采用干冰粒子取代蚀刻药水喷淋在PCB板的上下两面，由于干冰粒子是固体颗粒，共相比直接喷淋蚀刻药水，其干冰粒子在喷射压力作用下垂直喷射在PCB板面上，使蚀刻槽内的蚀刻药水在干冰粒子的挤压下垂直渗透向下，使PCB板的蚀刻更均匀，效果更好；而且干冰粒子在蚀刻药水溶液中溶解后，会在强酸条件下变成二氧化碳气体析出，由于分子扩散的作用，二氧化碳气体分子由中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到很大程度上的抑制效果，随着干冰粒子不断向下打入，逐渐使侧蚀面几乎垂直向下，这样在铜厚30～50微米内的PCB板的蚀刻，其侧蚀率可保持在5%以内，大大提高了蚀刻的均匀性和制成能力。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明PCB干冰粒子蚀刻方法作进一步详细描述。
一种PCB干冰粒子蚀刻方法，所述方法为通过喷射装置上下两个方向，向蚀刻槽内PCB板的上下两面喷射干冰粒子，干冰粒子在喷射压力作用下垂直向上或向下喷淋在PCB板上，在干冰粒子的挤压下使得蚀刻药水垂直渗透向下，干冰粒子在蚀刻药水中溶解变成二氧化碳气体析出，从PCB板的中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到抑制的一种蚀刻方法，本发明采用干冰粒子的直径范围为0.05～0.1mm，一方面用于提高板面蚀刻的均匀性，另一方面有利于固体二氧化碳溶解后产生气体向线宽两边扩散。本发明PCB干冰粒子蚀刻方法采用干冰粒子取代蚀刻药水喷淋在PCB板的上下两面，由于干冰粒子是固体颗粒，共相比直接喷淋蚀刻药水，其干冰粒子在喷射压力作用下垂直喷射在PCB板面上，使蚀刻槽内的蚀刻药水在干冰粒子的挤压下垂直渗透向下，使PCB板的蚀刻更均匀，效果更好；而且干冰粒子在蚀刻药水溶液中溶解后，会在强酸条件下变成二氧化碳气体析出，由于分子扩散的作用，二氧化碳气体分子由中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到很大程度上的抑制效果，随着干冰粒子不断向下打入，逐渐使侧蚀面几乎垂直向下，这样在铜厚30～50微米内的PCB板的蚀刻，其侧蚀率可保持在5%以内，大大提高了蚀刻的均匀性和制成能力。
实施例1
本发明PCB干冰粒子蚀刻方法包括如下步骤，
S1：干冰的制作，采用干冰制粒机和真空旋转机进行制备大干冰粒子和小干冰粒子，具体地，通过干冰制粒机将二氧化碳液体迅速凝固成二氧化碳固体得到大干冰粒子，将大干冰粒机放入真空旋转机中，通过真空旋转机将大干冰粒子粉碎割离成小干冰粒子；所述干冰制粒机在制作干冰时的工作压强设置为6250千帕，确保二氧化碳液体迅速得到凝固，凝固后的大干冰粒子先在专业的冷冻储存箱里保存10天，然后观察看大干冰粒子有无异常。所述干冰制粒机制得的二氧化碳固体有无异常的观察方法，观察二氧化碳固体是否全部呈现泡沫状态，如已全部呈现泡沫状态，且相互之间分开，单独成颗粒，即全部形成相互独立和分开的大干冰粒子，则为正常，否则为异常，检查二氧化碳固体颗粒正常之后，通过真空抽压方式，将冷冻储存箱内的大干冰粒子喷射至真空旋转机。
S2：槽液的安装，按照正常比例开缸，并在缸内设置二氧化碳气体预留空间，以及安装喷射装置，所述槽液的缸体上部盖有槽液盖；槽液安装按正常比例开缸，喷射装置采用现有常规喷射装置，其槽液开缸、喷射装置及其安装均可采用现有设备，无需再额外制备，大大利用了现有设备，节省了制作成本。
S3：蚀刻处理，将S1步骤制得的干冰粒子装入S2步骤中的喷射装置中，通过喷射装置将干冰粒子垂直喷射在所述PCB板的上下两面；干冰粒子在喷射压力作用下垂直向上或向下喷淋在PCB板上，在干冰粒子的挤压下使得蚀刻药水垂直渗透向下，干冰粒子在蚀刻药水中溶解变成二氧化碳气体析出，从PCB板的中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到抑制，使PCB板的侧蚀率控制在5%以内，相对于现有蚀刻药水喷淋方式侧蚀大于30%，本发明PCB干冰粒子蚀刻方法侧蚀降低了25%以上，大大提高了制程能力。
