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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Herstellungsvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten, die in verschiedenen elektronischen
Geräten verwendet
werden.
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In
letzter Zeit, als die elektronischen Geräte kleiner und vielfältiger in
ihrer Funktion werden, wird von den in derartigen elektronischen
Geräten
verwendeten gedruckten Leiterplatten eine höhere Verdrahtungsdichte und
eine höhere
Zuverlässigkeit
verlangt.
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Eine
herkömmliche
Herstellungsvorrichtung, die bei der Bildung von Leitermustern in
gedruckten Leiterplatten verwendet wird, insbesondere eine Ätzvorrichtung,
wird erläutert.
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21 ist
eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Ätzvorrichtung einer Herstellungsvorrichtung
gedruckter Leiterplatten. In 21 sind eine
Mehrzahl von Oberseitendüsenrohren 632 und eine
Mehrzahl von Unterseitendüsenrohren 633 in
einer Ätzzelle 641 mit
jeweils einer Mehrzahl von Sprühdüsen 631 versehen.
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Eine
Oberseitensprühpumpe 636 liefert
ein Ätzmittel
in ein Oberseitendüsenrohr 632 durch
ein Oberseitendruckregulierventil 636. Eine Unterseitensprühpumpe 639 liefert
ein Ätzmittel
in ein Unterseitendüsenrohr 633 durch
ein Unterseitendruckregulierungsventil 637. Der Druck des Ätzmittels
wird jeweils an einem Oberseitendruckmessgerät 634 und einem Unterseitendruckmessgerät 635 überprüft. Eine
Vorschubrolle 640 wird verwendet, um eine gedruckt Leiterplatte 642 in
einer Laufrichtung zu befördern.
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In
der herkömmlichen Ätzvorrichtung
mit einem derartigen Aufbau wird unten stehend eine Ätzmethode
für gedruckte
Leiterplatten erläutert.
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Zunächst wird
eine gedruckte Leiterplatte 642, die einen Ätzstopplack
durch ein Siebdruckverfahren oder fotografisches Verfahren auf einer
in eine bestimmte Größe zurechtgeschnittenen
mit Kupfer beschichteten Platine (nicht gezeigt) bildet, in eine Ätzzelle 631 zwischen
eine Vielzahl von Oberseitendüsenrohren 632 und
eine Vielzahl von Unterseitendüsenrohren 633,
die parallel zur oder in einem bestimmten Winkel zur Lauf richtung
der gedruckten Leiterplatte 642 angeordnet sind, befördert und
mit einer Rolle 640 mit einer bestimmten Geschwindigkeit
in der Laufrichtung befördert
und mit einem Ätzmittel
als Behandlungslösung,
wie z. B. Kupferchlorid, sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite mittels
der Spraydüsen 631 besprüht, um das
exponierte Kupfer in dem Bereich, der keinen Ätzwiderstand bildet, aufzulösen (zu ätzen), wodurch
man ein Leitermuster erhält.
Dabei können
die Oberseitendüsenrohre 632 und
die Unterseitendüsenrohre 633 um einen
Winkel von 45° bis
60° zur
Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte 642 geschwungen
werden. Später
wird durch die Schritte der Ätzstopplackentfernung,
des Waschens und Trocknens ein Leitermuster auf der kupferbeschichteten
Platine gebildet.
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In
einer derartigen herkömmlichen Ätzvorrichtung
und Ätzmethode
ist es schwierig, das Kupfer präzise
und gleichförmig
sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite des z zu ätzen und
insbesondere die Ätzgeschwindigkeit
unterscheidet sich wohlmöglich
deutlich zwischen der Oberseite und der Unterseite der gedruckten
Leiterplatte. Das heißt,
dass sich auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte verbrauchtes Ätzmittel,
das viel aufgelöstes
Kupfer enthält,
wohlmöglich
im mittleren Bereich ansammelt, aber das verbrauchte Ätzmittel
im Randbereich sofort von der gedruckten Leiterplatte abfließt und nicht
angesammelt wird, wohingegen auf der Unterseite der gedruckten Leiterplatte
das Ätzmittel
nicht stehen bleibt und das frische Ätzmittel mit einem hohen Ätzvermögen auf
der Unterseite stets nachgeliefert wird.
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Als
Ergebnis tritt ein deutlicher Unterschied in der Ätzpräzision des
Leitermusters zwischen dem mittleren Bereich und dem Randbereich
der Oberseite der gedruckten Leiterplatte auf und der Unterschied
ist noch viel größer zwischen
der Oberseite und der Unterseite und es ist extrem schwierig, das Leitermuster
der gedruckten Leiterplatte mit hoher Dichte und hoher Präzision zu ätzen und
die Prozessausbeute ist extrem abgesenkt und dieses Problem ist
noch stärker
zu bemerken, wenn die Dicke der gedruckten Leiterplatte kleiner
ist und die Dichte der Leitermuster höher ist.
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Um
diese Probleme zu lösen,
wurde bisher versucht, die gedruckte Leiterplatte zu neigen oder aufrecht
zu stellen und das Ätzmittel
von den Sprühdüsen in horizontaler
Richtung einzuspritzen und verschiedene Methoden zur Vermeidung
des Verbleibens von Ätzmittel
wurden vorgeschlagen, aber es ist schwierig, die gedruckte Leiterplatte
zu befördern und
die Ätzbedingungen
einzustellen, und die Produktivität ist deutlich beein trächtigt und
die Herstellungskosten der Herstellungsvorrichtung schnellen in die
Höhe und
sie wird derzeit nicht weit verbreitet verwendet.
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Referenz
JP-A-05-309294 beschreibt ein Sprühgerät, das flüssige Chemikalien gleichförmig auf
gedruckte Leiterplatten sprüht.
Die Sprühdüsen schwingen
seitlich, während
die gedruckten Leiterplatten durch eine Behandlungskammer transportiert werden.
Die Schwingfrequenz der Düsen
ist an die Transportgeschwindigkeit angepasst, um so eine gleichfönnige Verteilung
der Flüssigkeit
auf der gedruckten Leiterplatte sicherzustellen.
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JP-A-04-048085
beschreibt das Sprühen von Ätzmitteln
auf ein Substrat, um die gesamte Oberfläche des Substrats gleichförmig zu ätzen, indem
der Abstand zwischen der Düse
und dem Substrat verringert wird, der Sprühdruck der Flussrate des Ätzmittels
erhöht
wird, zu einem Zeitpunkt, bei dem das Substrat vorbeikommt.
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Ein
weiteres herkömmliches Ätzgerät ist aus der
JP-A-03-277784 bekannt. Das beschriebene Gerät sprüht Ätzmittel auf bandförmige Substrate,
um das Substrat gleichförmig
und stabil mit hoher Präzision
zu ätzen.
Die Düsen
sind auf Sprührohren
längs der
Laufrichtung des Substrats angeordnet. Sprührohre können in zwei Richtungen bewegt
werden, um so den Abstand zueinander und den Abstand zu dem Substrat
zu variieren. Die Düsen
schwingen seitlich, wenn die Sprührohre
um ihre Achse rotiert werden.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Herstellungsvorrichtung
und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung gedruckter Leiterplatten
anzugeben.
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Dies
wird mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche
erreicht.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Eine
Herstellungsvorrichtung für
gedruckte Leiterplatten der Erfindung umfasst eine Vorschubrolle
zur Beförderung
einer gedruckten Leiterplatte mit einer bestimmten Geschwindigkeit,
eine Mehrzahl von Düsenrohren,
auf denen eine Mehrzahl von Sprühdüsen befestigt
ist und die parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung
der gedruckten Leiterplatte angeordnet sind, einen Mechanismus zum
Schwingen der Düsenrohre
und einer Pumpe zur Versorgung der Düsenrohre mit einem Ätzmittel
als Be handlungslösung,
in dem der Mechanismus zum Schwingen der Düsenrohre unabhängig in
jedem Düsenrohr
angeordnet ist.
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In
diesem Aufbau können,
abhängig
von der Lage des Düsenrohrs,
die Bedingungen des Schwingwinkels und der Schwinggeschwindigkeit und
der Düsenrohre
unabhängig
in einzelnen Düsenrohren
eingestellt werden. Als Ergebnis kann der Fluss des Ätzmittels
auf der gedruckten Leiterplatte so eingestellt werden, dass die Ätzkraft
gleichmäßig ist.
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Ein
Herstellungsverfahren von gedruckten Leiterplatten unter Verwendung
dieser Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten ist
gekennzeichnet durch das Einstellen des Schwingwinkels des mittleren
Düsenrohrs
auf einen kleineren Wert als der Schwingwinkel der Düsenrohre
an beiden Seiten, das Einstellen der Schwinggeschwindigkeit auf
einen höheren
Wert und Befördern
bei einer bestimmten Geschwindigkeit während das Ätzmittel auf die gedruckte
Leiterplatte gesprüht
wird, wodurch die gedruckte Leiterplatte geätzt wird.
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Gemäß einer
derartigen Herstellungsvorrichtung und einem derartigen Herstellungsverfahren kann
die Verteilung der Flussrate die Behandlungslösung, die von den Sprühdüsen auf
die gedruckte Leiterplatte gesprüht
wird, so eingestellt werden, dass sie nicht auf der gedruckten Leiterplatte
stagniert und ein Ätzen
mit hoher Präzision
erreicht wird, und des Weiteren kann die gedruckte Leiterplatte
leicht mit einer bestimmten Geschwindigkeit befördert werden, so dass eine
Herstellungsvorrichtung vorgestellt werden kann, ohne die Produktivität zu senken
oder die Vorrichtungsherstellungskosten auf die Spitze zu treiben.
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Durch
die Erhöhung
der Sprühmenge
und der Flussrate des Ätzmittels
als Behandlungslösung im
mittleren Bereich auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte
steht das Ätzmittel
im mittleren Bereich der Oberseite nicht still, sondern fließt unmittelbar
herab, und daher ist die Ätzgeschwindigkeit gleichförmig im
mittleren Bereich und im Randbereich und auf der Oberseite und Unterseite,
so dass ein Leitermuster mit hoher Präzision gebildet werden kann.
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Eine
Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten in einem weiteren
unterschiedlichen Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorschubrolle
zur Beförderung
einer gedruckten Leiterplatte mit einer bestimmten Geschwindigkeit,
eine Mehrzahl von Dü senrohren
mit einer Mehrzahl von Sprühdüsen darauf,
die parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung der
gedruckten Leiterplatte angeordnet sind, einem Mechanismus zum Schwingen
der Düsenrohre,
eine Mehrzahl von Pumpen zur Versorgung der Düsenrohre mit Ätzmittel
als Behandlungslösung,
wobei die Mehrzahl der Pumpen den Düsenrohren zugeordnet ist, und
ein Druckmessgerät,
das in einem individuellen Übergang
zwischen jedem der Düsenrohre
und der Pumpen angeschlossen ist, wobei der Ausstoß jeder
Pumpe durch eine Umrichterschaltung, eine Stromsteuerschaltung oder
eine Spannungssteuerschaltung gesteuert wird.
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Da
demzufolge das Ätzmittel
unmittelbar herabfließt,
ohne im mittleren Bereich der Oberseite der gedruckten Leiterplatte
zu bleiben, kann durch die Steuerung des Pumpenausstoßes, während die
Anzeige des Druckmessgeräts
beobachtet wird, der Druck des mittleren Düsenrohrs in einfacher Weise höher eingestellt
werden als der Druck der Düsenrohre
an beiden Seiten, so dass eine Ätzvorrichtung
vorgestellt werden kann, die in der Lage ist, die Bedingungen der
gedruckten Leiterplatte, bei der hohe Präzision erfordert ist, einfach
und automatisch einzustellen.
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Ein
Herstellungsverfahren von gedruckten Leiterplatten unter Verwendung
dieser Vorrichtung ist gekennzeichnet durch das Ätzen einer gedruckten Leiterplatte
durch die Beförderung
mit einer bestimmten Geschwindigkeit, während Ätzmittel als Behandlungslösung auf
die gedruckte Leiterplatte gesprüht wird,
durch das Schwingen der Düsenrohre
mit einem konstanten Winkel, durch die Steuerung des Ausstoßes einer
jeden Pumpe, so dass die Anzeige des Druckmessgeräts des mittleren
Düsenrohrs
größer sein
kann als die Anzeige der Druckmessgeräte der Düsenrohre an beiden Seiten.
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Demgemäß kann der
Druck des mittleren Düsenrohrs
in einfacher Weise so eingestellt werden, dass er größer ist
als der Druck der Düsenrohre
an beiden Seiten, und das Ätzmittel
fließt
effizient und unmittelbar herab, ohne im mittleren Bereich der Oberseite
der gedruckten Leiterplatte zu bleiben, und die Ätzgeschwindigkeit ist gleichförmig im
mittleren Bereich und im Randbereich und auf der Oberseite und der
Unterseite, so dass ein Leitermuster mit höherer Präzision gebildet wird.
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Die
Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten mit einem derartigen
Aufbau kann wie folgt abgewandelt werden, um die Einstellung der Ätzbedingungen
zu automatisieren. Das heißt,
in dem Fall von N Düsenrohren
zur Bearbeitung einer gedruckten Leiterplatte enthält sie Einrichtungen
zur Einteilung in mindestens N Bereiche durch eine Trennlinie parallel
zur Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte vorab und zum Speichern
von Daten der Behandlungsfläche
jedes eingeteilten Blocks, Einrichtungen zur Speicherung von Korrekturdaten
für jedes
Düsenrohr,
Einrichtungen zur Auswahl von Korrekturdaten entsprechend eines
jeden eingeteilten Blocks als Ausgabedaten, Einrichtungen zur Berechnung
der endgültigen
Ausgabedaten an jede Sprühpumpe
aus den ausgewählten
Ausgabedaten, und Einrichtungen zur Steuerung des Sprühpumpenausstoßes entsprechend
der endgültigen
Ausgabedaten.
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Durch
diese Herstellungsvorrichtung und das Herstellungsverfahren, das
dieselbe verwendet, wird die gedruckte Leiterplatte in N Bereiche
parallel zur Laufrichtung eingeteilt und in Abhängigkeit von der Behandlungsfläche jedes
Bereichs, d. h. der Ätzfläche, und
von der Ätzkraft
durch die Rohrposition der Düsenrohre
kann die Ätzbedingung
automatisch eingestellt werden, indem die Druckeinstellung jedes Ätzrohrs
durch den Pumpenausstoß gesteuert
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Entwurfsdiagramm eines erläuternden
Beispiels einer Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten;
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2 ist
ein schematisches Diagramm, das das Detail der Herstellungsvorrichtung
in 1 zeigt;
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3 ist
ein Entwurfsdiagramm eines erläuternden
Beispiels einer Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten;
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4 ist
ein detailliertes Diagramm der Herstellungsvorrichtung von gedruckten
Leiterplatten in 3;
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5 ist
ein Entwurfsdiagramm eines erläuternden
Beispiels einer Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten;
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6 ist
ein Entwurfsdiagramm der Herstellungsvorrichtung von gedruckten
Leiterplatten in 5;
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7 ist
ein detailliertes Diagramm eines Schwingmechanismus von Düsenrohren
der Herstellungsvorrichtung in 5;
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8 ist
ein Entwurfsdiagramm eines erläuternden
Beispiels einer Ätzvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten.
