JP2003200090A - 印刷回路基板用の噴射ノズルおよびこれを用いたウェットライン設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＣＢウェットライン設備で使用される噴射
ノズルから液体を噴射するときに発生する液間の干渉を
防止し、均一な噴射圧を維持しながら噴射し続けること
ができる、ノズルカバーを備えた印刷回路基板用の噴射
ノズルを提供する。 【解決手段】 所定の圧力で印刷回路基板（ＰＣＢ（２
５））に液体を噴射する印刷回路基板用の噴射ノズルに
おいて、該噴射ノズル（５）の上部には、噴射ノズルに
覆い被さる漏斗型のノズルカバー（１０）が取り付けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷回路基板（pr
inted circuit board, 以下「ＰＣＢ」という。）の噴
射工程で用いられる噴射ノズルに関し、特にウェットラ
イン設備内で水平に移送されるＰＣＢに液体を噴射する
噴射ノズルの改善構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＣＢの製造工程において、噴射ノズル
は前処理(pretreating)、現像(developing)、剥離(peel
ing)、エッチング(etching)、水洗(washing)など様々な
化学処理及び水洗工程で用いられる。

【０００３】近年の各種電子製品の急速な小型化、軽量
化及び高密度化に伴い、ＰＣＢも回路密集度の向上及び
各種クリアランスの急激な縮小が行われている。かかる
趨勢に合わせて、ＰＣＢもＢＧＡ、ＣＳＰ、ＦＬＩＰ
ＣＨＩＰ形態のＰＣＢに移行している。また、回路密集
度の向上のため、ＰＣＢの線幅は従来の１００μｍ以上
から現在７５μｍ程度にまで減少しており、今後２００
４年頃には４０μｍまで減少する見込みである。また、
回路幅間の間隔も急激に減少する趨勢にある。

【０００４】一方、回路密集度の向上と共に高周波特
性、処理速度の向上及び各種画像処理技術の発展によっ
て、完成したＰＣＢのインピーダンス値が重要な因子と
なっている。従来の一般的なＰＣＢの場合にはインピー
ダンスに対して別途の指定または管理を必要としなかっ
たため、回路線幅の公差範囲は±２０％程度であった。
ところが近年のインピーダンス調整を必要とする製品で
は、回路線幅の公差範囲±１０％で量産されており、今
後はこれを±５％まで減少する必要がでてくる。このよ
うにＰＣＢの高精密度、高密度化における進歩は大変目
立つ現象となっている。

【０００５】ＰＣＢは、穴あけ加工、メッキ、回路形
成、積層などの多数の工程を順次連続して行うことによ
り製造されるが、工程によっては異物除去及び洗浄のた
めの前処理工程、回路エッチング工程、エッチングレジ
スト剥離工程、ＰＳＲ現像工程、各種洗浄及び水洗工程
などが必要となる。

【０００６】このような工程は、ＰＣＢがウェットライ
ン設備に投入されて駆動装置によって設備内を水平に進
む間、各種化学溶液などとの反応によって行われる。こ
の際、各設備には、ＰＣＢに液体を噴射するためのノズ
ルが各々取り付けられている。

【０００７】ＰＣＢウェットライン設備は、米国特許第
５,５３４,０６７号及び第５,２２８,９４９号、日本国
特開２０００−２３７６４９号などに開示されている。
これらに開示されたＰＣＢウェットライン設備では、設
備内に設置されたコンベヤーによってＰＣＢが水平に移
動する間に、ＰＣＢの上部及び下部に配設された多数の
ノズルから各種化学溶液を噴射して現像やエッチングな
どの工程を行うようになっている。また、日本国特開２
０００−２３７６４９号には、液体が満たされたタン
ク、液体をタンクからポンピングするポンプ、ポンピン
グされた液体が移動する配管、及び液体を噴射するノズ
ルを含むスプレー設備が開示されており、ノズルにはス
リット状噴射口が開示されている。また、米国特許第
５,１９７,６７３号には、ノズルバーにノズルを締結す
ることにより振動可能なノズルアセンブリ構造が開示さ
れている。

【０００８】上述した各種回路の線幅及び公差は、ＰＣ
Ｂウェットライン設備の内部に取り付けられたノズルか
ら噴射される液体の状態によって定められるため、ＰＣ
Ｂウェットライン設備の性能は、基板全体にわたって同
圧力及び同量の化学溶液を持続的に噴射できるか否かに
よって決定される。

【０００９】このような噴射ノズルとして、現在種々の
ノズル形態が用いられており、各工程の使用用途及び特
性によって使用されるノズルの形態が決定される。代表
的なノズルとしては、フルコーンタイプ(full-corn typ
e)、フラットタイプ(flat type)などが挙げられる。

