TW202236914A - 具有預蝕刻製程的蝕刻裝置 - Google Patents

Abstract

本發明為一種具有預蝕刻製程的蝕刻裝置，其具有併列設置的一量測機構、一整平機構、一蝕刻機構及一貫穿位在各機構內部的移送機構，該量測機構及該整平機構對待加工的電路板進行量測並以預蝕刻製程使電路板的銅箔厚度相同，該蝕刻機構以第一蝕刻部對電路板進行粗略蝕刻處理，以第二蝕刻部所噴出特定比例的蝕刻液進行較為細緻的蝕刻處理，並以所設的吸取部將電路板的蝕刻液進行去除處理，藉以達到提高蝕刻因子的功效。

Description

具有預蝕刻製程的蝕刻裝置

本發明為印刷電路板的製造設備，尤指一種運用蝕刻技術將導電材料予以移除以製成線路或圖案的蝕刻裝置。

現有技術的電路板，其構造在基板上設置有具導電的銅箔，基板的銅箔上在欲形成線路或圖案處塗佈有作為遮罩層的阻劑膜，沒有被阻劑膜阻隔的銅箔導電層將被蝕刻液予以去除，最後位在基板上為具有導電功能的線路或圖案。

為了提供現有各種高科技產品的使用，電路板的體積逐漸縮小並設置有較多的線路，使得所設置線路的寬度或各線路之間的間隔大幅縮小，因此在運用蝕刻工程進行線路或圖案加工時，蝕刻裝置以蝕刻液噴灑在基板的銅箔上，蝕刻液與未受到阻劑膜遮擋保護的銅箔進行蝕刻加工，由於蝕刻液的粒徑大，無法將線路之間間隔極小的線路或圖案進行加工，導致有難以提升蝕刻因子（E/F  etch factor）的缺點存在。

為解決此缺點，現有技術公開有發明第TWI539876號「蝕刻方法及蝕刻裝置」專利案，其技術手段具備有由1流體噴嘴噴射蝕刻液而吹附在蝕刻對象物的蝕刻對象面，將蝕刻對象面進行蝕刻的第1蝕刻工程，以及將蝕刻液與氣體混合後由2流體噴嘴噴射，將蝕刻液吹附在第1蝕刻工程中所被蝕刻的蝕刻對象面，以達到將蝕刻對象面進一步蝕刻的第2蝕刻工程，第2蝕刻工程具有更為微小液滴的蝕刻液，藉由較第1蝕刻工程更強的衝擊力吹附在蝕刻對象面，因此在有效的合併使用1流體噴嘴所噴射出的蝕刻液及2流體噴嘴所噴射出的由蝕刻液與氣體混合的混合液後，可適當的提升蝕刻因子。

前述現有已公開發明案的技術手段雖可提升蝕刻因子，然而現有電路板為因應高科技產品的需要，所蝕刻製作的線路或圖案朝向細微化的趨勢，因此針對蝕刻因子的提升有再改善的需要。

本發明為解決前述現有技術所存在的問題及缺點，所運用的技術手段先將待加工的電路板上的銅箔以預蝕刻製程使銅箔具有相同厚度，再以第一蝕刻部對電路板進行粗略的蝕刻處理，接著以第二蝕刻部所噴出的第二蝕刻液液體量相對於第一噴嘴及第二噴嘴所噴射出總量的比例佔55%以上，對電路板銅箔進行較為細緻的蝕刻處理，可獲得較高的蝕刻因子。

