(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を所定の速度で搬送する送りローラーと、スプレーノズルを複数個取り付けかつプリント配線板の進行方向に平行またはある角度で配管された複数のノズルパイプと、各ノズルパイプ毎に備えられた揺動機構と、処理液を前記ノズルパイプに供給するポンプを備え、
前記揺動機構は、カムとリンク機構および前記カムに連動し回転数が変更可能な制御用モータとで構成され、ノズルパイプ毎に揺動角度および揺動速度を変更できることを特徴とするプリント配線板の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント配線板の製造装置の各ノズルパイプ毎に備えられた揺動機構での揺動角度と揺動速度を、中央のノズルパイプの揺動角度を両側のノズルパイプの揺動角度よりも小さくし、かつ制御用モータの回転数を変更することにより、中央のノズルパイプの揺動速度を両側のノズルパイプの揺動速度よりも速く設定し、ノズルパイプを揺動して処理液を基板に吹き付けながら所定の速度で搬送することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器等に使用されるプリント配線板の製造装置およびそれを用いたプリント配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種電子機器等に数多く使用されているプリント配線板は電子機器の小型化や多機能化に伴い、配線の高密度化とともに高い信頼性が要求されるようになってきている。
【０００３】
以下に、従来のプリント配線板の導体パターン形成に用いられる製造装置において、特にエッチング装置について説明する。
【０００４】
図４は従来のプリント配線板の製造装置としてのエッチング装置の概略を示すものである。図４において、２１はスプレーノズル、２２は上面用ノズルパイプ、２３は下面用ノズルパイプ、２４は上面用圧力計、２５は下面用圧力計、２６は上面用圧力調整バルブ、２７は下面用圧力調整バルブ、２８は上面用スプレーポンプ、２９は下面用スプレーポンプ、３０は送りローラー、３１は処理ブースとしてのエッチングブース、３２はプリント配線板である。
【０００５】
以上のように構成されたエッチング装置におけるプリント配線板のエッチング方法について、以下に説明する。
【０００６】
まず、所定の大きさに切断された銅張積層板（図示せず）にスクリーン印刷法や写真法などによりエッチングレジストを形成したプリント配線板３２をエッチングブース３１内にプリント配線板３２の進行方向に対して平行またはある角度に配管された上面用ノズルパイプ２２及び下面用ノズルパイプ２３の間に送り、ローラー３０上で所定の速度で搬送し、上下面に塩化第２銅などのエッチング液をスプレーノズル２１から吹き付けてエッチングレジスト非形成部分の露出した銅を溶解（以下、エッチングと称す）し、導体パターンを得る。
【０００７】
この際、複数本有する上面用ノズルパイプ２２及び下面用ノズルパイプ２３はプリント配線板３２の進行方向に対して４５°〜６０°の角度で全てのノズルパイプが連動し同時に揺動（オシレーション）させている。
【０００８】
その後、エッチングレジストの剥離や水洗・乾燥などの工程を経て銅張積層板より導体パターンを形成している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエッチング装置及びエッチング方法では、基板の上下面とも精度よく、かつ均一な銅のエッチングを行うことは困難であり、特に、プリント配線板の上面と下面ではエッチングスピードに大きな差が生じやすい。これはプリント配線板上面においては、その中央部に溶解した銅を多量に含む劣化したエッチング液が滞留しやすいが、その周辺部分の劣化したエッチング液は、直ちにプリント配線板上より流れ落ちるため滞留することがなく、またプリント配線板下面ではエッチング液の滞留がなく、常にエッチング能力の高い新液状態のエッチング液がその下面に供給されるためである。
