JP2008096595A - プリント基板製造装置及びプリント基板製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、プリント基板の製造中に薬液中に発生するスカムなどを効果的に除去することができる、プリント基板製造装置を提供するものである。
【解決手段】 かゝる本発明は、管理槽１００の薬液を使用部位に供給すると共に、現像チャンバー部などでの使用済みの薬液を管理槽１００に戻す薬液循環型のプリント基板製造装置において、管理槽１００が、オーバーフロー式の薬液貯留部１１０と、薬液を戻すための連通管１２０と、薬液を一部オーバーフローさせるための漏洩口１３０と、マイクロバブルを発生させることにより薬液中のスカムを液面上に浮遊させる泡発生ノズル１４０と、浮遊されたスカムを漏洩口側に誘導させる泡押出スプレー１５０とからなるプリント基板製造装置にあり、泡発生ノズル１４０によるマイクロバブルの発生と、泡押出スプレー１５０によるマイクロバブルの押し出しにより、効果的にスカムを除去することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリント基板の製造中に薬液中に発生するスカムなどを効果的に除去することができる、プリント基板製造装置及びプリント基板製造方法に関するものである。

プリント基板の絶縁にはカバーレイ（ＣＬ）が用いられている。このカバーレイでは不可能なファインピッチ部への絶縁にドライフィルムソルダーレジストを用いる場合がある。これは回路基板が形成された後のプリント基板の表面（片面や両面）を、実装部品が載る部分や製品用の端子などが設置される部分を除いて、レジスト材料（感光性の絶縁材料）により絶縁するために使用される。

例えば、レジスト材料としてＵＶ光の照射により硬化する材料を用いた場合、後からＵＶ光の照射されていない部分（マスクされた非露光部分）を、アルカリ性の薬液（現像液：例えばＮａ₂ ＣＯ₃ 液）により溶かして取り除くことにより行われる。

このようなプリント基板製造において、ＵＶ光を照射する工程を露光工程といい、マスクされた非露光部分のレジスト材料を除去する工程を現像工程という。
この現像工程では、この現像を現像槽で行う一方、現像後の残存薬液などを水洗槽で水洗いしている。現像槽では、コンベアなどの自動搬送機構により搬送されてきた、プリント基板の表面（片面や両面）に現像液をスプレーなどで吹き付けることにより、非露光部分のレジスト材料を溶かして除去している。この現像槽部分には、現像液を噴出させるスプレー機構を備えた現像チャンバー部やプリント基板の保持機構などの他に、現像液を循環させて再利用するため、現像チャンバー部から得られる噴出済みの現像液を回収して、一旦貯留するための管理槽（貯留タンク）が備えられている。

この管理槽では、循環される現像液に対して、常時新液を補給して、スプレー噴出での消費分を補充する一方、一部オーバーフローさせることにより、循環現像液の表面側の液を廃棄させて、現像液の鮮度を保っている。

ところが、実際の運用では、現像液の循環回数が増えてくると、種々の原因によりレジスト材料の樹脂成分が凝集したり、析出したりして、不要な物質、所謂スカムが発生するようになってくる。スカムはでき始めの最初にあっては軽く、液表面に浮いたり、液中に浮遊したり、特に液中に泡（気泡）が存在するとこの泡などに付着し易い。この液中の泡は、現像液が複雑な循環経路系を通る間に自然に発生するもので、完全に除去することは困難とされている。このような泡の豊富な状態下で、この泡へのスカム付着が進み、泡表面にスカムの塊として成長してくると、この塊状のスカムはそのまま槽内に沈んだり、槽壁面に付着したり、現像液の循環経路系の管や通路、機器などに付着するようになる。