本發明為了可達到前述的創作目的，所運用的技術手段在於提供一種具有預蝕刻製程的蝕刻裝置，其包括有一移送機構、一量測機構、一整平機構及一蝕刻機構，該移送機構貫穿位在依序排列的該量測機構、該整平機構及該蝕刻機構內部； 該傳送機構可用於將一待加工的電路板予以移送，其具有一機架，機架上設有相互平行設置的複數下傳送桿體，各該下傳送桿體形成為一第一橫向移送位置，機架另設有相互平行設置的複數上傳送桿體，各該上傳送桿體形成為一第二橫向移送位置且相對的位在該蝕刻機構，該第一橫向移送位置與該第二橫向移送位置之間形成有一可供電路板移送的間隔； 該量測機構包括有至少一感測器並安在一架體，該感測器可對位在第一橫向移送位置的電路板的銅箔厚度進行量測，並將量測後的訊息傳送至一運算處理單元； 該整平機構具有一預蝕刻器及複數噴嘴，該預蝕刻器及各該噴嘴為對應於移送機構的運送路徑，該預蝕刻器與該運算處理單元連接，該運算處理單元可控制各該噴嘴噴出的蝕刻液，而對電路板銅箔表面進行預蝕刻； 該蝕刻機構具有一蝕刻處理室，該蝕刻處理室一中空體且底部具有一槽體，該槽體內盛裝有蝕刻液，該蝕刻處理室的內部安裝有一第一蝕刻部、一第二蝕刻部及一吸取部，該第一蝕刻部及第二蝕刻部依電路板移送方向併列設置，該吸取部具有複數個吸嘴，各吸嘴為相鄰於該第一蝕刻部及該第二蝕刻部設置，該吸嘴具有至少一吸入口且對應於移送通過的電路板上方表面，以去除位在電路板上的蝕刻液； 該第一蝕刻部具有一第一噴嘴，第一噴嘴噴出有第一蝕刻液，該第二蝕刻部具有一第二噴嘴，該第二噴嘴噴射出有第二蝕刻液，第二蝕刻液經泵浦加壓及以高壓導入空氣後經由管路輸送至該第二噴嘴噴射出，第二噴嘴所噴射出的第二蝕刻液液體量相對於第一噴嘴及第二噴嘴所噴射出總量的比例為佔55%以上。

所述之具有預蝕刻製程的蝕刻裝置，其中該第一噴嘴具有複數第一上噴嘴及複數第一下噴嘴，第一蝕刻液經泵浦加壓後經由管路輸送至各該第一上噴嘴及各該第一下噴嘴噴射出，第一蝕刻液的液滴可對電路板的銅箔進行粗略的蝕刻處理，第二噴嘴具有複數第二上噴嘴及複數第二下噴嘴，第二蝕刻液經泵浦加壓及以高壓導入空氣後經由管路輸送至各該第二上噴嘴及各該第二下噴嘴噴射出，第二蝕刻液為較微細化的液滴以進行細緻的蝕刻處理。

本發明藉由前述技術手段的運用，待加工的電路板經量測機構及預蝕刻機構的預蝕刻製程後，可使電路板上的銅箔厚度達到均勻相同，移送至蝕刻機構經第一蝕刻部的第一噴嘴噴出的第一蝕刻液進行粗略的蝕刻處理，再進入第二蝕刻部，第二蝕刻部的第二噴嘴噴出的第二蝕刻液液體量相對於第一噴嘴及第二噴嘴所噴射出總量的比例佔55%以上，第二蝕刻液具有微小的液滴且可形成具有更強衝擊力，以達到使蝕刻因子(E/F)大幅增加。

參看圖1所示，本發明為具有預蝕刻製程的蝕刻裝置，其包括有一移送機構10、一量測機構20、一整平機構30及一蝕刻機構40，該移送機構10為貫穿設置在依序排列的該量測機構20、該整平機構30及該蝕刻機構40內部，待加工的電路板50位在該移送機構10上並朝向該量測機構20、該整平機構30及該蝕刻機構40移動並進行加工。

配合參看圖2、圖3及圖4所示，該移送機構10為設置在一機架上，該機架為一現有技術的架體，圖中未示出。待加工的電路板50可經由該移送機構10予以移送，圖中所示的移送機構10為現有技術可用以移送待加工之電路板50的其中一種實施例，其構造概略在機架上設有複數的下傳送桿體11，各該下傳送桿體11為相互平行設置，使得待加工之電路板50位在一平面移送，各該下傳送桿體11形成為一第一橫向移送位置。參看圖5所示，在相對於該蝕刻機構40的機架上設有複數的上傳送桿體12，各該上傳送桿體12為相互平行設置位在另一移送平面，各該上傳送桿體12形成為一第二橫向移送位置，各該下傳送桿體11與各該上傳送桿體12之間形成有一間隔，電路板50可位在第一橫向移送位置的各該下傳送桿體11上方移動，或位在各該上傳送桿體12與各該下傳送桿體11之間形成的間隔空間移送。

該量測機構20包括有至少一感測器21，可設置在一現有技術的架體，各該感測器21的偵測方向為朝向移送機構10，如圖中所示的具體實施例為向下偵測所通過的電路板50，電路板50在通過量測機構20時，感測器21可針對電路板50的銅箔51位在各不同位置處的厚度進行量測，量測後的訊息傳送至一運算處理單元，該運算處理單元為現有技術，故圖中未示出。