【００１０】
これにより上面のプリント配線板中央部と周辺部では導体パターンのエッチング精度に大きな差が生じ、さらに上下面ではその差は著しく、高密度・高精度のプリント配線板の導体パターンのエッチングは極めて困難となり、工程歩留まりを著しく悪化させ、プリント配線板の板厚が薄く、導体パターンが密であるほど顕著であるという問題点を有していた。
【００１１】
これらの問題の解決方法として、従来はプリント配線板を傾斜させたり垂直に立て、横方向のスプレーノズルからエッチング液を噴出させ、エッチング液の滞留をなくす方法が考案されたが、プリント配線板の搬送およびエッチング条件の設定も困難であり、その生産性は著しく阻害され、また製造装置の製造コスト高騰を招くことにより、一般的に普及していないのが現状である。
【００１２】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、製造装置の製造コスト高騰を招くことなく簡便かつ普及が容易なプリント配線板の製造装置とそれを用いたプリント配線板の製造方法を提供するものであり、これによりプリント配線板のエッチングの生産性を低下させることなく上下面のエッチング精度を均一にし、高密度・高精度のプリント配線板を歩留まりよく生産することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、基板を所定の速度で搬送する送りローラーと、スプレーノズルを複数個取り付けかつプリント配線板の進行方向に平行またはある角度で配管された複数のノズルパイプと、各ノズルパイプ毎に備えられた揺動機構と、処理液を前記ノズルパイプに供給するポンプを備え、前記揺動機構は、カムとリンク機構および前記カムに連動し回転数が変更可能な制御用モータとで構成され、ノズルパイプ毎に揺動角度および揺動速度を変更できることを特徴とするプリント配線板の製造装置を用いて、各ノズルパイプ毎に備えられた揺動機構での揺動角度と揺動速度を、中央のノズルパイプとの揺動角度を両側のノズルパイプの揺動角度よりも小さくし、かつ制御用モータの回転数を変更することにより中央のノズルパイプの揺動速度を両側のノズルパイプの揺動速度よりも速く設定し、ノズルパイプを揺動して処理液を基板に吹き付けながら所定の速度で搬送することによりプリント配線板を製造するというものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基板を所定の速度で搬送する送りローラーと、スプレーノズルを複数個取り付けかつプリント配線板の進行方向に平行またはある角度で配管された複数のノズルパイプと、各ノズルパイプ毎に備えられた揺動機構と、処理液を前記ノズルパイプに供給するポンプを備え、前記揺動機構は、カムとリンク機構および前記カムに連動し回転数が変更可能な制御用モータとで構成され、ノズルパイプ毎に揺動角度および揺動速度を変更できることを特徴とするプリント配線板の製造装置というもので、ノズルパイプの位置に応じて、ノズルパイプの揺動角度、揺動速度の条件をノズルパイプ毎に独立して容易に設定することができる。これによりプリント配線板上のエッチング液の流れをエッチング力が均一になるように設定し、中央部と周辺部および上下面のエッチング速度の均一化を図り高精度の導体パターンを形成することができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプリント配線板の製造装置の各ノズルパイプ毎に備えられた揺動機構での揺動角度と揺動速度を、中央のノズルパイプの揺動角度を両側のノズルパイプの揺動角度よりも小さくし、かつ制御用モータの回転数を変更することにより、中央のノズルパイプの揺動速度を両側のノズルパイプの揺動速度よりも速く設定し、ノズルパイプを揺動して処理液を基板に吹き付けながら所定の速度で搬送することを特徴とするプリント配線板の製造方法というもので、プリント配線板上中央部の処理液としてのエッチング液の吹き付け液量および液流れを速くすることにより上面中央部のエッチング液が滞留せず直ちに流れ落ちるようになるため、中央部と周辺部および上下面のエッチング速度の均一化を図ることができ、さらに中央部の揺動角度よりも小さくすることで、垂直に近い角度でエッチングすることにより、サイドエッチング量を減少することができ、より高精度の導体パターンを形成することができる。
