蚀刻液监控装置及具有该蚀刻液监控装置的蚀刻设备的制作方法

本实用新型属于电路板生产技术领域，尤其涉及一种蚀刻液监控装置及具有该蚀刻液监控装置的蚀刻设备。

背景技术：

印制电路板(简称PCB)在生产制造时，通常采用碱性蚀刻的方式来实现。主要设备包括：退膜机、蚀刻机、退铅/锡机三部分组成一条联动线。其工艺流程及原理如下：上板机→退膜→碱性蚀刻→退铅/锡→下板机。其中：

退膜：经图形电镀后，未被电镀部分的基板上的铜是由干膜覆盖着，该部分在最终形成线路图形时要被蚀刻去，所以在蚀刻前首先要把干膜退除以便露出铜面。退膜液为稀碱，当稀碱进入干膜中，与含酸基的树脂中和反应而被溶解出来，使干膜脱离铜面。

碱性蚀刻：把覆铜板加工成印制电路板，需要将覆铜板上的部分铜皮腐蚀掉。因为腐蚀液中含氨水而呈碱性，故将此过程称为碱性蚀刻，腐蚀铜的药水称蚀刻液。蚀刻液中的二价铜离子是一种氧化剂，它与金属铜反应并深解金属铜。

而在具体的蚀刻过程中，蚀刻液活性的保持和控制，影响着蚀刻的效率以及线路的精细度。因而，需要对蚀刻液中的各成分进行监测和调控，才能够确保蚀刻的效率和线路的精细度，提升电路板的质量。而现有的生产设备中，还不能完全实现。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种蚀刻液监控装置及具有该蚀刻液监控装置的蚀刻设备，蚀刻液监控装置能对蚀刻液的PH值、ORP值和药水含量比重值进行监测和控制，提升了蚀刻液蚀刻速率的稳定性，进而有利于提高蚀刻设备进行电路板线路加工的精细度。

本实用新型是这样实现的：一种蚀刻液监控装置，与蚀刻液主箱连接，包括用于检测分析蚀刻液中PH值和ORP值的第一监测组件和用于检测分析蚀刻液中药水含量比重的第二监测组件，所述第一监测组件通过第一进液管和第一回流管与所述蚀刻液主箱连接，所述第二监测组件通过第二进液管和第二回流管与所述蚀刻液主箱连接，所述第一监测组件还分别电连接有用于调控蚀刻液中PH值的抽风机和用于调控蚀刻液中ORP值的打气风机，所述第二监测组件还电连接有用于调控蚀刻液中药水含量比重的加液装置。

可选地，所述第一监测组件包括用于盛装检测药水的第一药水检测盒、用于检测分析蚀刻液中PH值的PH探头、用于控制所述抽风机的第一控制器、用于检测分析蚀刻液中ORP值的ORP探头和用于控制所述打气风机的第二控制器，所述PH探头和所述ORP探头均设置在所述第一药水检测盒上、且一端伸进于所述第一药水检测盒内，所述PH探头通过所述第一控制器与所述抽风机电连接，所述ORP探头通过所述第二控制器与所述打气风机电连接。

可选地，所述第一进液管和所述第一回流管的一端连接于所述第一药水检测盒，另一端连接于所述蚀刻液主箱。

可选地，所述第一进液管上连接有用于控制进液通断的开关。

进一步地，所述第一药水检测盒内还设置有用于将多余的检测药水回输至所述蚀刻液主箱内的溢流管。

可选地，所述第二监测组件包括用于盛装检测药水的第二药水检测盒、用于检测分析蚀刻液中药水含量比重的比重探头和比重器本体，所述比重器本体设置在所述第二药水检测盒上，所述比重探头设置在所述第二药水检测盒内，所述比重探头和所述加液装置均与所述比重本体电连接。

可选地，所述第二药水检测盒内间隔设置有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板或所述第二隔板自上向下延伸设置、且与所述第二药水检测盒的底板间隔，所述第二隔板或所述第一隔板自下向上延伸设置、且与所述第二药水检测盒的顶板间隔，所述比重探头设置在所述第一隔板和所述第二隔板之间。

