基材蚀刻处理设备的制造方法
【专利摘要】一种基材蚀刻处理设备包含有一个以上的二流体喷蚀装置，以及一个以上的真空吸引装置。二流体喷蚀装置可接受外部提供的工作药水及工作气体，真空吸引装置配置于二流体喷蚀装置的一侧。二流体喷蚀装置与真空吸引装置设置于基材的一侧，二流体喷蚀装置能混合工作药水及工作气体，生成气液混合喷蚀雾，并喷洒到基材的表面，真空吸引装置用以吸取基材上残留的工作药水。本实用新型能解决水池效应的问题，并能提高蚀刻因数。
【专利说明】
基材蚀刻处理设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基材蚀刻处理设备，特别是涉及一种能解决水池效应，并实现超精细线路蚀刻的基材蚀刻处理设备。
【背景技术】
[0002]随着电子产品的轻薄、高密度与细线化的趋势潮流，线路的宽度与线路之间的距离，也相对要求更加狭窄细微;对印刷电路板的蚀刻技术，提出了更高的精细化要求。部分先进电子产品要求线路细至1.5mil(密耳)甚至更低，这对线路板蚀刻技术提出了前所未有的挑战，甚至因为产品无法达到理想的精度与良率，导致此类先进电子产品的推出受阻。如何确保蚀刻效果达到线路细线化，实现超精细变得越来越重要。
[0003]现有技术中的蚀刻设备与方法中，因滚轮阻碍了蚀刻液的排出，使其在滚轮之间积存造成水准线设备上下板面的蚀刻效果不同。明确的说，板边的蚀刻速率比板中间部位的蚀刻速率要快。在某些情况下，可能会造成严重的比例失调，导致上下板面线路蚀刻因数(Etch Factor，E.F)差异颇大。另一方面，细线化后线距间缩小关系，导致蚀刻液等药水因表面张力阻碍蚀刻喷洒时，药水不容易顺利的进入细微的线路之间。
[0004]当前有两种做法，其一是减层法上下喷洒方式，其二是采用蚀铜方式将铜面逼薄，然而这两种方式的效果欠佳，也不能有效改善线路蚀刻品质。
[0005]整体来说，现有技术面临下方几个问题。
[0006]I.水池效应(Puddling Effect):
[0007]请参考图4A，在现有技术中经常有水池效应的问题，也就是蚀刻液等药水容易积存在基材700的中央部位的第一区710。相对的，基材700边缘部位的第四区740，蚀刻较为完整。进一步说，基材700的第一区710由于受药水等废液的阻挡不易排走，令新鲜的药水无法打在铜面上。由于蚀刻的作用是由铜金属变成铜离子而流走，属于一种氧化作用，第一区710受到药水的阻碍而减少了氧气协助进行的氧化作用;所以在一块基材700上，中央部位的厚度较厚，四周边缘的厚度较薄。也就是说第一区710的厚度〉第二区720〉第三区730〉第四区740的厚度。
[0008]2.蚀刻因数(E.F)低落:
[0009]蚀刻因数(Etch?&(^虹3^)是一种蚀刻品质的指标，计算公式为:2倍铜厚/(下线宽一上线宽)。请参考图3A以及图5A，视窗侧表示基材600靠近蚀刻处理设备的视窗的一侧，板中间表示基材600的中间部位，内侧表示在蚀刻处理设备中靠近里面的一侧。基材600的上线路610底端具有残留部611，业界称为残足。铜厚Dl、上线宽W3、下线宽W4之间的关系决定了蚀刻因数。如图5A，现有技术中的蚀刻因数从第一列到第三列分别为1.866、2.735，以及2.792。一般而言蚀刻因数是越大越好，然而现有技术中的蚀刻因数最高只有2.792，无法满足蚀刻因数大于4的要求。
[0010]3.无法进行精细线路蚀刻:
[0011]业界以L/S代表蚀刻线路能力，请参考图3A，其中LO为线宽，SO为间距。现有技术中的蚀刻处理设备，其蚀刻能力LO/SO为30μπι/30μπι，这已是技术瓶颈。无法满足超精细线路，线路细线化的需求，也就是L/S小于25μπι/25μπι的技术要求。
[0012]有鉴于此，本实用新型发明人有感上述缺失可改善，乃潜心研究并配合学理的应用，终于提出一种设计合理并有效改善上述缺失的本实用新型。