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9 ist
ein detailliertes Diagramm eines unabhängigen Düsenrohrs der Ätzvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten in 8;
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10 ist
ein detailliertes Diagramm des unabhängigen Düsenrohrs der Ätzvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten in 8;
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11 ist
ein Diagramm, das die Bedingungseinstellung der Ätzvorrichtung von gedruckten Leiterplatten
in 8 zeigt;
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12 ist
ein Diagramm, das die Bedingungseinstellung der Ätzvorrichtung von gedruckten Leiterplatten
in 8 zeigt;
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13 ist
ein Entwurfsdiagramm einer Herstellungsvorrichtung von gedruckten
Leiterplatten in einer Ausführungsform
der Erfindung;
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14 ist
ein Entwurfsdiagramm der Herstellungsvorrichtung von gedruckten
Leiterplatten in einer Ausführungsform
der Erfindung;
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15 ist
ein detailliertes Diagramm eines Schwingmechanismus von Düsenrohren
der Herstellungsvorrichtung in der Ausführungsform der Erfindung;
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16 ist
ein Diagramm, das eine gedruckte Leiterplatte zeigt, die in N Bereiche
eingeteilt ist;
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17 ist
ein Diagramm, das den Ätzzustand
und Ursachen von gedruckten Leiter platten zeigt, wenn die Ätzbedingung
in 16 eingestellt wird;
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18 ist
ein Diagramm, das ein Zeichnungsmuster von Ätzstopplack zeigt;
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19 ist
ein Diagramm, das ein Zeichnungsmuster von Ätzstopplack zeigt;
-
20 ist
ein Flussdiagramm, das die Automatisierung der Einstellung von Ätzbedingungen
in 16 zeigt; und
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21 ist
ein Entwurfsdiagramm, das eine herkömmliche Herstellungsvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten zeigt.
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BESTE WEISE
ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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1 zeigt
einen Entwurf eines erläuternden Beispiels
einer Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten und 2 ist
ein schematisches Diagramm, das das Detail der Herstellungsvorrichtung aus 1 zeigt.
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In 1 ist
eine Mehrzahl von Oberseitendüsenrohren 102a bis 102f,
die in ungefähr
gleichen Abständen
in einer Ätzzelle 111 angebracht
sind, individuell mit einer Mehrzahl von Sprühdüsen 101 versehen und
parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung der gedruckten
Leiterplatte angebracht. In ähnlicher
Weise ist eine Mehrzahl von Unterseitendüsenrohren 103a bis 103f,
die in etwa gleichen Abständen
in der Ätzzelle 111 angebracht
sind, individuell mit einer Mehrzahl von Sprühdüsen 101 versehen und
parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung der gedruckten
Leiterplatte angebracht. Eine Oberseitensprühpumpe 108 liefert
ein Ätzmittel
an die Düsenrohre 102a bis 102f.
Eine Unterseitensprühpumpe 109 liefert
ein Ätzmittel
an die Düsenrohre 103a bis 103f.
Eine Vorschubrolle 110 befördert eine gedruckte Leiterplatte 112 mit
einer bestimmten Geschwindigkeit.
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In
dieser Anordnung ist die Öffnung
der mittleren Düsenrohre 102c, 102d, 103c, 103d ungefähr 20 bis
30 % größer als
die der Düsenrohre
an beiden Seiten 102a, 102b, 102e, 102f.
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In 2 sind
die Rohrleitungen 104a bis 104f zwischen den Oberseitensprühpumpen 108 und Oberseitendüsenrohren 102a bis 102f angebracht. Die
Rohrleitungen 105a bis 105f sind zwischen der Unterseitensprühpumpe 109 und
den Unterseitendüsenrohren 103a bis 103f angebracht.
Dabei ist die Öffnung
der Rohrleitung 104c, 104d, 105c, 105d, die mit
den mittleren Düsenrohren 102c, 102d und 103c, 103d verbunden
sind, ungefähr
20 bis 30 % größer als
die der Rohrleitungen an beiden Seiten 104a, 104b und 105e, 105f.
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In
der Herstellungsvorrichtung mit einem derartigen Aufbau wird das Ätzverfahren
für gedruckte
Leiterplatten unten stehend erläutert.
Zunächst wird
eine gedruckte Leiterplatte 112 vorbereitet, indem ein Ätzwiderstand
durch ein Siebdruckverfahren oder ein fotografisches Verfahren auf
einer kupferbeschichteten Platine (nicht gezeigt), die in eine bestimmte
Größe geschnitten
ist und eine Kupferfolie von 35 μm
Dicke auf beiden Seiten eines isolierenden Substrats hat, gebildet
wird.
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Diese
gedruckte Leiterplatte 112 wird in die Ätzzelle 111 zwischen
die Oberseitendüsenrohre 102a bis 102f und
die Unterseitendüsenrohre 103a bis 103f,
die parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung angeordnet
sind, mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf der Vorschubrolle 110 befördert und
geätzt,
indem ein Ätzmittel
wie Kupferchlorid sowohl auf die Ober- als auch auf die Unterseite
von Sprühdüsen 101 gesprüht wird.
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Zum
Zeitpunkt des Ätzens
werden die Oberseitendüsenrohre 102a bis 102f und
die Unterseitendüsenrohre 103a bis 103f um
einen Winkel von 45° bis
60° innerhalb
einer Ebene senkrecht zur Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte
in der Βlasrichtung der
Sprühdüsen auf
der Rotationsachse der Achse eines jeden Düsenrohrs geschwungen. Für diese Schwingung
wird ein Gelenk zur Rotation lediglich des Düsenrohrs benötigt, damit
das Ätzmittel
an der Verbindung zwischen der Sprühpumpe zu jedem Düsenrohr
nicht herausleckt, aber es ist in dem Diagramm nicht gezeigt. Um
die Flussrate des Ätzmittels,
das von der Oberseitensprühpumpe 108 an
die Oberseitendüsenrohre 102a bis 102f geliefert
wird, in Proportion zur Öffnung
der Düsenrohre
zu steuern, ist die Öffnung
der mittleren Düsenrohre 102c, 102d, 103c, 103d um
ungefähr
20 bis 30 % gegenüber
der der Düsenrohre
an beiden Seiten 102a, 102b und 103e, 103f vergrößert, und
daher steht das Ätzmittel im
mittleren Bereich auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte
nicht still sondern fließt
unmittelbar von beiden Seiten herab, so dass die gesamte Oberfläche der
gedruckten Leiterplatte stets mit einem frischen Ätzmittel
geätzt
wird.
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Indem
das Ätzen
durchgeführt
wird, indem die Öffnung
der Düsenrohre
eingestellt wird, werden im Vergleich zur herkömmlichen Ätzvorrichtung und dem herkömmlichen Ätzver fahren,
in dem Schwankungen der Breite in dem Leitermuster nach dem Ätzen ungefähr 50 bis
100 μm um
die Sollwerte in der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche und in
dem mittleren Bereich und dem Randbereich der gedruckten Leiterplatte
betragen, die Schwankungen in der Ätzvorrichtung und dem Ätzverfahren
der Erfindung auf 10 bis 20 μm
reduziert.
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Dieses
Prinzip bringt in etwa den gleichen Effekt wie in 2 gezeigt,
wenn die Öffnung
der Rohrleitungen 104c, 104d, 105c, 105d ungefähr 20 bis
30 % größer eingestellt
wird, als die der Rohrleitungen an beiden Seiten 104a, 104b und 105e, 105f,
und in diesem Fall können
insbesondere Änderungen
der herkömmlichen Ätzvorrichtung
und der Austausch oder die Befestigung beim Ändern der Öffnung der Rohreitungen einfacher
und billiger durchgeführt werden.
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In
Ausführungsform
1 werden nur die Düsenrohre
und Rohrleitungen im mittleren Bereich auf eine größere Öffnung eingestellt,
aber die Düsenrohre 102b, 102e, 103b, 103e und
Rohrleitungen 104b, 104e, 105b, 105,
die an die mittleren Düsenrohre
und Rohrleitungen angrenzen, können
ebenfalls auf um 10 bis 20 % größere Öffnungen
im Vergleich zu den am weitest außen liegenden Düsenrohre
und Rohrleitungen gesetzt werden und die gleichen Effekte werden
erzielt.
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Insbesondere
wird in Ausführungsform
1 neben der Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten
die Ätzvorrichtung
zum Ätzen
von Kupferfolie erläutert,
aber die Erfindung kann in ähnlicher Weise
auch auf Entwicklungsvorrichtungen zur Entwicklung und Entfernung
von unbelichteten Teilen des fotoempfindlichen Stopplacks angewendet
werden.
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3 ist
ein Entwurfsdiagramm eines weiteren erläuternden Beispiels einer Herstellungsvorrichtung
für gedruckte
Leiterplatten und 4 ist ein Detaildiagramm der
Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten aus 3.
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In 3 ist
eine Mehrzahl von Oberseitendüsenrohren 202a bis 202e,
die in einer Ätzzelle 211 angeordnet
sind, individuell mit einer Mehrzahl von Sprühdüsen 201 versehen und
parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte
angeordnet. In ähnlicher
Weise ist eine Mehrzahl von Unterseitendüsenrohren 203a bis 203e individuell
mit einer Mehrzahl von Sprühdüsen 201 versehen
und parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung der
gedruckten Leiterplatte angeordnet. Ein Oberseitensprühpumpe 208 liefert
ein Ätzmittel
an die Düsenrohre 202a bis 202e durch Oberseitendruckregulierungsventile 206a bis 206 als Mittel
zur Regulierung des Sprühdrucks.
Oberseitendruckmessgeräte 204a bis 204e überwachen
den Druck der Düsenrohre 202a bis 202e nach
Passieren der Oberseitendruckregulierungsventile 206a bis 206e.
Eine Unterseitensprühpumpe 209 liefert
ein Ätzmittel
an die Düsenrohre 203a bis 203 durch Unterseitendruckregulierungsventile 207a bis 207e als
Mittel zur Regulierung des Sprühdrucks.
Unterseitendruckmessgeräte 205a bis 205e überwachen den
Druck der Düsenrohre 203a bis 203e nach
Passieren der Unterseitendruckregulierungsventile 207a bis 207e.
Eine Vorschubrolle 210 befördert eine gedruckte Leiterplatten 212 in
der Laufrichtung.
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Die Ätzvorrichtung
als Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten mit einem
derartigen Aufbau ist in 4 gezeigt, in der der Abstand der
mittleren Düsenrohre 202c und 202b,
und 202c und 202d ungefähr 10 bis 30 % enger ist als
der Abstand der anderen Düsenrohre 202a und 202b,
und 202d und 202e, und in diesem Aufbau kann daher
die Menge von Ätzmittel,
die auf den mittleren Bereich der gedruckten Leiterplatte gesprüht wird,
erhöht werden.
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In
diesem Beispiel ist die Anzahl der Düsenrohre fünf, 202a bis 202e,
aber in dem Fall von sechs Rohren 202a bis 202f (nicht
gezeigt) ist der Abstand der mittleren Rohre 202c und 202d ungefähr 30 bis 50
% enger als der Abstand der anderen Düsenrohre 202a und 202b,
und 202e und 202f, und wie erforderlich, kann
der Abstand der Düsenrohre
näher zur
Mitte 202b und 202d, und 202d und 202e um
ungefähr 10
bis 30 % enger eingestellt werden.
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In
der Ätzvorrichtung
mit einem derartigen Aufbau wird das Ätzverfahren für gedruckte
Leiterplatten unten stehend erläutert.
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Zunächst wird
eine gedruckte Leiterplatte 212 vorbereitet, indem eine Ätzschutzschicht
mittels eines Siebdruckverfahrens oder fotografischen Verfahrens
auf einer kupferbeschichteten Platine (nicht gezeigt), die in eine
bestimmte Größe geschnitten
ist und eine Kupferfolie von 35 μm
Dicke auf beiden Seiten eines isolierenden Substrats hat, gebildet
wird.
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Diese
gedruckte Leiterplatte 212 wird in die Ätzzelle 211 zwischen
die Oberseitendüsenrohre 202a bis 202e und
die Unterseitendüsenrohre 203a bis 203e,
die parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung angeordnet
sind, mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf der Vorschubrolle 210 befördert und
geätzt,
indem ein Ätzmittel
wie Kupferchlorid sowohl auf die obere als auch auf die untere Oberfläche durch
Sprühdüsen 201 gesprüht wird. Zum
Zeitpunkt des Ätzens
werden die Oberseitendüsenrohre 202a bis 202e und
die Unterseitendüsenrohre 203a bis 203e um
einen Winkel von 45° bis
60° in einer
Ebene senkrecht zur Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte geschwungen
und das Ätzmittel,
das von der Oberseitensprühpumpe 208 zu
den Oberseitendüsenrohren 202a bis 202e geliefert
wird, wird über
den Öffnungsgrad
der Oberseitendruckregulierungsventile 206a bis 206e geregelt
und der Sprühdruck,
der auf den Oberseitendruckmessgeräten 204a bis 204e angezeigt
wird, wird angepasst. In ähnlicher
Weise wird das Ätzmittel,
das von der Unterseitensprühpumpe 209 an
die Unterseitendüsenrohre 203a bis 203d geliefert
wird, über
den Öffnungsgrad
der Unterseitendruckregulierungsventile 207a bis 207e geregelt
und der Sprühdruck,
der auf den Unterseitendruckmessgeräten 205a bis 205e angezeigt
wird, wird angepasst.
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Dabei
wird der Druck der auf den Oberseitendruckmessgeräten 204a bis 204e angezeigt
wird, durch den Öffnungsgrad
der Oberseitendruckregulierungsventile 206a bis 206 angepasst,
so dass der Druck in dem mittleren Düsenrohr höher sein kann, d. h. 1,2 kg/cm2 in dem Messgerät 204a, 1,6 kg/cm2 in dem Messgerät 204b, 2,0 kg/cm2 in dem Messgerät 204c, 1,6 kg/cm2 in dem Messgerät 204d und 1,2 kg/cm2 in dem Messgerät 204e.
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In ähnlicher
Weise wird der Druck, der auf den Unterseitendruckmessgeräten 205a bis 205e angezeigt
wird, durch den Öffnungsgrad
der Unterseitendruckregulierungsventile 207a bis 207e angepasst,
d. h. 1,0 kg/cm2 in dem Messgerät 205a,
0,9 kg/cm2 in dem Messgerät 205b,
0,8 kg/cm2 in dem Messgerät 205c,
0,9 kg/cm2 in dem Messgerät 205d und
1,0 kg/cm2 in dem Messgerät 205.
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Mit
diesen Einstellungen ist der Druckeinstellwert des mittleren Düsenrohrs 204c etwas
höher, aber
das Druckgleichgewicht ist relativ ausgewogen, da der Rohrleitungsabstand
des mittleren Düsenrohrs
eng ist und die Menge des Ätzmittels,
die in den mittleren Bereich der gedruckten Leiterplatte eingebracht
wird, relativ gesehen größer ist
als in den Randbereichen, so dass die Einstellungen etwas niedriger
sein können
als in dem Fall gleicher Rohrleitungsabstände der Düsenrohre.
