TWI411704B - 蝕刻裝置及蝕刻方法 - Google Patents

Description

蝕刻裝置及蝕刻方法

本發明涉及蝕刻技術，特別涉及一種蝕刻裝置及蝕刻方法。

隨著電子產業之飛速發展，作為電子產品基本構件之電路板之製作技術顯得愈來愈重要。電路板一般由覆銅基板經裁切、鑽孔、鍍銅、曝光、顯影、蝕刻、壓合、印刷、成型等一系列製程製作而成。具體可參閱C.H.Steer等人在Proceedings of the IEEE,Vol.39,No.2(2002年8月)中發表之“Dielectric characterization of printed circuit board substrates”一文。

其中，蝕刻係電路板製作之重要製程，其主要使用蝕刻裝置對電路板表面之銅箔層進行選擇性蝕刻以形成線路圖形。先前之蝕刻裝置包括蝕刻槽，蝕刻槽內設置傳送滾輪組，用於傳送待蝕刻之電路板。傳送滾輪組之上、下方分別設置多根上、下噴管。上、下噴管分別設複數上、下噴嘴，用於噴灑蝕刻液對電路板相對之兩表面之銅箔層同時進行選擇性蝕刻。然而，由於該上、下噴嘴與電路板之距離固定，當電路板上、下兩面之銅箔層需要蝕刻形成之不同線寬之線路圖形時，尤其於電路板之上、下兩面之銅箔層具有不同之厚度時，僅藉由調整上、下噴嘴噴灑蝕刻液之噴壓 以及調整傳送滾輪組傳送電路板之速度之方法並不能獲得要求線寬之線路圖形。針對該問題，先前之做法主要有兩種：一係以犧牲某一面線路圖形之品質調整噴壓與傳送速度，例如，以保證線寬較細之一面之線路圖形為前提進行蝕刻，則可能會導致另一面之線路圖形之線寬變粗或者蝕刻不足造成短路；二係先蝕刻形成第一面之線路圖形，再蝕刻形成另一面之線路圖形，然而分兩次進行蝕刻需要形成兩次乾膜且使得製作流程繁瑣，從而造成成本提升。

有鑑於此，針對上述問題，提供一種可同時對電路板兩面之銅箔層進行蝕刻形成兩種不同線寬之線路圖形，且該兩面之線路圖形之線寬均滿足要求之蝕刻裝置及蝕刻方法實屬必要。

下面將以具體實施例說明一種蝕刻裝置及蝕刻方法。

一種蝕刻裝置，包括蝕刻槽、傳送滾輪組、上噴淋裝置、下噴淋裝置、第一升降機構以及第二升降機構。該傳送滾輪組、上噴淋裝置及下噴淋裝置均設置於蝕刻槽內。該傳送滾輪組包括複數上傳送滾輪與複數下傳送滾輪，用於傳送位於複數上傳送滾輪與複數下傳送滾輪之間之電路板。該上噴淋裝置位於複數上傳送滾輪之上方。該下噴淋裝置位於複數下傳送滾輪之下方。該上噴淋裝置與下噴淋裝置用於分別向電路板相對之兩表面噴灑蝕刻液。該第一升降機構安裝於蝕刻槽，並與上噴淋裝置相連接，用於驅動上噴淋裝置相對複數上傳送滾輪在垂直於電路板傳送之方向移動。該第二升降機構亦安裝於蝕刻槽，並與下噴淋裝置相連接，用 於驅動下噴淋裝置相對於複數下傳送滾輪在垂直於電路板傳送之方向移動。

