JP2001127403A - エッチング装置とプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配線密度や配線精度に優れたプリント配線板を
効率的に製造することのできるエッチング処理装置とそ
の装置を用いてプリント配線板用基板をエッチング処理
する方法を提供すること。 【解決手段】コンベアロールの下からエッチング液をス
プレー噴霧するエッチング装置であって、基板の位置を
検出するセンサがスプレーとほぼ同じ箇所にほぼ同じ数
設置され、基板の存在を検出している箇所のスプレーの
みからエッチング液を噴霧させる制御を有するエッチン
グ装置と、そのエッチング装置を用いたプリント配線板
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エッチング装置と
それを用いたプリント配線板の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント配線板を製造する方法
として、絶縁基板に銅箔を貼り合わせた銅張り積層板の
銅箔の表面に、形成する導体回路の形状にエッチングレ
ジストを形成して、エッチングレジストに覆われていな
い銅箔の箇所に化学エッチング液を接触させて除去し、
導体回路を形成する方法がある。このときに、化学エッ
チング液に接触させるのは、形成する導体回路の形状に
エッチングレジストを形成した銅張り積層板（以下、プ
リント配線板用基板という。）の上下から、スプレーに
よって化学エッチング液を噴霧するのが通常である。

【０００３】このようなエッチング処理を行う装置は、
軸と軸の直径より大きいリングからなる搬送ロールを複
数平行に並べたコンベアであって、隣接する搬送ロール
に取り付けたリングが軸方向から見たときに重なる距離
に並べられたコンベアと、そのコンベアによって搬送さ
れたプリント配線板用基板を上下から覆うように設けら
れたエッチング処理ゾーンであって、コンベアで搬送さ
れたプリント配線板用基板をエッチング処理ゾーンに搬
入する搬入口と、搬出する搬出口と、プリント配線板用
基板の上下からエッチング処理する液体（以下、エッチ
ング液という。）を噴霧する複数のスプレーとを有する
エッチング処理ゾーンを有するのが通常である。

【０００４】このような構造のエッチング処理装置で
は、図２に示すように、プリント配線板用基板の上面に
エッチング液が溜まりやすく、そうすると、エッチング
処理される銅箔がエッチング液とは接触しているがエッ
チング液の交換が行われないので、エッチング液の溜ま
った箇所と溜まっていない箇所での処理速度が異なって
しまい、エッチング処理が均一に行われないという現象
が発生する。この現象は、形成される導体回路の幅や間
隔が０．１ｍｍ以上であるような場合には、エッチング
液のスプレー圧力を高くして液交換を高めたり、エッチ
ング処理時間を長くしてエッチング除去できない箇所を
なくしてやれば、プリント配線板を製造することはでき
るが、近年のように、導体回路の幅や間隔が０．０３ｍ
ｍあるいはそれ以下が要求されたり、あるいは一定の特
性インピーダンスを必要とするような精密な導体回路を
要求されるようになってくると、エッチング条件を変更
するだけでは、これらの要求に応えることができない。

【０００５】この解決策として、プリント配線板用基板
を垂直に搬送し、エッチング液を、水平方向からスプレ
ー噴霧する方式のエッチング処理装置や、エッチング処
理ゾーンのコンベアの途中に上下からプリント配線板用
基板全面に接するように回転ローラを設けたエッチング
処理装置、あるいは、プリント配線板用基板の撓みを矯
正するように、軸と軸の直径より大きいリングからなる
搬送ロールを複数平行に並べたコンベアであって、隣接
する搬送ロールに取り付けたリングが軸方向から見たと
きに重なる距離に並べられたコンベアの搬送ロールの間
に一定の直径のロールをプリント配線板用基板に接する
ように設けたエッチング処理装置が実用化されている。
また、図３に示すように、エッチング液溜まりをなくす
ために、下のスプレーノズルのみからエッチング液を噴
霧する方法も開発されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
のうち、プリント配線板用基板を垂直に搬送し、エッチ
ング液を、水平方向からスプレー噴霧する方式のエッチ
ング処理装置では、エッチング液の交換が、プリント配
線板用基板の鉛直方向と水平方向で異なり、これもやは
り、近年の高密度の配線や高精度の配線に適用するのが
困難であるという課題がある。