本实施例中，制作过程中，所述真空旋转机的粉粹割离时间为3s，确保在极短时间内实现对干冰制粒机制得的大干冰粒子进行粉碎割离，经真空旋转机粉碎割离后制得的小干冰粒子的直径为0.1mm，将0.1mm直径的小干冰粒子放入喷射嘴口径为0.5mm的喷射装置，蚀刻时，启动喷射装置对PCB板进行直接喷淋小干冰粒子，喷淋压力设置为2kg/cm3，喷淋出的小干冰粒子对蚀刻药水产生挤压力，使蚀刻药水垂直渗透向下；由于小干冰粒子是固体颗粒，相比直接喷淋药水，其蚀刻均匀性和效果更好，小干冰粒子在溶液中溶解，在强酸条件下变成二氧化碳气体析出，由于分子扩散作用，二氧化碳气体分子由中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到很大程度上的抑制效果。随着干冰粒子不断向下打入，逐渐使侧蚀面几乎垂直向下，使铜厚在30-50微米内的PCB板，侧蚀率均可保持在5%以内，从而大大提高了均匀性和制成能力。本实施例中，S2步骤中的预留空间为蚀刻槽总体积的五分之一，预留空间的设置，用于防止溶解后析出的二氧化碳气体膨胀破坏设备，确保设备的使用安全和稳定性。所述槽液盖上开设有至少一排直径为0.5mm的小孔，使蚀刻过程中被蚀刻药水溶解产生的二氧化碳气体及时排放出去，具体作业时，为了保护设备不被二氧化碳气体膨胀损坏，在蚀刻过程中，每隔一个小时打开槽液盖一次，每次开盖持续约5min，保证预留空间的气体排放；蚀刻完成后进行水洗两遍，水洗后检查PCB板面是否有残留干冰或者有气雾现象，女有再进行多清洗一次，防止残留的干冰粒子或者二氧化碳水汽在空气中腐蚀板面。
实施例2
本发明PCB干冰粒子蚀刻方法包括如下步骤，
S1：干冰的制作，采用干冰制粒机和真空旋转机进行制备大干冰粒子和小干冰粒子，具体地，通过干冰制粒机将二氧化碳液体迅速凝固成二氧化碳固体得到大干冰粒子，将大干冰粒机放入真空旋转机中，通过真空旋转机将大干冰粒子粉碎割离成小干冰粒子；所述干冰制粒机在制作干冰时的工作压强设置为6250千帕，确保二氧化碳液体迅速得到凝固，凝固后的大干冰粒子先在专业的冷冻储存箱里保存7天，然后观察看大干冰粒子有无异常。所述干冰制粒机制得的二氧化碳固体有无异常的观察方法，观察二氧化碳固体是否全部呈现泡沫状态，如已全部呈现泡沫状态，且相互之间分开，单独成颗粒，即全部形成相互独立和分开的大干冰粒子，则为正常，否则为异常，检查二氧化碳固体颗粒正常之后，通过真空抽压方式，将冷冻储存箱内的大干冰粒子喷射至真空旋转机。
S2：槽液的安装，按照正常比例开缸，并在缸内设置二氧化碳气体预留空间，以及安装喷射装置，所述槽液的缸体上部盖有槽液盖；槽液安装按正常比例开缸，喷射装置采用现有常规喷射装置，其槽液开缸、喷射装置及其安装均可采用现有设备，无需再额外制备，大大利用了现有设备，节省了制作成本。
S3：蚀刻处理，将S1步骤制得的干冰粒子装入S2步骤中的喷射装置中，通过喷射装置将干冰粒子垂直喷射在所述PCB板的上下两面；干冰粒子在喷射压力作用下垂直向上或向下喷淋在PCB板上，在干冰粒子的挤压下使得蚀刻药水垂直渗透向下，干冰粒子在蚀刻药水中溶解变成二氧化碳气体析出，从PCB板的中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到抑制，使PCB板的侧蚀率控制在5%以内，相对于现有蚀刻药水喷淋方式侧蚀大于30%，本发明PCB干冰粒子蚀刻方法侧蚀降低了25%以上，大大提高了制程能力。
本实施例中，制作过程中，所述真空旋转机的粉粹割离时间为4s，确保在极短时间内实现对干冰制粒机制得的大干冰粒子进行粉碎割离，经真空旋转机粉碎割离后制得的小干冰粒子的直径为0.075mm，将0.075mm直径的小干冰粒子放入喷射嘴口径为0.35mm的喷射装置，蚀刻时，启动喷射装置对PCB板进行直接喷淋小干冰粒子，喷淋压力设置为2kg/cm3，喷淋出的小干冰粒子对蚀刻药水产生挤压力，使蚀刻药水垂直渗透向下；由于小干冰粒子是固体颗粒，相比直接喷淋药水，其蚀刻均匀性和效果更好，小干冰粒子在溶液中溶解，在强酸条件下变成二氧化碳气体析出，由于分子扩散作用，二氧化碳气体分子由中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到很大程度上的抑制效果。