【００１６】
（実施の形態）
以下本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１、図２は、本発明の一実施の形態におけるプリント配線板の製造装置としてのエッチング装置の概略を示す図であり、図３は、本発明の一実施の形態における製造装置のノズルパイプの揺動機構の詳細を示す図である。
【００１７】
図１〜図３において、１はスプレーノズル、２ａ〜２ｆはスプレーノズル１を複数個取り付けかつプリント配線板の進行方向に平行またはある角度に配管された複数の上面用ノズルパイプ、３ａ〜３ｆは上面用圧力計、４ａ〜４ｆはスプレー圧力の調整可能な手段としての上面用圧力調整バルブ、５は処理液としてのエッチング液をノズルパイプ２ａ〜２ｆに供給する上面用スプレーポンプ、６は送りローラー、７ａは処理ブースとしての第１のエッチングブース、７ｂは処理ブースとしての第２のエッチングブース、８は基板としてのプリント配線板、９ａ〜９ｆは上面用ノズルパイプの揺動機構、１０は制御用モータ、１１はカム、１２ａ，１２ｂはリンク機構、１２ｃは、回転板とリンク機構の支点、１３はインバータ回路部である。
【００１８】
まず、本発明の実施の形態におけるプリント配線板の製造装置であるエッチング装置について説明する。
【００１９】
本発明の実施の形態におけるエッチング装置の構成は、従来と同様に上面および下面からの両面同時にエッチングできる構成の装置であり、上面と下面の構成は基本的に同じである。したがって、本発明の説明を容易にするため、上面の構成のみを図面を用いて説明する。
【００２０】
図１に示すように、第１のエッチングブース７ａに平行または１〜５°の角度で上面用ノズルパイプ２ａ〜２ｆが配管され、このノズルパイプは各々独立した揺動機構を備えている。
【００２１】
また、図２は、第１のエッチングブース７ａ、第２のエッチングブース７ｂの二つのエッチングブースを備えており、第１のエッチングブース７ａ内にプリント配線板８の進行方向に対して１〜５°の角度で上面用ノズルパイプ２ａ〜２ｆが配管され、第２のエッチングブース７ｂにおいては、上面用ノズルパイプ２ａ’〜２ｆ’が第１のエッチングブースのノズルパイプとは逆方向に１〜５°の角度で配管されている。
【００２２】
図３に、本発明の実施の形態に、ノズルパイプの独立した揺動機構の詳細を示す。
【００２３】
各ノズルパイプに対応した独立した揺動機構は、カム（回転板）１１とリンク機構１２ａ，１２ｂで構成され、回転板とリンク機構の支点１２ｃの位置を移動することによって、揺動角度を変えることができる。またカム１１は、制御用モータ１０に直接またはベルトやギアにより連動し、制御用モータ１０はインバータ回路にて回転数を容易に変更できる。
【００２４】
この構成により各ノズルパイプにおいて独立して揺動角度と揺動速度を変更することができる。
【００２５】
揺動角度のみを各ノズルパイプ毎に変更する場合は、制御用モータ１０は一つだけ用い、設備コストを低減することも可能である。
【００２６】
以上のように構成されたエッチング装置におけるプリント配線板のエッチング方法について、以下に説明する。
【００２７】
本発明の実施の形態の図１におけるプリント配線板の第１のエッチングブース７ａのみを用いたエッチング装置での条件設定を説明する。
【００２８】
まず中央のノズルパイプ２ｃと２ｄの揺動角度を図２に示した揺動機構におけるリンク機構の支点１２ｃの位置を移動することによって、他のノズルパイプ２ａと２ｂおよび２ｅと２ｆの揺動角度をある程度小さくなるように設定する。さらに中央のノズルパイプ２ｃと２ｄまたは揺動速度を他のノズルパイプ２ａと２ｂおよび２ｅと２ｆに比較して大なるようにインバータ回路部１２、電流または電圧制御回路にて設定する。