【０００７】また、従来の技術のうち、エッチング処理
ゾーンのコンベアの途中に上下からプリント配線板用基
板全面に接するように回転ローラを設けたエッチング処
理装置では、プリント配線板に形成したエッチングレジ
ストの一部を剥離してしまい、回路を形成することがで
きないこともあるという課題がある。

【０００８】また、従来の技術のうち、コンベアの搬送
ロールの間に一定の直径のロールをプリント配線板用基
板に接するように設けると、プリント配線板用基板が薄
く、撓みやすい材料であるときには、そのロールが濡れ
ていることによって、プリント配線板用基板が巻き付く
ように進行方向が変わり、ロールの間から落下してしま
うという課題がある。この落下は、コンベアの進行方向
に細い線条のものを架けることによって避けることがで
きるが、その線条のものに使用する材料はエッチング液
によって損傷を受けにくいプラスチックを用いると、エ
ッチング液の温度によって伸びてしまいそこにプリント
配線板用基板が引っかかって大きくカールしたり巻物の
ように筒状に巻かれてしまい作業者が気づかないうちに
エッチング処理装置の中に長時間放置されて多数のプリ
ント配線板用基板が無駄になったり、ステンレス線のよ
うな金属線を用いると、プリント配線板用基板に形成し
たエッチングレジストの一部が剥離して回路が形成でき
ないこともあるという課題がある。

【０００９】さらにまた、下のスプレーノスルのみから
エッチング液を噴霧するようにしても、基板の下のスプ
レーノズルからの噴霧ではなく、基板が通過していない
箇所からもエッチング液が噴霧されているので、その噴
霧されたエッチング液が舞い上がり基板の丈夫に溜ま
り、エッチング精度が低下するという課題もある。

【００１０】本発明は、配線密度や配線精度に優れたプ
リント配線板を効率的に製造することのできるエッチン
グ処理装置とその装置を用いてプリント配線板用基板を
エッチング処理する方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のことを
特徴とする。 （１）コンベアロールの下からエッチング液をスプレー
噴霧するエッチング装置であって、基板の位置を検出す
るセンサがスプレーとほぼ同じ箇所にほぼ同じ数設置さ
れ、基板の存在を検出している箇所のスプレーのみから
エッチング液を噴霧させる制御を有するエッチング装
置。 （２）コンベアロールの下からエッチング液をスプレー
噴霧するエッチング装置であって、基板の位置を検出す
るセンサがスプレーとほぼ同じ箇所にほぼ同じ数設置さ
れた２つのエッチングゾーンと、その２つのエッチング
ゾーンの間に設けられたコンベアの上の薄板状物品の表
裏を反転してコンベアに乗せ替える反転機とからなり、
基板の存在を検出している箇所のスプレーのみからエッ
チング液を噴霧させる制御を有するエッチング装置。 （３）コンベアが、基板を上下から挟むように設けられ
ている（１）または（２）に記載のエッチング装置。 （４）コンベアが、軸と軸の直径より大きいリングから
なる搬送ロールを複数平行に並べたコンベアであって、
隣接する搬送ロールに取り付けたリングが軸方向から見
たときに重なる距離に並べられたコンベアと、プリント
配線板用基板の上から気体を吹き出す複数の吹き出し口
とからなる（１）または（２）に記載のエッチング装
置。 （５）（１）〜（４）のうちいずれかに記載のエッチン
グ装置を用いたプリント配線板の製造方法。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の基板の位置を検出するセ
ンサには、一定の周波数の信号を発振する発振コイルと
その発振コイルの近傍に設けられ、金属製の物体が近づ
くと発振コイルとの電磁結合の程度が変化し受信出力が
変化する検知コイルとこれらの制御回路からなる近接セ
ンサや、光を照射する参照光とその光を受ける受光素子
と参照光と受光素子との間を物体が遮ると受光素子の出
力が変化することを利用して物体が近い付いたことを検
知する近接センサを用いることができ、そのセンサをス
プレーとほぼ同じ箇所にほぼ同じ数設置するのは、その
スプレーが噴霧する範囲に基板が侵入したときにのみエ
ッチング液を噴霧できるようにするためである。

