一种全自动卷对卷的柔性电路板制备机构及其制备方法与流程

本发明涉及电路板加工技术领域或光电子技术领域，尤其涉及一种全自动卷对卷的柔性电路板制备机构及其制备方法。

背景技术

卷对卷刻蚀技术用于柔性电路板去除不需要的铜层，形成线路,包括蚀刻、水洗、吹干烘干等流程，或者搭配显影及去膜制程，或者搭配去膜及剥锡制程，以卷对卷方式输送。通过卷对卷加工的产品，具有良好的化学稳定性、高电导率、高透光性、易图案化，已经被广泛的应用于太阳电池、柔性显示技术、节能建筑窗、航空航天领域等诸多方面。

目前，市场上柔性电路板的刻蚀主要是采用干法刻蚀，但是干法刻蚀设备昂贵、工艺复杂、成本较高、刻蚀速度低，且无法满足大批量生产。而且，目前湿法刻蚀还存在刻蚀液喷涂精度不够、造成电路板刻蚀不平整等问题。

因此，本发明结合卷对卷刻蚀技术，提供一种工艺过程简单、性能良好、成本低、适合大批量生产的湿法刻蚀及图案化电路板上面板的方法。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供一种全自动卷对卷的柔性电路板制备机构及其制备方法，旨在解决大批量生产成本高及图案化电路板上面板刻蚀精度不够的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种全自动卷对卷的柔性电路板制备机构，包括传送机构、若干刻蚀机构以及若干清洗烘干机构，其特征在于，

所述传送机构包括用于安装所述柔性电路板下面板的放料辊，按照走料路线设置的若干传送辊，用于安装所述柔性电路板上面板的若干导向辊，以及收集所述柔性电路板的收料辊；在传送辊Ⅰ和传送辊Ⅱ的正上方分别设置所述刻蚀机构，在导向辊Ⅰ和导向辊Ⅱ的正下方分别设置所述清洗烘干机构；

每个所述刻蚀机构均包括若干喷涂嘴和喷涂容腔，所述喷涂容腔内部黏附有刻蚀液填充装置，所述刻蚀液填充装置为柱形无底结构，所述刻蚀液填充装置，通过若干增强纤维构筑而成，并通过支撑纤维连接每个所述增强纤维；所述支撑纤维向所述刻蚀液填充装置中心延伸一定长度，并形成一定夹角；所述刻蚀液填充装置中的刻蚀液通过所述喷涂嘴喷涂至所述柔性电路板上面板；

每个所述清洗烘干机构包括清洗容器、冲洗装置和干燥装置。

本发明一个较佳实施例中，所述传送机构以0.5m/min～50m/min的走料速度加工所述柔性电路板上面板。

本发明一个较佳实施例中，每个所述喷涂嘴间隔1min～2min喷涂刻蚀液。

本发明一个较佳实施例中，所述柔性电路板根据光刻胶图案经过光刻工艺，并在所述柔性电路板表面制备出一定厚度且均匀的图案化掩蔽层。

本发明一个较佳实施例中，至少在所述延伸部分表面涂覆有超亲水介质层。

本发明一个较佳实施例中，每个刻蚀液填充装置从顶层向下以三个所述增强纤维为涂覆周期布置有亲疏水性不同的所述增强纤维，所述涂覆周期包括两个超疏水介质层、一个涂覆有超亲水介质层。

本发明一个较佳实施例中，所述清洗容器内至少设置有浓度一定的碱性溶液，所述冲洗装置喷射水冲洗所述柔性电路板上面板，水流入所述清洗容器内。

本发明一个较佳实施例中，所述干燥装置使用压缩空气吹干所述柔性电路板，压缩空气温度在40℃～120℃之间。

本发明还提供了一种全自动卷对卷的柔性电路板制备机构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、柔性电路板下面板由放料辊的作用下送至传送辊Ⅰ，传送辊Ⅰ正上方的喷涂嘴喷涂刻蚀液，喷射一段时间后，转换喷涂嘴，转换的过程中传送辊Ⅰ上方不喷涂刻蚀液；

S2、柔性电路板由导向辊Ⅰ送至清洗容器中，通过KOH溶液溶解表面氧化物，并经过冲洗装置水冲洗，用压缩空气吹干柔性电路板；

S3、柔性电路板送至传送辊Ⅱ，重复S1和S2中喷涂刻蚀液以及清洗烘干的步骤，传送辊Ⅱ上方的喷涂嘴喷涂刻蚀液喷射一段时间后，转换喷涂嘴，喷涂嘴间隔喷涂传送辊Ⅰ没有喷涂刻蚀液的柔性电路板上面板；

