TW201328457A - 以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法 - Google Patents

Abstract

一種以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，其主要係將一片電路板在顯影、鍍銅、剝膜、蝕刻等濕製程中，從製程開始至完成，皆以同一個框架(frame)作為載具，使電路板得以進行連續式自動化的濕製程，可免除各製程之間的拆裝、儲放及運送；再者，利用該框架(frame)使薄形電路板在全部的濕製程中，可以呈平整展開，避免「水池效應」(water effect)，並使有效區域不接觸而可防止刮傷，且其與框架間係呈點接觸而可防止藏藥水；據此，本發明具有提升電路板的良率及縮短生產時程之功效。

Description

以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法

本發明係有關一種以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，尤指一種電路板全濕製程係以同一框架(frame)作為載具，使其進行連續式自動化濕製程之方法。

按，印刷電路板(PCB)的製程包括有「乾製程」與「濕製程」，其中之「濕製程」係電路板在製程中需要接觸到液體之意，例如曝光後在顯影製程中，必須對電路板噴灑顯像液，而在水洗單元中噴灑清洗液，此外在後續之電鍍、剝膜、蝕刻……等製程，都必須接觸到液體。

次按，就電路板濕製程的製造方法而言，大致上可分為水平式生產及垂直式生產等兩種方法，所謂水平式生產例如圖1所揭示之一種使電路板顯影的濕製程設備10，包括有依序排之投料單元11、第一顯影單元12、第二顯影元13、水洗單元14、吹乾單元15、烘乾單元16及取料單元17。電路板係由輸送滾輪18帶動經過前述的各個單元。

然查，輸送滾輪18與電路板之間有時會有打滑現象，使得電路板的前進不確實，有時會造成卡板或疊板等問題。且，當液體或藥劑噴灑在呈水平狀之電路板上時，易殘留在電路板上，造成俗稱的”水池”效應(water effect)，換言之，水平機台會造成兩種效應，一種效應為電路板邊緣液體排放速度較中心處液體排放速度快，噴灑至電路板上中心處之液體要離開電路板需要行走較長距離，故在同一時間內噴灑至電路板邊緣之液體已離開電路板而中心處之液體卻尚未離開電路板而產生堆積，造成中心位置液體高度高於邊緣處，堆積的液體已過藥效而導致化學反應下降，因上述原因造成的積水情況導致另一種效應，係為液體在電路板上所形成之流動形貌，會更進一步影響新的液體之進入，導致邊緣處液體因厚度較薄易穿透，電路板上新鮮的液體更新快速，而中心處因厚度較厚而使的新的液體較不易進到電路板上，進而造成了速率之落差。

再查，印刷電路板的線路愈來愈精密，上揭利用滾輪來輸送電路板的方式，會接觸到電路板中的線路，易造成電路的損壞，影響電路板之製作良率。

另外一種以垂直式生產印刷電路板之製造方式，諸如於電鍍製程中所使用之方法，係先將多片印刷電路板以矩陣排列的方式垂直固定在電鍍掛架(Rack)上，然後藉吊車移動到各個指定的處理槽及鍍槽進行電鍍處理，亦即移位至處理槽正上方，然後再垂直向下移動電路板至處理槽中，經過一段反應時間之後，再垂直向上移動電路板，使其脫離處理槽。惟查，一般而言，處理槽中每一位置之藥劑濃度或電流並非是完全均勻的，致使在處理槽中每一片電路板之化學反應或電鍍效果均不一致。

承上，傳統濕製程中，從顯影、電鍍、剝膜、蝕刻等各個製程，係為分開的設備，例如：在顯影製程中係為水平式生產，其完成後到電鍍製程之前，以及在將電路板從顯影設備運送至電鍍設備的過程中，不論是以疊板或插框架的方式運送都會有電路板刮傷或撞傷的風險，如果是軟板或是薄板，則風險將更多，進一步，如圖2所示，係為M381635專利，其揭示以一種框架20做為薄板21的載具，進行電鍍製程；惟查，此框架的框體與電路板接觸面較大，易於其接觸面22產生藏藥水之問題，若框架使用於單一製程或藥水，容或許不會有槽與槽之間發生互相汙染的問題，所以其框架20的結構並非適用於不同製程，同時又具有前述相互污染的問題，因此作為連續式製程上使用仍未臻理想。

