JP2016094645A - エッチング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、プリント配線基板その他の電子回路基板において、その代表的な製造工程は、次のとおり。
まず、銅張り積層板よりなる基板材の外表面に、感光性レジストが塗布又は貼り付けられる。それから、回路のネガフィルムを当てて露光し、回路形成部分以外のレジストを、現像により溶解除去する。もって、露出した回路形状部分以外の銅箔を、エッチングにより溶解除去してから、回路形成部分のレジストを剥離により溶解除去する。
このようなプロセスを辿ることにより、基板材外表面に残った銅箔にて電子回路が形成され、電子回路基板が製造される。
そして、エッチング工程のエッチング装置では、コンベアにて水平搬送される基板材に対し、スプレーノズルからエッチング液が噴射され、もって基板材がエッチング処理される(後述の図3も参照)。
エッチング装置において、噴射されたエッチング液は、基板材外表面を左方向又は右方向(前後の搬送方向に対し直角方向)に流れ、基板材をエッチング処理した後、左右両サイドから流下,排出される。もって、基板材に噴射されたエッチング液は、順次新鮮な液へと更新される。
これに対し、もしも基板材外表面にエッチング液の液溜まりや滞留が発生すると、更新が妨げられ、エッチング精度が低下してしまう。そして特に、基板材上面の中央部付近において、このような液溜まりや滞留が発生し易かった。
そこで、エッチング液の更新促進,液溜まり解消,滞留解消をめざし、エッチング装置では、スプレーノズル傾斜配設やダムロールが採用されていた。
すなわち、従来のエッチング装置1の代表例では、図3の(2)図中に示したように、噴射されたエッチング液Aが基板材B外表面を前後に流れることを阻止し左右に流れるようにすべく、スプレーノズル2を左方向と右方向に向け交互に傾めに配置したり、図1の(4)図,図2の(2)図に示したように、仕切りローラとしてダムロール3が採用されていた。
そして、これらは通常、基板材Bの上側について採用されていた(基板材B下面については、噴射されたエッチング液Aは、液溜まりや滞留することなく、エッチング処理後直ちに自然落下,自重落下する)。
まず、形成される回路Cパターンについて、図4の(2)図は、断面が矩形の理想例を示す。(3)図は、これに近い断面よりなる良い例を示す。(4)図は、断面が急傾斜台形状をなす悪い例を示す。図中、Lは回路幅、Tは頂面幅(トップ幅)、Sは回路間スペース、Hは回路深さである。
さて、図4の(3)図に示した良い回路Cパターンを得るためには、例えば図1の(4)図や図3において、スプレーノズル2から噴射されるエッチング液Aのスプレー圧を、上げる必要がある。回路Cの微細化,高密度化,エッチング精度向上等に鑑み、このような高圧化のニーズが最近一段と高まっている。図中4はコンベア、5はそのホイールである。
すなわち低圧時、例えばスプレー圧0.18MPaの場合、断面が図4の(4)図の悪いパターンの回路C(回路幅L30μm、頂面幅T20μm)が、形成され易くなる。これに対し、スプレー圧0.20MPa以上の高圧時、例えばスプレー圧0.25MPaでは、断面が図4の(3)図の矩形に近い良いパターンの回路C(回路幅L30μm、頂面幅T25μm)が、形成されるようになる。
この問題について、更に詳述する。スプレー圧を上げると、基板材Bに噴射されたエッチング液Aが、ダムロール3を越えて飛散したり溢れる事態が発生するようになる。
すなわち基板材B上面について、スプレー圧0.20MPa未満では、ダムロール3間に安定的に保たれていたエッチング液Aの基準水位が、スプレー圧0.20MPa以上の場合は、圧反射により基準水位より上に跳ね返って飛散したり、圧波動により基準水位より上に溢れたりするようになる。
もってエッチング液Aが、前後方向Eへと流出事態が発生するようになる(図1の(4)図中の実線表示を参照)。
このようにして、エッチング処理の過不足,遅速が生じ、形成される回路Cパターンにバラツキが発生していた(基板材B下面についてはエッチング液Aが、エッチング処理後直ちに自然落下,自重落下するので、このような問題発生は少ない)。