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Damit
sind die folgenden Vorteile verbunden. Der Einspritzdruck zu mehreren
Düsen,
die an jedem Düsenrohr
angebracht sind, ist nicht extrem niedrig und die Wahrscheinlichkeit
von Schwierigkeiten aufgrund einer Verstopfung durch Fremdmaterial
in der Ätzmitteleinspritzöffnung der
Düse kann
verringert werden. Darüber
hinaus kann, da der Druck an beiden Seiten niedrig ist, der Flüssigkeitsverlust
aufgrund eines Schließens
der Druckregulationsventile und einer Verengung des Ätzmitteldurchgangs
verringert werden und die Energieeffizienz verbessert werden.
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Wenn
die Druckmessgeräte
und die Druckregulationsventile der Ausführungsform jeweils durch die
Durchflussmessgeräte
und Durchflussratenregulationsventile ersetzt werden, ist die Funktion
wie folgt. Das Durchflussratenregulationsventil hat im Allgemeinen
eine Einteilung zur Anpassung der Durchflussrate und ist im Prinzip
das gleiche wie das Druckregulationsventil. In der Erläuterung
der Ausführungsform
der Erfindung wird das Druckregulationsventil und das Durchflussratenregulationsventil unterschiedlich
behandelt.
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Im
Fall einer Einstellung auf Basis der Anzeige des Druckmessgerätes eines
jeden Düsenrohrs unter
Verwendung des Druckregulationsventils kann, wenn die Düsenform
und die Anzahl der Düsen
geändert
wird, die Ätrmittelflussrate
pro Einheitszeit, die auf die gedruckte Leiterplatte gesprüht wird,
unterschiedlich sein. Das bedeutet, wenn die Ätzmitteleinspritzöffnung der
Düse klein
ist, falls das Druckmessgerät
dasselbe anzeigt, ist die Durchflussrate des Ätzmittels, die auf die gedruckte
Leiterplatte eingespritzt wird, kleiner als im Vergleich mit dem
Fall einer großen
Einspritzöffnung.
Demzufolge steigt der Druck der Druckmessgeräte, wenn die Düse mit Fremdmaterial
verstopft ist, aber die Durchflussrate des Ätzmittels sinkt. Es ist daher
in der Tat schwierig, eine Düsenverstopfung
während
der Produktion zu erkennen.
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Im
Falle einer Verwaltung über
den Druck alleine wird das Druckregulierungsventil in der Schließrichtung
gesteuert, um die Anzeige des Druckmessgeräts zu senken, aber die Durchflussrate,
die auf die gedruckte Leiterplatte gesprüht wird, wird dabei weiter
abgesenkt und derartige widersprüchliche
Bedingungen können
auftreten.
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Darüber hinaus
enthält
die Ätzvorrichtung üblicherweise
einen Filter, um Fremdmaterial zu entfernen, der zwischen der Sprühpumpe und
dem Düsenrohr
installiert ist oder zwischen dem Vorratsbehälter für das Ätzmittel unten im Hauptteil
der Ätzvorrichtung
und der Sprühpumpe.
Wenn dieser Filter mit Fremdmaterial gefüllt ist und möglicherweise
eine gewisse Grenze überschreitet,
fällt die
Anzeige des Druckmessgeräts.
Wenn jedoch die Sprühdüse mit Fremdmaterial
verstopft ist und zur gleichen Zeit der Filter mit Fremdmaterial
gefüllt
ist, kann die Erhöhung der
Anzeige des Druckmessgeräts
aufgrund der Verstopfung der Sprühdüsen mit
Fremdmaterial und der Abfall der Anzeige des Druckmessgeräts aufgrund der
Filterfüllung
mit Fremdmaterial im Gleichgewicht sein und das Druckmessgerät kann denselben
Wert anzeigen wie die anfängliche
korrekte Einstellung. In diesem Fall ist in Wirklichkeit die Durchflussrate
des Ätzmittels,
das auf die gedruckte Leiterplatte gesprüht wird, extrem vermindert
aufgrund der verminderten Durchflussrate aufgrund der Verstopfung
der Sprühdüsen und
der verminderten Durchflussrate aufgrund der Verstopfung des Filters,
und in einem extremen Fall kann die Durchflussrate des Ätzmittels nicht
den Wert erreichen, der zum Ätzen
der Dicke des Kupfers erforderlich ist, und die Kupferschicht kann
stehen bleiben.
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Um
dieses Problem durch eine Einstellung der Bedingungen mit dem Durchflussmesser
und dem Durchflussregulationsventil zu lösen, kann die Durchflussrate
des Ätzmittels
pro Einheitszeit, die auf die gedruckte Leiterplatte gesprüht wird,
konstant gehalten werden und die gedruckte Leiterplatte kann unter
stabilen Bedingungen hergestellt werden, selbst wenn Druckschwankungen
aufgrund einer Verstopfung der Düsen
oder Verstopfung des Filters auftreten.
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Durch
das Ätzen
gemäß einer
derartigen Einstellung des Sprühdrucks
und der Durchflussrate ist gezeigt worden, dass im Vergleich zu
der herkömmlichen Ätzvorrichtung
und Ätzmethode,
in dem die Leitermusterdicke nach dem Ätzen um ungefähr 50 bis
100 μm vom
Sollwert auf Ober- und Unterseite und im mittleren und Randbereich
der gedruckten Leiterplatte abweicht, die Fluktuationen mit der Ätzvorrichtung
und Ätzmethode
der Erfindung auf ungefähr
10 bis 20 μm
extrem abgesenkt sind.
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In
der Ausführungsform
der Erfindung ist die gedruckte Leiterplatte eine zweiseitige gedruckte
Leiterplatte ohne Durchkontaktierung, aber sie kann auch auf einseitige
gedruckte Leiterplatten, zweiseitige gedruckte Leiterplatten mit
Durchkontaktierung oder eine mehrschichtige gedruckte Leiterplatte
angewendet werden, und der Ätzstopplack
ist ein organisches Material, das mittels eines Siebdruckverfahrens
oder fotografischen Verfahrens gebildet wurde, aber Lötzinn oder
andere Metallschutzschichten oder fotoempfindlich Elektrodepositionsschutzschichten können verwendet
werden. Das Ätzmittel
ist Kupferchlorid, aber Eisenchlorid, Ammoniak oder andere alkalische Ätzmittel
können
auch verwendet werden.
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Die
kupferbeschichtete Platine wird vorbereitet durch das Schneiden
auf eine bestimmte Größe und Bilden
einer 35 μm
dicken Kupferfolie auf beiden Seiten eines isolierenden Substrats,
aber aus dem Aufbau der Erfindung ist klar, dass sie leicht auf
verschiedene Platinengrößen oder
verschiedene Ätzpräzisionen
oder Leiterstärken
angewendet werden kann, indem der eingestellte Druck angepasst wird.
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Des
Weiteren wurde in der Ausführungsform der
Erfindung unter den Herstellungsvorrichtungen von gedruckten Leiterplatten
die Ätzvorrichtung
zum Ätzen
von Kupferfolie erläutert,
aber die Erfindung kann gleichermaßen auch in Entwicklungsvorrichtungen
zur Entwicklung und Entfernung unbelichteter Teile der fotoempfindlichen
Schutzschicht angewendet werden.
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5 und 6 sind
Entwurfsdiagramme einer Ätzvorrichtung
eines weiteren illustrativen Beispiels einer Herstellungsvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten und 7 ist ein
detailliertes Diagramm eines Schwingmechanismus von Düsenrohren
der Herstellungsvorrichtung.
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Eine Ätzvorrichtung
wird als Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten erläutert.
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Der
Aufbau der Ätzvorrichtung
ist ähnlich
zu einer herkömmlichen
Vorrichtung zur gleichzeitige Ätzung
der Ober- und Unterseife und die obere Struktur und die untere Struktur
sind im Wesentlichen die gleiche. Zum Zwecke der Erleichterung der
Erläuterung
der Erfindung wird daher nur die obere Struktur unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen erläutert.
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Wie
in 5 gezeigt sind Oberseitendüsenrohre 302a bis 302f parallel
oder in einem Winkel von 1 bis 5° zur
Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte 308, die mit einer
Vorschubrolle 306 in eine erste Ätzzelle 307a als erste
Behandlungszelle zu befördern ist, angeordnet.
Die Oberseitendüsenrohre
sind mit Oberseitendruckregulierungsventilen 304a bis 304f versehen
als Mittel zur Regulation des Sprühdrucks von einer Oberseitensprühpumpe 305 zur
Lieferung eines Ätzmittels
als Behandlungslösung.
Die Düsenrohre
sind auch mit Oberseitendruckmessgeräten 303a bis 303f versehen
und die Düsenrohre
sind des Weiteren mit unabhängigen
Schwingmechanismen 309a bis 309f für individuelle
Oberseitendüsenrohre ausgestattet.
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6 zeigt
zwei Ätzzellen,
d. h. eine zweite Ätzzelle 307b als
eine zweite Behandlungszelle neben der ersten Ätzzelle 307a und in
der ersten Ätzzelle 307a sind
Oberseitendüsenrohre 302a bis 302f in einem
Winkel von 1 bis 5° zur
Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte 308 angebracht
und in der zweiten Ätzzelle 307b sind
Oberseitendüsenrohre 302a' bis 302f in
einem Winkel von 1 bis 5° in
der umgekehrten Richtung der Düsenrohre
in der ersten Ätzzelle
angebracht.
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7 zeigt
die Details eines unabhängigen Schwingmechanismus
eines Rohrs.
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Ein
unabhängiger
Schwingmechanismus für jedes
Düsenrohr
umfasst eine Nocke (rotierende Scheibe) 311 und Verbindungsmechanismen 312a, 312b und
der Schwingwinkel kann variiert werden, indem der Drehpunkt 312c des
Verbindungsmechanismus auf der rotierenden Scheibe verschoben wird. Die
Nocke 311 ist direkt mit einem Steuermotor 310 verbunden
oder mit einem Riemen oder Getriebe verzahnt, und der Steuermotor 310 kann
mittels einer Umrichterschaltung 313 leicht in seiner Rotationsgeschwindigkeit
geändert
werden.
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In
diesem Aufbau können
in jedem Düsenrohr
der Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit unabhängig variiert
werden.
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Wenn
nur der Schwingwinkel in jedem Düsenrohr
geändert
wird und die Schwinggeschwindigkeit gleich gehalten wird, wird nur
ein Steuermotor 310 verwendet und die Gerätekosten
können
gespart werden.
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In
der Ätzvorrichtung
mit einem derartigen Aufbau wird das Ätzverfahren von gedruckten
Leiterplatten unten stehend erläutert.
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Die
Einstellung der Bedingungen wird in der Ätzvorrichtung unter Verwendung
nur der ersten Ätzzelle 307a der
gedruckten Leiterplatte in 5 erläutert.
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Zunächst wird
der Schwingwinkel der mittleren Düsenrohre 303c und 303d kleiner
eingestellt als der Schwingwinkel der anderen Düsenrohre 303a und 303b,
und 303e und 303f, indem die Position des Drehpunkts 312c des
Verbindungsmechanismus in dem Schwingmechanismus aus 7 verschoben wird.
Des Weiteren wird die Schwinggeschwindigkeit der mittleren Düsenrohre 303c und 3034 größer eingestellt
als die der anderen Düsenrohre 303a und 303b,
und 303e und 303f, mittels der Umrichterschaltung 313 oder
Strom- oder Spannungssteuerschaitung.
-
Durch
die Erhöhung
der Sprühmenge
und Durchflussrate des Ätzmittels
im mittleren Bereich auf der gedruckten Leiterplatte bleibt im Ergebnis
das Ätzmittel
im mittleren Bereich auf der Oberseite nicht stehen sondern fließt unmittelbar
herab.
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Vor
der Behandlung mit dieser Vorrichtung wird eine gedruckte Leiterplatte 308 vorbereitet,
indem eine Ätzschutzschicht
mittels eines Siebdruckverfahrens oder fotografischen Verfahrens
auf einer kupferbeschichteten Platine (nicht gezeigt) gebildet wird,
die in einer bestimmten Größe zurechtgeschnitten
ist und eine Kupferfolie von 35 μm
Dicke auf beiden Seiten eines isolierenden Substrats hat.
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Diese
gedruckte Leiterplatte 308 wird in die Ätzzellen 307a, 307b zwischen
die Oberseitendüsenrohre 302a bis 302f und
nicht gezeigte Unterseitendüsenrohre,
die parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung angeordnet
sind, mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf der Vorschubrolle 306 befördert und
geätzt,
indem ein Ätzmittel
wie Kupferchlorid sowohl auf die Ober- als auch auf die Unterseite
von Sprühdüsen 301 gesprüht wird.
Während
des Ätzens
werden die Oberseitendüsenrohre 302a bis 302f und
die Unterseitendüsenrohre
mit unabhängigen
Schwingwinkeln und Schwinggeschwindigkeiten individuell geschwungen
zur Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte, indem der Schwingwinkel
für die
mittleren Düsenrohre 302c und 302d auf 45° und auf
60° für die anderen
Düsenrohre 302a und 302b,
und 302e und 302f eingestellt wird, und das Ätzmittel,
das von der Oberseitensprühpumpe 305 an
die Oberseitendüsenrohre 302a bis 302f geliefert wird, über den Öffnungsgrad
der Oberseitendruckregulierungsventile 304a bis 304f gesteuert
wird, und der Sprühdruck,
der auf den Oberseitendruckmessgeräten 303a bis 303f angezeigt
wird, angepasst wird.
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In ähnlicher
Weise wird das Ätzmittel,
das von der nicht gezeigten Unterseitensprühpumpe geliefert wird, über den Öffnungsgrad
der nicht gezeigten Unterseitendruckregulierungsventile geregelt
und der Sprühdruck,
der von den Unterseitendruckmessgeräten angezeigt wird, wird angepasst.
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Dabei
wird der Druck, der auf den Oberseitendruckmessgeräten 303a bis 303f angezeigt
wird, über
den Öffnungsgrad
der Oberseitendruckregulieriangsventile 304a bis 304f angepasst,
so dass der Druck in dem mittleren Düsenrohr hoch sein kann, d. h.
1,2 kg/cm2 in 303a, 1,6 kg/cm2 in 303b, 2,0 kg/cm2 in 303c,
2,0 kg/cm2 in 303d, 1,6 kg/cm2 in 303e und 1,2 kg/cm2 in 303f.
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In ähnlicher
Weise wird der Druck, der auf den Unterseitendruckmessgeräten angezeigt
wird, über
den Öffnungsgrad
der Unterseitendruckregulierungsventile auf geeignete Werte angepasst,
abhängig
von der Zahl der Vorschubrollen und des Aufbaus.