【００１０】フルコーンタイプのノズルは、主に現像能
力及びエッチング能力を必要とする工程に用いられ、そ
の噴射形態は円錐状、噴射面は円形であり、噴射圧は広
い領域にわたって一定に維持される。さらに、前記ノズ
ルは基板と垂直な方向に固定され、常に噴射面の全体に
わたって同圧力を維持できるようになっているため、一
定の現像能力を確保し、優れた解像性を得ることができ
るようになっている。これは、広い面積に一定の圧力で
化学薬品を噴射することで、持続的に化学反応が行われ
るようにしたものである。

【００１１】フラットタイプのノズルは、強い洗浄力を
必要とする工程に主に用いられ、噴射形態は末広がり状
であり、噴射面は直線をなす。強い噴射圧が直線形態の
局所部位に集中するので、表面に強い洗浄力を与え、回
路間の異物除去及びホール内の異物除去などを容易化す
ることができ、従って、主に水洗工程や酸洗工程などの
洗浄能力も向上する。前記ノズルは通常、基板に対して
垂直方向に固定されるが、必要に応じて基板に対して一
定の角度で傾かせることにより基板の洗浄能力を向上さ
せることもある。

【００１２】噴射用ノズルは、その用途によって選択的
に或いは組合せて各工程に適用される。

【００１３】どのようなタイプのノズルを使用したとし
ても、一定の噴射圧を維持することが最も重要なポイン
トであり、噴射圧が一定に維持できない場合には所望の
品質を得ることが困難となる。ウェットライン設備に取
り付けられるノズルは、ノズルバーに対して多数個が一
定の間隔で上部及び下部に対向して配設されているのが
一般的な形態である。このような設備の構造上、噴射時
には、下部のノズルは液間干渉が弱いため一定の圧力の
維持が比較的容易である一方、上部のノズルは噴射され
た液体がノズルに沿って流下する結果、ノズルから噴射
される液体に圧力抵抗を起こす原因となっていた。

【００１４】より詳しく説明すると、下部のノズルから
噴射された液体、或いはＰＣＢに噴射されて飛散した液
体は、上部のノズルバーに沿って上部のノズルバーのノ
ズルに流下する。この際、ノズルから噴射される液体と
ノズルから滴下する液体との間で干渉が発生する。干渉
現象には、ノズル噴射口から液体が流下し、噴射される
液体に初期から干渉を起こす現象と、噴射または飛散し
た液体がノズルの外周面に沿って流下して滴下し、噴射
される液の一定の部分で噴射の形態を破壊する現象とが
ある。

【００１５】通常、かかる現象は両者が１つのノズルに
おいて同時多発的に発生し、設備内部に相当数のノズル
が締結されている状態で連続運転が行われると、全ノズ
ルにわたって持続的に発生する。このような現象はノズ
ルを使用するＰＣＢウェットライン設備で全体的に確認
されている。

【００１６】かかる現象は、製品上に均一な噴射圧で作
業が行われることを妨害するため、製作されたＰＣＢの
品質維持に致命的な悪影響を及ぼす。さらに、現在進行
中の高密度化製品の場合、基板全体的に同一の化学反応
によって一定の回路幅の維持及び均一なエッチング能力
を備えるのが必須的な項目として登場しているが、この
ような状況で噴射ノズルから噴射される液体とノズルか
ら滴下する液体との間の干渉を最小化することが重要と
なる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点を解決するためのもので、ノズルから液が噴射される
時に生ずる液間干渉の問題を解決し、既に使用中の設備
を変更させることなく適用することができると共に設置
後にも容易に管理することが可能な構造を取ることによ
り、液間干渉を最小化することができる方法を提案す
る。

【００１８】従って、本発明の目的は、ＰＣＢウェット
ライン設備で使用される噴射ノズルから液体を噴射する
ときに発生する液間の干渉を防止し、均一な噴射圧を維
持しながら噴射し続けることができるようにすることに
ある。

【００１９】また、本発明の他の目的は、ＰＣＢ噴射工
程中に均一な噴射圧を維持してＰＣＢの品質と性能を向
上させることにある。

【００２０】また、本発明のさらに他の目的は、噴射ノ
ズルの形態に拘らず、既存の設備にも容易に適用するこ
とが可能なノズルを提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、所定の圧力で印刷回路基板（７）に液体
を噴射する印刷回路基板噴射用の噴射ノズルにおいて、
該噴射ノズル（５）の上部に、噴射ノズルに覆い被さる
漏斗型のノズルカバー（１０）を取り付けることを特徴
とする。