基板材B上面の回路Cについて、図4の(4)図に示した悪いパターン断面のものが混在するようになり、形成パターンのエッチングレートやエッチングファクターの低下、標準偏差や面内分布の悪化を招いていた。
このように、従来の基板材Bのエッチング装置1は、スプレー圧の高圧化を図ると、回路Cパターンにバラツキが生じ、エッチング精度に問題が生じていた。
本発明のエッチング装置は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第1に、エッチング精度が改善され、第2に、しかもこれが簡単容易に支障なく実現される、エッチング装置を提案することを、目的とする。
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
請求項1については、次のとおり。
このエッチング装置は、コンベアにて搬送される板状部材に、スプレーノズルからエッチング液を噴射してエッチング処理する。そして前記エッチング装置は、ダムロールと液止め体を有している。
前記コンベアは、上下のホイール群を有し、前記板状部材を挟んで水平搬送する。
前記スプレーノズルは、前記コンベアの周囲に多数設けられると共に、少なくとも前記コンベアの上側に配置される複数のスプレーノズルは、前記コンベアの搬送方向に対して左方向または右方向に向け斜めに傾斜して配置されている。
前記ダムロールは、前記ホイールより直径が小さいストレートローラよりなり、前記コンベアの搬送方向に並べて配置された前後の前記ホイール間に形成されたスプレーゾーンの前後端部に対をなして、前記ホイールに隣接配置されている。
もって前記ダムロールは、前記スプレーノズルから前記板状部材に噴射された前記エッチング液を、前記板状部材の外表面を左右の幅方向に流すように規制する。
前記液止め体は、前記ホイールとは干渉しない位置にて、前記各ダムロールの上方に隣接配置されている。
もって前記液止め体は、前記エッチング液が前記ダムロールを越えて前後に流出することを規制する。
前記ダムロールおよび液止め体は、少なくとも、搬送される前記板状部材の上側に設けられていること、を特徴とする。
請求項2のエッチング装置では、請求項1において、前記液止め体はバー状材よりなり、前記ダムロールとは離間して配置されていること、を特徴とする。
請求項3については、次のとおり。
請求項3のエッチング装置では、請求項1において、前記液止め体はストレートローラよりなり、前記ダムロールと接触して配置されていること、を特徴とする。
請求項4については、次のとおり。
請求項4のエッチング装置では、請求項1及至3記載の何れか1項において、少なくとも前記コンベアの上側に配置される複数の前記スプレーノズルは、前記コンベアの搬送方向に沿って、左方向を向くスプレーノズルと右方向を向くスプレーノズルが交互に配置されていること、を特徴とする。
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
(1)エッチング装置では、コンベアで搬送される基板材等の板状部材に対し、スプレーノズルからエッチング液を噴射してエッチング処理する。
(2)噴射されたエッチング液は、基板材等の板状部材を左方向又は右方向に流れた後、左右両サイドから流下,排出される。
(3)このようなエッチング液の流れをサポートすべく、スプレーノズル傾斜配設やダムロールが採用されている。
(4)ところでエッチング装置では、エッチング精度向上のため、エッチング液のスプレー圧高圧化ニーズが強い。
(5)しかしながら、スプレー圧を高圧化すると、噴射されたエッチング液が、圧反射により、ダムロールによる基準水位より上に跳ねかえって飛散したり、圧波動により、基準水位より上に溢れ易くなる。
もってエッチング液が、ダムロールを越えて前後に流出する虞が生じ、回路パターンのバラツキ発生の原因となる。
(6)そこで、本発明のエッチング装置では液止め体を採用してなり、このようなエッチング液の飛散,溢れ,流出を規制する。
(7)もって、エッチング液のスプレー圧を高圧化しても、これらは確実に規制,回避されるようになる。