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Durch
das Ätzen
gemäß einer
derartigen Einstellung des Schwingwinkels und der Schwinggeschwindigkeit
der Düsenrohre
und des Sprühdrucks ist
gezeigt, dass im Vergleich mit der herkömmlichen Ätzvorrichtung und Ätzmethode,
in der die Leitermusterbreite nach dem Ätzen μm ungefähr 50 bis 100 μm um den
Sollwert auf der Ober- und Unterseite und in dem mittleren und Randbereich
der gedruckten Leiterplatte schwankt, die Schwankungen mit der Ätzvorrichtung
und der Ätzmethode
der Erfindung auf ungefähr
10 bis 20 μm
vermindert sind.
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Unter
Bezugnahme auf 6 wird als nächstes das Herstellungsvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten in der Ätzvorrichtung der gedruckten Leiterplatten
mit mindestens zwei Ätzzellen,
d. h. einer ersten Ätzzelle 307a und
einer zweiten Ätzzelle 307b erläutert.
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Der
Schwingwinkel der mittleren Düsenrohre 302c und 302d ist
kleiner eingestellt als der Schwingwinkel der beiden Seitendüsenrohre 302a und 302, und 302e und 302f,
indem die Position des Drehpunkts auf der rotierenden Scheibe des
Schwingmechanismus des Verbindungsmechanismus verschoben wird, und
die Drehgeschwindigkeit des Steuermotors ist erhöht durch die Verwendung der
Umrichterschaltung oder Strom- oder Spannungssteuerschaltung und
die Schwinggeschwindigkeit ist erhöht.
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In
den mehreren Düsenrohren
der zweiten Behandlungszelle ist der Schwingwinkel der mittleren Düsenrohre
kleiner eingestellt als der Schwingwinkel der beiden Seitendüsenrohre
und die Schwinggeschwindigkeit ist größer eingestellt und auch der Schwingwinkel
ist größer eingestellt
als der der entsprechenden Düsenrohre
der ersten Behandlungszelle und die Schwinggeschwindigkeit ist kleiner
eingestellt. Zu diesem Zweck ist ein anderer Schwingmechanismus
erforderlich für
mehrere Düsenrohre aus
der zweiten Ätzzelle,
aber auf eine Darstellung wurde verzichtet.
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In
der ersten Ätzzelle
wird durch das Ätzen des
mittleren Bereichs der gedruckten Leiterplatte in einem Winkel nahe
der Senkrechten durch eine Erhöhung
des Einspritzdrucks des Ätzmittels
und eine Verminderung des Schwingwinkels der seitliche Ätzbetrag
(Ätzbetrag
in der seitlichen Richtung) vermindert und die Schwinggeschwindigkeit
ist erhöht,
so dass stagnierendes Ätzmittel
im mittleren Bereich vermieden werden kann.
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In
der zweiten Ätzzelle
wird das Auftreten von Seitenbasis von Ätzschaltung in einem weiten Bereich
verhindert und stagnierendes Ätzmittel
im mittleren Bereich eliminiert, so dass eine gedruckte Leiterplatte
von größerer Präzision gefertigt
werden kann.
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Durch
das Ätzen
unter den Bedingungen von Schwingwinkel und Schwinggeschwindigkeit
der Düsenrohre
in der ersten Ätzzelle
und zweiten Ätzzelle werden
im Vergleich zu der herkömmlichen Ätzvorrichtung
und Ätzmethode,
in der die Leitermusterbreite nach dem Ätzen um ungefähr 50 bis
100 μm um den
Sollwert auf der Ober- und Unterseite und im mittleren und im Randbereich
der gedruckten Leiterplatte schwankt, mit der Ätzvorrichtung und der Ätzmethode
der Erfindung die Schwankungen auf ungefähr 10 bis 20 μm reduziert.
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In 6 kann
genauso wie in der Ausführungsform
aus 5 die Ätzvorrichtung
Druckmessgeräte
und Druckregulationsventile für
Düsenrohre umfassen,
und zusätzlich
zur Einstellung des Schwingwinkels und der Schwinggeschwindigkeit der
Düsenrohre
in der ersten Ätzzelle
und der zweiten Ätzzelle
können Ätzbedingungen
von höherer Präzision eingestellt
werden durch die Anpassung des Drucks in jedem Düsenrohr.
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In
der Ausführungsform
der Erfindung ist die gedruckte Leiterplatte 308 eine zweiseitige
gedruckte Leiterplatte ohne Durchkontaktierung, aber sie kann auch
auf eine einseitige gedruckte Leiterplatte, eine zweiseitige gedruckte
Leiterplatte mit Durchkontaktierung oder eine mehrschichtige gedruckte
Leiterplatte angewendet werden, und die Ätzschutzschicht ist ein organisches
Material, das mittels eines Siebdruckverfahrens oder fotografischen
Verfahrens gebildet wird, aber Lötzinn
oder andere Metallschutzschichten oder fotoempfindliche Elektrodepositionsschutzschichten
können
verwendet werden. Das Ätzmittel
ist Kupferchlorid, aber Eisenchlorid, Ammoniak oder andere alkalische Ätzmittel
können
auch verwendet werden.
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Die
kupferbeschichtete Platine wird vorbereitet, indem sie auf eine
bestimmte Größe zugeschnitten
wird und 35 μm
dicke Kupferfolien auf beiden Seiten eines isolierenden Substrats
gebildet werden, aber aus dem Aufbau der Erfindung ist klar, dass
sie auch leicht auf verschiedene Plattengrößen oder verschiedene Ätzpräzisionen
oder Leiterstärken
durch Anpassung des eingestellten Drucks angewendet werden kann.
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Außerdem wurde
in der Ausführungsform der
Erfindung unter den Herstellungsvorrichtungen von gedruckten Leiterplatten
die Ätzvorrichtung
zur Ätzung
von Kupferfolie erläutert,
aber die Erfindung kann gleichermaßen auch in der Entwicklungsvorrichtung
zur Entwicklung und Entfernung von unbelichteten Teilen der fotoempfindlichen
Schutzschicht angewendet werden.
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8 ist
ein Entwurfsdiagramm eines erläuternden
Beispiels einer Ätzvorrichtung
als Herstellungsvorrichtung gedruckter Leiterplatten, 9 und 10 sind
detaillierte Diagramme eines unabhängigen Düsenrohrs der Herstellungsvorrichtung
gedruckter Leiterplatten aus 8, und 11 und 12 sind
Diagramme, die die Einstellung der Bedingungen der Herstellungsvorrichtung
der gedruckten Leiterplatten in 8 zeigen.
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Eine Ätzvorrichtung
als Herstellungsvorrichtung gedruckter Leiterplatten wird erläutert.
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Der
Aufbau der Ätzvorrichtung
ist ähnlich
einer herkömmlichen
Vorrichtung zur gleichzeitigen Ätzung
von Ober- und Unterseite, und die obere und die untere Struktur
sind im Wesentlichen die gleiche. Zur Vereinfachung der Erläuterung
der Erfindung wird daher nur die obere Struktur unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen erläutert.
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Wie
in 8 gezeigt, sind die Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f parallel
oder in einem Winkel von 1 bis 5° zur
Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte 408 in einer Ätzzelle 407 angeordnet.
Die Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f sind
mit einer Mehrzahl von Sprühdüsen 401 versehen.
Jedes Oberseitendüsenrohr
ist mit einer Oberseitensprühpumpe 405 verbunden,
um ein Ätzmittel
als Behandlungslösung
durch druckfeste flexible Schläuche 414a bis 414f zu
tiefem. In den einzelnen Übergängen der
Düsenrohre,
der druckfesten flexiblen Schläuche 414a bis 414f und
der oberen Sprühpumpe 405 sind
Oberseitendruckregulierungsventile 404a bis 404f als
Mittel zur Regulation des Sprühdrucks
vorgesehen zusammen mit den Oberseitendruckmessgeräten 403a bis 403f,
die dahinter vorgesehen sind. Die gedruckte Leiterplatte 408 wird
mit einer bestimmten Geschwindigkeit in der durch den Pfeil angegebenen
Richtung durch eine Vorschubrolle 406 befördert.
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Wie
in 9 gezeigt, durchdringt ein Düsenrohr, z. B. 402a,
ein erstes Stützelement 415a und wird
durch einen Schwingmechanismus 409a gestützt, um
geschwungen zu werden. Das erste Stützelement 415a wird
durch ein zweites Stützelement 415b gestützt, um
so in seitlicher Richtung in dem zweiten Stützelement 415b beweglich
zu sein. Das zweite Stützelement 415b ist
gestützt,
um vertikal im Bewegungsbereich der vorderen Wand und der Rückwand (nicht
gezeigt) der Ätzzelle 407 beweglich zu
sein.
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In
den Bewegungsbereichen des ersten Stützelements 415a und
des zweiten Stützelements 415b ist,
wie in 9 gezeigt, ein erstes Balgelement 416a im
Bewegungsbereich in der seitlichen Richtung des ersten Stützelements 415a angeordnet,
und ein zweites Balgelement 416b ist in dem Bewegungsbereich
in der vertikalen Richtung des zweiten Stützelements 415b angeordnet.
In dieser Anordnung kann, wenn die Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f seitlich
oder vertikal bewegt werden, aufgrund der druckfesten flexiblen
Schläuche 414a bis 414f die Verschlauchung
nicht bersten oder brechen, und aufgrund der Balgelemente können das Ätzmittel
und das Ätzgas
in der Ätzzelle 407 nicht
nach außen
dringen und der wechselseitige Abstand der angegebenen Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f und
der Abstand von der gedruckten Leiterplatte 408 kann enger oder
weiter eingestellt werden.
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Als
Verfahren zur automatischen Bewegung der Düsenrohre wird, wie in 10 gezeigt,
eine lineare Bewegung verwendet als Mittel zur Bewegung des ersten
Stützelements 415a und
des zweiten Stützelements 415b.
In dieser Ausführungsform
wird das erste Stützelement 415a durch
einen motorgetriebenen Zylinder 418a als lineare Bewegung
bewegt und das zweite Stützelement 415b wird
durch einen motorgetriebenen Zylinder 418b ebenfalls als
lineare Bewegung bewegt. Insbesondere der Befestigungspunkt des motorgetriebenen
Zylinders 418a muss so durchdacht sein, dass er nicht die
benachbarten Düsenrohre
berührt.
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Die
motorgetriebenen Zylinder 418a, 418b steuern die
Bewegungsposition durch eine Steuerschaltung 419 und die
Steuerschaltung 419 wird über ein Signal von der Eingabeeinrichtung 420a betrieben.
In diesem Aufbau kann jedes Düsenrohr
automatisch bewegt werden. Die Eingabeeinrichtung 420a kann
durch eine Speichereinrichtung 420b für Dimensionsdaten ersetzt werden
als Mittel zur Eingabe und Umwandlung von Dimensionsdaten der gedruckten
Leiterplatte und Dimensionsdaten können dort eingegeben werden.
-
Im
Ergebnis können
in Abhängigkeit
von der Platinengröße der gedruckten
Leiterplatte die Abstände
der Düsenrohre
automatisch eingestellt werden. Als Verfahren werden die Abmessungen
der gedruckten Leiterplatte in der seitlichen Richtung zur Laufrichtung
vorläufig
gemessen und in die Speichereinrichtung 420b für Dimensionsdaten
eingespeist, und nach dem Bewegen und Einstellen der Abstände der
Düsenrohre
entsprechend der Dimensionsdaten wird das Ätzen ausgeführt. Das bedeutet, dass im Vergleich
zu dem Fall des Ätzens
der gedruckten Leiterplatte mit Abmessungen von 600 mm in der seitlichen
Richtung, im Fall des Ätzens
der gedruckten Leiterplatte mit einer Abmessung von 400 mm die Abstände der
Düsenrohre
enger eingestellt sind.
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Daher
kann die gedruckte Leiterplatte unter den Bedingungen mit der höchsten Ätzeffizienz
in Abhängigkeit
von den Abmessungen der gedruckten Leiterplatte gefertigt werden.
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Die
Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f sind
mit unabhängigen
Schwingmechanismen ausgerüstet.
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Die
unabhängigen
Schwingmechanismen 409a bis 409f, die in 11 gezeigt
sind und den Oberseitendüsenrohren 402a bis 402f entsprechen, sind
individuell zusammengesetzt aus einer Nocke 411 und einem
Verbindungsmechanismus 412a, wie in 9 gezeigt,
und der Schwingwinkel kann variiert werden, indem die Position des
Drehpunkts 412b auf der rotierenden Scheibe des Verbindungsmechanismus
verschoben wird. Die Nocke (rotierende Scheibe) 411 ist
direkt mit einem Steuermotor 410 verbunden oder ist mit
einem Riemen oder Getriebe verzahnt, und der Steuermotor 410 kann
leicht in seiner Drehgeschwindigkeit mittels einer Umsetzerschaltung 413 geändert werden.
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Wenn
nur der Schwingwinkel in jedem Düsenrohr
geändert
wird und die Schwinggeschwindigkeit konstant gehalten wird, wird
nur ein Steuermotor 410 verwendet und die Gerätekosten
können
eingespart werden.
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Darüber hinaus
sind die unabhängigen
Düsenrohre
durch das erste Stützelement 415a,
wie in 9 gezeigt, abgestützt und zum Teil auf dem gleichen
ersten Stützelement 415a in
einem schwingbaren Zustand befestigt und mit einem flexiblen Draht 417 mit
dem Drehpunkt 412b der rotierenden Scheibe des Verbindungsmechanismus
verzahnt, um so durch die Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung
des Drahts geschwungen zu werden. Die Bewegungsstrecke des flexiblen
Drahts 417 wird durch eine Verschiebung der Position des
Drehpunkts 412b des Verbindungsmechanismus variiert, so
dass der Schwingwinkel geändert
werden kann. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Drahts wird geändert über die
Zahl der Drehungen der Nocke (rotierende Scheibe) 411.
In diesem Aufbau ist es möglich,
wenn die Düsenrohre
sich seitlich und vertikal bewegen, die Unabhängigkeit des Schwingwinkels
und der Schwinggeschwindigkeit in dem Schwingmechanismus von jedem
Düsenrohr
aufrechtzuerhalten.
-
Das Ätzverfahren
der gedruckten Leiterplatten in der Ätzvorrichtung mit einem derartigen
Aufbau wird unten stehend erläutert.
-
Vor
dem Ätzen
der gedruckten Leiterplatte durch Beförderung in die Ätzvorrichtung
nach den Belichtungs- und Entwicklungsschritten der fotoempfindlichen Ätzwiderstandsschicht
in der kupferbeschichteten Platine wird die Einstellung der Ätzbedingungen
in der Ätzvorrichtung
der Erfindung erläutert.
-
Grundlegende Ätzbedingungen
werden gewöhnlich
auf der Ober- und der Unterseite eingestellt, aber in dieser Ausführungsform
wird jedoch hauptsächlich
nur die Einstellung der Ätzbedingungen
auf der Oberseite erläutert.
-
Der
Grund ist, dass die Ätzpräzision gewöhnlich auf
der Oberseite stark schwankt, wie in den Mechanismen des Standes
der Technik erläutert.