一種蝕刻方法，包括步驟：提供電路板及如上所述之蝕刻裝置，該電路板具有相對之第一表面與第二表面；第一升降機構驅動上噴淋裝置移動至與傳送滾輪組相距第一工作距離，第二升降機構驅動下噴淋裝置移動至與傳送滾輪組相距第二工作距離；傳送滾輪組將電路板傳送進入蝕刻槽，該電路板位於複數上傳送滾輪與複數下傳送滾輪之間，該電路板之第一表面與上噴淋裝置相對，該電路板之第二表面與下噴淋裝置相對；上噴淋裝置噴灑蝕刻液對該電路板之第一表面進行蝕刻，下噴淋裝置噴灑蝕刻液對該電路板之第二表面進行蝕刻；以及傳送滾輪組將蝕刻後之電路板傳送離開蝕刻槽。

相較於先前技術，本技術方案之蝕刻裝置及使用該蝕刻裝置之蝕刻方法，其可利用第一升降機構與第二升降機構分別將上噴淋裝置與下噴淋裝置移動至與傳送滾輪組合適之工作距離，從而可獲得合適之蝕刻距離對電路板進行蝕刻，以滿足電路板相對之兩表面不同之蝕刻要求，從而提升電路板蝕刻品質。

10‧‧‧蝕刻裝置

11‧‧‧蝕刻槽

12‧‧‧傳送滾輪組

13‧‧‧上噴淋裝置

14‧‧‧下噴淋裝置

15‧‧‧第一升降機構

16‧‧‧第二升降機構

111‧‧‧頂壁

112‧‧‧底壁

113‧‧‧第一側壁

114‧‧‧第二側壁

101‧‧‧第一開口

102‧‧‧第二開口

103‧‧‧第一螺紋孔

104‧‧‧第二螺紋孔

121‧‧‧上傳送滾輪

122‧‧‧下傳送滾輪

123‧‧‧第一擋水滾輪

124‧‧‧第二擋水滾輪

125‧‧‧第三擋水滾輪

126‧‧‧第四擋水滾輪

131‧‧‧上框架

132‧‧‧上噴管

133‧‧‧上噴嘴

141‧‧‧下框架

142‧‧‧下噴管

143‧‧‧下噴嘴

1311‧‧‧第一邊框

1312‧‧‧第二邊框

1313‧‧‧第三邊框

1314‧‧‧第四邊框

1332‧‧‧上噴口

1432‧‧‧下噴口

151‧‧‧第一伺服馬達

152‧‧‧第一滾珠絲桿

161‧‧‧第二伺服馬達

162‧‧‧第二滾珠絲桿

20‧‧‧電路板

21‧‧‧第一表面

22‧‧‧第二表面

圖1係本技術方案實施例提供之蝕刻裝置之示意圖。

圖2係圖1之蝕刻裝置沿II-II方向之剖視圖。

圖3係圖1之蝕刻裝置對電路板進行蝕刻之示意圖。

圖4係本技術方案實施例提供之蝕刻方法之流程圖。

下面將結合附圖與實施例對本技術方案之蝕刻裝置及蝕刻方法作進一步詳細說明。

請參閱圖1至圖3，本技術方案提供一種蝕刻裝置10，用於對電路板20進行蝕刻。該蝕刻裝置10包括蝕刻槽11、傳送滾輪組12、上噴淋裝置13、下噴淋裝置14、第一升降機構15與第二升降機構16。該傳送滾輪組12、上噴淋裝置13、下噴淋裝置14均設置於蝕刻槽11內。該上噴淋裝置13與下噴淋裝置14用於分別向電路板20相對之兩表面噴灑蝕刻液。該第一升降機構15安裝於蝕刻槽11並與上噴淋裝置13相連接，該第二升降機構16安裝於蝕刻槽11並與下噴淋裝置14相連接。

具體地，該蝕刻槽11具有相對之第一開口101與第二開口102。該第一開口101用於供電路板20進入蝕刻槽11，該第二開口102用於供電路板20離開蝕刻槽11。該蝕刻槽11具有相對之頂壁111、底壁112，以及連接於該頂壁111與底壁112之間之第一側壁113與第二側壁114。該第一側壁113開設有第一開口101以供電路板進入蝕刻槽11，該第二側壁114開設有第二開口102以供電路板離開蝕刻槽11。該第一開口101與第二開口102位於同一水平線上。