【００１３】基板の存在を検出している箇所のスプレー
のみからエッチング液を噴霧させる制御は、それぞれの
スプレーに電磁弁を設けておき、そのスプレーに相当す
る近接センサからの近接信号があるときにのみその電磁
弁を開くように制御すればよく、近接センサの近接信号
によって増幅した信号でリレーを制御したり、ドランジ
スタスイッチを制御すれば実現できる。それぞれのスプ
レーにエッチング液を供給するのは、それぞれのスプレ
ーに応じてエッチング液を供給するポンプを設けてもよ
いが、スプレーの数が多いとポンプの数も多くなり電力
を多く必要とするので経済的でない。通常は、それぞれ
のスプレーに供給する供給配管をまとめて一つのエッチ
ング液供給配管とし、そのエッチング液供給配管にポン
プでエッチング液を供給するのが経済的であり好まし
い。この場合、電磁弁が開いているスプレーの数によっ
てスプレー圧力が変わるので、予め、実験的に求めてお
いて、電磁弁を開くスプレーの数によって、ポンプの駆
動を制御して一つ一つのスプレーから噴霧されるエッチ
ング液の圧力が一定になるようにしなければならない。

【００１４】コンベアは、搬送ロールを基板を上下から
挟むように設けることができ、その搬送ロールは、回転
軸となる棒状の軸に、エッチング液の温度に耐える耐熱
性の塩化ビニルやエッチング液によって損傷しないステ
ンレスを用い、その軸に、隣接する搬送ロールに取り付
けたリングが軸方向から見たときに重なるようにできる
程度の直径のリングを、コンベアの上を通るプリント配
線板用基板の最小の幅より小さい間隔で取り付け、その
リングには、プリント配線板用基板に形成したエッチン
グレジストを傷つけないよう柔らかいポリプロピレンや
軟質塩化ビニルのような材料を用いることが好ましい。
そして、コンベアにはその搬送ロールをロールベアリン
グによる軸受けで、搬送ロール受けに複数平行に並べ、
軸を軸受けより外まで延長して、回転用のギヤを設け、
隣接する軸のギヤとの間に回転自在な伝達ギヤを設け
て、コンベアの端部に設けた軸にはモータからの回転を
伝達するベルトやギヤを設けることによって、コンベア
の上に乗せたプリント配線板用基板を搬送することがで
き好ましい。

【００１５】また、軸と軸の直径より大きいリングから
なる搬送ロールを複数平行に並べたコンベアであって、
隣接する搬送ロールに取り付けたリングが軸方向から見
たときに重なる距離に並べられたコンベアと、プリント
配線板用基板の上から気体を吹き出す複数の吹き出し口
とからなるコンベアを用いることができる。

【００１６】エッチング処理ゾーンは、コンベアで搬送
されたプリント配線板用基板を搬入する搬入口と、搬出
する搬出口と、エッチング処理を監視する透明のカバー
を取り付けた監視窓を形成した筐体と、筐体の天井付近
に、プリント配線板用基板の上から気体を吹き出す複数
の吹き出し口を一定の間隔で形成した気体供給パイプを
複数本並列に並べ、筐体の中にとおるコンベアの下に、
エッチング液を噴霧する複数のスプレーを一定の間隔で
取り付けたエッチング液供給パイプを複数本並列に並
べ、その下に、処理したエッチング液を貯めるエッチン
グ液槽を設け、エッチング液槽からエッチング液を汲み
上げエッチング液供給パイプにエッチング液を供給する
ポンプと、ポンプとエッチング液供給パイプとをつなぐ
パイプの途中に設けられた、スプレー圧力を調整する圧
力調整弁から構成することが好ましい。

【００１７】さらに、その２つのエッチングゾーンの間
に設けるコンベアの上の薄板状物品の表裏を反転してコ
ンベアに乗せ替える反転機を用いれば、プリント配線板
用基板の一方の面をエッチング処理した後、手作業でプ
リント配線板用基板を反転することなく、連続して一環
した工程を行うことができ好ましい。