【００２２】また、本発明は、コンベヤーに装着されて
水平に移送される印刷回路基板（７）、印刷回路基板に
化学処理用または水洗処理用液を噴射するために、印刷
回路基板の上、下部に設けられたノズルバー（４）に一
定の間隔で配設された多数の噴射ノズル（５）を含み、
該噴射ノズルからの噴射液（２０）によって印刷回路基
板に化学処理または水洗処理工程を行う印刷回路基板ウ
ェットライン設備において、前記多数の噴射ノズルに
は、前記ノズルバーとの連結部に噴射ノズルに覆い被さ
る漏斗型のノズルカバーをそれぞれ取り付けたことを特
徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付図に基づいて本発明の
構成及び作用を詳細に説明する。

【００２４】図１にＰＣＢウェットライン設備の一般的
な構造を示す。図に示すようにこのＰＣＢウェットライ
ン設備は、液体を貯溜するタンク１、タンク１から液体
をポンピングする噴射用ポンプ２、ＰＣＢ７を水平に搬
送するための基板駆動用コンベヤー、及びＰＣＢの上面
および下面に液体を噴射するためにその上部および下部
に配設された多数の噴射ノズル５等を含んでいる。

【００２５】ＰＣＢ７はコンベヤーの上、下の多数のロ
ーラーとホイールとの間にクランプされており、コンベ
ヤーの駆動によって水平に移送される。このように移送
されるＰＣＢ７に対し、現像溶液やエッチング溶液など
の液体をその上部および下部に対向して配設された多数
の噴射ノズル５から拡散、噴射する。

【００２６】噴射ノズル５によって噴射される液体は、
液体を保管するタンク１からポンピングされ、配管３及
びノズルバー４を通して移動し、最終的には噴射ノズル
５から噴射される。噴射ノズル５はノズルバー４に一定
の間隔で取り付けられている。ＰＣＢ７はモータによっ
て駆動される基板駆動用コンベヤー上に配置され、水平
に設備内部を通る。ＰＣＢウェットライン設備は、この
ように移動するＰＣＢ７に対し、液体（化学溶液）など
が噴射ノズル５によって上下両方向から噴射するように
なっている。

【００２７】ところが、このように上、下部の噴射ノズ
ルから化学液を噴射すると、下部の噴射ノズルから噴射
された液体が上部の配管に沿って上部の噴射ノズルの噴
射口側に流下し、噴射口から滴下した液体が上部の噴射
ノズルから噴射される液体との間で干渉を起こす。従っ
てこのような場合、上部の噴射ノズルから噴射された噴
射液の範囲が乱れ、噴射が不均一になる結果、表面処理
能力、即ち現像水洗が低下し、これにより回路の精密度
などに影響を及ぼしてＰＣＢの品質を低下させる虞があ
る。

【００２８】図２は従来の上、下部に対向配設された噴
射ノズル５から噴射される液体の干渉現象を示す。図２
に示すように、液体の噴射時に噴射ノズルで発生する干
渉現象は、特に上部の噴射ノズルから噴射された噴射液
２０が噴射ノズルから滴下する液体との間で干渉を起こ
して噴射圧の均一性を壊すことが分る。

【００２９】従って、このような噴射ノズルの液間干渉
を防止するための装置を創案した。

【００３０】既存のＰＣＢウェットライン設備では、ノ
ズルバーに噴射ノズルのみを取り付けて化学溶液または
一般水洗水を噴射する方式を採用したが、本発明では噴
射ノズルの上部にノズルカバーを設置することにより、
ノズルバーなどに沿って流下する液と噴射ノズルから回
路基板に噴射される液間の干渉を防止することとした。

【００３１】まず、従来の噴射ノズルを使用する場合に
発生する問題点を詳細に説明する。

【００３２】図３及び図４は従来の噴射ノズルから噴射
される液体の噴射形態及び液間の干渉現象をそれぞれ示
している。図３に示すように、従来のノズル形態では、
下部の噴射ノズルから噴射されるか、或いは噴射されて
飛散した化学溶液が上部のノズルバー４から噴射ノズル
５の外周面に沿って流下して滴下する際、これが噴射ノ
ズル５から噴射された噴射液２０の形態を破損させ、基
板全体的に一定圧力の液が噴射されることを阻害する。

【００３３】また、図４に示すように、ノズルバー４か
ら流下する液体がノズル噴射口に水滴として宿る場合、
噴射ノズル５から噴射される液体２０が所望の形態で噴
射されず、液の形態が初期から破壊される現象が発生す
る。