このような状況になると、液表面に浮いているスカムにあっては、上記オーバーフロー方式によって除去できるものの、上記塊状となったスカムについては、オーバーフロー方式のみでは除去が困難となる。そして、遂には、この塊状のスカムは、スプレー機構から噴出されてプリント基板側に達し、基板表面に付着することになる。一度基板側にスカムが付着すると、水洗いを通っても容易に取り除くことは難しく、スカムが付着したままの製品となる。即ち、不良品発生の原因となる。また、スカムが一旦槽壁面や循環経路系の管や通路、機器などに付着すると、その清掃が極めて困難となる。

このため、従来から、スカム除去の対策として、例えば破砕用のブレードを設けた循環ポンプやフイルタなどを組み込むことにより、スカムを除去する製造装置系が提案されているが（特許文献１）、この場合、装置系が複雑で、設備コストや作業制御などの面に問題があり、不十分ものであった。
特開２０００−２２１６９３号公報

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、比較的簡単な構成によりスカムを効果的に除去するようにしたプリント基板製造装置及びプリント基板製造方法を提供するものである。

請求項１記載の本発明は、管理槽の薬液を使用部位に供給すると共に、前記使用部位での使用済みの薬液を前記管理槽に戻す薬液循環型のプリント基板製造装置において、
前記管理槽が、オーバーフロー式の薬液貯留部と、当該薬液貯留部に前記使用部位からの薬液を戻すための連通管と、前記薬液貯留部から表面側の薬液を一部オーバーフローさせるための漏洩口と、前記薬液貯留部の薬液中に設置されてマイクロバブルを発生させることにより薬液中のスカムを液面上に浮遊させる泡発生ノズルと、前記薬液貯留部の薬液の液面近傍に設置されて前記浮遊されたスカムを前記漏洩口側に誘導させる泡押出スプレーとからなることを特徴とするプリント基板製造装置にある。

請求項２記載の本発明は、前記薬液貯留部の前記連通管側寄りに前記泡発生ノズルを設置する一方、前記漏洩口側寄りに前記泡押出スプレーを設置させることを特徴とする請求項１記載のプリント基板製造装置にある。

請求項３記載の本発明は、前記薬液貯留部の連通管側寄りに設置された泡発生ノズルと前記漏洩口側寄りに設置された前記泡押出スプレーとを直線方向に配列させることを特徴とする請求項２記載のプリント基板製造装置にある。

請求項４記載の本発明は、前記薬液貯留部の連通管側から漏洩口側に至ると共に、その底面を開放させた倒樋型の泡誘導カバーを設けることを特徴とする請求項１、２又は３記載のプリント基板製造装置にある。

請求項５記載の本発明は、前記泡誘導カバーの薬液貯留部の連通管側と漏洩口側との間に、少なくともその上面をほぼ液面と同一高さとした隔壁板を設けると共に、当該隔壁板と前記薬液貯留部の連通管側の間に前記泡発生ノズルを設置することを特徴とする請求項４記載のプリント基板製造装置にある。

請求項６記載の本発明は、管理槽の薬液を使用部位に供給すると共に、前記使用部位での使用済みの薬液を前記管理槽に戻す薬液循環型のプリント基板製造方法において、
前記管理槽のオーバーフロー式の薬液貯留部に、前記使用部位からの薬液を戻す一方、前記薬液貯留部の表面側の薬液を、当該薬液貯留部の漏洩口から一部オーバーフローさせ、かつ、前記薬液貯留部の薬液中にマイクロバブルを発生させて薬液中のスカムを液面上に浮遊させると共に、前記薬液貯留部の薬液上に泡押出流を発生させて前記浮遊されたスカムを前記漏洩口側に誘導させることを特徴とするプリント基板製造方法にある。

本発明のプリント基板製造装置及びその製造方法によると、管理槽に貯留されて循環される薬液（現像液）に対して、泡発生ノズルにより積極的にマイクロバブル（泡）を発生させて、この泡に薬液中のスカムを付着させて、泡と共にスカムを浮上させる。
次に、このスカムの付着した泡を、泡押出スプレーにより、オーバーフロー式の漏洩口側に誘導させて廃棄させる。これにより、薬液表面側に浮いているスカムは勿論のこと、薬液中のスカムにあっても、効果的に除去することができる。