S4、柔性电路板由导向辊Ⅱ送至清洗容器中，重复S2中清洗烘干操作，并由收料辊收料。

本发明一个较佳实施例中，在所述S2中，所述清洗容器内中碱性溶液在加工过程中需要不断加入KOH溶液，以保证KOH溶液浓度保持不变，所述清洗容器底部需不断搅拌，搅拌方向顺所述柔性电路板走料方向。

本发明一个较佳实施例中，所述刻蚀液填充装置中至少滴加有氢氟酸、硝酸或氢氟酸和硝酸的混合溶液。

本发明一个较佳实施例中，由于顶层的增强纤维表面涂覆有超疏水介质层，液滴能够与增强纤维的表面形成斥力，导致液体与增强纤维的接触面总比中间液面要低，形成中间高、周围低的隆起液面。

本发明一个较佳实施例中，通过精确调整每个延伸部分与所述刻蚀液填充装置顶层的夹角，保证液体填充所述刻蚀液填充装置和液体表面平整。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)本发明提供了一种全自动卷对卷的柔性电路板制备机构，该设备结合卷对卷输送方式和湿法刻蚀技术，将柔性电路板上面板喷涂刻蚀液，达到形成图案化的目的，提高了生产效率，降低生产成本。

(2)本发明刻蚀嘴间隔喷涂刻蚀液，并且刻蚀嘴可以转换填充刻蚀液，保证加工流水线一直工作，自动化控制系统，确保了稳定的工艺循环，适合大规模生产。

(3)本发明顶层的增强纤维表面涂覆有超疏水介质层，液滴能够与增强纤维的表面形成斥力，导致液体与增强纤维的接触面总比中间液面要低，形成中间高、周围低的隆起液面，通过精确调整每个延伸部分与刻蚀液填充装置顶层的夹角，保证液体填充刻蚀液填充装置和液体表面平整。

(4)本发明每个刻蚀液填充装置从顶层向下以三个增强纤维为涂覆周期布置有亲疏水性不同的所述增强纤维，涂覆周期包括两个超疏水介质层、一个涂覆有超亲水介质层，两疏一亲的结构提高了增强纤维的表面对液面的斥力，更易形成隆起结构，并且这种结构有利于构筑更加立体的液体结构，添加的刻蚀液实际量更加接近于预计量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1是本发明的优选实施例的示意图；

图2是本发明的优选实施例的刻蚀机构的立体结构图；

图3是本发明的优选实施例的刻蚀液填充装置的立体结构图；

图中：1、全自动卷对卷的柔性电路板制备机构；2、放料辊；3、传送辊Ⅰ；4、导向辊Ⅰ；5、传送辊Ⅱ；6、导向辊Ⅱ；

7、柔性电路板；8、刻蚀机构；81、喷涂嘴；82、喷涂容腔；83、刻蚀液填充装置；831、增强纤维；832、支撑纤维；9、清洗烘干机构；10、收料辊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，为一种全自动卷对卷的柔性电路板制备机构1的示意图。该设备结合卷对卷输送方式和湿法刻蚀技术，将柔性电路板7上面板喷涂刻蚀液，达到形成图案化的目的，提高了生产效率，降低生产成本。柔性电路板7加工设备包括传送机构、若干刻蚀机构8以及若干清洗烘干机构9。柔性电路板7根据光刻胶图案经过光刻工艺，并在柔性电路板7表面制备出一定厚度且均匀的图案化掩蔽层。只需再未覆盖掩蔽层的地方喷涂刻蚀液，得到相应图案化的柔性电路板7。

本发明传送机构包括用于安装柔性电路板7下面板的放料辊2，按照走料路线设置的若干传送辊，用于安装柔性电路板7上面板的若干导向辊，以及收集柔性电路板7的收料辊10。传送机构以0.5m/min～50m/min的走料速度加工柔性电路板7上面板。

本发明在传送辊Ⅰ3和传送辊Ⅱ5的正上方分别设置刻蚀机构8。在导向辊Ⅰ4和导向辊Ⅱ6的正下方分别设置清洗烘干机构9，每个清洗烘干机构9包括清洗容器、冲洗装置和干燥装置。清洗容器内至少设置有浓度一定的碱性溶液，冲洗装置喷射水冲洗柔性电路板7上面板，水流入清洗容器内。干燥装置使用压缩空气吹干柔性电路板7，压缩空气温度在40℃～120℃之间。

如图2和图3所示，每个刻蚀机构8均包括若干喷涂嘴81和喷涂容腔82，喷涂容腔82内部黏附有刻蚀液填充装置83。刻蚀液填充装置83为柱形无底结构，刻蚀液填充装置83，通过若干增强纤维831构筑而成，并通过支撑纤维832连接每个增强纤维831；支撑纤维832向刻蚀液填充装置83中心延伸一定长度，并形成一定夹角。顶层的增强纤维831表面涂覆有超疏水介质层，至少在延伸部分表面涂覆有超亲水介质层。