【实用新型内容】
[0013]本实用新型的主要目的在于提供一种基材蚀刻处理设备，其能有效解决水池问题，蚀刻因数高达4以上，并能实现L/S小于25μπι/25μπι的超精细线路蚀刻。
[0014]本实用新型的基材蚀刻处理设备包含有一个以上的二流体喷蚀装置，以及一个以上的真空吸引装置。二流体喷蚀装置能接受外部提供的工作药水及工作气体，真空吸引装置配置于所述二流体喷蚀装置的一侧。二流体喷蚀装置与真空吸引装置设置于基材的一侧，二流体喷蚀装置能混合工作药水及工作气体，生成气液混合喷蚀雾，并喷洒到基材的表面，真空吸引装置用以吸取基材上残留的工作药水。
[0015]优选地，本实用新型的一实施例中，气液混合喷蚀雾中的工作药水的颗粒粒径为Q，其中 10ym<Q<50ym。
[0016]优选地，本实用新型的一实施例中，更包含有一输送装置，用以传送基材，使基材相对于二流体喷蚀装置进行直线运动。
[0017]优选地，本实用新型的一实施例中，二流体喷蚀装置设置于基材的上方。
[0018]优选地，本实用新型的一实施例中，设置有两个二流体喷蚀装置，其中一个二流体喷蚀装置设置于基材的上方，另一个二流体喷蚀装置设置于基材的下方。
[0019]优选地，本实用新型的一实施例中，二流体喷蚀装置设置有多个，真空吸引装置设置有多个，且二流体喷蚀装置的相对两侧分别设置有真空吸引装置。
[0020]优选地，本实用新型的一实施例中，真空吸引装置设置有多个，二流体喷蚀装置与真空吸引装置彼此间隔的排列。
[0021]优选地，本实用新型的一实施例中，二流体喷嘴到基材的表面的距离，大于真空吸引装置到基材的表面的距离。
[0022]本实用新型具有以下技术功效，使用真空吸引装置持续吸走基材上残留的蚀刻液药水，促进基材新鲜药水交换性从而提升蚀刻的均匀性。通过二流体喷蚀装置注入强力细小水雾及混入高压空气的方法，将蚀刻液等药水喷洒到基材上线路之间做喷蚀，从而实现超精细线路的蚀刻作业。是以，本实用新型所提供的基材蚀刻处理设备，彻底解除了水池效应问题，大幅提高蚀刻因数，并能生产L/S小于25μπι/25μπι的超精密线路蚀刻，并获得线路高度一致的蚀刻均匀性的技术效果。
[0023]为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
【附图说明】
[0024]图1A为本实用新型的基材蚀刻处理设备的基材蚀刻设备的第一示意图。
[0025]图1B为本实用新型的基材蚀刻处理设备的基材蚀刻设备的第二示意图。
[0026]图2为本实用新型的基材蚀刻处理设备的基材蚀刻设备的第三示意图。
[0027]图3A为现有技术中的基材剖视图。
[0028]图3B为本实用新型的基材蚀刻处理设备的基材剖视图。
[0029]图4A为现有技术中的基材的水池效应不意图。
[0030]图4B为本实用新型的基材蚀刻处理设备的基材示意图。
[0031 ]图5A为现有技术中的蚀刻因数的实验数据图。
[0032]图5B为本实用新型的基材蚀刻处理设备的蚀刻因数的实验数据。
【具体实施方式】
[0033]以下是藉由特定的具体实例来说明本实用新型所揭露有关“基材蚀刻处理设备”的实施方式，以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容，但所揭示的内容并非用以限制本实用新型的技术范畴。