睽諸習用電路板的濕製程是透過不連續式的設備，藉由人工的方式將電路板從顯影設備轉送至電鍍設備或再轉至其他設備，因此，不僅增加製程成本，且降低產能，再者在轉送過程中增加了許多外在環境因素的影響，也降低印刷電路板的良率。

是以，傳統電路板濕製程仍然有未盡完善之處，尤指在軟板或薄板的製程中，更是有諸多改善空間。

緣是，本發明之主要目的，係在提供一種以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化，其框架設有均勻複數個小凸緣相對於薄形電路板定位孔，利用定位件組合並以接觸面積小固定件固定於定位件而形成點接觸，具有不易藏藥水於薄形電路板中，且分佈均勻點接觸不易造成機械壓力不均使薄形電路板破裂或造成銅箔電路短路或斷裂，以及電鍍時能均勻分布銅於薄形電路板之功效。

本發明之又一目的，係在提供一種以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化，其主要係將顯影，鍍銅，剝膜，蝕刻等電路板濕製程，設置在自動化的行程上，且每一片電路板從上述製程開始至完成，皆以同一個框架(frame)吊掛，並藉由吊車逐次位移到指定處理槽上，以一個處理槽一片電路板垂直浸泡的方式，使電路板於不同製程間勿需搬運，具有製程連續及使電路板之化學反應或電鍍反應均勻之功效。

本發明之再一目的，是在提供一種以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化，其全濕製程能以吊掛電路板來進行，可避免水池效應，且適用於薄形電路板的濕製程自動化，不僅可節省空間及成本，更可防止傷及電路板上之精密線路，提升電路板的良率及品質。

為達上述目的，本發明所採用之技術手段包含：

a).提供一框架(frame)，係由導電材質所構成之矩型剛性框體，該框架內側框緣朝內延伸設有複數個小凸緣，且於該小凸緣上設有一具有導電性之定位件；

b).提供一薄形電路板，其外形小於該框架之內側框緣，且該薄形電路板邊緣相對於該定位件設有定位孔，可吊掛在該定位件上，使該薄形電路板撐張平整，且其邊緣不會接觸到該框架的內側框緣，僅有該定位孔周緣與該定位件呈點接觸；

c).提供複數之固定件，係固定在該定位件上，且其對應薄形電路板表面之接觸面具有導電性，並使該薄形電路板表面透過該固定件及定位件，進而與該框架電性連接；

d).提供複數之處理槽，係依序排列且槽內分別置有濕製程所需之預定處理液；以及

e).提供複數之吊車設備，係排列設在該複數處理槽上方，並可於複數處理槽上方前後往復位移，藉以將該框架夾取移動至各個指定的處理槽進行濕製程處理。

依據本發明前揭特徵，其中在步驟a)所述之該框架(frame)係由金屬板所構成。

又，該框架(frame)更包括具有一吊架，該吊架係由導電材料所構成，其上設有複數可夾取該框架之夾具，且兩側設成接觸部。

再，其中在步驟d)所述之處理槽包括：複數之顯影槽、鍍銅槽、剝膜槽、蝕刻槽及剝掛槽；且該等處理槽兩側頂面設有V型塊，該吊架兩側相對於該V型塊設有可跨置之接觸部。

進一步，該鍍銅槽兩側之V型塊係連接有電源，俾當該吊架兩端接觸部跨置時，可使該吊架導電，並經該吊架上之夾具電性連接至該框架，使電流從該框架之定位件、固定件而傳導至該薄形電路板以對該薄型電路板上之通孔進行電鍍銅。

另，其中在步驟c)所述之該固定件包括：一外套體，係由彈性材質所構成；一金屬扣環，係設在該外套體底部，其中央相對於該定位件，設有可夾持在其外徑之扣孔，且該金屬扣環具有一延伸壓制在該薄形電路板表面之導電接觸面。