(8)従って例えば、回路パターンのバラツキ発生も防止される。すなわち、スプレー圧の高圧化により、断面矩形に近い回路が形成されると共に、液止め体の採用により、断面急傾斜台形状の回路の発生,混在は回避される。
(9)そして液止め体は、簡単な構成よりなり、容易に上述を実現可能である。又、スプレーゾーンを狭めたり、ホイールと接触,干渉することもない等、支障なく採用可能である。
(10)さてそこで、本発明のエッチング装置は、次の効果を発揮する。
第1に、エッチング精度が改善される。すなわち、本発明のエッチング装置では、液止め体の採用により、スプレー圧を高圧化にしても、エッチング液がダムロールを越えて飛散したり溢れて流出することは、確実に防止される。特に基板材等の板状部材上面について、確実に防止されるようになる。
もって、エッチング液のスプレー圧を上げることにより、例えば、矩形に近い回路パターンが均一に得られるようになる。形成される回路パターンについて、前述したこの種従来技術のように、スプレー圧を上げるとバラツキが発生することは防止される。
高スプレー圧でも、例えば、エッチングレートやエッチングファクターが向上し、標準偏差や面内分布が優良化するようになり、エッチング精度が大幅改善される。
第2に、しかもこれは、簡単容易に支障なく実現される。すなわち、本発明のエッチング装置で採用した液止め体は、まず簡単な構成よりなり、コスト面にも優れている。
しかも液止め体は、ホイールとは干渉しない位置でダムロール上に隣接配置されており、上述した第1の効果が容易に実現される。これと共に液止め体は、スプレーゾーンを狭めることがなく、スペース面に優れると共に、コンベアのホイールと接触,干渉することもない等、支障なく採用される。
このように、この種従来技術に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
《電子回路基板D等について》
本発明に係る基板材Bのエッチング装置6は、電子回路基板Dの製造工程で使用される。そこでまず、前提となる電子回路基板Dおよびその製造方法について、図4等を参照して、一般的に説明しておく。
プリント配線基板等の電子回路基板Dは、小型軽量化,極薄化,フレキシブル化等の進展がめざましく、形成される電子回路Cも、微細化,高密度化が著しい。
そして、その製造工程で使用される基板材Bは、500mm×400mmや600mm×500mmサイズで、肉厚0.06mm〜1.6mm程度のものが、代表的である。
形成される電子回路Cについては、その回路幅(ボトム幅)Lが5μm〜80μm程度、回路間スペースSが5μm〜80μm程度、回路深さ(回路高さ)Hが12μm〜35μm程度のものが、一般的である。
基板材Bを用いて製造される電子回路基板Dは、硬質のリジット基板タイプとフィルム状のフレキシブル基板タイプとに、分けられる。又、表裏両面に回路Cが形成される両面基板タイプが代表的であるが、片面のみに回路Cが形成される片面基板タイプも考えられ、更に多層基板その他各種タイプについて、本発明は広く適用可能である。
このような電子回路基板Dの製造方法としては、サブトラクティブ法(ウェットプロセス法)(前述した背景技術の従来技術欄を参照),セミアディティブ法,その他各種の製造方法が知られており、本発明は、このような各種製造方法に適用される。
電子回路基板D等については、以上のとおり。
次に、エッチング装置6について、図3を参照して一般的に説明する。
本発明に係るエッチング装置6は、電子回路基板Dの製造工程中、エッチング工程で使用される。そして、チャンバー7内でコンベア4にて搬送される基板材Bに対し、スプレーノズル2からエッチング液Aを噴射してエッチング処理する。
コンベア4は、上下のホイール5群よりなり、基板材Bを挟んで前後の搬送方向Eに水平搬送する。
スプレーノズル2は、このように水平搬送される基板材Bに対し、図示例では上下からエッチング液Aを噴射して、基板材Bの表裏・上下の外表面をエッチング処理する。露出した銅箔部分を、エッチング液A(塩化第二銅,塩化第二鉄,その他の腐食液)にて、溶解除去する。