特に本発明において、泡発生ノズルを、薬液貯留部の連通管側に設置し、泡押出スプレーを、漏洩口側に設置して、これらを直線方向に配列させることにより、スカムを最短距離で効果的に除去することができる。

また、薬液貯留部の連通管側から漏洩口側に至ると共に、その底面を開放させた倒樋型（倒立させた逆樋型）の泡誘導カバーを設けることにより、スカムの流路（廃棄通路）をカバー内に狭く規制して、スカムを効果的に除去することができる。

また、泡誘導カバーの薬液貯留部の連通管側と漏洩口側との間に、少なくともその上面をほぼ液面と同一高さとした隔壁板を設けると共に、この隔壁板と薬液貯留部の連通管側の間に泡発生ノズルを設置することにより、泡の浮上範囲を狭く規制して、スカムを効果的に除去することができる。

図１は本発明のプリント基板製造装置における管理槽の一例を示し、図２はそのＩ−Ｉ線の縦断面を示したものである。図中、１００は薬液（現像液：例えばＮａ₂ ＣＯ₃ 液）を使用部位（現像液を噴出させるスプレー機構を備えた現像チャンバー部など）に供給すると共に、使用部位での使用済みの薬液を戻して再利用する薬液循環型のプリント基板製造装置における管理槽である。

この管理槽１００は、オーバーフロー式の薬液貯留部１１０と、薬液貯留部１１０に現像液を噴出させるスプレー機構などの使用部位からの薬液を戻すための連通管１２０と、薬液貯留部１１０から表面側の薬液を一部オーバーフローさせるための漏洩口１３０と、薬液貯留部１１０の薬液中に設置されてマイクロバブルを発生させることにより薬液中のスカムを液面上に浮遊（浮上）させる泡発生ノズル１４０と、薬液貯留部１１０の薬液の液面近傍に設置されて浮遊されたスカムを漏洩口側に誘導させる泡押出スプレー１５０と、薬液貯留部１１０の連通管側から漏洩口側に至ると共に、その底面を開放させた倒樋型の泡誘導カバー１６０と、泡誘導カバー１６０の薬液貯留部１１０の連通管側と漏洩口側との間に設けられ、少なくともその上面をほぼ液面と同一高さとした隔壁板１７０と、漏洩口側の外方を囲う飛散防止カバー１８０からなる。

管理槽１００における槽材料や材質は特に問わないが、金属板、プラスチック材、セッラミック材、又は、これらの複合材などを適宜使用することができる。薬液と接触する部分にあっては、耐薬品性の材料や材質のものを選ぶものとする。

上記泡発生ノズル１４０は、外部のコンプレッサ（図示省略）などからの圧搾空気（他の気体も可）によって、薬液中にマイクロバブル（泡の大きさ：直径＝３０〜１００μｍ程度が好ましい）を多数発生させるものである。この設置箇所は、薬液貯留部１１０の連通管側寄りの位置とすることが望ましい。理由は、これにより連通管１３０から戻ってくる薬液に対して、より近い位置で迅速に泡を混在させることができるからである。この泡に薬液中のスカムが付着するため、スカムが広範に拡散する前に効果的に捕捉されることになる。言い換えれば、一種の泡洗浄が効果的に行われることになる。

上記泡押出スプレー１５０は、外部のコンプレッサ（図示省略）などからの圧搾空気（他の気体も可）の吹き付けや、内蔵フィンの回転による周辺空気の吹き付けを行うものとして構成するとよい。さらに、小型ポンプなどにより薬液自体の噴霧して吹き付ける構成とすることも可能である。この設置箇所は、薬液貯留部１１０の漏洩口側寄りの位置とすることが望ましい。理由は、これにより液面上のスカムが泡などと共に、効果的にオーバーフロー式の漏洩口１３０側に押し出されて廃棄されるからである。