【００３４】このような形態の噴射はＰＣＢの作業時に
必ず回避しなければならない現象であるが、これについ
て今まで特別の措置はなされておらず、持続的に製品を
量産することにより不良が発生し、さらに高密度製品の
量産の困難性を加重していた。

【００３５】このような点を改善した本発明に係る噴射
ノズルの形態を図５に示した。

【００３６】図５に示すように、図示しないタンクから
ポンプを介して配管及びノズルバー４まで液体が移動し
て噴射ノズル５から噴射されることは従来の構成と同様
であるが、噴射ノズルの形態を改善することにより、液
間の干渉を防止している。改善された発明の核心は、噴
射或いは飛散した液体が噴射ノズル５から滴下すること
を防止することにあり、このため噴射ノズル上部に漏斗
状のノズルカバー１０を取り付けた。この結果、ノズル
バー４に沿って流下する液体はノズルカバー１０に沿っ
て流下し、噴射ノズル５から噴射される噴射液２０の噴
射範囲内に液体が流下することが防止される。

【００３７】ノズルカバー１０は、噴射ノズル５の上部
においてその取り付け箇所が形成されて固定され、噴射
ノズルの下部に位置する噴射口側に行くほどその径が段
々広くなる漏斗状の形状を有している。

【００３８】図６は本発明の一実施例に係るノズルカバ
ー付き噴射ノズルの断面図である。図６に示したよう
に、このノズルカバー付き噴射ノズルでは、天面と側面
とからなるノズルカバー１０が噴射ノズル５の上部に取
り付けられている。ノズルカバーの天面には噴射ノズル
５の上部に締結できるようにホールが設けられている。
ノズルカバー１０の側面はノズルの噴射口６側に行くほ
どその径が段々広くなる形態、即ち漏斗状をしている。

【００３９】ノズルカバー１０の側面の垂直方向長さは
噴射ノズルの長さと同一の長さ、即ち、噴射ノズル５の
噴射口末端部までの長さと同一の長さであることが好ま
しいが、必要に応じてこれよりさらに長く或いは短くす
ることも可能である。

【００４０】また噴射ノズル５から噴射される噴射液２
０の角度に応じて、ノズルカバー１０の角度も変更して
製作、適用することができる。図５に示すように、ノズ
ルのカバーの傾斜角度（φ）は噴射口６から噴射される
噴射液２０の噴射角度（θ）と同じ、或いはそれより大
きくすることができるが、これに限定されるものではな
く、必要に応じて種々変更することもできる。

【００４１】ノズルカバー１０の大きさは、噴射液２０
が噴射されるＰＣＢの面積２５及び噴射高さによって様
々に調節することができる。例えば、噴射液の噴射半径
が大きい場合には、十分に大きい半径のノズルカバーを
使用することができる。噴射液の干渉を効果的に防止す
るためには、噴射液が噴射されるＰＣＢ面積２５よりも
広い下部開口面積１５を有するノズルカバー１０を使用
することが好ましい。

【００４２】図７は噴射液２０の噴射面積に応じて噴射
ノズルのカバー１０の大きさを種々変更した例を示して
いる。本発明では、噴射面積が広くなるにつれて、カバ
ーの大きさ、即ちノズルカバーの下端部の開口面積１５
を広く調節している。即ち、図７を参照すると、噴射液
の形態がそれぞれ２１、２２、２３の場合、ノズルカバ
ーはそれぞれ１１、１２、１３を使用する。

【００４３】本発明では噴射ノズルにノズルカバーを取
り付けることにより、噴射ノズルの噴射口に液体が流れ
落ちて噴射が乱れることを防止し、且つ、噴射範囲内に
液体が流れ落ちることを防止することができ、液体の流
下をノズルカバー４の外壁側に分散させることができ
る。

【００４４】また、液体の種類に応じて耐薬品性及び耐
環境性に優れた材質を用いてノズルカバーを製作するこ
とが可能なので、様々な種類の化学薬品に適用すること
ができる。例えば、ノズルカバーをテフロン（登録商
標）材質で製造することもできる。

【００４５】なお上述したノズルカバーは、ノズルタイ
プまたは設備構造に構わず、取り付が可能な全ての設備
に簡単に適用することができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明のノズルカバー付きの印刷回路基
板用の噴射ノズルを使用することで、噴射ノズルに沿っ
て流下する液体を最小化して、噴射ノズルから滴下する
液体と噴射液間の干渉を防止することができ、ＰＣＢ噴
射工程で均一な噴射圧を維持することにより現像やエッ
チングなどの化学反応及び洗浄能力を均一に維持するこ
とができる。