該量測機構20的其中一種具體實施例，可為現有技術所使用的射頻式測銅儀，各該感測器21可投射出射頻及接收射頻，所投射出的該等射頻範圍為相互重疊，並可完全覆蓋電路板50的表面，以量測銅箔51的厚度。電路板50在基板上所設置的銅箔51，由於銅箔51的厚度在各不同區域並非為完全相同，如圖3所示，銅箔51具有複數突部511，各該突部511區域的厚度較其它區域處的厚度為厚，電路板50置放在移送機構10上並運送至量測機構20時，各感測器21對電路板50的銅箔51的各區域進行量測，量測機構20可偵測取得對應於各該突部511處的位置訊息。

該整平機構30，其具有一預蝕刻器31及複數噴嘴32，該預蝕刻器31對應於移送機構10的運送路徑，各該噴嘴32設置在該預蝕刻器31並朝向位在移送機構10的電路板50，該預蝕刻器31所安裝的噴嘴32數量可依據需要進行調整安裝設置，該整平機構30的預蝕刻器31可與該運算處理單元連接，可將量測機構20所偵測到電路板50的突部511位置的訊息傳送至整平機構30的預蝕刻器31處，預蝕刻器31啟動對應於電路板50突部511處的噴嘴32，噴嘴32噴出的蝕刻液可對銅箔51上的各該突部511進行蝕刻，藉以將銅箔51厚度予以修整，完成後電路板50上的銅箔51厚度各位置處的厚度可趨近於均勻相同。

配合參看圖6所示，電路板50完成前述加工作業後，電路板50之基板52表面的銅箔51厚度為相同，完成後進行線路或圖案製作，如圖7所示，在電路板50的銅箔51表面且在欲製作成型有線路或圖案的表面處覆設有阻劑膜53，完成該半成品的電路板50由移送機構10朝向下一個加工站移送。

配合參看圖5所示，該蝕刻機構40具有一蝕刻處理室，其為一中空體，蝕刻處理室的內部安裝有一第一蝕刻部41、一第二蝕刻部42及一吸取部43，該蝕刻機構40的箱體底部具有一槽體400，槽體400內部盛裝有蝕刻液401，第一蝕刻部41及第二蝕刻部42依電路板50位在移送機構10的運送方向併列設置，該吸取部43具有複數個吸嘴431，該吸取部43為相鄰於該第一蝕刻部41及該第二蝕刻部42設置，該吸嘴431具有至少一吸入口，各該吸嘴431的吸入口為對應於移送通過的電路板50上方表面，實施時，該槽體400內部的蝕刻液401以管路輸送至第一蝕刻部41及第二蝕刻部42對電路板50進行蝕刻，蝕刻後的蝕刻液401流至槽體400內，殘留在電路板50上的蝕刻液在通過吸取部43，吸取部43的吸嘴431吸取殘留的蝕刻液，使得蝕刻液與電路板50表面分離，以避免在移送機構10傳送過程中造成非預期的過度蝕刻。

該第一蝕刻部41具有一第一噴嘴410，第一噴嘴410噴出有第一蝕刻液，第一噴嘴410具有複數第一上噴嘴411及複數第一下噴嘴412，第一噴嘴410所噴出的第一蝕刻液的液滴為較大。第一蝕刻液經泵浦加壓後經由管路輸送至各該第一上噴嘴411及各該第一下噴嘴412噴射出，各該第一上噴嘴411設置在移送機構10的上方位置且所噴出的第一蝕刻液為向下噴灑出，各該第一下噴嘴412設置在移送機構10的下方位置且所噴出的第一蝕刻液為向上噴灑出，由於第一噴嘴410所噴射出的第一蝕刻液的液滴為較大，可對電路板50的銅箔51進行粗略的蝕刻處理。

該第二蝕刻部42具有一第二噴嘴420，該第二噴嘴420噴射出有第二蝕刻液，第二噴嘴420具有複數第二上噴嘴421及複數第二下噴嘴422，第二蝕刻液經泵浦加壓及以高壓導入空氣後經由管路輸送至各該第二上噴嘴421及各該第二下噴嘴422噴射出，各該第二上噴嘴421設置在移送機構10的上方位置且所噴射出混合有氣體的第二蝕刻液為向下噴灑出，各該第二下噴嘴422設置在移送機構10的下方位置且所噴出混合有氣體的第二蝕刻液為向上噴灑出。本發明第二噴嘴420所噴射出的第二蝕刻液混合有高壓空氣再由第二噴嘴420噴射出，由於第二蝕刻部41的第二蝕刻液為較微細化的液滴，所噴射出的第二蝕刻液較第一蝕刻液具有更為微小的液滴且可形成具有更強衝擊力，以微小蝕刻液液滴對電路板50的銅箔51進行較為細緻的蝕刻處理，因此可獲得較小寬度的線路或細緻圖案。