本实用新型还提供了一种蚀刻设备，包括上述的蚀刻液监控装置。

本实用新型所提供的一种蚀刻液监控装置及具有该蚀刻液监控装置的蚀刻设备，该蚀刻液监控装置通过设置有第一监测组件，实现了对蚀刻液中PH值和ORP值的监测；通过设置有第二检监测组件，实现了对蚀刻液中药水含量比重的监测。这样，在二者的组合下，实现了对蚀刻液的PH值、ORP值和药水含量比重值进行监测和控制，使蚀刻液的蚀刻速率能够保持稳定，进而提高电路板线路制作的效率。而且，由于能够对蚀刻液的蚀刻速率进行控制，便也能够确保电路板线路制作的精细度，有利于线路板整体质量的提升。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的第一监测组件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第二监测组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1和图2所示，本实用新型实施例中所提供的蚀刻液监控装置，与蚀刻液主箱10连接，包括用于检测分析蚀刻液中PH值和ORP值的第一监测组件11和用于检测分析蚀刻液中药水含量比重的第二监测组件12，该第一监测组件11通过第一进液管13和第一回流管14与蚀刻液主箱10连接，第二监测组件12通过第二进液管和第二回流管15与蚀刻液主箱10连接。这样，通过第一进液管13和第一回流管14实现了第一监测组件11与蚀刻液主箱10之间的串联，使进入到第一监测组件11内的药水和蚀刻液主箱10内的药水能够循环流动，确保监测PH值和ORP值数值检测的准确性(ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写，中文含义为：氧化还原电位)。同样，通过第二进液管和第二回流管15实现了第二监测组件12与蚀刻液主箱10之间的串联，使进入到第二监测组件12内的药水和蚀刻液主箱10内的药水能够循环流动，确保蚀刻液中药水含量比重值检测的准确性。如此，通过设置的第一监测组件11和第二监测组件12的功能组合，实现了对蚀刻液中PH值、ORP值和药水含量比重值进行监测。并且，为了实现对蚀刻液中PH值、ORP值和药水含量比重值的调控，使各数值能够保持在生产规定的范围内，将该第一监测组件11还分别电连接有用于调控蚀刻液中PH值的抽风机和用于调控蚀刻液中ORP值的打气风机，而第二监测组件12还电连接有用于调控蚀刻液中药水含量比重的加液装置。如此，在实际生产过程中，根据电路板线路蚀刻的类型，系统设定好蚀刻液保持稳定活时的PH值、ORP值和药水含量比重值的数值范围，然后在生产的过程中进行实时监测，并通过控制抽风机抽取蚀刻槽内的空气而实现对PH值的调控，通过控制打气风机向蚀刻液中注入氧气而实现对ORP值的调控，通过控制加液装置向蚀刻液主箱10内添加蚀刻子液而实现对蚀刻液中药水含量比重值的控制。此种通过一一对应、单独调控的方式，确保了调控的精准性，进而能综合提升蚀刻药水蚀刻速率的稳定性。

可选地，在具体蚀刻过程中，通过蚀刻药水进行线路制作的主要反应机理为：

络合反应：CuCl2+4NH3＝[Cu(NH3)3]Cl2

[Cu(NH3)4]²⁺Cl2是具有强氧化能力的络合离子

蚀刻反应：Cu+[Cu(NH3)4]²⁺Cl2＝2[Cu(NH3)2]Cl1

金属铜原子Cu经过反应后生成一铜离子，而[Cu(NH3)2]Cl已不具备氧化能力，需要再生才有氧化功能。再生反应：

2[Cu(NH3)2]Cl+2NH4C1+2NH3·H20+1/202＝2[Cu(NH3)4]Cl2+3H20

由上反应式可知，在再生反应中需要消耗氧气。因而，在本实用新型实施例中，通过对ORP值的实时监测，能够及时向蚀刻液中注入反应所需的氧气，使ORP值能够保持在合适的范围内，保证反应速率的稳定性。当然，在蚀刻液里不限于打气风机注入氧气，还包括注入压缩空气而实现氧气的注入。