また、上記泡発生ノズル１４０と泡押出スプレー１５０の配列は、好ましくは図１に示すように、薬液貯留部１１０の連通管側から漏洩口側に掛けての直線方向（直線上）とよい。これにより、スカムの廃棄が槽中での最短距離で行われるからである。つまり、効率的な廃棄が得られることになる。

上記泡誘導カバー１６０は、このスカムの廃棄にあたって、スカムが薬液貯留部１１０の広範な範囲に広がらないよう、スカムの廃棄流路を狭く規制するためのものである。
この泡誘導カバー１６０の倒立状の左右の両側壁部１６１、１６１は、その途中まで薬液中に浸漬（挿入）させる一方、その底面部１６２と薬液面上には、適宜高さのスペースＳを設けてある。つまり、この泡誘導カバー１６０により、薬液貯留部１１０の連通管側から漏洩口側に掛けて、カバー幅に規制された狭い形のスカムの廃棄流路としてある。これにより、スカムを広範に拡散させることなく、効果的に除去することが可能となる。

上記隔壁板１７０は、泡誘導カバー１６０の薬液貯留部１１０の連通管側と漏洩口側との間に設けた仕切り板である。これを設けた場合、泡発生ノズル１４０は、この板と連通管側との間に設置するものとする。これにより、泡の拡散や浮上範囲が狭く規制されるため、結果として、スカムを効果的に除去することができる。

なお、この隔壁板１７０は、スカム廃棄のオーバーフロー式の障害とならないように、少なくともその上面をほぼ液面と同一高さ（少々液面より低くすることも可）としてある。また、泡発生ノズル１４０の周りの包囲を、より完全に囲う場合には、図２に示すように、泡誘導カバー１６０の左右の両側壁部１６１、１６１（一方図示省略）の下端面と当接させたり、又は下端側と重ね合わせたりする、補助隔壁板１７１、１７１（図２中一方は図示省略）を設けることもできる。さらに、これらの補助隔壁板１７１、１７１や隔壁板１７０の底面側にあっては、図２に示すように、薬液貯留部１１０の底面から少々浮かして構成する。これにより、薬液の薬液貯留部１１０内の自由な移動か確保される。

このように構成されたプリント基板製造装置では、上述したように、スプレー機構を備えた現像チャンバー部で使用された薬液は、連通管１２０を通じてオーバーフロー式の薬液貯留部１１０に戻される（供給される）。この供給位置は、薬液貯留部１１０の上記泡誘導カバー１６０、隔壁板１７０、補助隔壁板１７１、１７１に囲まれた部分となる。従って、薬液中のスカムが必要以上に広範な範囲に拡散されることはない。

この囲まれた部分内の液中には、泡発生ノズル１４０が設置されているため、薬液の循環流動に合わせて、泡発生ノズル１４０からマイクバブルを発生させる。発生した多数のマイクバブルには、薬液中のスカムが付着すると同時に、順次液上面側に浮上する。バブルの発生数にもよるが、多数のバブル浮上により勢いのあるバブル流が形成され、液表面が少々盛り上がる形となって、スカムも迅速に浮上される。従って、従来のように、スカムが塊状に成長することもない。

一方、泡発生ノズル１４０の駆動と同時に、泡押出スプレー１５０も駆動させるため、泡押出スプレー１５０の前方側の薬液の一部は、スカム付着の泡と一緒にオーバーフロー式の漏洩口１３０側に押し出されて、この漏洩口１３０から廃棄される。
この泡押出スプレー１５０による廃棄流路も、泡誘導カバー１６０の左右の両側壁部１６１、１６１の幅に規制されるため、スカムが泡や一部の薬液と共に効果的に除去される。また、泡押出スプレー１５０による薬液の押出作用は、泡発生ノズル１４０側の薬液貯留部１１０から見ると、吸引作用として働くことになる。この吸引作用と泡発生ノズル１４０によるバブル浮上の勢いのある盛り上り作用が相まって（相乗効果により）、泡発生ノズル１４０側のスカム付着の泡は、スムーズに泡押出スプレー１５０側に流れることになる。つまり、極めて効果的なスカムの廃棄が行われることになる。