Im Gegensatz dazu wird das Ätzmittel
auf der Unterseite im mittleren Bereich der gedruckten Leiterplatte
nicht ange sammelt, wie es auf der Oberseite zu sehen ist, sondern
nur leichte Schwankungen können
durch eine Beeinträchtigung
des Kontakts des eingespritzten Ätzmittels
mit der gedruckten Leiterplatte aufgrund der Gegenwart der Rolle
zur Beförderung
der gedruckten Leiterplatte verursacht werden. Dies wird später diskutiert
und in dem konkreten Beispiel, das unten beschrieben wird, wird
die Einstellung der Bedingungen auf der Oberseite der gedruckten
Leiterplatte der Ätzvorrichtung
in den folgenden zwei Fällen
erläutert:
(1) Einstellung des gegenseitigen Abstands der Düsenrohre, Schwingwinkel, Schwinggeschwindigkeit
und Druck des Ätzmittels,
und (2) Einstellung des Abstands der Düsenrohre von der Platinenbefördenangsoberfläche, Schwingwinkel, Schwinggeschwindigkeit
und Druck des Ätzmittels.
- (1) Einstellung des gegenseitigen Abstands
der Düsenrohre,
Schwingwinkel, Schwinggeschwindigkeit und Druck des Ätzmittels
werden erläutert.
-
Als
erste Einstellung wird der Abstand der Düsenrohre erläutert.
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Wie
in 11 gezeigt, ist der Abstand der mittleren Düsenrohre 402c und 402d um
ungefähr
30 bis 50 % enger als der Abstand der anderen Düsenrohre 402a und 402b und 402e und 402f und,
wie erforderlich, der Abstand der Düsenrohre näher an der Mitte 402b und 402c und 402d und 402e kann
ungefähr
10 bis 30 % enger eingestellt werden.
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Durch
diese Struktur der Anordnung der Düsenrohre in engeren Abständen in
den mittleren Positionen kann die Menge des auf den mittleren Bereich
der gedruckten Leiterplatte gesprühten Ätzmittels erhöht werden.
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Als
zweite Einstellung werden der Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit
der Düsenrohre
erläutert.
-
In
der in 9 gezeigten Struktur ist der Schwingwinkel der
mittleren Düsenrohre 402c und 402d größer eingestellt
als der Schwingwinkel der anderen Düsenrohre 402a und 402b und 402e und 402f,
indem die Position des Verbindungsdrehpunkts der Nocke in dem Schwingmechanismus
verschoben wird, so dass die Verschiebung der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungsstrecke
des zusammenwirkenden flexiblen Drahts 417 vergrößert ist.
-
Darüber hinaus
ist die Schwinggeschwindigkeit der mittleren Düsenrohre 402c und 402d größer eingestellt
als die der anderen Düsenrohre 402a und 402b und 402e und 402f,
mittels einer Umsetzerschaltung 413 und einer nicht gezeigten
Strom- oder Spannungsregelschaltung. Darüber hinaus wird auf Sasis der
obigen Einstellungen der Ätzvorrichtung der
Sprühdruck
für jedes
Düsenrohr
wie folgt als die dritte Einstellung eingestellt.
-
Als
Druckeinstellung für
die Ätzvorrichtung wird
der auf den Oberseitendruckmessgeräten 403a bis 403f angezeigte
Druck über
den Öffnungsgrad der
Oberseitendruckregulierungsventile 404a bis 404f so
angepasst, dass der Druck in den mittleren Düsenrohren hoch ist, d. h. 1,2
kg/cm2 in dem Messgerät 403a, 1,6 kg/cm2 in dem Messgerät 403b, 2,0 kg/cm2 in dem Messgerät 403c, 2,0 kg/cm2 in dem Messgerät 403d, 1,6 kg/cm2 in dem Messgerät 403 und 1,2 kg/cm2 in dem Messgerät 403f.
-
Diese
gedruckte Leiterplatte 408 wird in die Ätzzellen 407 zwischen
die Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f und
die nicht gezeigten Unterseitendüsenrohre,
die parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung angeordnet
sind, mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf der Vorschubrolle 406 befördert und
geätzt,
indem ein Ätzmittel
wie Kupferchlorid sowohl auf die Ober- als auch auf die Unterseite
von Sprühdüsen 401 gesprüht wird.
Während des Ätzens werden
die Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f und
die Unterseitendüsenrohre
mit unabhängigen
Schwingwinkeln und Schwinggeschwindigkeiten individuell geschwungen
in einer Ebene senkrecht zur Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte,
indem der Schwingwinkel der mittleren Düsenrohre 402c und 402d auf
45° eingestellt
wird, und auf 60° für die anderen
Düsenrohre 402a und 402b und 402 und 402f,
und das Ätzmittel,
das von der Oberseitensprühpumpe 405 an
die Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f geliefert
wird, wird über
den Öffnungsgrad der
Oberseitendruckregulierungsventile 404a bis 404f reguliert
und der Sprühdruck,
der auf den Oberseitendruckmessgeräten 403a bis 403f angezeigt wird,
wird angepasst.
-
Durch
das Ätzen
auf Basis der Einstellung des Schwingwinkels und der Schwinggeschwindigkeit
der Düsenrohre
und des Sprühdrucks
werden im Vergleich zu der herkömmlichen Ätzvorrichtung
und Ätzmethode,
in der die Leitermusterbreite nach dem Ätzen μm ungefähr 50 bis 100 μm um den
Sollwert auf Ober- und Unterseite und im mittleren und im Randbereich
der gedruckten Leiterplatte schwankt, in der Ätzvorrichtung und der Ätzmethode
der Erfindung die Schwankungen auf ungefähr 10 bis 20 μm reduziert.
- (2) Die Einstellung des Abstands der Düsenrohre von
der Platinenbeförderungsfläche, des Schwingwinkels,
der Schwinggeschwindigkeit und des Drucks des Ätzmittels wird erläutert.
-
Anstelle
der Änderung
des gegenseitigen Abstands der Düsenrohre
als erste Einstellung im Fall (1) wird in dieser Bedingungseinstellung
der Abstand zwischen jedem Düsenrohr
und der Platinenbeförderungsfläche in dem
Fall der Bewegung der zentralen Düsenrohre in vertikaler Richtung
erläutert.
-
Wie
in 12 gezeigt, ist der Abstand der mittleren Düsenrohre 402c und 402d von
der Platinenbeförderungsfläche um ungefähr 30 bis
50 % kürzer
als der Abstand der anderen Düsenrohre 402a und 402b und 402e und 402f von
der Platinenbeförderungsfläche und,
wie erforderlich, kann der Abstand der Düsenrohre näher an der Mitte 402b und 402 von
der Platinenbeförderungsfläche um ungefähr 10 bis
30 % kürzer
eingestellt werden. Durch diese Struktur der Anordnung der Düsenrohre
näher zur Platinenbeförderungsfläche in den
mittleren Positionen kann die Menge des Ätzmittels, das auf den mittleren
Bereich der gedruckten Leiterplatte gesprüht wird, erhöht werden.
-
Darüber hinaus
wird auf Basis der obigen Einstellung der Ätzvorrichtung der Sprühdruck eines jeden
Düsenrohrs
wie folgt als dritte Einstellung eingestellt.
-
Der
Druck, der auf den Oberseitendruckmessgeräten 403a bis 403f angezeigt
wird, wird über den Öffnungsgrad
der Oberseitendruckregulierungsventile 404a bis 404f angepasst,
so dass der Druck in den mittleren Düsenrohren hoch sein kann, d.
h. 1,2 kg/cm2 in 403a, 1,6 kg/cm2 in 403b, 2,0 kg/cm2 in 403c,
2,0 kg/cm2 in 403d, 1,6 kg/cm2 in 403e und 1,2 kg/cm2 in 403f.
-
Ähnlich wie
in Fall (1) wird in dieser Bedingung der Druck der beiden mittleren
Düsenrohre
höher eingestellt
als der Druck der anderen Düsenrohre,
aber worin sich dies von Fall (1) unterscheidet ist, dass, da der
Abstand von der gedruckten Leiterplatte kleiner ist, der Druck in
dem mittleren Bereich niedriger eingestellt werden kann als ein
Vergleichswert und des Weiteren der Druck der anderen Düsenrohre höher eingestellt
werden kann und die Ätzgeschwindigkeit
insgesamt erhöht
werden kann, so dass die Produktivität höher sein kann als in Fall (1).
-
Darüber hinaus
kann der Druckeinstellbereich eines jeden Düsenrohrs größer sein, indem die mittleren
Düsenrohre
noch näher
an die Platinenbeförderungsfläche gebracht
werden, die mittleren beiden Seitendüsenrohre näher gebracht werden als die Düsenrohre
am äußersten
Rand oder der Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit der Düsenrohre
angepasst wird.
-
Diese
gedruckte Leiterplatte 408 wird auf der Vorschubrolle 406 mit
einer bestimmten Geschwindigkeit in die Ätzzelle 407 zwischen
die Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f und
die Unterseitendüsenrohre,
die parallel oder in einem bestimmten Winkel zur Laufrichtung angeordnet
sind, befördert
und wird geätzt,
indem ein Ätzmittel
wie Kupferchlorid sowohl auf die Ober- als auch auf die Unterseite
durch Sprühdüsen 401 gesprüht wird.
-
Während des Ätzens werden
die Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f und
die Unterseitendüsenrohre
mit unabhängigen
Schwingwinkeln und Schwinggeschwindigkeiten individuell geschwungen, in
einer Ebene senkrecht zur Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte,
indem der Schwingwinkel der mittleren Düsenrohre 402c und 402d auf
45° gesetzt wird
und auf 60° für die anderen
Düsenrohre 402a und 402b und 402e und 402f und
das Ätzmittel,
das von der Oberseitensprühpumpe 405 an
die Oberseitendüsenrohre 402a bis 402f geliefert
wird, wird über den Öffnungsgrad
der Oberseitendruckregulierungsventile 404a bis 404f reguliert,
und der Sprühdruck, der
auf den Oberseitendruckmessgeräten 403a bis 403f angezeigt
wird, wird angepasst.
-
Durch
das Ätzen
auf Basis des Einstellens des Schwingwinkels und der Schwinggeschwindigkeit
der Düsenrohre
und des Sprühdrucks
werden im Vergleich zu der herkömmlichen Ätzvorrichtung
und Ätzmethode,
in der die Leitermusterbreite nach dem Ätzen um ungefähr 50 bis
100 μm um
den Sollwert auf der Ober- und Unterseite und im mittleren und im Randbereich
der gedruckten Leiterplatte schwankt, die Schwankungen in der Ätzvorrichtung
und Ätzmethode
der Erfindung auf ungefähr
10 bis 20 μm
reduziert.
-
Die
Vorteile einer Kombination der Fälle
(1) und (2) werden unten stehend erläutert.
-
Als
einer der Effekte wird, da der Einspritzdruck zu den Sprühdüsen 401,
die auf den Düsenrohren
befestigt sind, nicht extrem niedrig eingestellt ist, die Wahrscheinlichkeit
von Problemen durch eine Verstopfung mit Fremdmaterial der Ätzmitteleinspritzöffnung der
Sprühdüsen 401 verringert.
Darüber
hinaus kann, da der Druck an beiden Seiten auch nicht niedrig ist,
durch das Schließen
des Druckregulierungsventils und der Verengung der Passage des Ätzmittels
ein Flüssigkeitsverlust
reduziert werden und die Energieeffizienz wird verbessert.
-
Um
die gesamte gedruckte Leiterplatte mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit
zu ätzen,
indem der Abstand der Düsenrohre,
der Abstand von der Platinenbeförderungsfläche, der
Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit der Düsenrohre
geeignet eingestellt werden, kann eine Stagnation der Flüssigkeit
im mittleren Bereich der herkömmlichen gedruckten
Leiterplatte eliminiert werden. Als Ergebnis kann der Druckeinstellbereich
der Düsenrohre größer sein.
-
Von
daher kann in Abhängigkeit
der verschiedenen Platinengrößen oder
der erforderlichen Präzision
der Leiterschaltung die Druckeinstellung der Düsenrohre fein eingestellt werden
und die Bedingung kann durch das Druckregulierungsventil leicht
eingestellt werden, während
die Anzeige des Druckmessgeräts
wie des Düsenrohrs
beobachtet wird.
-
In
diesem erläuternden
Beispiel wird die Bedingungseinstellung hauptsächlich bezüglich der Oberseite der gedruckten
Leiterplatte erläutert.
-
Die
Bedingungseinstellung der Unterseite der gedruckten Leiterplatte
unterscheidet sich generell in jeder Ätzvorrichtung, abhängig von
den Vorschubrollen, dem Abstand der Vorschubrollen und der Befestigungsposition.
-
Die Ätzbedingungen
der Unterseite der gedruckten Leiterplatte werden in jeder Ätzvorrichtung eingestellt,
indem der gegenseitige Abstand der Düsenrohre, der Abstand von der
Platinenbefördenangsfläche, der
Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit der Düsenrohre
angepasst wird. Nachdem in etwa gleichförmige Ätzbedingungen auf der gesamten
Oberfläche
der gedruckten Leiterplatte eingestellt sind, wird genau wie in
dem Fall der gedruckten Leiterplatte eine Feinanpassung erreicht, indem
der Druck in jedem Düsenrohr
wieder fein angepasst wird.
-
Es
ist daher möglich,
auf die Vorschubrolle, den Abstand der Vorschubrolle und die Anzahl
der Vorschubrollen, die in jeder Ätzvorrichtung unterschiedlich
sind, anwendbar zu sein.
-
Im
Ergebnis ist es nicht erforderlich, den Abstand der Vorschubrollen
zu berücksichtigen,
die Position zu ändern
oder die Zahl der Rollen anzupassen, wie es herkömmlich erforderlich ist, um
die Ätzpräzision der
Unterseite auf der gesamten Fläche
der gedruckten Leiterplatte gleichförmig zu machen, und die Bedingungen
können
leicht eingestellt werden, indem die Parameter der Ätzvorrichtung
eingestellt werden und der Druck fein angepasst wird.
-
In
der Ausführungsform
der Erfindung wird die Bedingungseinstellung der Ätzvorrichtung
in zwei Fällen
erläutert:
(1) Einstellung des gegenseitigen Abstands der Düsenrohre, des Schwingwinkels,
der Schwinggeschwindigkeit und des Drucks des Ätzmittels, und (2) Einstellung
des Abstands der Düsenrohre
von der Platinenbeförderungsfläche, des
Schwingwinkels, der Schwinggeschwindigkeit und des Drucks des Ätzmittels.
Aber die Ätzbedingungen
können
auch in einer anderen Kombination eingestellt werden, wie z. B.
(3) Einstellen des Abstands der Düsenrohre, des Abstands von
der Platinenbeförderungsfläche und
des Drucks und (4) Einstellung des Abstands der Düsenrohre,
des Abstands von der Platinenbeförderungsfläche, des
Schwingwinkels und der Schwinggeschwindigkeit. Des Weiteren können die
Bedingungen eingestellt werden, indem alle Fälle eingeschlossen werden,
d. h. (5) Einstellung des Abstands der Düsenrohre, des Abstands von
der Platinenbeförderungsfläche, des
Schwingwinkels, der Schwinggeschwindigkeit und des Drucks.