可选地，如图1所示，在本实用新型实施例中，该第一监测组件11包括用于盛装检测药水的第一药水检测盒111、用于检测分析蚀刻液中PH值的PH探头112、用于控制抽风机的第一控制器、用于检测分析蚀刻液中ORP值的ORP探头113和用于控制打气风机的第二控制器，PH探头112和ORP探头113均设置在第一药水检测盒111上、且一端伸进于第一药水检测盒111内，以便能够浸泡在蚀刻液中而实现采样检测。PH探头112通过第一控制器与抽风机电连接，ORP探头113通过第二控制器与打气风机电连接。通过这样的设置，该第一药水检测盒111内盛装有蚀刻液，通过PH探头112检测蚀刻液的PH值，然后在PH值高于规定值时，通过第一控制器来启动抽风机进行抽风而使PH值降低(由于蚀刻液中含有氨水，会释放出氨气。因而通过抽风的方式来降低氨气的浓度，进而实现PH值的降低)。而当PH值地于规定值时，可以通过添加氨水来调整。同样，ORP探头113检测蚀刻液的ORP值，然后在ORP值低于规定值时，通过第二控制器来启动打气风机向蚀刻液中注入氧气，用于提高再生反应的速率。此种，通过对PH值和ORP值的精准控制，使蚀刻液的蚀刻速率能够保持较高、且稳定的活性，有利于保持线路板蚀刻的效率。

可选地，如图1所示，该第一进液管13和第一回流管14的一端连接于第一药水检测盒111，另一端连接于蚀刻液主箱10。这样，通过第一进液管13使蚀刻液主箱10内的药水能够进入到第一药水检测盒111，并由第一回流管14返回至蚀刻液主箱10内，形成蚀刻液的循环流动，确保第一药水检测盒111药水的活性以及检测数值的准确性。

可选地，如图1所示，在第一进液管13上连接有用于控制进液通断的开关16。从而，能够按需对进液进行控制，满足不同生产情况下的使用需求。

进一步地，如图1所示，第一药水检测盒111内还设置有用于将多余的检测药水回输至蚀刻液主箱10内的溢流管17。这样，当第一药水检测盒111内进入的药水液位过高时，可以通过该溢流管17来回流至蚀刻液主箱10内，确保第一药水检测盒111内的液位高度能够保持在设置的范围内。

可选地，如图2所示，在本实用新型实施例中，该第二监测组件12包括用于盛装检测药水的第二药水检测盒121、用于检测分析蚀刻液中药水含量比重的比重探头122和比重器本体123，比重器本体123设置在第二药水检测盒121上，比重探头122设置在第二药水检测盒121内，比重探头122和加液装置均与比重本体电连接。比重探头122浸泡在第二药水检测盒121进行采样检测，并通过导线与比重本体电连接而实现数据的传输。再根据检测到的药水含量比重值来控制加液装置是否需要启动添加子液，以实现对蚀刻液中药水含量比重的调整，确保蚀刻速率的速率。

可选地，如图2所示，在第二药水检测盒121内间隔设置有第一隔板18和第二隔板19，而且第一隔板18或第二隔板19自上向下延伸设置、且与第二药水检测盒121的底板间隔，第二隔板19或第一隔板18自下向上延伸设置、且与第二药水检测盒121的顶板间隔，并将比重探头122设置在第一隔板18和第二隔板19之间。这样，通过第一隔板18和第二隔板19来将第二药水检测盒121的内腔分隔，使内部的液体流动不会产生水平层流，进而确保比重探头122数据采集的准确性。

本实用新型实施例中所提供的蚀刻液监控装置，通过PH探头112对蚀刻液中的PH值进行检测，并利用第一控制器控制抽风机对蚀刻槽进行抽风，实现对蚀刻液中PH值的调控；通过ORP探头113对蚀刻液中的ORP值进行检测，并利用第二控制器控制打气风机对蚀刻液进行氧气添加，实现对蚀刻液中ORP值的调控；通过比重探头122对蚀刻液中药水的含量比重的检测，并利用比重器本体123来控制加液装置进行子液添加而实现对蚀刻液中药水的含量比重的调控。通过上述设置，综合提升了蚀刻液蚀刻速率的稳定性。

本实用新型还提供了一种蚀刻设备，包括上述的蚀刻液监控装置。由于上述蚀刻液监控装置能够对蚀刻设备中的蚀刻液活性进行监测和调控，使蚀刻速率能够保持稳定，进而提高了电路板线路制作的效率和线路的精细度，生产的产品质量高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。