該吸取部43包括有複數吸嘴431，各該吸嘴431位在移送機構10所運送的電路板50的上方，吸嘴431一端的吸入口緊鄰於電路板50的上表面，另一端與一吸取設備連接，該吸取設備為現有技術（圖中未示），例如：吸取設備為一負壓產生裝置可使吸嘴431的吸入口具有一吸力，各該吸嘴431可將位在電路板50上方的蝕刻液吸取。

該第二蝕刻部42的第二噴嘴420所噴出的第二蝕刻液是由蝕刻液與高壓空氣混合組成，第二蝕刻液經泵浦加壓後經由管路輸送至第二噴嘴420，另以空氣管路將經加壓的空氣輸送至噴嘴420處，混合後含有高壓空氣的第二蝕刻液經由各該第二上噴嘴421及各該第二下噴嘴422噴射出，將電路板50未受到阻劑膜53覆蓋的銅箔51予以蝕刻，完成後電板板50具有所設計的線路510或圖案。

本發明於實施製作電路板50，首先將半成品電路板50經由該量測機構20及該整平機構30的加工作業，使得銅箔51的厚度可趨於相同厚度，電路板50移送至蝕刻機構40時，以第一蝕刻部41的第一噴嘴410所噴出的第一蝕刻液對沒有被阻劑膜53遮蓋的銅箔51進行蝕刻，由於第一蝕刻液液滴為較大，可對電路板50的銅箔51進行粗略的蝕刻處理，半成品電路板50再移送經由第二蝕刻部42的第二噴嘴420所噴出的第二蝕刻液進行蝕刻，由較第一蝕刻液具有更為微小的液滴且可形成具有更強衝擊力，使得所蝕刻製作出的線路寬度或圖案可較為微小細緻。

本發明的蝕刻機構40對電路板進行蝕刻試驗，蝕刻試驗方式與先前技術所提出的發明第TWI539876號為相同。以下表格為對形成有二種不同線路或圖案的電路板進行測試，其中一種為對具有18μm銅箔的電路板進行L/S=20/20μm的線路或圖案形成，另一種為對35μm銅箔的電路板進行L/S=50/50μm的線路或圖案形成，配合參看圖8所示，前述L係表示作為阻劑膜53與基板52之間的線路510或圖案的寬度，S係表示作為兩相互鄰接的阻劑膜53且位於阻劑膜53與基板52之間的線路510或圖案之間的間隔距離。

在第二噴嘴所噴出蝕刻液的液量比例	加壓空氣量 (L/min)	蝕刻因子(E/F)
18μm銅箔 L/S=20/20μm	35μm銅箔 L/S=50/50μm
0.0%	0	4.7	4.4
2.0%	630	5.9	6.2
6.0%	1,890	6.5	6.9
12.1%	3,780	6.9	7.0
24.1%	7,560	7.1	7.1
44.1%	13,860	7.2	7.2
55.0%	17,010	7.5	7.4
75.1%	23,310	7.7	7.6
100.0%	30,870	7.8	7.7

例如，表格中所記載為L/S=20/20μm的試驗實例，其線路510或圖案的寬度與兩相互鄰接線路510或圖案之間的間隔距離均為20μm。再者試驗實例的蝕刻條件將第一噴嘴410的第一蝕刻液壓力設定為0.2Mpa，將第二噴嘴420的第二飾刻液壓力設定為0.3Mpa。前述經改變第二噴嘴420所噴射出的第二蝕刻液液體量相對於第一噴嘴410及第二噴嘴420所噴射出的液體總量比例分別為0.0%、2.0%、6.0%、12.1%、24.1%、44.1%、55.0%、75.1%及100.0%，測試得到的蝕刻因子(E/F)分別為4.7、5.9、6.5、6.9、7.1、7.2、7.5、7.7及7.8。

由試驗後的表格內容所得到的試驗結果，以使用第二噴嘴420所噴射出的第二蝕刻液液體量相對於第一噴嘴410及第二噴嘴420所噴射出液體總量的比例以佔55%以上為最佳，其蝕刻因子(E/F)大幅增加，具有較適當的蝕刻因子(E/F)。