本发明刻蚀液填充装置83中至少滴加有氢氟酸、硝酸或氢氟酸和硝酸的混合溶液。由于顶层的增强纤维831表面涂覆有超疏水介质层，刻蚀液液滴能够与增强纤维831的表面形成斥力，导致液体与增强纤维831的接触面总比中间液面要低，形成中间高、周围低的隆起液面。通过精确调整每个延伸部分与刻蚀液填充装置83顶层的夹角，保证液体填充刻蚀液填充装置83和液体表面平整。

本发明刻蚀液填充装置83中的刻蚀液通过喷涂嘴81喷涂至柔性电路板7上面板。每个喷涂嘴81间隔1min～2min喷涂刻蚀液。本发明刻蚀嘴间隔喷涂刻蚀液，并且刻蚀嘴可以转换填充刻蚀液，保证加工流水线一直工作，自动化控制系统，确保了稳定的工艺循环，适合大规模生产。

每个刻蚀液填充装置83从顶层向下以三个增强纤维831为涂覆周期布置有亲疏水性不同的增强纤维831，涂覆周期包括两个超疏水介质层、一个涂覆有超亲水介质层。两疏一亲的结构提高了增强纤维831的表面对液面的斥力，更易形成隆起结构，并且这种结构有利于构筑更加立体的液体结构，添加的刻蚀液实际量更加接近于预计量。

本发明支撑纤维832采用高强度的纤维材料，优选为芳纶1414，这种纤维强度高、化学性能稳定，适合作为刻蚀液填充装置83的支柱，在往刻蚀液填充装置83的合围空间内滴加液体时，保证刻蚀液填充装置83不形变。

本发明的喷涂容腔82中刻蚀液填充装置83可以滴加具有腐蚀性的液体，如甲酸、醋酸等。本发明刻蚀液填充装置83层叠的纤维采用聚苯硫醚纤维，保证刻蚀液填充装置83的耐化学稳定性好，热稳定性优良。该纤维即使在沸点下一周，强度不会发生变化，温度为93℃的甲酸、醋酸也没有影响，只有在强氧化剂的情况下才能对本发明的纤维产生强烈的降解，即本发明的刻蚀液填充装置83可以检测除一定温度、一定浓度下的强氧化剂外的任何溶液的液厚。

本发明的喷涂容腔82的底面平整度在0mm～0.12μm，保证喷涂容腔82的底面的平坦，以保证每个容腔中液厚一致。

本发明往刻蚀液填充装置83的合围空间内滴加液滴，不限于使用如人手工滴定的滴定管、定量加液器、数字自动滴定管等设备，其目的是通过一定的方式让滴加至刻蚀液填充装置83内的液滴的数量和体积得到精确控制。可以利用电位滴定、光度滴定、极谱滴定、电导滴定和温度滴定等，精确、自动、可靠地滴加液滴。

本发明还提供了一种卷对卷的柔性电路板7加工设备1的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、柔性电路板7下面板由放料辊2的作用下送至传送辊Ⅰ3，传送辊Ⅰ3正上方的喷涂嘴81喷涂刻蚀液，喷射一段时间后，转换喷涂嘴81，转换的过程中传送辊Ⅰ3上方不喷涂刻蚀液；

S2、柔性电路板7由导向辊Ⅰ4送至清洗容器中，通过KOH溶液溶解表面氧化物，并经过冲洗装置水冲洗，用压缩空气吹干柔性电路板7；

S3、柔性电路板7送至传送辊Ⅱ5，重复S1和S2中喷涂刻蚀液以及清洗烘干的步骤，传送辊Ⅱ5上方的喷涂嘴81喷涂刻蚀液喷射一段时间后，转换喷涂嘴81，喷涂嘴81间隔喷涂传送辊Ⅰ3没有喷涂刻蚀液的柔性电路板7上面板；

S4、柔性电路板7由导向辊Ⅱ6送至清洗容器中，重复S2中清洗烘干操作，并由收料辊10收料。

需要说明的是，在S2中，清洗容器内中碱性溶液在加工过程中需要不断加入KOH溶液，以保证KOH溶液浓度保持不变，清洗容器底部需不断搅拌，搅拌方向顺柔性电路板7走料方向。

可以对收料后的柔性电路板7上面板进行质检，收料后的柔性电路板7上面板使用光源直射，根据光照传感器接收的光线，检测柔性电路板7上面板是否刻蚀均匀、深度是否符合预计量，是否存在刻蚀错位、刻蚀遗漏的现象。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。