なお、本発明の薬液中の除去対象は、スカムであるが、このスカムには、レジスト材料の樹脂成分である所謂スカムの他に、次のものも含めるものとする。つまり、薬液中には循環過程で塵埃、微小粒子などの種々の不要物質が混入する恐れがあるため、これらの物質で薬液表面に浮くもの、泡に付着するものも、広く含めるものとする。
また、薬液貯留部１１０には、図示しないが、オーバーフロー式の漏洩口１３０から廃棄される分や現像チャンバー部での消費分（使用量）に対応した新液を補給する機構と、現像チャンバー部側にポンプなどで循環される機構を設けてある。

本発明に係るプリント基板製造装置における管理槽の蓋を外した状態の一例を示した斜視図である。 図１のＩ−Ｉ線の縦断端面図である。

符号の説明

１００・・・管理槽、１１０・・・薬液貯留部、１２０・・・連通管、１３０・・・漏洩口、１４０・・・泡発生ノズル、１５０・・・泡押出スプレー、１６０・・・泡誘導カバー、１７０・・・隔壁板、１７１・・・補助隔壁板

Claims (6)

1. 管理槽の薬液を使用部位に供給すると共に、前記使用部位での使用済みの薬液を前記管理槽に戻す薬液循環型のプリント基板製造装置において、
   前記管理槽が、オーバーフロー式の薬液貯留部と、当該薬液貯留部に前記使用部位からの薬液を戻すための連通管と、前記薬液貯留部から表面側の薬液を一部オーバーフローさせるための漏洩口と、前記薬液貯留部の薬液中に設置されてマイクロバブルを発生させることにより薬液中のスカムを液面上に浮遊させる泡発生ノズルと、前記薬液貯留部の薬液の液面近傍に設置されて前記浮遊されたスカムを前記漏洩口側に誘導させる泡押出スプレーとからなることを特徴とするプリント基板製造装置。
2. 前記薬液貯留部の前記連通管側寄りに前記泡発生ノズルを設置する一方、前記漏洩口側寄りに前記泡押出スプレーを設置させることを特徴とする請求項１記載のプリント基板製造装置。
3. 前記薬液貯留部の連通管側寄りに設置された泡発生ノズルと前記漏洩口側寄りに設置された前記泡押出スプレーとを直線方向に配列させることを特徴とする請求項２記載のプリント基板製造装置。
4. 前記薬液貯留部の連通管側から漏洩口側に至ると共に、その底面を開放させた倒樋型の泡誘導カバーを設けることを特徴とする請求項１、２又は３記載のプリント基板製造装置。
5. 前記泡誘導カバーの薬液貯留部の連通管側と漏洩口側との間に、少なくともその上面をほぼ液面と同一高さとした隔壁板を設けると共に、当該隔壁板と前記薬液貯留部の連通管側の間に前記泡発生ノズルを設置することを特徴とする請求項４記載のプリント基板製造装置。
6. 管理槽の薬液を使用部位に供給すると共に、前記使用部位での使用済みの薬液を前記管理槽に戻す薬液循環型のプリント基板製造方法において、
   前記管理槽のオーバーフロー式の薬液貯留部に、前記使用部位からの薬液を戻す一方、前記薬液貯留部の表面側の薬液を、当該薬液貯留部の漏洩口から一部オーバーフローさせ、かつ、前記薬液貯留部の薬液中にマイクロバブルを発生させて薬液中のスカムを液面上に浮遊させると共に、前記薬液貯留部の薬液上に泡押出流を発生させて前記浮遊されたスカムを前記漏洩口側に誘導させることを特徴とするプリント基板製造方法。

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