随着干冰粒子不断向下打入，逐渐使侧蚀面几乎垂直向下，使铜厚在30-50微米内的PCB板，侧蚀率均可保持在5%以内，从而大大提高了均匀性和制成能力。本实施例中，S2步骤中的预留空间为原来体积的五分之一，预留空间的设置，用于防止溶解后析出的二氧化碳气体膨胀破坏设备，确保设备的使用安全和稳定性。所述槽液盖上开设有至少一排直径为0.5mm的小孔，使蚀刻过程中被蚀刻药水溶解产生的二氧化碳气体及时排放出去，具体作业时，为了保护设备不被二氧化碳气体膨胀损坏，在蚀刻过程中，每隔一个小时打开槽液盖一次，每次开盖持续约5min，保证预留空间的气体排放；蚀刻完成后进行水洗两遍，水洗后检查PCB板面是否有残留干冰或者有气雾现象，女有再进行多清洗一次，防止残留的干冰粒子或者二氧化碳水汽在空气中腐蚀板面。
实施例3
本发明PCB干冰粒子蚀刻方法包括如下步骤，
S1：干冰的制作，采用干冰制粒机和真空旋转机进行制备大干冰粒子和小干冰粒子，具体地，通过干冰制粒机将二氧化碳液体迅速凝固成二氧化碳固体得到大干冰粒子，将大干冰粒机放入真空旋转机中，通过真空旋转机将大干冰粒子粉碎割离成小干冰粒子；所述干冰制粒机在制作干冰时的工作压强设置为6250千帕，确保二氧化碳液体迅速得到凝固，凝固后的大干冰粒子先在专业的冷冻储存箱里保存5天，然后观察看大干冰粒子有无异常。所述干冰制粒机制得的二氧化碳固体有无异常的观察方法，观察二氧化碳固体是否全部呈现泡沫状态，如已全部呈现泡沫状态，且相互之间分开，单独成颗粒，即全部形成相互独立和分开的大干冰粒子，则为正常，否则为异常，检查二氧化碳固体颗粒正常之后，通过真空抽压方式，将冷冻储存箱内的大干冰粒子喷射至真空旋转机。
S2：槽液的安装，按照正常比例开缸，并在缸内设置二氧化碳气体预留空间，以及安装喷射装置，所述槽液的缸体上部盖有槽液盖；槽液安装按正常比例开缸，喷射装置采用现有常规喷射装置，其槽液开缸、喷射装置及其安装均可采用现有设备，无需再额外制备，大大利用了现有设备，节省了制作成本。
S3：蚀刻处理，将S1步骤制得的干冰粒子装入S2步骤中的喷射装置中，通过喷射装置将干冰粒子垂直喷射在所述PCB板的上下两面；干冰粒子在喷射压力作用下垂直向上或向下喷淋在PCB板上，在干冰粒子的挤压下使得蚀刻药水垂直渗透向下，干冰粒子在蚀刻药水中溶解变成二氧化碳气体析出，从PCB板的中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到抑制，使PCB板的侧蚀率控制在5%以内，相对于现有蚀刻药水喷淋方式侧蚀大于30%，本发明PCB干冰粒子蚀刻方法侧蚀降低了25%以上，大大提高了制程能力。
本实施例中，制作过程中，所述真空旋转机的粉粹割离时间为5s，确保在极短时间内实现对干冰制粒机制得的大干冰粒子进行粉碎割离，经真空旋转机粉碎割离后制得的小干冰粒子的直径为0.05mm，将0.05mm直径的小干冰粒子放入喷射嘴口径为0.2mm的喷射装置，蚀刻时，启动喷射装置对PCB板进行直接喷淋小干冰粒子，喷淋压力设置为2kg/cm3，喷淋出的小干冰粒子对蚀刻药水产生挤压力，使蚀刻药水垂直渗透向下；由于小干冰粒子是固体颗粒，相比直接喷淋药水，其蚀刻均匀性和效果更好，小干冰粒子在溶液中溶解，在强酸条件下变成二氧化碳气体析出，由于分子扩散作用，二氧化碳气体分子由中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到很大程度上的抑制效果。随着干冰粒子不断向下打入，逐渐使侧蚀面几乎垂直向下，使铜厚在30-50微米内的PCB板，侧蚀率均可保持在5%以内，从而大大提高了均匀性和制成能力。本实施例中，S2步骤中的预留空间为原来体积的五分之一，预留空间的设置，用于防止溶解后析出的二氧化碳气体膨胀破坏设备，确保设备的使用安全和稳定性。所述槽液盖上开设有至少一排直径为0.5mm的小孔，使蚀刻过程中被蚀刻药水溶解产生的二氧化碳气体及时排放出去，具体作业时，为了保护设备不被二氧化碳气体膨胀损坏，在蚀刻过程中，每隔一个小时打开槽液盖一次，每次开盖持续约5min，保证预留空间的气体排放；蚀刻完成后进行水洗两遍，水洗后检查PCB板面是否有残留干冰或者有气雾现象，女有再进行多清洗一次，防止残留的干冰粒子或者二氧化碳水汽在空气中腐蚀板面。