このスプレーノズル2の傾斜配置は、基板材Bに噴射されたエッチング液Aの更新促進,液溜まり解消,滞留解消を図るべく採用されている(前述した背景技術の従来技術欄を参照)。スプレーノズル2のスプレー圧についても、前述を参照(発明が解決しようとする課題欄を参照)。
エッチング処理後のエッチング液Aは、液槽8へと流下,回収,貯留された後、ポンプ9,フィルター,配管10等を経由し、スプレーノズル2へと、循環供給されて再使用される。
エッチング装置6の一般的説明については、以上のとおり。
次に、ダムロール3について、図1,図2を参照して説明する。
このエッチング装置6では、前後のホイール5間に形成されたスプレーゾーン11、つまりエッチング液Aの噴射間隔スペースについて、その前後端部に、それぞれダムロール3が配設されている。
ダムロール3は、各スプレーゾーン11について、それぞれの前端部と後端部に対をなして設けられ、ホイール5と共に基板材Bに接触回転する。
このダムロール3は、ホイール5(例えば径32mm)より直径が小さい(例えば径16mm)ストレートローラ製よりなり、左右に軸を向けて設けられ、図示例では駆動付となっている。
そしてダムロール3は、スプレーゾーン11前後のホイール5について、その前又は後に隣接配置されるが、該ホイール5とは前後間隙を存し離間位置している。
このようにダムロール3は、基板材Bに噴射されたエッチング液Aの更新促進,液溜まり解消,滞留解消を図るべく採用されている(前述した背景技術の従来技術欄を参照)。
そしてダムロール3は通常、図示のように、搬送される基板材Bの上側について採用される(下面に噴射されたエッチング液Aは自然落下,自重落下する)。
ダムロール3については、以上のとおり。
次に、液止め体12について、図1の(1)図,(2)図,(3)図,図2の(1)図等を参照して説明する。
このエッチング装置6では、液止め体12が、ダムロール3に隣接配置されると共に、ホイール5とは干渉しない位置に設けられている。液止め体12は、前述によりスプレーゾーン11の前端部と後端部とに対をなして設けられたダムロール3について、それぞれ隣接配置される。もって液止め体12も前後対をなす。
そして通常は図示のように、ダムロール3が、搬送される基板材Bの上側について設けられていることに伴い、液止め体12は、このようなダムロール3上に隣接配置されている。
又、このようにダムロール3上に隣接配置された液止め体12は、前述によりダムロール3が隣接配置されているホイール5に対し、ダムロール3と同様、前後間隙を存し離間位置している。
すなわち液止め体12は、基板材Bに噴射されたエッチング液Aが、ダムロール3を越えて飛散したり溢れたりすることを規制し、このような規制機能発揮に必要十分な上下方向Gの高さ寸法を備えている。つまり、ダムロール3の高さ寸法にプラスアルファされる分の高さ寸法を備えている。
このように液止め体12は、基板材Bに噴射されたエッチング液Aが、前後に流出することを規制し、もってエッチング液Aを、ダムロール3等による左右の幅方向Fへの流れに復帰させる。
図示例の液止め体12については、次のとおり。
第1例については、次のとおり。図1の(1)図,図2の(1)図に示した第1例の液止め体12は、バー状材製よりなり、ダムロール3とは離間して配置されている。
すなわち、この第1例の液止め体12は、エッチング装置6のチャンバー7の左右フレーム間に架設されたバーフレームよりなり、上側のダムロール3上に、僅かな上下間隔を存して離間配置されており、ダムロール3上を全体的に覆っている。
第2例については、次のとおり。図1の(2)図に示した第2例の液止め体12は、第1例と同様、チャンバー7の左右フレーム間に架設されバーフレームよりなり、上側のダムロール3上に離間配置されているが、ホイール5と隣接する側は、ダムロール上を覆わない構成よりなる。
第2例の液止め体12は、このような構成を採用したことにより、ダムロール3と隣接ホイール5間の前後間隙の距離寸法を狭く設定した場合、ホイール5との干渉が確実に防止される利点がある。ダムロール3上に位置設定される液止め体12が、ダムロール3のホイール5側への接近配置によりホイール5と干渉する虞は、確実に回避される。