[0034]根据本实用新型所提供的基材蚀刻处理设备，请参考图1A、图1B，以及图2。本实用新型的基材蚀刻处理设备包括有一个以上的二流体喷蚀装置100以及一个以上的真空吸引装置200。二流体喷蚀装置100可接受外部提供的工作药水及工作气体。二流体喷蚀装置(two-phase mixture etching apparatus)是指具有二流体喷嘴的二流体喷蚀装置，二流体喷嘴或称为气体辅助式喷嘴，是利用压缩空气高速流动的原理，辅助液体微粒化的喷嘴，不同于只用栗将液体加压的单流体喷嘴。真空吸引装置200配置于二流体喷蚀装置100的一侦U。二流体喷蚀装置100与真空吸引装置200设置于基材400的一侧。二流体喷蚀装置100能混合工作药水及工作气体，产生气液混合喷蚀雾，并喷洒到基材400的表面，真空吸引装置200用以吸取基材400上残留的工作药水。
[0035]在本实用新型的一实施例中，气液混合喷蚀雾中的工作药水的颗粒粒径定义为Q，其中 10ym〈Q〈50ym。
[0036]在本实用新型的一实施例中，进一步包含输送装置300，使基材400相对于二流体喷蚀装置100进行直线运动。输送装置300能把软性电路板等基材400从图的左方，运送至图的右方。进一步说，基材400以卷对卷的软性电路板为例，此基材400受到输送装置300的卷动，从而使基材400相对于二流体喷蚀装置100进行直线运动。基材400的下方配置有多个滚轮900，用以导引基材400的直线运动。
[0037]在本实用新型一实施例中，二流体喷蚀装置100与真空吸引装置200设置于基材400的上方。
[0038]在本实用新型一实施例中，二流体喷蚀装置100设置有两个以上，其中一个二流体喷蚀装置100设置于基材400的上方，另一个二流体喷蚀装置500设置于基材400的下方。通过上述的安排，能对基材400的顶侧与底侧同时进行线路蚀刻作业。
[0039]在本实用新型的一实施例中，二流体喷蚀装置100设置有多个，真空吸引装置200设置有多个，且二流体喷蚀装置100的相对两侧，分别设置有真空吸引装置200。在本实用新型的一实施例中，二流体喷蚀装置100与真空吸引装置200间隔的排列。详细的说，当二流体喷蚀装置100喷洒气液混合喷蚀雾到基材400的表面时，配置在二流体喷蚀装置100两旁的真空吸引装置200，就会连续吸取残留在基材400表面上的工作药水，从而基材400的表面能连续的接收到新鲜的药水也就是气液混合喷蚀雾，进而得到良好的蚀刻效果。藉此，现有技术中的水池效应问题，彻底解决。
[0040]如图1A以及图1B所示，二流体喷蚀装置100可接收外部提供的工作药水以及工作气体。工作药水包含但不限于各种蚀刻药水以及去离子水(De1nized Water)，工作气体包含但不限于氮气或其他气体。二流体喷蚀装置100包含有多个二流体喷蚀模组110，每一个二流体喷蚀模组110具有二流体喷嘴111，工作药水从第一进入口 112充填进入二流体喷蚀模组110，工作气体从第二进入口 113充填进入二流体喷蚀模组110。运作过程，藉由高压的工作气体为动力，辅助工作药水微雾化，平均喷雾粒径较细，最细可达10?20ym(miCronmeter)。
[0041]在本实用新型的一实施例中，二流体喷蚀装置100会进行一左右摇摆运动，使二流体喷蚀模组110的二流体喷嘴111，所喷出的气液混合喷蚀雾，喷布于基材400上一预定的区域。
[0042]在本实用新型的一实施例中，二流体喷嘴111到基材400表面的距离，大于真空吸引装置200到基材400表面的距离。换句话说，二流体喷嘴111的喷出口，高于真空吸引装置200的吸入口。这样做的用意是，二流体喷嘴111需要远离基材400的表面有一预定的距离，才能喷洒较大的区域。相对的，真空吸引装置200的吸入口，必须靠近基材400的表面，便于吸取基材400表面上所残留的工作药水。
[0043]请参考图4B，本实用新型所提供的基材蚀刻处理设备，经实验证明，工作药水的残留部分甚少，如基材800上的第一区810。相比于图4A的现有技术，本实用新型实施例中残留的工作药水的第一区810，相比于图1A的第一区710、第二区720、第三区730，以及第四区740，本实用新型所残留工作药水所占面积大幅缩小，彻底解决现有技术中的水池效应问题。