上述实施例仅为本发明的具体实施例，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，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于：所述方法为通过喷射装置上下两个方向，向蚀刻槽内PCB板的上下两面喷射干冰粒子，干冰粒子在喷射压力作用下垂直向上或向下喷淋在PCB板上，在干冰粒子的挤压下使得蚀刻药水垂直渗透向下，干冰粒子在蚀刻药水中溶解变成二氧化碳气体析出，从PCB板的中间向两边扩散，使得PCB板两边壁上的铜面蚀刻受到抑制的一种蚀刻方法。
2.根据权利要求1所述的PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻方法包括如下步骤，
S1：干冰的制作，采用干冰制粒机和真空旋转机进行制备大干冰粒子和小干冰粒子，具体地，通过干冰制粒机将二氧化碳液体迅速凝固成二氧化碳固体得到大干冰粒子，将大干冰粒机放入真空旋转机中，通过真空旋转机将大干冰粒子粉碎割离成小干冰粒子；
S2：槽液的安装，按照正常比例开缸，并在缸内设置二氧化碳气体预留空间，以及安装喷射装置，所述槽液的缸体上部盖有槽液盖；
S3：蚀刻处理，将S1步骤制得的干冰粒子装入S2步骤中的喷射装置中，通过喷射装置将干冰粒子垂直喷射在所述PCB板的上下两面。
3.根据权利要求2所述的PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于，S1步骤干冰的制作中所述干冰制粒机在制作干冰时的工作压强为6250千帕。
4.根据权利要求3所述的PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于，S1步骤干冰的制作中所述二氧化碳液体在干冰制粒机中迅速凝固成二氧化碳固体，将制到的二氧化碳固体在冷冻储存箱内储存5～10天，储存后，观察二氧化碳固体有无异常，确认二氧化碳固体无异常后移至真空旋转机。
5.根据权利要求4所述的PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于，所述干冰制粒机制得的二氧化碳固体有无异常的观察方法，观察二氧化碳固体是否全部呈现泡沫状态，如已全部呈现泡沫状态，且相互之间分开，单独成颗粒，则为正常，否则为异常，检查二氧化碳固体颗粒正常之后，通过真空抽压方式，将冷冻储存箱内的大干冰粒子喷射至真空旋转机。
6.根据权利要求5所述的PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于，所述小干冰粒子的直径范围为0.05～0.1mm。
7.根据权利要求5所述的PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于，所述真空旋转机的粉粹割离时间为3～5s。
8.根据权利要求1至7任一项权利要求所述的PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于，S2步骤中的预留空间为原来体积的五分之一，所述槽液盖上开设有至少一排直径为0.5mm的小孔。
9.根据权利要求8所述的PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于，S2和S3步骤中的喷射装置的喷射嘴口径为0.2～0.5mm，喷淋压力为2kg/cm3。
10.根据权利要求9所述的PCB干冰粒子蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻方法还包括在蚀刻过程中，每隔一个小时打开槽液盖一次，每次开盖持续约5min。
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