【００１８】

【実施例】実施例 膜厚３０μｍの感光性フィルムを、厚さ０．２１ｍｍ、
形状５１４×１０３３ｍｍの銅張積層板にラミネートし
た後、平行光露光機にて焼付け、現像を施しパターニン
グされた基板１を、エッチング速度４．６５ｍ／ｍｉ
ｎ、液温４８℃、スプレー圧力０．１ＭＰａの条件でエ
ッチングした。エッチング液としては、比重１．３２の
塩酸を添加した塩化第二鉄溶液を用いた。図１に示すよ
うに、高さ８００ｍｍ、形状１５００×２９７２ｍｍの
エッチング槽２内に、スプレーノズル９としてそれぞれ
のスプレーノスル９にエッチング液を供給する供給口の
近くに電磁弁５を設けたフルコーン式のスプレーノズル
９を、進行方向、幅方向それぞれ２２個、１０個、計２
２０個を用い、それらを１２０ｍｍピッチで配列し、全
てのスプレーノズル９に一本のエッチング液配管１１か
らポンプ１２を介してエッチング液を供給し、噴霧した
後のエッチング液をエッチング槽に貯め、オーバーフロ
ーしたエッチング液をエッチング液タンク１３に蓄え、
そのエッチング液タンク１３からポンプ１２で再びスプ
レーノズルに供給するという強制循環式のエッチング装
置を２つ設けた。各々のスプレーノズル９には電磁弁５
を設け、そのスプレーノズル９の箇所に、一定の周波数
の信号を発振する発振コイルとその発振コイルの近傍に
設けられ、金属製の物体が近づくと発振コイルとの電磁
結合の程度が変化し受信出力が変化する検知コイルとこ
れらの制御回路からなる近接センサ４を取り付け、その
スプレーノズル９の噴霧範囲に基板が侵入してきたとき
にスプレーノズル９の電磁弁５を開く制御を行う制御部
をマイコン１１を用いて行った。コンベアは、厚さ６ｍ
ｍ、径５０ｍｍのポリプロピレン製コンベアロール８を
１４個を、８０ｍｍピッチで取り付けたコンベアシャフ
ト３を６８本、基板を上限から挟むように設置し、第１
のエッチングゾーンとした。その第１のエッチングゾー
ンから排出された基板を反転する反転機７を設け、第１
のエッチングゾーンと同じ構造の第２のエッチングゾー
ンを設けた。

【００１９】比較例１ それぞれのスプレーノズルの電磁弁を開放した状態で、
基板を第１のエッチングゾーンに投入したときからエッ
チング液を噴霧し始める以外は、実施例と同様にして、
プリント配線板を作製した。

【００２０】実施例および比較例で作製したプリント配
線板のライン幅の平均値とそのバラツキを測定した。結
果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明により、
配線密度や配線精度に優れたプリント配線板を効率的に
製造することのできるエッチング処理装置とその装置を
用いてプリント配線板用基板をエッチング処理する方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例を示す概略断面図で
あり、（ｂ）はその上面図である。

【図２】従来例を説明するための斜視図である。

【図３】他の従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１．基板 ２．エッチ
ング槽 ３．コンベアシャフト ４．近接セ
ンサ ５．電磁弁 ７．反転機 ８．搬送ロール ９．スプレ
ーノズル １１．マイコン １２．ポンプ １３．エッ
チング液タンク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンベアロールの下からエッチング液をス
   プレー噴霧するエッチング装置であって、基板の位置を
   検出するセンサがスプレーとほぼ同じ箇所にほぼ同じ数
   設置され、基板の存在を検出している箇所のスプレーの
   みからエッチング液を噴霧させる制御を有するエッチン
   グ装置。
2. 【請求項２】コンベアロールの下からエッチング液をス
   プレー噴霧するエッチング装置であって、基板の位置を
   検出するセンサがスプレーとほぼ同じ箇所にほぼ同じ数
   設置された２つのエッチングゾーンと、その２つのエッ
   チングゾーンの間に設けられたコンベアの上の薄板状物
   品の表裏を反転してコンベアに乗せ替える反転機とから
   なり、基板の存在を検出している箇所のスプレーのみか
   らエッチング液を噴霧させる制御を有するエッチング装
   置。
3. 【請求項３】コンベアが、基板を上下から挟むように設
   けられている請求項１または２に記載のエッチング装
   置。
4. 【請求項４】コンベアが、軸と軸の直径より大きいリン
   グからなる搬送ロールを複数平行に並べたコンベアであ
   って、隣接する搬送ロールに取り付けたリングが軸方向
   から見たときに重なる距離に並べられたコンベアと、プ
   リント配線板用基板の上から気体を吹き出す複数の吹き
   出し口とからなる請求項１または２に記載のエッチング
   装置。
5. 【請求項５】請求項１〜４のうちいずれかに記載のエッ
   チング装置を用いたプリント配線板の製造方法。