此外，該外套體係由橡膠所構成，該金屬扣環係由金屬所構成，且該定位件由垂直於小凸緣表面之銷(pin)所構成，俾供該電路板之定位孔穿套吊掛。

藉助上揭技術手段，本發明得以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法有效改善習知技術之問題點，濕製程將顯影、鍍銅、剝膜、蝕刻連續式整合一起，可以節省上下料之機台及人力搬運並減少移載過中所附著灰塵，可使良率提高與節省成本。

首先，請參閱圖3~4所示，本發明以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法較佳實施例係步驟包含有：

步驟a)，提供一框架(frame)30，係由導電材質所構成之矩型剛性框體，該框架內側框緣31朝內延伸設有複數個小凸緣32，且於該小凸緣32上設有一具有導電性之定位件33，在本實施例中，請同時參閱圖4C，該框架(frame)30係由金屬板所構成，且左、右兩側框體外側，係向外延伸形成一階梯面34，具有良好機械強度，且可水平放置使該階梯面34亦可在一水平機台上之滾輪35進行移動，且薄形電路板40之有效面積不會接觸到任何機件，可防止刮傷，另一實施例中，如圖8所示，係為垂直機台，該框架(frame)30更包括具有一吊架80，該吊架80係由導電材料所構成，其上設有複數可夾取該框架30之夾具81，且兩側設成接觸部82，故該框架可應用於水平或垂直之機台。

步驟b)，請同時參閱圖3、3A所示，提供一薄形電路板40，其外形小於該框架30之內側框緣31，且該薄形電路板40邊緣相對於該定位件33設有定位孔41，可吊掛在該定位件33上，使該薄形電路板40撐張平整，且其邊緣不會接觸到該框架30的內側框緣31，僅有該定位孔41周緣與該定位件33呈點接觸。又，在本實施例中，該定位件33由垂直於小凸緣32表面之銷(pin)所構成，俾供該電路板之定位孔41穿套吊掛，但不限定於此。

步驟c)，請同時參閱圖3B及圖4A~4B所示，提供複數之固定件50，係固定在該定位件33上，且其對應薄形電路板40表面之接觸面具有導電性，並使該薄形電路板40表面透過該固定件50及定位件33，進而與該框架30電性連接，在本實施例中，該固定件50包括：一外套體51，係由彈性材質所構成；一金屬扣環52，係設在該外套體51底部，其中央相對於該定位件33，設有可夾持在其外徑之扣孔521，且該金屬扣環52具有一延伸壓制在該薄形電路板40表面之導電接觸面522。在一較佳實施例中，其中該外套體51係由橡膠所構成，該金屬扣環52係由銅所構成，但不限定於此。

舉例說明，如該薄形電路板40係為415 X 511mm，則以上述之尺寸，設計該框架內側框緣31的尺寸可為419 X 515mm的尺寸，使該框架內側框緣31的尺寸大於該薄形電路板40的尺寸，使兩者具有間隙D，讓薄形電路板40邊緣無接觸任何之物件，只需上述所提及複數固定件50及小凸緣32，利用該定位件(銷)33定位至薄形電路板40，使三者之間具有貼合之功效，讓小面積複數固定件50與小凸緣32分佈均勻於大面積該薄形電路板40之預定處。

步驟d)，如圖5~6所示，提供複數之處理槽60，係依序排列且槽內分別置有濕製程所需之預定處理液，在本實施例中，該處理槽60主要包括：複數之顯影槽62、鍍銅槽63、剝膜槽64、蝕刻槽65，並可包括一緩衝槽或剝掛槽66。此外，該處理槽60前、後可設有上料區61及下料區67，再者，前述各製程之複數處理槽，其間尚包括設有水洗槽或緩衝槽，例如：顯影與鍍銅之間，或剝膜與蝕刻等製程之間的一個或數個處理槽可作為水洗槽或緩衝槽等，作為製程轉換的清洗或緩衝之用，容不贅述。又，前述各處理槽60兩側頂面設有V型塊68，供該吊架80兩側之接觸部82跨置，承上，在本實施例中，其中該鍍銅槽63兩側之V型塊68係連接有電源，俾當該吊架兩端接觸部82跨置時，可使該吊架80導電，並經該吊架80上之夾具81電性連接至該框架30，使電流從該框架30之定位件33、固定件50而傳導至該薄形電路板40，俾對該薄型電路板40上之通孔進行電鍍銅的製程。