該傳送滾輪組12位於該第一開口101與第二開口102之間。該傳送滾輪組12包括複數上傳送滾輪121與複數下傳送滾輪122，用於傳送位於複數上傳送滾輪121與複數下傳送滾輪122之間之電路板20。

進一步地，該傳送滾輪組12還包括第一擋水滾輪123、第二擋水 滾輪124、第三擋水滾輪125及第四擋水滾輪126。該第一擋水滾輪123與第三擋水滾輪125均靠近第一開口101，且上下相對，用於相互配合以阻擋蝕刻液從第一開口101濺出。該第二擋水滾輪124與第四擋水滾輪126均靠近第二開口102，且上下相對，用於相互配合以阻擋蝕刻液從第二開口102濺出。該複數上傳送滾輪121位於第一擋水滾輪123與第二擋水滾輪124之間。該複數下傳送滾輪122位於第三擋水滾輪125與第四擋水滾輪126之間。

該上噴淋裝置13位於複數上傳送滾輪121之上方。該上噴淋裝置13包括上框架131、上噴管132與複數上噴嘴133。該上噴管132設置在上框架131。該複數上噴嘴133安裝在該上噴管132且與該上噴管132相連通。該複數上噴嘴133與複數上傳送滾輪121相對。

該上框架131開設有第一螺紋孔103。本實施例中，該上框架131為一空心矩形框架。該上框架131具有第一邊框1311、第二邊框1312、第三邊框1313與第四邊框1314。該第一邊框1311與第三邊框1313平行，該第二邊框1312與第四邊框1314平行。該第一螺紋孔103之數量為兩個，該兩個第一螺紋孔103分別開設在第一邊框1311與第三邊框1313上。

該上噴管132設置在上框架131內，且與第二邊框1312平行。本實施例中，該上噴淋裝置13包括複數相互平行之上噴管132。每個上噴管132連通複數上噴嘴133。每個上噴嘴133具有與上傳送滾輪121相對之上噴口1332以向電路板表面噴灑蝕刻液。

該下噴淋裝置14位於複數下傳送滾輪122之下方。該下噴淋裝置 14包括下框架141、下噴管142與複數下噴嘴143。該下噴管142設置在下框架141。該複數下噴嘴143安裝在該下噴管142且與該下噴管142相連通。該複數下噴嘴143與複數下傳送滾輪122相對。

該下框架141開設有第二螺紋孔104。本實施例中，該下框架141亦為一空心矩形框架。該下框架141與上框架131之結構相同，在此不再贅述。

該下噴管142設置在下框架141內，且與上噴管132平行。本實施例中，該下噴淋裝置14包括複數相互平行之下噴管142。每個下噴管142連通複數下噴嘴143。每個下噴嘴143具有與下傳送滾輪122相對之下噴口1432以向電路板表面噴灑蝕刻液。優選地，該複數上噴嘴133與複數下噴嘴143均為直線噴射噴嘴，該直線噴射噴嘴可噴射出直線狀之蝕刻液，其可提高蝕刻液之噴射壓力與噴射直線度，蝕刻液噴射壓力之增加可減少蝕刻時由於電路板20表面之中間區域排液不暢造成之水池效應，蝕刻液噴射直線度之提高可有效減少電路板20之側蝕問題。

該第一升降機構15用於驅動上噴淋裝置13相對複數上傳送滾輪121在垂直於電路板20傳送之方向移動。該第一升降機構15與該上框架131機械連接。本實施例中，該上框架131之第一邊框1311與第三邊框1313分別機械連接有一個第一升降機構15。