-
Des
Weiteren wird in der Ausführungsform der
Erfindung unter den Herstellungsvorrichtungen von gedruckten Leiterplatten
die Ätzvorrichtung
zum Ätzen
von Kupferfolie erläutert,
aber die Erfindung kann gleichermaßen in der Entwicklungsvorrichtung zur
Entwicklung und der Entfernung unbelichteter Teile der fotoempfindlichen
Schutzschicht angewendet werden.
-
(Ausführungsform)
-
Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
-
13 und 14 sind
Entwurfsdiagramme einer Ätzvorrichtung
als Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten in der
Ausführungsform
der Erfindung, und 15(a) und 15(b) sind detaillierte Diagramme eines
Schwingmechanismus der Düsenrohre
der Ätzvorrichtung
als Herstellungsvorrichtung in der Ausführungsform der Erfindung.
-
Die Ätzvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten in der Ausführungsform der Erfindung wird
erläutert.
-
Der
Aufbau der Ätzvorrichtung
in der Ausführungsform
der Erfindung ist ähnlich
zu einer herkömmlichen
Vorrichtung zum gleichzeitigen Ätzen sowohl
der Oberseite als auch der Unterseite und die obere Struktur und
die untere Struktur sind im Wesentlichen die gleiche. Zur Erleichterung
der Erläuterung
der Erfindung wird daher nur die obere Struktur unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen erläutert.
-
Wie
in 13 gezeigt, sind Oberseitendüsenrohre 502a bis 502f parallel
oder in einem Winkel von 1 bis 5° zur
Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte, die durch eine Vorschubrolle 506 in
eine erste Ätzzelle 507a befördert wird,
angeordnet. Die Düsenrohre
haben jeweils eine Mehrzahl von Sprühdüsen und sind mit unabhängigen Schwingmechanismen 509a bis 509f versehen.
Mehrere Oberseitensprühpumpen 504a bis 504f,
die durch entsprechende Umrichterschaltungen 505a bis 505f gesteuert
werden, liefern ein Ätzmittel
als Behandlungslösung
an die entsprechenden Düsenrohre 502a bis 502f.
Die Düsenrohre
sind mit zugehörigen
Oberseitendruckmessgeräten 503a bis 503f versehen.
-
14 zeigt
zwei Ätzzellen,
d. h. eine erste Ätzzelle 507a als
erste Behandlungszelle und eine zweite Ätzzelle 507b als zweite
Behandlungszelle, in der Oberseitendüsenrohre 502a bis 502f in
einem Winkel von 1 bis 5° zur
Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte 508 in der ersten Ätzzelle 507a und
Oberseitendüsenrohre 502a' bis 502f' in einem Winkel (umgekehrter
Winkel) von 1 bis 5° in
der umgekehrten Richtung der Düsenrohre
in der ersten Ätzzelle
in der zweiten Ätzzelle 507b angeordnet
sind.
-
15(a) zeigt die Einzelheiten eines unabhängigen Schwingmechanismus
der Düsenrohre
in der Ausführungsform.
-
Ein
unabhängiger
Schwingmechanismus, der zu jedem Düsenrohr gehört, umfasst eine Nocke (rotierende
Scheibe) 511 und einen Verbindungsmechanismus 512a, 512b,
und der Schwingwinkel kann variiert werden, indem die Position des
Drehpunkts 512e des Verbindungsmechanismus auf der rotierenden
Scheibe 511 verschoben wird. Die Nocke 511 ist direkt
mit einem Steuermotor 510a verbunden oder über einen
Riemen oder ein Getriebe verzahnt, und der Steuermotor 510a kann
leicht in seiner Rotationsgeschwindigkeit mittels einer Umrichterschaltung 513a verändert werden.
-
In
diesem Aufbau können
in jedem Düsenrohr
der Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit unabhängig variiert
werden.
-
Wenn
nur der Schwingwinkel in jedem Düsenrohr
geändert
wird und die Schwinggeschwindigkeit gleichgehalten wird, wird nur
ein Steuermotor 510a verwendet und die Gerätekosten
können
eingespart werden.
-
15(b) zeigt ein anderes Beispiel eines unabhängigen Schwingmechanismus
eines Düsenrohrs.
-
Ein
unabhängiger
Schwingmechanismus, der zu jedem Düsenrohr gehört, ist mit einem Schrittmotor 510b direkt
oder mittels eines Getriebes verbunden und der Schrittmotor 510b kann
leicht den Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit mittels
einer Steuerungs- und Antriebsschaltung 513b elektrisch ändern.
-
In
der Ätzvorrichtung
mit einem derartigen Aufbau wird das Ätzverfahren der gedruckten
Leiterplatten unten stehend erläutert.
-
Als
Bedingung in der Ätzvorrichtung
nur in der ersten Ätzzelle 507a der
gedruckten Leiterplatte in 13 der
Ausführungsform
wird der Schwingwinkel der mittleren Düsenrohre 502c und 502d kleiner eingestellt
als der Schwingwinkel der anderen Düsenrohre 502a und 502b und 502e und 502f,
indem die Position des Verbindungsdrehpunkts 512e auf der
Nocke 511 des Verbindungsmechanismus in dem Schwingmechanismus
verschoben wird, und des Weiteren die Schwinggeschwindigkeit der
mittleren Düsenrohre 502c und 502d größer eingestellt
wird als die der anderen Düsenrohre 502a und 502b und 502e und 502f mittels
der Umrichterschaltung 513 oder einer Strom- oder Spannungssteuerschaltung.
-
Im
Ergebnis bleibt durch das Erhöhen
der Sprühmenge
und der Flussrate des Ätzmittels
im mittleren Bereich auf der gedruckten Leiterplatte das Ätzmittel
im mittleren Bereich auf der Oberseite nicht stehen sondern fließt unmittelbar
herab.
-
In
der Vorrichtung mit einem derartigen Aufbau wird eine gedruckte
Leiterplatte 508 vorbereitet, indem eine Ätzschutzschicht
durch ein Siebdruckverfahren oder ein fotografisches Verfahren auf
einer kupferbeschichteten Platine (nicht gezeigt), die in eine bestimmte
Größe geschnitten
ist und eine Kupferfolie von 35 μm
Stärke
auf beiden Seiten eines isolierenden Substrats hat, gebildet wird.
-
Diese
gedruckte Leiterplatte 508a wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit
auf der Vorschubrolle 506 in die Ätzzellen 507a, 507b zwischen
die Oberseitendüsenrohre 502a bis 502f und
die Unterseitendüsenrohre,
die parallel oder in einem bestimmten Winkel zur mit einem Pfeil
angegebenen Laufrichtung angeordnet sind, befördert und geätzt, indem
ein Ätzmittel
wie Kupferchlorid mit Sprühdüsen 501 sowohl
auf die Ober- als auch auf die Unterseite gesprüht wird.
-
Während des Ätzens werden
die Oberseitendüsenrohre 502a bis 502f und
die Unterseitendüsenrohre
mit unabhängigen
Schwingwinkeln und Schwinggeschwindigkeiten individuell geschwungen, in
einer Ebene senkrecht zur Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte,
indem der Schwingwinkel der mittleren Düsenrohre 502c und 502d auf
45° gesetzt wird
und auf 60° für die anderen
Düsenrohre 502a, 502b und
Rohre 502e, 502f und das Ätzmittel, das von den Oberseitensprühpumpen 503a bis 504f an die
Oberseitendüsenrohre 502a bis 502f geliefert wird,
wird über
Umrichterschaltungen 505a bis 505f der Oberseitensprühpumpen
reguliert, so dass der Ausstoß der
Oberseitensprühpumpen 504a bis 504f einen
bestimmten Sprühdruck
auf den Oberseitendruckmessgeräten 503a bis 503f anzeigt.
-
In ähnlicher
Weise wird das Ätzmittel,
das von den Unterseitensprühpumpen
an die Unterseitendüsenrohre
geliefert wird, über
Umrichterschaltungen der Unterseitensprühpumpen reguliert, so dass
der Ausstoß der
Unterseitensprühpumpen
den bestimmten Sprühdruck
auf den Unterseitendruckmessgeräten
anzeigt.
-
Dabei
wird der Druck, der auf den Oberseitendruckmessgeräten 503a bis 503f angezeigt
wird, durch die Umrichterschaltungen 505a bis 505f angepasst,
so dass der Druck in dem mittleren Düsenrohr hoch sein kann, d.
h. 1,2 kg/cm2 in dem Messgerät 503a,
1,6 kg/cm2 in dem Messgerät 503b,
2,0 kg/cm2 in dem Messgerät 503c,
2,0 kg/cm2 in dem Messgerät 503d,
1,6 kg/cm2 in dem Messgerät 503e und
1,2 kg/cm2 in dem Messgerät 503f.
-
In ähnlicher
Weise wird der Druck, der auf den Unterseitendruckmessgeräten angezeigt
wird, durch die Umrichterschaltungen in Abhängigkeit von der Anzahl der
Vorschubrollen 506 und deren Anordnung auf geeignete Werte
angepasst.
-
Durch
das Ätzen
gemäß einer
derartigen Einstellung des Schwingwinkels und der Schwinggeschwindigkeit
der Düsenrohre
und des Sprühdrucks werden
im Vergleich zu der herkömmlichen Ätzvorrichtung
und Ätzmethode,
in der die Leitermusterbreite nach dem Ätzen um ungefähr 50 bis
100 μm μm den Sollwert
auf der Ober- und der Unterseite und in dem mittleren Bereich und
im Randbereich der gedruckten Leiterplatte schwankt, die Schwankungen
in der Ätzvorrichtung
und der Ätzmethode
der Erfindung auf ungefähr
10 bis 20 μm
reduziert.
-
Unter
Bezugnahme auf 14 wird das Herstellungsverfahren
der gedruckten Leiterplatten in der Ätzvorrichtung der gedruckten
Leiterplatten mit mindestens zwei Ätzzellen, d. h. einer ersten Ätzzelle 507a und
einer zweiten Ätzzelle 507b,
erläutert.
-
Der
Schwingwinkel der mittleren Düsenrohre 502c und 502d der
ersten Ätzzelle 507a wird
kleiner eingestellt als der Schwingwinkel der beiden seitlichen
Düsenrohre 502a, 502b und
der Rohre 502, 502f, indem die Position des Drehpunkts
auf der rotierenden Scheibe des Verbindungsmechanismus des Schwingmechanismus
verschoben wird und die Rotationsgeschwindigkeit des Steuermotors 510a unter
Verwendung der Umrichterschaltung 513a erhöht wird,
und die Schwinggeschwindigkeit wird erhöht.
-
In
den Düsenrohren
der zweiten Ätzzelle wird
der Schwingwinkel der mittleren Düsenrohre 502c' und 502d' kleiner eingestellt
als der Schwingwinkel der beiden seitlichen Düsenrohre und die Schwinggeschwindigkeit
ist größer eingestellt
und auch der Schwingwinkel ist größer eingestellt als der der
entsprechenden Düsenrohre
der ersten Ätzzelle 507a und
die Schwinggeschwindigkeit ist kleiner eingestellt.
-
Durch
das Ätzen
des mittleren Bereichs der gedruckten Leiterplatte in einem Winkel
nahe zur Senkrechten, durch die Erhöhung des Einspritzdrucks des Ätzmittels
und des dadurch verringerten seitlichen Ätzbetrags und der Beschleunigung
der Schwinggeschwindigkeit wird in der ersten Ätzzelle 507a stagnierendes Ätzmittel
im mittleren Bereich eliminiert und das Auftreten einer seitlichen
Basis in der Ätzschaltung
wird in einem weiten Bereich in der zweiten Ätzzelle 507b verhindert
und stagnierendes Ätzmittel
im mittleren Bereich wird vermieden, so dass eine gedruckte Leiterplatte
mit einer höheren Präzision gefertigt
werden kann.
-
Dabei
wird bevorzugt die Druckanzeige der mittleren Düsenrohre 502c und 502d der
ersten Ätzzelle 507a höher eingestellt
als die Druckanzeige der mittleren Düsenrohre 502c' und 502d' der zweiten Ätzzelle 507b.
-
Demzufolge
wird durch das tiefe Ätzen
der gedruckten Leiterplatte in der ersten Ätzzelle 507a der seitliche Ätzbetrag
(Ätzbetrag
in der seitlichen Richtung) vermindert und stagnierendes Ätzmittel
im mittleren Bereich der gedruckten Leiterplatte kann vermieden
werden, und das Auftreten einer seitlichen Basis (seitliche Ausbreitung
der Leiterschaltung) in der Leiterschaltung, die in der zweiten Ätzzelle 507b geätzt wird,
wird verhindert und Überätzung wird
verhindert und stagnierendes Ätzmittel
im mittleren Bereich der gedruckten Leiterplatte wird eliminiert,
so dass eine gedruckte Leiterplatte mit einer höheren Präzision gefertigt werden kann.
-
Durch
das Ätzen
mit den Bedingungen des Schwingwinkels und der Schwinggeschwindigkeit der
Düsenrohre
in der ersten Ätzzelle 507a und
der zweiten Ätzzelle 507b werden
im Vergleich zur herkömmlichen Ätzvorrichtung
und Ätzmethode,
in der die Leitermusterbreite nach dem Ätzen μm ungefähr 50 bis 100 μm μm den Sollwert
auf der Ober- und Unterseite und in dem mittleren und im Randbereich
der gedruckten Leiterplatte schwankt, die Schwankungen in der Ätzvorrichtung
und Ätzmethode
der Erfindung auf ungefähr
10 bis 20 μm
reduziert.
-
In 14 kann, ähnlich wie
in der Ausführungsform
in 13, die Ätzvorrichtung
Sprühpumpen
und Druckmessgeräte
für Düsenrohre
umfassen, und zusätzlich
zur Einstellung des Schwingwinkels und der Schwinggeschwindigkeit
der Düsenrohre
in der ersten Ätz zelle
und der zweiten Ätzzelle
durch die Anpassung des Drucks in jedem Düsenrohr können Ätzbedingungen höherer Präzision eingestellt
werden.
-
In
der Ausführungsform
werden der Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit unter Verwendung
des Schwingmechanismus, der in 15(a) gezeigt
ist, eingestellt, aber es ist auch möglich, den Schwingwinkel und
die Schwinggeschwindigkeit automatisch einzustellen, indem der Schwingmechanismus,
der in 15(b) gezeigt ist, verwendet
wird und auch in diesem Fall können
die Ätzbedingungen
der gedruckten Leiterplatte ähnlich auf
eine hohe Präzision
eingestellt werden.
-
16 ist
ein Diagramm, das eine gedruckte Leiterplatte zeigt, die in N Bereiche
eingeteilt ist, 17 ist ein Diagramm, das den Ätzzustand
der gedruckten Leiterplatte zeigt, wenn die Ätzbedingungen in 16 eingestellt
werden, und 18 und 19 sind
Diagramme, die ein Zeichnungsmuster der Ätzschutzschicht zeigen.