步驟e)，請同時在參閱圖7A、7B及圖8所示，提供複數之吊車設備70，係排列設在該複數處理槽60上方，並可於複數處理槽60上方前後往復位移，藉以將該框架30夾取移動至各個指定的處理槽進行濕製程處理，在本實施例中，該吊車設備70包括：一組軌道71，係裝設在該複數處理槽60之兩側；一吊車72，係呈ㄇ型體跨置在該組軌道71上，其上具備動力源73及傳動構件74，使該吊車72可在該軌道71上前後移位；一橫桿75，係設於該吊車72中，並由該傳動構件74帶動而可於該吊車72中垂直升降，且該橫桿75係可拾取該吊架80至指定處理槽中垂直升降。至於該吊車設備70之細部構造係屬先前技術，非本發明之專利標的，容不贅述。

綜合步驟d)及步驟e)之敘述，該吊車設備70移載該框架30至上料區61利用上述所提步驟a)~步驟c)固定該薄形電路板40，並依濕製程順序先後移載至各處理槽60浸泡，先後如下：顯影槽62、鍍銅槽63、剝膜槽64、蝕刻槽65，及緩衝槽或剝掛槽66至下料區67，上揭各該濕製程的處理係屬先前技術，非本發明之專利標的，容不贅述。本發明在於使用同一該框架30轉換在各種不同藥水之處理槽時，因該框架30具有不藏藥水的特性，不會讓藥水帶至其他不同藥水處理槽而造成互相汙染，並以該框架30為同一載具實現自動一貫化。

藉助上揭技術手段，本發明得以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法有效改善習知技術之問題點，其具有如下之功效增進需再闡明者：

一．該框架30與該薄形電路板40係以點接觸來固定及導電，可減少兩者接觸面積，不易夾藏藥水，解決了習用電路板掛架(Rack)易藏藥水之問題點，具有避免槽與槽之處理液藥水混合，同時避免不當固定使機械結構應力衝擊該薄形電路板40。

二．習用製程之整合程度相當困難，因每一個製程都有不同之化學藥劑，且該薄形電路板之掛架(Rack)易附著不同的藥水，易造成混合產生不同化學反應，又只有電鍍部分需要通電，掛架也不易通用。是以，本發明藉由上述使顯影、鍍銅、剝膜、蝕刻等等之濕製程，每一片該薄形電路板40從上述濕製程開始至完成，且該框架30沒有習用夾藏藥水的問題已解決，進而該薄形電路板40全製程皆以同一個框架(frame)30吊掛，其中任一該處理槽之該V型塊68裝設該電源就形成該電鍍槽，進而整合各製程並形成連續式自動一貫化。

三．連續式自動一貫化之行程上，並藉由吊車逐次位移到指定處理槽上，本發明較佳實施例中，以一個處理槽一片電路板垂直浸泡的方式，使電路板於不同製程間勿需搬運，具有製程連續及使電路板之化學反應或電鍍反應均勻之功效。

四．一般水平機台為克服水池效應，大多採用噴管壓力獨立調整、擺動噴灑或補償蝕刻等等不同方式改善水池效應困擾，不但機構複雜，且控管不易，徒增業者操作困擾。而本發明之框架30具有使該薄形電路板40撐張平整，進而減低水平製程所帶來的水池效應，若要以最佳化解決，則進一步以垂直製程方式來避免水池效應之發生，且該處理液反應均勻，兩面均勻性較高，加上該預定處理液反應快，使生產力比水平式好，同時該預定處理液69帶出量少，大幅降低廢水排放，省水節能又環保。

綜上所述，本發明所揭示之技術手段，確具「新穎性」、「進步性」、「可供產業利用」等發明專利要件，祺請　鈞局惠賜專利，以勵發明，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括本案申請專利範圍內。

30．．．框架(frame)