具體地，該第一升降機構15包括機械連接之第一伺服馬達151與第一滾珠絲桿152。該第一伺服馬達151用於驅動第一滾珠絲桿152轉動。該第一滾珠絲桿152具有與該第一螺紋孔103相配合之 外螺紋以與該上框架131旋合。本實施例中，該第一伺服馬達151固定在蝕刻槽11之頂壁111，該第一滾珠絲桿152之軸向垂直於電路板傳送之方向。當第一滾珠絲桿152在第一伺服馬達151之驅動下轉動時，該上框架131便可沿第一滾珠絲桿152之軸向移動，從而帶動上噴淋裝置13在第一滾珠絲桿152之軸向上移動，即上噴淋裝置13可在垂直於電路板傳送之方向移動，使得上噴淋裝置13可靠近或遠離傳送滾輪組12。

該第二升降機構16用於驅動下噴淋裝置14相對複數下傳送滾輪122在垂直於電路板20傳送之方向移動。該第二升降機構16與該下框架141機械連接。

具體地，該第二升降機構16包括機械連接之第二伺服馬達161與第二滾珠絲桿162。該第二伺服馬達161用於驅動第二滾珠絲桿162轉動。該第二滾珠絲桿162具有與該第二螺紋孔104相配合之外螺紋以與該上框架131旋合。本實施例中，該第一伺服馬達151固定在蝕刻槽11之頂壁111，該第二滾珠絲桿162之軸向垂直於電路板傳送之方向。當第二滾珠絲桿162在第二伺服馬達161之驅動下轉動時，該下框架141便可沿第二滾珠絲桿162之軸向移動，從而帶動下噴淋裝置14在第二滾珠絲桿162之軸向上移動，即下噴淋裝置14可在垂直於電路板傳送之方向移動，使得下噴淋裝置14可靠近或遠離傳送滾輪組12。

此外，該第一升降機構15與第二升降機構16還可以為其他具有升降功能之結構。例如，第一升降機構15可包括一個第一固定端與一個可相對該第一固定端做伸縮運動之第一伸縮端。其中，該第 一固定端固定在該蝕刻槽11之頂壁111，該第一伸縮端固定在上噴淋裝置13之上框架131。第二升降機構16可包括一個第二固定端與一個可相對該第二固定端做伸縮運動之第二伸縮端。其中，該第二固定端固定在該蝕刻槽11之底壁112，該第二伸縮端固定在下噴淋裝置14之下框架141。優選地，該第一升降機構15與第二升降機構16均為氣壓桿。該氣壓桿包括氣缸與活塞，該氣缸為第一固定端與第二固定端，該活塞為第一伸縮端與第二伸縮端。

請進一步參閱圖4，本技術方案實施例提供一種利用上述之蝕刻裝置10對電路板20進行蝕刻之蝕刻方法，該電路板20具有相對之第一表面21與第二表面22，該蝕刻方法包括以下步驟：

步驟101，第一升降機構15驅動上噴淋裝置13移動至與傳送滾輪組12相距第一工作距離，第二升降機構16驅動下噴淋裝置14移動至與傳送滾輪組12相距第二工作距離。

具體地，該第一工作距離可根據電路板20與該上噴淋裝置13相對之第一表面21之銅箔之厚度及需要蝕刻形成之線路之線寬進行測試確定。該第二工作距離可根據電路板20與該下噴淋裝置14相對之第二表面22之銅箔之厚度及需要蝕刻形成之線路之線寬進行測試確定。

步驟102，傳送滾輪組12將電路板20傳送進入蝕刻槽11，該電路板20位於複數上傳送滾輪121與複數下傳送滾輪122之間，該電路板20之第一表面21與上噴淋裝置13相對，該電路板20之第二表面22與下噴淋裝置14相對。

將待蝕刻之電路板20放到蝕刻槽11之第一開口101，傳送滾輪組12以一定之傳送速度將電路板20夾在上傳送滾輪121與下傳送滾輪122之間並向第二開口102方向傳送移動。該傳送滾輪組12之傳送速度可根據電路板20具體之蝕刻要求確定。在蝕刻槽11內，電路板20相對之第一表面21與第二表面22分別與上噴淋裝置13與下噴淋裝置14相對。