【００４７】さらに、本発明は、不良率を減少させてＰ
ＣＢ品質の安定化を図ることができるのみならず、高密
度の製品の製造工程にも有効に適用することができる。

【００４８】なお本発明は、既存の設備を変更すること
なく簡単な方法で噴射ノズルの形状を変更することが可
能であり、ノズルのタイプに関係なく様々なノズルに容
易且つ迅速に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なＰＣＢウェットライン設備の概念図で
ある。

【図２】従来の上部および下部に対向して配設された噴
射ノズルから噴射される液体の干渉現象を概略的に示し
た概念図である。

【図３】従来の噴射ノズルから噴射される噴射液の干渉
現象を示した概念図である。

【図４】従来の噴射ノズルから噴射される噴射液の形態
破壊現象を示した概念図である。

【図５】本発明のノズルカバー付きの印刷回路基板用の
噴射ノズルを用いることによる噴射液干渉現象の防止効
果を示した概念図である。

【図６】本発明に係るノズルカバー付き印刷回路基板用
の噴射ノズルの縦断面図である。

【図７】本発明のノズルカバー付き印刷回路基板用の噴
射ノズルにおいて、噴射液の噴射面積に応じたノズルカ
バーの大きさが変更されることを示す図である。

【符号の説明】

１ タンク ２ 噴射用ポンプ ３ 配管 ４ ノズルバー ５ 噴射ノズル ６ 噴射口 ７ 印刷回路基板（ＰＣＢ） １０，１１，１２，１３ ノズルカバー １５ （下端部の）開口面積 ２０，２１，２２，２３ 噴射液 ２５ （ＰＣＢ上の）面積

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D073 BB03 DB04 DB11 DB18 4F033 AA04 BA03 CA01 DA01 EA05 LA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の圧力で印刷回路基板（７）に液体
   を噴射する印刷回路基板用の噴射ノズルにおいて、 該噴射ノズル（５）の上部には、噴射ノズルの側面に沿
   って下部に行くほど広くなり、かつ、噴射ノズルの側面
   に覆い被さる漏斗型のノズルカバー（１０）が取り付け
   られている、ことを特徴とする印刷回路基板用の噴射ノ
   ズル。
2. 【請求項２】 前記ノズルカバー（１０）は、テフロン
   で製造される、ことを特徴とする請求項１に記載の印刷
   回路基板用の噴射ノズル。
3. 【請求項３】 前記ノズルカバー（１０）の下端部の開
   口面積（１５）は、噴射液（２０）が噴射される印刷回
   路基板（７）上の面積（２５）よりも広い、ことを特徴
   とする請求項１に記載の印刷回路基板用の噴射ノズル。
4. 【請求項４】 前記ノズルカバー（１０）の頂角は、噴
   射液（２０）の噴射角と同一か或いは大きい、ことを特
   徴とする請求項１に記載の印刷回路基板用の噴射ノズ
   ル。
5. 【請求項５】 印刷回路基板（７）を水平方向に移送す
   るコンベヤーと、印刷回路基板に化学処理用または水洗
   処理用の液体を噴射するために印刷回路基板の上部及び
   ／または下部に設けられたノズルバー（４）に一定の間
   隔で配設された多数の噴射ノズル（５）とを含み、該多
   数の噴射ノズルから噴射される噴射液（２０）によって
   印刷回路基板に化学処理または水洗処理工程を行う印刷
   回路基板用のウェットライン設備において、 前記多数の噴射ノズルには、噴射ノズルの側面に沿って
   下部に行くほど広くなり、かつ、噴射ノズルの側面に覆
   い被さる漏斗型のノズルカバー（１０）がそれぞれ取り
   付けられている、ことを特徴とする印刷回路基板用のウ
   ェットライン設備。
6. 【請求項６】 前記ノズルカバー（１０）は、テフロン
   で製造される、ことを特徴とする請求項５に記載の印刷
   回路基板用のウェットライン設備。
7. 【請求項７】 前記ノズルカバー（１０）の下端部の開
   口面積（１５）は、噴射液（２０）が噴射される印刷回
   路基板（７）上の面積（２５）よりも広い、ことを特徴
   とする請求項５に記載の印刷回路基板用のウェットライ
   ン設備。
8. 【請求項８】 前記ノズルカバー（１０）の頂角は、噴
   射液（２０）の噴射角と同一か或いは大きい、ことを特
   徴とする請求項５に記載の印刷回路基板用のウェットラ
   イン設備。
9. 【請求項９】 前記ノズルカバー（１０）は、上部の噴
   射ノズル（５）にのみ取り付けられている、ことを特徴
   とする請求項５に記載の印刷回路基板用のウェットライ
   ン設備。