すなわち、第3例の液止め体12は、図示例ではダムロール3と同様のストレートローラ製よりなり、チャンバー7の左右フレーム間に軸支されている。そして、ダムロール3上に隣接配置されるが、ダムロール3に対し、第1例や第2例のように離間されることなく、上下接触した構成よりなり、エッチング液Aの前後流出を完全規制可能という利点がある。
これに対し、第1例,第2例の液止め体12は、第3例の液止め体12に比し、構成が簡単であり、架設取付けも容易である利点や、固定架設されるので安定した機能発揮が可能であるという利点がある。
更に、第1例,第2例の液止め体12は、極薄化,フレキシブル化が進む基板材B、そして微細化,高密度化が進むその回路Cについて、重量負荷を一切加えることがないという利点もある。
液止め体12については、以上のとおり。
本発明のエッチング装置6は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
(1)エッチング装置6では、コンベア4にて搬送される基板材Bに対し、前後左右に多数配設されたスプレーノズル2から、エッチング液Aを噴射し、もって基板材B外表面をエッチング処理する(図3を参照)。
すなわち基板材B上面において、エッチング液Aの液溜まり,滞留発生を防止して、新鮮なエッチング液Aへの更新を図るべく、スプレーノズル2傾斜やダムロール3が採用されている。
すなわち、図4の(3)図に示した矩形に近い断面の良い回路Cパターンを得るためには、スプレー圧を例えば0.20MPa以上に高圧化し、もってより強いスプレー圧,より強力な噴射インパクトで、エッチング処理するニーズが高まっている。
そのままではエッチング液Aが、圧反射により、ダムロール3にて形成される基板材B上の基準水位より上に跳ね返って飛散したり、圧波動により、基準水位より上に溢れる虞が生じる。その分が、ダムロール3を越えて前後方向Eへと流出する虞が生じる(図1の(4)図の従来技術の実線表示を参照)。
エッチング液Aが前後流出すると、そのスプレーノズル2の噴射対象エリアの基板材Bに関しては、エッチング液Aが、設定量より量的に不足するようになる。これに対し、前後で隣接するスプレーノズル2の噴射対象エリアの基板材Bに関しては、流入したエッチングAにより、液溜まりや滞留が発生するようになる。
これらに起因して、形成される回路Cパターンにバラツキが生じ、断面が図4の(4)図に示した急傾斜台形状の回路Cが発生,混在するようになる。
液止め体12は、スプレー圧を上げた場合に、ダムロール3を越えて飛散したり溢れようとしたエッチング液Aを規制し、もってダムロール3等による左右への流れに復帰させる(図1の(1)図,(2)図,(3)図中の実線表示を参照)。
すなわち、エッチング液Aのスプレー圧の高圧化により、つまり強いスプレー圧,より強力なインパクトにより、図4の(3)図に示したように、断面が矩形に近い回路Cパターンが得られるようになる。
これと共に、液止め体12の採用により、図4の(4)図に示した断面が急傾斜台形状の回路Cパターンが、発生,混在することは、回避されるようになる。
これらにより、断面矩形に近い回路Cのみが、均一に得られるようになる。
又、液止め体12は、コンベア4のホイール5とは干渉しない位置で、ダムロール3上に隣接配置されている。もって、スプレーゾーン11を狭めることがなく、ホイール5と接触,干渉することもない等、支障なく採用可能である。
本発明の作用等については、以上の通り。
ここで、特開平6−320094号公報について述べておく。
(イ)同公報中では、上下二連のダムロール85が示されている(その図5等を参照)。そして、まずスプレー圧が低い場合、処理部材11(基板材)に噴射された流体35(エッチング液)は、この上下二連のストレートローラ製のダムロール85により、所定の基準水位35’に、保たれる(その図5の状態)。
これに対し、本発明の第3例(図1の(3)図の例)でも、同様にスプレー圧が低い場合、一連(1個)のストレートローラ製のダムロール3により、噴射されたエッチング液Aが基準水位に保たれる(図中破線表示)。
同公報のようにストレートローラ製のダムロール85が、二連(2個)であるか、本発明の第3例のようにストレートローラ製のダムロール3が、一連(1個)であるか、に関係なく、同公報と本発明とは同様である。スプレー圧が低い場合、エッチング液(35,A)は共に基準水位に保たれる。