[0044]如图5B中的虚线框所示，本实用新型的基材蚀刻处理设备，其蚀刻因数为4.418、6.826、以及5.808。相比于图5A的现有技术，其蚀刻因数都在4以下，本实用新型的蚀刻因数都在4以上。是以现有技术中蚀刻因数低落的问题，也得到了解决。如图3B所示，在本实用新型的一实施例中，基材400上的线路410，其残足现象大幅降低。本实用新型的L/S，也就是线宽L1/S1小于等于25μπι/25μπι，相比于图3A的L0/S0面临30μπι/30μπι的技术瓶颈，本实用新型所提供的基材蚀刻处理设备，充分满足超精细线路的要求。
[0045]综上所述，本实用新型使用真空吸引装置持续吸走基材上残留的蚀刻液药水，促进基材新鲜药水交换性从而提升蚀刻的均匀性。通过二流体喷蚀装置注入强力细小水雾及混入高压空气的方法，将蚀刻液等药水喷洒到基材上线路之间做喷蚀，从而实现超精细线路的蚀刻作业。本实用新型明所提供的基材蚀刻处理设备，彻底解除了水池效应问题，大幅提高蚀刻因数，并能生产L/S小于25μπι/25μπι的超精密线路蚀刻，获得线路高度一致的蚀刻均匀性的技术效果。
[0046]以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，其并非用以局限本实用新型的专利范围，凡依本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【主权项】
1.一种基材蚀刻处理设备，其特征在于，包括有: 一个以上的二流体喷蚀装置，能接受外部提供的一工作药水及一工作气体；以及 一个以上的真空吸引装置，配置于所述二流体喷蚀装置的一侧； 其中，所述二流体喷蚀装置与所述真空吸引装置设置于一基材的一侧，所述二流体喷蚀装置能混合所述工作药水及所述工作气体，生成一气液混合喷蚀雾，并喷洒到所述基材的表面，所述真空吸引装置用以吸取所述基材上残留的所述工作药水。2.如权利要求1所述的基材蚀刻处理设备，其特征在于，所述气液混合喷蚀雾中的工作药水的颗粒粒径为Q，其中10ym<Q<50ym。3.如权利要求1所述的基材蚀刻处理设备，其特征在于，更包含有一输送装置，用以传送所述基材，使所述基材相对于所述二流体喷蚀装置进行一直线运动。4.如权利要求1所述的基材蚀刻处理设备，其特征在于，所述二流体喷蚀装置设置于所述基材的上方。5.如权利要求1所述的基材蚀刻处理设备，其特征在于，其中设置有两个所述二流体喷蚀装置，其中一个所述二流体喷蚀装置设置于所述基材的上方，另一个所述二流体喷蚀装置设置于所述基材的下方。6.如权利要求1所述的基材蚀刻处理设备，其特征在于，所述二流体喷蚀装置设置有多个，所述真空吸引装置设置有多个，且所述二流体喷蚀装置的相对两侧分别设置有所述真空吸引装置。7.如权利要求1所述的基材蚀刻处理设备，其特征在于，所述二流体喷蚀装置设置有多个，所述真空吸引装置设置有多个，所述二流体喷蚀装置与所述真空吸引装置彼此间隔的排列。8.如权利要求1所述的基材蚀刻处理设备，其特征在于，所述二流体喷蚀装置包含有多个二流体喷蚀模组，每一所述二流体喷蚀模组具有一二流体喷嘴。9.如权利要求1所述的基材蚀刻处理设备，其特征在于，所述二流体喷蚀装置会进行一摇摆运动，使所述二流体喷嘴所喷出的所述气液混合喷蚀雾喷布于所述基材一预定的区域。10.如权利要求1所述的基材蚀刻处理设备，其特征在于，所述二流体喷嘴到所述基材的表面的距离，大于所述真空吸引装置到所述基材的表面的距离。
【文档编号】H05K3/06GK205648207SQ201620295018
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】赖鸿昇
【申请人】嘉联益电子(昆山)有限公司