-
In
den Erläuterungen
zu 16 wird, ähnlich wie
in der Ausführungsform,
aus Gründen
der Einfachheit im Wesentlichen die Einstellung der Ätzbedingungen
für die
Oberseite unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
16 zeigt
den Zustand einer gedruckten Leiterplatte 508, die in der
Laufrichtung des Pfeils auf einer Vorschubrolle 506 unter
N = 6 Oberseitendüsenrohren 502a bis 502f befördert wird.
-
Wie
in 16 gezeigt, ist die gedruckte Leiterplatte 508 in
mindestens sechs Ätzbereiche
in der gleichen Zahl wie die Düsenrohre
eingeteilt und sie sollen Einteilungsblöcke 515a bis 515f sein.
-
Durch
die Darstellung der Ätzzustände in diesen
Einteilungsblöcken 515a bis 515f wird
die Einstellungsprozedur der Ätzbedingung
unten stehend erläutert. Üblicherweise
ist die Ätzvorrichtung
der gedruckten Leiterplatte, die eine fotoempfindliche Ätzschutzschicht
verwendet, mit der Entwicklungsvorrichtung in dem vorhergehenden
Schritt verbunden und der Ätzschutzschichtentfernungsvorrichtung
in dem nachfolgenden Schritt. Demzufolge wird aus der Sicht des
vorhergehenden und des nachfolgenden Schritts, der gesamten Länge der
Linie und der beabsichtigten Produktivität die Zielgeschwindigkeit der Beförderung
auf der Vorschubrolle 506 der Ätzvorrichtung meist der Entwurfsphase
der Fertigungslinie festgelegt.
-
In
der Erläuterung
ist für
den Fall einer Stärke
von 50 μm
des Leitermusters die Beförderungsgeschwindigkeit
der gedruckten Leiterplatte 3 m/min, und Einflüsse der Ätzkraft aufgrund der spezifischen Schwere
des Ätzmittels,
des Zustands des Oxidationsmittels und Änderungen des Zeitverlaufs
werden weggelassen.
-
(1) Analyse und Anpassung
von Fluktuationen in der Ätzkraft
in der Ätzvorrichtung
-
Üblicherweise
kann die Ätzvorrichtung,
wenn sie unter Verwendung derselben Bedingungen in der gleichen
Bauart zusammengebaut wird, sich in den Bedingungen der Ätzkraft
in jeder Ätzvorrichtung
(d. h. dem Charakter der Ätzvorrichtung)
unterscheiden.
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Ein Verfahren zum Analysieren
und Anpassen wird erläutert.
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Die
zu verwendende gedruckte Leiterplatte kann eine galvanisierte Kupferfolie
sein, die eine Kupferschicht von 50 μm Dicke hat, aber es ist effizienter,
eine kupferbeschichtete Platine zu verwenden mit einer Kupferfolienstärke von
35 μm. In
diesem Fall ist die Beförderungsgeschwindigkeit
der Ätzvorrichtung
umgekehrt proportional zur Beförderungsgeschwindigkeit
3 m/min in dem Fall der Stärke
von 50 μm
und in dem Fall der Kupferfolie von 35 μm, die Grundeinstellungsbedingung
der Beförderungsgeschwindigkeit
ist 4,3 m/min.
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(1-1) Analyse des Ätzzustands
der Oberseite
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Die
Beförderungsgeschwindigkeit
ist so eingestellt, dass die Ätzkraft
70 bis 80 % sein kann, oder der so genannte Halbätzzustand, im Vergleich mit dem
Fall der Grundeinstellungsbedingungen der Beförderungsgeschwindigkeit. Das
bedeutet, im Fall von Kupfer folie mit 35 μm, ist die Beförderungsgeschwindigkeit
auf 5,3 m/min bis 6,1 m/min eingestellt.
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Zunächst wird
der Druck der Behandlungslösung
der Oberseitendüsenrohre 502a bis 502f gleichförmig eingestellt.
In diesem Fall, wenn die gedruckte Leiterplatte mit einer Kupferfolie
von 35 μm mit
der oben genannten Geschwindigkeit geätzt wird, tritt der in
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17(a) gezeigte Zustand ein und ein Kupferfolienrückstand 516 wird
im mittleren Bereich der gedruckten Leiterplatte gebildet. Das bedeutet,
dass es als Eigenschaft der Ätzvorrichtung
auf der Oberseite bekannt ist, dass die Schwankungen der Ätzkraft
sich zwischen dem mittleren Bereich und dem Randbereich der Oberseite
der gedruckten Leiterplatte unterscheiden. Um diesen Zustand zu
eliminieren, wird der Druck der Oberseitendüsenrohre 502a bis 502f wie
in Ausführungsform
5 erläutert
eingestellt, so dass der Druck der mittleren Düsenrohre 502c und 502d höher sein
kann als der Druck der anderen Düsenrohre
und der Druck aller Düsenrohre wird
angepasst, so dass der Zustand der Halbätzung auf der gesamten Fläche der
gedrukten Leiterplatte ein Zustand eines gleichförmigen Kupferfolienrückstands 516 auf
der gesamten Oberfläche,
wie in 17(b) gezeigt, sein kann.
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In
diesem Zustand wird durch das Ätzen
bei einer Beförderungsgeschwindigkeit
von 4,3 m/min in der Grundeinstellungsbedingung die Ätzung in
einem Zustand ohne Kupferfolienrückstand
realisiert.
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Bei
der Druckeinstellung wird dabei, durch das Ätzen bei einer Beförderungsgeschwindigkeit von
3,0 m/min, auf der gedruckten Leiterplatte mit einer Kupferstärke von
50 μm, die
in der tatsächlichen gedruckten
Leiterplatte verwendet wird, der Druck jedes Düsenrohrs wieder fein eingestellt.
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Die
Bedingungen der Druckeinstellung zu diesem Zeitpunkt seien die Korrekturdaten
A0.
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(1-2) Analyse und Anpassung
des Unterseitenätzzustands
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Auch
auf der Unterseite wird beim Ätzen
in der Halbätzbedingung,
genauso wie auf der Oberseite, der in 17(c) gezeigte
Zustand üblicherweise erreicht,
und ein Streifen von Kupferfolierückstand 516 wird parallel
zur Laufrichtung der gedruckten Leiterplatte gebildet.
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Dies
ist die Eigenschaft der Ätzvorrichtung auf
der Unterseite, die eine Schwankung der Ätzkraft zeigt, die sich von
der auf der Oberseite unterscheidet.
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Der
Grund ist der, dass, wenn die gedruckte Leiterplatte auf den Vorschubrollen 506 von
unten gesehen wird, sich das Verhältnis der Vorschubrolle 506,
die in Kontakt ist mit der gedruckten Leiterplatte, wie in 17(d) gezeigt, unterscheidet, so dass
der Teil, der das größere Kontaktverhältnis mit
der Vorschubrolle 506 hat, als Streifen des Kupferfolienrückstands 516 gebildet
wird, wie in 17(c) gezeigt.
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Um
diesen Zustand zu eliminieren, ist es im Unterschied zu dem Fall
der Oberseite erforderlich, zusätzlich
zur Anpassung des Drucks eines jeden Düsenrohrs der Unterseite, den
Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit der Düsenrohre
anzupassen. Die Bedingungen aller Düsenrohre sind angepasst, so
dass der Halbätzzustand
auf der gesamten Oberfläche
der gedruckten Leiterplatte der Zustand eines gleichförmigen Kupferfolienrückstands 516 über die
gesamte Oberfläche
sein kann, wie in 17(b) gezeigt.
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In
diesem Zustand kann, wenn die Ätzung bei
einer Beförderungsgeschwindigkeit
von ungefähr 4,3
m/min erfolgt, die Ätzung
in einem Zustand frei von Kupferfolienrückständen durchgeführt werden.
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Bei
der Bedingungseinstellung wird dabei beim Ätzen bei einer Beförderungsgeschwindigkeit von
ungefähr
3,0 m/min auf der gedruckten Leiterplatte mit einer Kupferschicht
von 50 μm,
die in der tatsächlichen
gedruckten Leiterplatte verwendet wird, der Druck, der Schwingwinkel
und die Schwinggeschwindigkeit eines jeden Düsenrohrs wieder fein angepasst.
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Die
Bedingungseinstellung des Drucks, Schwingwinkels und Schwinggeschwindigkeit
eines jeden Düsenrohrs
der Unterseite bilden dabei die Korrekturdaten B0.
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Bisher
wurde zur Eliminierung der Eigenschaft der Ätzvorrichtung auf der Unterseite
der Austausch der Vorschubrolle 506 oder die Anpassung des
Rollenabstands in Betracht gezogen. Ein derartiger Arbeitsgang in
der Ätzzelle,
die mit dem Dampf des Ätzmittels
bei einer hohen Temperatur von ungefähr 50°C gefüllt ist, war jedoch gefährlich und
in der Tat unmöglich.
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Die
Erfindung ist in der Lage, nicht nur den Druck von jedem Düsenrohr
individuell anzupassen, sondern auch den Schwingmechanismus unabhängig einzustellen,
und es ist möglich,
die Bedingungen einzustellen, um die Eigenschaft der Ätzvorrichtung auf
der Unterseite einfach zu eliminieren, ohne das Ätzmittel tatsächlich zu
berühren.
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(1-3) Analyse und Anpassung
der Schwankungen auf Ober- und Unterseite
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In
den Fällen
(1-1) und (1-2) werden die Schwankungen individuell auf der Ober-
und der Unterseite angepasst.
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Hierbei
werden die Schwankungen der Ätzkraft
auf der Ober- und der Unterseite angepasst.
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In
diesem Fall und in der Anpassung von (1-1) und (1-2) wird bevorzugt
in Richtung der höheren Ätzkraft
angepasst. Zum Beispiel unter der Annahme, dass die Ätzbeförderungsgeschwindigkeit der
Oberseite 3,0 m/min ist und die Ätzbeförderungsgeschwindigkeit
der Unterseite 2,8 m/min ist, ist es möglich, die Anpassung so vorzunehmen,
dass der Druck der Unterseitendüsenrohre
insgesamt erhöht wird,
so dass Kupferfolienrückstände auf
der Unterseite bei 3,0 m/min nicht auftreten können.
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Um
die Bedingungen wieder genau einzustellen, wird die Technik der
Halbätzung
in (1) auf die gedruckte Leiterplatte mit einer Kupferstärke von
50 μm angewendet,
und die Bedingung ist fein angepasst, indem die Ober- und die Unterseite
gleichzeitig geätzt
werden.
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Bei
einer Beförderungsgeschwindigkeit
von 3,0 m/min ist die Bedingung der Oberseite und der Unterseite
wieder fein angepasst.
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Dabei
sind die Oberseiteneinstellbedingungen Korrekturdaten A1 und die
Unterseiteneinstellbedingungen sind Korrekturdaten B1.
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Diese
Bedingungseinstellung bezieht sich auf die gesamte Ätzoberfläche, d.
h. die Ätzfläche ist die
gleiche wie die Behandlungsfläche
von jedem Teilblock und das Ätzflächenverhältnis (zu ätzende Fläche/Gesamtfläche der
gedruckte Leiterplatte) beträgt
in jedem Fall 100 %.
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(2) Analyse und Anpassung
der Ätzkraft
in jedem Teilblock
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Die
Einstellungsprozedur der Bedingungen bei verschiedenen Ätzflächenverhältnissen
und Ätzbedingungen
bei verschiedenen Ätzflächenverhältnissen
in jedem Teilblock wird unten stehend erläutert.
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(2-1) Einstellung der
Bedingungen bei verschiedenen Ätzflächenverhältnissen
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In
der gedruckten Leiterplatte zur Herstellung, die beim Ätzen der
tatsächlichen
gedruckten Leiterplatte verwendet wird, sind gewöhnlich Muster von mehreren
einzelnen gedruckten Leiterplatte (auch als einzelne gedruckte Leiterplatten
bekannt) gezeichnet, um die Produktivität zu erhöhen, und daher ist das Ätzflächenverhältnis von
jedem Teilblock in den meisten Fällen
das gleiche.
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Die
Bedingungseinstellung wird unten im Fall des gleichen Ätzflächenverhältnisses
für jeden
Teilblock und bei verschiedenen Ätzflächenverhältnissen erläutert.
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Hauptsächlich wird
das Ätzflächenverhältnis mit
der größten Häufigkeit
in tatsächlichen
Fällen
erläutert.
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Üblicherweise
variiert das Ätzflächenverhältnis von
gedruckten Leiterplatten je nach Art des elektronischen Geräts, in dem
die gedruckte Leiterplatte verwendet wird, und die Art der elektronischen
Schaltung, die verwendet wird. In diesem Beispiel wird die gedruckte
Leiterplatte, die hauptsächlich
in der digitalen Signalschaltung von Mobiltelefonen oder Personal
Computern verwendet wird, erläutert.
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Die Ätzflächenverhältnisse,
die von den CAD-Daten der gedruckten Leiterplatte berechnet werden,
sollen in der Reihenfolge der Häufigkeit
50 %, 60 % und 40 % betragen.
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Das
Zeichnungsmuster der Ätzschutzschicht,
die beim Ätzen
verwendet wird, ist das in 18(a) gezeigte
Schachbrettmuster und die Fläche
ist die gleiche in dem geätzten
Anteil 517a und dem nicht geätzten Anteil 517b,
und das Ätzflächenverhältnis beträgt 50 %.
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In
dem Fall der gedruckten Leiterplatte mit einer hohen Dichte von
Schachbrettmustern (Zahl der Schachbrettmuster pro Einheitsfläche) sollten
die Bedingungen gemäß des in 18(b) gezeigten Beispiels der hohen Dichte
eingestellt werden.
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Zunächst werden
die Ätzbedingungen
der Oberseite und der Unterseite auf Basis der Korrekturdaten A1
und der Korrekturdaten B1 in (1) eingestellt.
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Durch
das Ätzschutzschichtmuster
in 18(a) oder 18(b) wird
die gedruckte Leiterplatte, die eine Kupferdicke von 50 μm hat, unter
der obigen Bedingung geätzt
und der Zustand überprüft. Sodann
wird durch die Technik der experimentellen Planung oder eines anderen
Verfahrens die Ätzbedingung
auf eine optimale Bedingung hin bestimmt. Dabei sind die Oberseitenätzbedingungen
die Korrekturdaten A2 und die Unterseitenätzbedingungen die Korrekturdaten
B2.
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In ähnlicher
Weise wird, wenn der Ätzanteil 517a und
der nicht geätzte
Anteil 517b sich in der Fläche unterscheiden und das Ätzflächenverhältnis entweder
60 % oder 40 % beträgt,
die optimale Ätzbedingung
bestimmt.
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Bei
einem Ätzflächenverhältnis von
60 % sind die Oberseitenätzbedingungen
die Korrekturdaten A3 und die Unterseitenätzbedingungen die Korrekturdaten
B3, und bei einem Ätzflächenverhältnis von
40 % sind die Oberseitenätzbedingungen
die Korrekturdaten A4 und die Unterseitenätzbedingungen die Korrekturdaten
B4.
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Wie
erforderlich wird im Fall von 70 % oder 30 % die Bedingung in ähnlicher
Weise eingestellt und die Ätzbedingung
bestimmt.