31．．．內側框緣

32．．．小凸緣

33．．．定位件

34．．．階梯面

40．．．薄形電路板

41．．．定位孔

50．．．固定件

51．．．外套體

52．．．金屬扣環

521．．．扣孔

522．．．導電接觸面

60．．．複數處理槽

61．．．上料區

62．．．顯影槽

63．．．鍍銅槽

64．．．剝膜槽

65．．．蝕刻槽

66．．．剝掛槽

67．．．下料區

68．．．V型塊

69．．．預定處理液

70．．．吊車設備

71．．．軌道

72．．．吊車

73．．．動力源

74．．．傳動構件

75．．．橫桿

80．．．吊架

81．．．夾具

82．．．接觸部

D．．．間隙

圖1係習用水平式濕製程之示意圖。

圖2係習用框架之示意圖。

圖3係本發明框架之分解示意圖。

圖3A係圖3中3A-3A斷面剖視圖。

圖3B係圖3中3B-3B斷面剖視圖。

圖4係本發明框架之組裝示意圖。

圖4A係圖4中4A所示之放大平面圖。

圖4B係圖4A中4B-4B斷面剖視圖。

圖4C係圖4中4C-4C斷面剖視圖。

圖5係本發明複數處理槽之示意圖。

圖6係本發明吊車設備移載之使用狀態圖。

圖7A係本發明吊車移載基板之上升使用狀態圖。

圖7B係本發明吊車移載基板之下降使用狀態圖。

圖8係本發明吊車移載基板至不同處理槽之使用狀態參考圖。

30．．．框架(frame)

31．．．內側框緣

34．．．階梯面

40．．．薄形電路板

50．．．固定件

Claims (8)

1. 一種以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，其步驟包含：a).提供一框架(frame)，係由導電材質所構成之矩型剛性框體，該框架內側框緣朝內延伸設有複數個小凸緣，且於該小凸緣上設有一具有導電性之定位件；b).提供一薄形電路板，其外形小於該框架之內側框緣，且該薄形電路板邊緣相對於該定位件設有定位孔，可吊掛在該定位件上，使該薄形電路板撐張平整，且其邊緣不會接觸到該框架的內側框緣，僅有該定位孔周緣與該定位件呈點接觸；c).提供複數之固定件，係固定在該定位件上，且其對應薄形電路板表面之接觸面具有導電性，並使該薄形電路板表面透過該固定件及定位件，進而與該框架電性連接；d).提供複數之處理槽，係依序排列且槽內分別置有濕製程所需之預定處理液；以及e).提供複數之吊車設備，係排列設在該複數處理槽上方，並可於複數處理槽上方前後往復位移，藉以將該框架夾取移動至各個指定的處理槽進行濕製程處理。
2. 如申請專利範圍第1項所述之以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，其中在步驟a)所述之該框架(frame)係由金屬板所構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，其中，該框架(frame)更包括具有一吊架，該吊架係由導電材料所構成，其上設有複數可夾取該框架之夾具，且兩側設成接觸部。
4. 如申請專利範圍第3項所述之以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，其中在步驟d)所述之處理槽包括：複數之顯影槽、鍍銅槽、剝膜槽、蝕刻槽及剝掛槽；且該等處理槽兩側頂面設有V型塊，該吊架兩側相對於該V型塊設有可跨置之接觸部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，其中，該鍍銅槽兩側之V型塊係連接有電源，俾當該吊架兩端接觸部跨置時，可使該吊架導電，並經該吊架上之夾具電性連接至該框架，使電流從該框架之定位件、固定件而傳導至該薄形電路板以對該薄型電路板上之通孔進行電鍍銅。
6. 如申請專利範圍第1項所述之以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，其中在步驟c)所述之該固定件包括：一外套體，係由彈性材質所構成；一金屬扣環，係設在該外套體底部，其中央相對於該定位件，設有可夾持在其外徑之扣孔，且該金屬扣環具有一延伸壓制在該薄形電路板表面之導電接觸面。
7. 如申請專利範圍第6項所述之以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，其中，該外套體係由橡膠所構成，該金屬扣環係由銅所構成。
8. 如申請專利範圍第7項所述之以同一載具使薄形電路板濕製程一貫化之方法，其中，該定位件由垂直於小凸緣表面之銷(pin)所構成，俾供該電路板之定位孔穿套吊掛。