步驟103，上噴淋裝置13噴灑蝕刻液對該電路板20之第一表面21進行蝕刻，下噴淋裝置14噴灑蝕刻液對該電路板20之第二表面22進行蝕刻。

在傳送滾輪組12以一定之傳送速度將電路板20向第二開口102方向傳送過程中，上噴淋裝置13以第一噴壓向與其相對之電路板20之第一表面21噴灑蝕刻液進行蝕刻，下噴淋裝置14以第二噴壓向與其相對之電路板20之第二表面22噴灑蝕刻液進行蝕刻。該第一噴壓與第二噴壓可根據電路板20之具體之蝕刻要求測試確定。

步驟104，傳送滾輪組12將蝕刻後之電路板20傳送離開蝕刻槽11。

傳送滾輪組12將電路板20自第一開口101向第二開口102傳送，經過上噴淋裝置13與下噴淋裝置14蝕刻後，電路板20被傳送滾輪組12傳送離開蝕刻槽11。蝕刻完成後，電路板20進入下一道製作流程。

相較於先前技術，本技術方案之蝕刻裝置及使用該蝕刻裝置之蝕刻方法，其可利用第一升降機構與第二升降機構分別將上噴淋裝 置與下噴淋裝置移動至與傳送滾輪組合適之工作距離，從而可獲得合適之蝕刻距離對電路板進行蝕刻，以滿足電路板相對之兩表面不同之蝕刻要求，從而提升電路板蝕刻品質。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。先前技術，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧蝕刻裝置

11‧‧‧蝕刻槽

12‧‧‧傳送滾輪組

13‧‧‧上噴淋裝置

14‧‧‧下噴淋裝置

15‧‧‧第一升降機構

16‧‧‧第二升降機構

111‧‧‧頂壁

112‧‧‧底壁

113‧‧‧第一側壁

114‧‧‧第二側壁

101‧‧‧第一開口

102‧‧‧第二開口

103‧‧‧第一螺紋孔

104‧‧‧第二螺紋孔

121‧‧‧上傳送滾輪

122‧‧‧下傳送滾輪

123‧‧‧第一擋水滾輪

124‧‧‧第二擋水滾輪

125‧‧‧第三擋水滾輪

126‧‧‧第四擋水滾輪

131‧‧‧上框架

132‧‧‧上噴管

133‧‧‧上噴嘴

141‧‧‧下框架

142‧‧‧下噴管

143‧‧‧下噴嘴

1332‧‧‧上噴口

1432‧‧‧下噴口

151‧‧‧第一伺服馬達

152‧‧‧第一滾珠絲桿

161‧‧‧第二伺服馬達

162‧‧‧第二滾珠絲桿

Claims (10)