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(2-2) Unterschiedliches Ätzflächenverhältnis für jeden
Teilblock
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Abweichend
vom Fall (2-1) wird der Fall erläutert,
in dem jeder Teilblock sich in dem Ätzflächenverhältnis unterscheidet.
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Auch
in diesem Fall wird, bei den von den tatsächlichen CAD-Daten der gedruckten
Leiterplatte berechneten Ätzflächenverhältnissen,
die Bedingung in dem Fall der größten Häufigkeit
eingestellt.
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Angenommen
die Häufigkeit
ist am höchsten in
dem Fall, der in 19(a) gezeigt ist,
und am zweithöchsten
in 19(b).
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Zunächst sind
in dem in 19(a) gezeigten Fall die Ätzflächenverhältnisse
der Teilblöcke 515a bis 515f jeweils
60, 50, 50, 60, 50 und 50 %, was ähnlich ist zu dem Fall eines
Gesamtätzflächenverhältnisses
von 50 %, der (2-1) eingestellt ist. Daher werden die Ätzbedingungen
als Korrekturdaten A2 und Korrekturdaten B2 eingestellt.
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Durch
das ähnliche
Schachbrettmuster wie das Ätzmuster,
das in (2-1) verwendet wurde, und durch die Ätzschutzschicht jedes Ätzflächenverhältnisses
jedes Teilblocks, wie in 19(a) gezeigt, wird
die gedruckte Leiterplatte, die eine Kupferstärke von 50 μm hat, unter der obigen Bedingung
geätzt und
der Zustand überprüft.
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In
diesem Fall beträgt
das Ätzflächenverhältnis der
Teilblöcke 515a und 515d 60
%, was sich von den anderen Teilblöcken mit 50 % Ätzflächenverhältnis unterscheidet,
und auf der Basis der Bedingungseinstellung der Düsenrohre 502a und 502d wird
die optimale Ätzbedingung
der anderen Düsenrohre durch
die Technik der experimentellen Planung oder eines anderen Verfahrens
bestimmt.
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Dabei
sind die Oberseitenätzbedingungen Korrekturdaten
A5 und die Unterseitenätzbedingungen
die Korrekturdaten B5.
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In
dem in 19(b) gezeigten Fall wird die optimale Ätzbedingung
ebenfalls in ähnlicher
Weise bestimmt und dabei sind die Oberseitenätzbedingungen die Korrekturdaten
A6 und die Unterseitenätzbedingungen
die Korrekturdaten B6.
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Wie
erfordelich, werden in einem anderen Fall die Bedingungen ähnlich eingestellt
und die Ätzbedingungen
als Korrekturdaten bestimmt.
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(3) Automatisierung der
Einstellung der Ätzbedingungen
-
Die
Automatisierung der Einstellung der Ätzbedingungen von gedruckten
Leiterplatten wird erläutert.
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20 ist
ein Flussdiagramm, das die Automatisierung der Einstellung der Ätzbedingungen zeigt.
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In 20 ist
das Referenzzeichen 518 eine Einrichtung zur Speicherung
der Ätzfläche als
Behandlungsfläche
in den CAD-Daten, 519 eine Einrichtung zur Auswahl der
Ausgangsdaten, 520 eine Einrichtung zur Speicherung von
Korrekturdaten des Pumpenausstoßes
und des Steuermotors, 521 sind jeweils Korrekturdaten, 522 ist
eine Einrichtung zur Berechnung der endgültigen Ausgabedaten der einzelnen
Pumpenausstöße, 523 ist
eine Einrichtung zur Steuerung des Pumpenausstoßes, 524 ist eine Steuereinrichtung
zur Steuerung des Steuermotors zur Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit
und des Rotationswinkels des Steuermotors, 525 sind CAD-Daten
und 526a bis 526f sind CAD-Daten für jeden Teilblock.
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Für eine genaue
Erläuterung
wird der in 19(a) gezeigte Fall (2)
beschrieben.
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CAD-Daten 525 sind
in der CAD-Datenspeichereinrichtung 518 gespeichert, da
die Ätzfläche in jedem
Teilblock berechnet wird.
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In
der Ausgabedatenauswahleinrichtung 519 werden die CAD-Daten
als CAD-Daten 526a bis 526f der einzelnen Teilblöcke gespeichert
und die Ätzfläche von
jedem Teilblock wird als entweder gleich oder unterschiedlich bewertet
und die dem Ätzflächenverhältnis eines
jeden Teilblocks entsprechenden Korrekturdaten werden von der Korrekturdatenspeichereinrichtung 520 ausgewählt und
die Korrekturdaten werden an die Rechnungseinrichtung 522 für die endgültigen Daten
ausgegeben. In der Korrekturdatenspeichereinrichtung 520 müssen die
Korrekturdaten, die in der Bedingungseinstellung von (1) und (2)
eingestellt sind, vorläufig
gespeichert werden.
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In
diesem Beispiel ist das Ätzflächenverhältnis von
jedem Teilblock unterschiedlich und die Ätzflächenverhältnisse der CAD-Daten 526a bis 526f sind
jeweils 60 %, 50 %, 50 %, 60 %, 50 % und 50 % und daher werden die
Korrekturdaten A5 und die Korrekturdaten B5 ausgewählt.
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Die
Ausgaben, die den Korrekturdaten A5 und den Korrekturdaten B5 entsprechen,
werden von der Berechnungseinrichtung 522 für die endgültigen Ausgabedaten
an die Pumpenausstoßsteuereinrichtung 523 und
die Steuereinrichtung 524 für den Steuermotor ausgegeben.
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Demzufolge
werden die Korrekturdaten A5 und die Korrekturdaten B5, die in die
Berechnungseinrichtung 522 für die endgültigen Daten eingegeben wurden,
in den Pumpenausstoß und
den Steuermotor aufgeteilt und jeweils an die Steuereinrichtung 523 für den Pumpenausstoß und die
Steuereinrichtung 524 für
den Steuermotor ausgegeben.
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Durch
die Steuereinrichtung und die Umrichterschaltung 505 der
Sprühpumpe
und der Umrichterschaltung 513, die zu dem Steuermotor
gehört, können die
Sprühpumpe
und der Steuermotor durch die Ausgabe angesteuert werden, die dem
Sprühpumpendruck
eines jeden Düsenrohrs
entspricht, und der Ausgabe, die der Rotationsgeschwindigkeit des
Steuermotors entspricht. Als Ergebnis ist die automatische Einstellung
der Ätzbedingungen
auf Basis der CAD-Daten abgeschlossen.
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In
diesem Beispiel wird der in 15(a) gezeigte
Steuermotor 510a verwendet, aber die Bedingung kann in
dem gleichen Verfahren automatisch eingestellt werden unter Verwendung
des in 15(b) gezeigten Schrittmotors 510b.
In diesem Fall kann der Schwingwinkel in dem Schwingmechanismus
von dem Düsenrohr
auch automatisch eingestellt werden.
-
Des
Weiteren wird in der Ausführungsform der
Erfindung unter der Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten
die Ätzvorrichtung
zum Ätzen
von Kupferfolie erläutert,
aber die Erfindung kann gleichermaßen auch auf die Entwicklungsvorrichtung zur
Entwicklung und Entfernung unbelichteter Teile der fotoempfindlichen
Schutzschicht unter Verwendung einer Entwicklungslösung als
Behandlungslösung
angewendet werden.
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Die
Abmessungen, Größen und
anderen Werte, die in den vorangegangenen Ausführungsformen zitiert werden,
sind nur beispielhaft und nicht beschränkend.
-
INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
-
Gemäß der Erfindung
kann des Weiteren durch die Verwendung der Ätzvorrichtung als Herstellungsvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten, in der der Mechanismus zum Schwingen
der Düsenrohre
ein unabhängiger
Mechanismus in jedem Düsenrohr
ist, der Schwingwinkel des Düsenrohrs
in der Mitte kleiner eingestellt werden als der Schwingwinkel der
Düsenrohre
an beiden Seiten und die Schwinggeschwindigkeit ist größer und
sie ist entworfen worden, um eine gedruckte Leiterplatte mit einer
bestimmten Ge schwindigkeit zu befördern, während ein Ätzmittel als Behandlungslösung aufgesprüht wird.
Daher ist die Ätzpräzision ohne
eine Absenkung der Produktivität
des Ätzens
der gedruckten Leiterplatte im mittleren Bereich, im Randbereich,
auf der Oberseite und der Unterseite der gedruckten Leiterplatte
gleichförmig
und gedruckte Leiterplatten von hoher Dichte und hoher Präzision werden
mit einer hohen Ausbeute gefertigt, so dass eine einfache Herstellungsvorrichtung,
die weitverbreitet verwendet werden kann, vorgestellt werden kann,
ohne die Herstellungskosten der Vorrichtung auf die Spitze zu treiben.
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In
der Erfindung ist darüber
hinaus aufgrund der Verwendung einer Herstellungsvorrichtung von gedruckten
Leiterplatten, in der ein druckfester flexibler Schlauch zwischen
jedem Düsenrohr
und der Pumpe angebracht ist, der Abstand zwischen den einzelnen
Düsenrohren
variabel und auch in der vertikalen Richtung variabel, werden die
Düsenrohre
mit bestimmtem Schwingwinkel und Schwinggeschwindigkeit geschwungen
und die gedruckte Leiterplatte wird geätzt, indem sie mit einer bestimmten
Geschwindigkeit befördert
wird, während
ein Ätzmittel als
Behandlungslösung
auf die gedruckte Leiterplatte gesprüht wird. Daher ist ohne eine
Absenkung der Produktivität
des Ätzens
der gedruckten Leiterplatte die Ätzpräzision in
dem mittleren Bereich, dem Randbereich, der Oberseite und der Unterseite
der gedruckten Leiterplatte gleichförmig und gedruckte Leiterplatten
von hoher Dichte und hoher Präzision
werden mit einer hohen Ausbeute gefertigt, so dass eine einfache
Herstellungsvorrichtung, die weitverbreitet verwendet werden kann,
vorgestellt werden kann, ohne die Herstellungskosten der Vorrichtung
auf die Spitze zu treiben.
-
In
dem Aufbau der Herstellungsvorrichtung von gedruckten Leiterplatten
der Erfindung ist, da der Sprühdruck,
der Schwingwinkel und die Schwinggeschwindigkeit in jedem Düsenrohr
eingestellt werden können,
die Ätzpräzision auf
der Oberseite und der Unterseite der gedruckten Leiterplatte gleichförmig, und
gedruckte Leiterplatten von hoher Dichte und hoher Präzision werden
mit hoher Ausbeute gefertigt.
-
Des
Weiteren kann eine einfache und weithin akzeptable Herstellungsvorrichtung
von gedruckten Leiterplatten vorgestellt werden, die in der Lage
ist, die Ätzbedingungen
in Abhängigkeit
von der Ätzfläche automatisch
einzustellen.
-
- 101
- Sprühdüse
- 102a–102f
- Oberseitendüsenrohr
- 103a–103f
- Unterseitendüsenrohr
- 104a–104f
- Oberseitenverschlauchung
- 105a–105f
- Unterseitenverschlauchung
- 108
- Oberseitensprühpumpe
- 109
- Unterseitensprühpumpe
- 110
- Vorschubrolle
- 111
- Ätzzelle
- 112
- gedruckte
Leiterplatte
- 201
- Sprühdüse
- 202a–202e
- Oberseitendüsenrohr
- 203a–203e
- Unterseitendüsenrohr
- 204a–204e
- Oberseitendruckmessgerät
- 205a–205e
- Unterseitendruckmessgerät
- 206a–206e
- Oberseitendruckregulierungsventil
- 207a–207e
- Unterseitendruckregulierungsventil
- 208
- Oberseitensprühpumpe
- 209
- Unterseitensprühpumpe
- 210
- Vorschubrolle
- 211
- Ätzzelle
- 212
- gedruckte
Leiterplatte
- 301
- Sprühdüse
- 302a–302f
- Oberseitendüsenrohr
- 303a–303f
- Oberseitendruckmessgerät
- 304a–304f
- Oberseitendnackregulierungsventil
- 305
- Oberseitensprühpumpe
- 306
- Vorschubrolle
- 307a
- erste Ätzzelle
- 307b
- zweite Ätzzelle
- 308
- gedruckte
Leiterplatte
- 309a–309f
- Schwingmechanismus
für Oberseitendüsenrohr
- 310
- Steuermotor
- 311
- Nocke
- 312a–312b
- Verbindungsmechanismus
- 312c
- Drehpunkt
der rotierenden Scheibe und Verbindungsmechanismus
- 313
- Umrichterschaltung
- 401
- Sprühdüse
- 402a–402f
- Oberseitendüsenrohr
- 403a–403f
- Oberseitendruckmessgerät
- 404a–404f
- Oberseitendruckregulierungsventil
- 405
- Oberseitensprühpumpe
- 406
- Vorschubrolle
- 407
- Ätzzelle
- 408
- gedruckte
Leiterplatte
- 409a–409f
- Schwingmechanismus
für Oberseitendüsenrohr
- 410
- Steuermotor
- 411
- Nocke
- 412a
- Verbindungsmechanismus
- 412b
- Drehpunkt
der rotierenden Scheibe und Verbindungsmechanismus
- 413
- Umrichterschaltung
- 414a–414f
- druckfester
flexibler Schlauch
- 415a
- erstes
Stützelement
- 415b
- zweites
Stützelement
- 416a
- erstes
Balgelement
- 416b
- zweites
Balgelement
- 417
- flexibler
Draht
- 418a,
418b
- motorgetriebener
Zylinder
- 419
- Steuerschaltung
- 420a
- Eingabeeinrichtung
- 420b
- Dimensionsdatenspeichereinrichtung
- 501
- Sprühdüse
- 502a–502f
- Oberseitendüsenrohr
- 503a–503f
- Oberseitendruckmessgerät
- 504a–504f
- Oberseitensprühpumpe
- 505a–505f
- Umrichterschaltung
- 506
- Vorschubrolle
- 507a
- erste Ätzzelle
- 507b
- zweite Ätzzelle
- 508
- gedruckte
Leiterplatte
- 509a–509f
- Schwingmechanismus
für Oberseitendüsenrohr
- 510a
- Steuermotor
- 510b
- Schrittmotor
- 511
- Nocke
- 512a,
512b
- Verbindungsmechanismus
- 512c
- Drehpunkt
der rotierenden Scheibe und Verbindungsmechanismus
- 513a
- Umrichterschaltung
- 513b
- Steuer-
und Antriebsschaltung des Schrittmotors
- 515a–515f
- Teilblock
- 516
- Kupferfolienrückstand
- 517a
- Ätzanteil
- 517b
- Nicht-Ätzanteil
- 518
- CAD-Datenspeichereinrichtung
- 519
- Ausgabedatenauswahleinrichtung
- 520
- Korrekturdatenspeichereinrichtung
- 521
- Korrekturdaten
- 522
- Berechnungseinrichtung
für endgültige Ausgabedaten
- 523
- Steuereinrichtung
für Pumpenausstoß
- 524
- Steuereinrichtung
für Steuermotor
- 525
- CAD-Daten
- 526a–526f
- CAD-Daten
des Teilblocks