10:移送機構 11:下傳送桿體 12:上傳送桿體 20:量測機構 21:感測器 30:整平機構 31:預蝕刻器 32:噴嘴 40:蝕刻機構 400:槽體 401:蝕刻液 41:第一蝕刻部 410:第一噴嘴 411:第一上噴嘴 412:第一下噴嘴 42:第二蝕刻部 420:第二噴嘴 421:第二上噴嘴 422:第二下噴嘴 43:吸取部 431:吸嘴 50:電路板 51:銅箔 510:線路 511:突部 52:基板 53:阻劑膜

圖1為本發明的配置示意圖。 圖2為本發明之量測機構與整平機構的放大示意圖。 圖3為本發明之待加工電路板示意圖。 圖4為本發明之待加工電路板位在移送機構與量測機構的示意圖。 圖5為本發明之蝕刻機構放大示意圖。 圖6為本發明之整平機構加工後電路板的示意圖。 圖7為電路板的線路或圖案位置施作有阻膜劑的示意圖。 圖8為經本發明之蝕刻機構蝕刻後之電路板的示意圖。

10:移送機構

20:量測機構

21:感測器

30:整平機構

31:預蝕刻器

32:噴嘴

40:蝕刻機構

400:槽體

401:蝕刻液

41:第一蝕刻部

410:第一噴嘴

42:第二蝕刻部

420:第二噴嘴

431:吸嘴

50:電路板

Claims (2)

1. 一種具有預蝕刻製程的蝕刻裝置，其包括有一移送機構、一量測機構、一整平機構及一蝕刻機構，該移送機構貫穿位在依序排列的該量測機構、該整平機構及該蝕刻機構內部； 該傳送機構可用於將一待加工的電路板予以移送，其具有一機架，機架上設有相互平行設置的複數下傳送桿體，各該下傳送桿體形成為一第一橫向移送位置，機架另設有相互平行設置的複數上傳送桿體，各該上傳送桿體形成為一第二橫向移送位置且相對的位在該蝕刻機構，該第一橫向移送位置與該第二橫向移送位置之間形成有一可供電路板移送的間隔； 該量測機構包括有至少一感測器並安裝在一架體，該感測器可對位在第一橫向移送位置的電路板的銅箔厚度進行量測，並將量測後的訊息傳送至一運算處理單元； 該整平機構具有一預蝕刻器及複數噴嘴，該預蝕刻器及各該噴嘴為對應於移送機構的運送路徑，該預蝕刻器與該運算處理單元連接，該運算處理單元可控制各該噴嘴噴出的蝕刻液，而對電路板銅箔表面進行預蝕刻； 該蝕刻機構具有一蝕刻處理室，該蝕刻處理室為一中空體且底部具有一槽體，該槽體內盛裝有蝕刻液，該蝕刻處理室的內部安裝有一第一蝕刻部、一第二蝕刻部及一吸取部，該第一蝕刻部及第二蝕刻部依電路板移送方向併列設置，該吸取部具有複數個吸嘴，各該吸嘴為相鄰於該第一蝕刻部及該第二蝕刻部設置，該吸嘴具有至少一吸入口且對應於移送通過的電路板上方表面，以去除位在電路板上的蝕刻液； 該第一蝕刻部具有一第一噴嘴，第一噴嘴噴出有第一蝕刻液，該第二蝕刻部具有一第二噴嘴，該第二噴嘴噴射出有第二蝕刻液，第二蝕刻液經泵浦加壓及以高壓導入空氣後經由管路輸送至該第二噴嘴噴射出，第二噴嘴所噴射出的第二蝕刻液液體量相對於第一噴嘴及第二噴嘴所噴射出液體總量的比例為佔55%以上。
2. 如請求項1所述之具有預蝕刻製程的蝕刻裝置，其中該第一噴嘴具有複數第一上噴嘴及複數第一下噴嘴，第一蝕刻液經泵浦加壓後經由管路輸送至各該第一上噴嘴及各該第一下噴嘴噴射出，第一蝕刻液的液滴可對電路板的銅箔進行粗略的蝕刻處理，第二噴嘴具有複數第二上噴嘴及複數第二下噴嘴，第二蝕刻液經泵浦加壓及以高壓導入空氣後經由管路輸送至各該第二上噴嘴及各該第二下噴嘴噴射出，第二蝕刻液為較微細化的液滴以進行細緻的蝕刻處理。

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