1. 一種蝕刻裝置，包括蝕刻槽、傳送滾輪組、上噴淋裝置及下噴淋裝置，該傳送滾輪組、上噴淋裝置及下噴淋裝置均設置於蝕刻槽內，該傳送滾輪組包括複數上傳送滾輪與複數下傳送滾輪，用於傳送位於複數上傳送滾輪與複數下傳送滾輪之間之電路板，該上噴淋裝置位於複數上傳送滾輪之上方，該下噴淋裝置位於複數下傳送滾輪之下方，該上噴淋裝置與下噴淋裝置用於分別向電路板相對之兩表面噴灑蝕刻液，其中，該蝕刻裝置還包括第一升降機構與第二升降機構，該第一升降機構安裝於蝕刻槽，並與上噴淋裝置相連接，用於驅動上噴淋裝置相對複數上傳送滾輪在垂直於電路板傳送之方向移動，該第二升降機構亦安裝於蝕刻槽，並與下噴淋裝置相連接，用於驅動下噴淋裝置相對於複數下傳送滾輪在垂直於電路板傳送之方向移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻裝置，其中，該蝕刻槽具有相對之頂壁與底壁，該上噴淋裝置包括上框架、設置在該上框架之上噴管與安裝在該上噴管之複數上噴嘴，該複數上噴嘴與複數上傳送滾輪相對，該下噴淋裝置包括下框架、設置在該下框架之下噴管與安裝在該下噴管之複數下噴嘴，該複數下噴嘴與複數下傳送滾輪相對，該第一升降機構與該上框架機械連接，該第二升降機構與該下框架機械連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之蝕刻裝置，其中，該上框架開設有第一螺紋孔，該下框架開設有第二螺紋孔，該第一升降機構包括 機械連接之第一伺服馬達與第一滾珠絲桿，該第一伺服馬達固定在該頂壁，用於驅動該第一滾珠絲桿轉動，該第一滾珠絲桿之軸向垂直於電路板傳送之方向，該第一滾珠絲桿具有與該第一螺紋孔相配合之外螺紋以與該上框架旋合；該第二升降機構包括機械連接之第二伺服馬達與第二滾珠絲桿，該第二伺服馬達固定在該底壁，用於驅動該第二滾珠絲桿轉動，該第二滾珠絲桿之軸向垂直於電路板傳送之方向，該第二滾珠絲桿具有與該第二螺紋孔相配合之外螺紋以與該下框架旋合。
4. 如申請專利範圍第2項所述之蝕刻裝置，其中，該第一升降機構包括一個第一固定端與一個可相對該第一固定端做伸縮運動之第一伸縮端，該第一固定端固定在該頂壁，該第一伸縮端固定在該上框架；該第二升降機構包括一個第二固定端與一個可相對該第二固定端做伸縮運動之第二伸縮端，該第二固定端固定在該底壁，該第二伸縮端固定在該下框架。
5. 如申請專利範圍第2項所述之蝕刻裝置，其中，該複數上噴嘴與複數下噴嘴均為直線噴射噴嘴。
6. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻裝置，其中，該第一升降機構與第二升降機構均為氣壓桿。
7. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻裝置，其中，該蝕刻槽具有相對之第一開口與第二開口，該第一開口用於供電路板進入蝕刻槽，該第二開口用於供電路板離開蝕刻槽，該傳送滾輪組位於該第一開口與第二開口之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之蝕刻裝置，其中，該傳送滾輪組還包括第一擋水滾輪、第二擋水滾輪、第三擋水滾輪及第四擋水滾 輪，該第一擋水滾輪與第三擋水滾輪均靠近第一開口，且上下相對，用於相互配合以阻擋蝕刻液從第一開口濺出，該第二擋水滾輪與第四擋水滾輪均靠近第二開口，且上下相對，用於相互配合以阻擋蝕刻液從第二開口濺出。
9. 如申請專利範圍第1項所述之蝕刻裝置，其中，該上噴灑裝置包括上噴管與安裝在該上噴管之複數上噴嘴，該複數上噴嘴與複數上傳送滾輪相對，該下噴灑裝置包括下噴管與安裝在該下噴管之複數下噴嘴，該複數下噴嘴與複數下傳送滾輪相對，該複數上噴嘴與複數下噴嘴均為直線噴射噴嘴。
10. 一種蝕刻方法，包括步驟：提供電路板及如申請專利範圍第1項所述之蝕刻裝置，該電路板具有相對之第一表面與第二表面；第一升降機構驅動上噴淋裝置移動至與傳送滾輪組相距第一工作距離，第二升降機構驅動下噴淋裝置移動至與傳送滾輪組相距第二工作距離；傳送滾輪組將電路板傳送進入蝕刻槽，該電路板位於複數上傳送滾輪與複數下傳送滾輪之間，該電路板之第一表面與上噴淋裝置相對，該電路板之第二表面與下噴淋裝置相對；上噴淋裝置噴灑蝕刻液對該電路板之第一表面進行蝕刻，下噴淋裝置噴灑蝕刻液對該電路板之第二表面進行蝕刻；以及傳送滾輪組將蝕刻後之電路板傳送離開蝕刻槽。