すなわち、圧反射による跳ね返り飛散や圧波動による溢れにより、流体35(エッチング液)が、二連のダムロール85で形成された図示の基準水位を越え、上側のダムロール85を越えて前後流出してしまう。同公報において、上下二連のストレートローラは共にダムロール85であり、上側のストレートローラもダムロール85である。
これに対し本発明の第3例では、スプレー圧が高圧化された場合、このように跳ね返り飛散や溢れようとするエッチング液Aは、ダムロール3上の液止め体12にて規制され、前後流出することはない(図1の(1)図,(2)図,(3)図中の実線表示を参照)。
本発明の第3例において、上側のストレートローラは液止め体12であり、ダムロール3ではない。
つまり同公報では、本発明の第3例のように液止め体12を持たないので、第1の流体35(エッチング液)の前後流出を許容すると共に、流出後の対策として、本発明とは異なり第2の流体が採用されている。
これに対し本発明の第3例では、同公報では許容していた前後流出自体を、規制する。もって同公報のような流出後対策は、不要である。
特開平6−320094号公報については、以上のとおり。
ところで、本発明に係るエッチング装置6、そしてこのエッチング装置6が適用されるエッチング工程は、以上実施例として記載して説明した、電子回路基板Dの製造装置,製造工程に適用が限定されるものではない。
例えば金属板の製造装置や製造工程、すなわち金属板をエッチングすることによる金属部品の製造にも用いられる。
つまり本発明は、一般的な板状部材のエッチングについて広く適用される。
2 スプレーノズル
3 ダムロール
4 コンベア
5 ホイール
6 エッチング装置(本発明)
7 チャンバー
8 液槽
9 ポンプ
10 配管
11 スプレーゾーン
12 液止め体
A エッチング液
B 基板材
C (電子)回路
D 電子回路基板
E 前後方向(搬送方向)
F 左右方向(幅方向)
G 上下方向
H 回路深さ
L 回路幅
S 回路間スペース
T 頂面幅
Claims (4)
- コンベアにて搬送される板状部材に、スプレーノズルからエッチング液を噴射してエッチング処理するエッチング装置であって、前記エッチング装置はダムロールと液止め体を有しており、
前記コンベアは、上下のホイール群を有し、前記板状部材を挟んで水平搬送し、
前記スプレーノズルは、前記コンベアの周囲に多数設けられると共に、少なくとも前記コンベアの上側に配置される複数のスプレーノズルは、前記コンベアの搬送方向に対して左方向または右方向に向け斜めに傾斜して配置されており、
前記ダムロールは、前記ホイールより直径が小さいストレートローラよりなり、前記コンベアの搬送方向に並べて配置された前後の前記ホイール間に形成されたスプレーゾーンの前後端部に対をなして、前記ホイールに隣接配置されており、
もって前記ダムロールは、前記スプレーノズルから前記板状部材に噴射された前記エッチング液を、前記板状部材の外表面を左右の幅方向に流すように規制し、
前記液止め体は、前記ホイールとは干渉しない位置にて、前記各ダムロールの上方に隣接配置されており、
もって前記液止め体は、前記エッチング液が前記ダムロールを越えて前後に流出することを規制し、
前記ダムロールおよび液止め体は、少なくとも、搬送される前記板状部材の上側に設けられていること、を特徴とするエッチング装置。 - 請求項1において、前記液止め体はバー状材よりなり、前記ダムロールとは離間して配置されていること、を特徴とするエッチング装置。
- 請求項1において、前記液止め体はストレートローラよりなり、前記ダムロールと接触して配置されていること、を特徴とするエッチング装置。
- 請求項1及至3記載の何れか1項において、少なくとも前記コンベアの上側に配置される複数の前記スプレーノズルは、前記コンベアの搬送方向に沿って、左方向を向くスプレーノズルと右方向を向くスプレーノズルが交互に配置されていること、を特徴とするエッチング装置。
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