【００２９】
これによりプリント配線板上中央部のエッチング液の吹き付け液量および液流れを速くすることにより上面中央部にエッチング液が滞留せず直ちに流れ落ちるようになる。
【００３０】
この装置の構成の下まず、所定の大きさに切断され、３５μｍ厚さの銅はくが絶縁基板の両面に形成された銅張積層板（図示せず）にスクリーン印刷法や写真法などによりエッチングレジストを形成してプリント配線板８とする。
【００３１】
このプリント配線板８は、エッチングブース７ａ，７ｂ内に進行方向に平行またはある角度に配管された上面用ノズルパイプ２ａ〜２ｆ及び下面用ノズルパイプの間において、送りローラー６上で所定の速度で搬送させ、上下面に塩化第２銅などのエッチング液をスプレーノズル１から吹き付けてエッチングを行う。
【００３２】
エッチングを実施する際、上面用ノズルパイプ２ａ〜２ｆ及び下面用ノズルパイプは、プリント配線板進行方向に対して中央のノズルパイプ２ｃと２ｄを４５°に、他のノズルパイプ２ａと２ｂおよび２ｅと２ｆを６０°に設定し、それぞれ独立した揺動角度及び揺動速度で揺動（オシレーション）させ、また上面用スプレーポンプ５から上面用ノズルパイプ２ａ〜２ｆへ供給されるエッチング液は、上面用圧力調整バルブ４ａ〜４ｆの開閉の割合で上面用圧力計３ａ〜３ｆに示すスプレー圧力を調整する。
【００３３】
同様に、下面用スプレーポンプから下面用ノズルパイプへ供給されるエッチング液も、下面用圧力調整バルブの開閉の割合で上面用圧力計に示すスプレー圧力を調整する。
【００３４】
ここで、上面用圧力計３ａ〜３ｆに表示される圧力は、中央のノズルパイプが高くなるようにそれぞれ３ａは１．２ｋｇ／ｃｍ2、３ｂは１．６ｋｇ／ｃｍ2、３ｃは２．０ｋｇ／ｃｍ2、３ｄは２．０ｋｇ／ｃｍ2、３ｅは１．６ｋｇ／ｃｍ2、３ｆは１．２ｋｇ／ｃｍ2になるように、上面用圧力調整バルブ４ａ〜４ｆの開閉の割合で調整する。
【００３５】
同様に下面用圧力計に表示される圧力も、下面用圧力調整バルブの開閉の割合で送りローラーの個数や位置関係に応じてそれぞれ最も適した値に調整する。
【００３６】
以上のノズルパイプの揺動角度および揺動速度並びにスプレー圧力設定によりエッチングを実施すると、従来のエッチング装置及びエッチング方法によるエッチング後の導体パターン幅は設定値に対して、プリント配線板の上下面及び中央部と周辺部でそのバラツキは５０〜１００μｍであるが、本発明でのエッチング装置及びエッチング方法ではバラツキが１０〜２０μｍと極端に減少できる。
【００３７】
次に図２に示すように、少なくとも第１のエッチングブース７ａと第２のエッチングブース７ｂの２つのエッチングブースを有するプリント配線板のエッチング装置でのプリント配線板の製造方法について説明する。
【００３８】
中央のノズルパイプ２ｃおよび２ｄの揺動角度を上述の揺動機構の回転板とリンク機構の支点の位置を移動することによって、両側のノズルパイプ２ａと２ｂおよび２ｅと２ｆの揺動角度よりも小さくし、かつインバータ回路を用いて制御用モータの回転速度をあげ、揺動速度を大とする。
【００３９】
次に第２のエッチングブースの複数のノズルパイプにおいて、中央のノズルパイプの揺動角度を両側のノズルパイプの揺動角度よりも小さくかつ揺動速度を大とし、併せて前記第１のエッチングブースのノズルパイプの揺動角度よりも大とし、揺動速度を小として設定する。
【００４０】
第１のエッチングブースにおいて、プリント配線板中央部を（エッチング液の噴射圧力を高くかつ）垂直に近い角度でエッチングすることにより、サイドエッチング量を減少するとともに揺動速度を速くすることにより、中央部のエッチング液の滞留をなくすことができる。
【００４１】
また、第２のエッチングブースでエッチング回路のサイドフットの発生を広い範囲で防止するとともに中央部のエッチング液の滞留をなくし、より高精度なプリント配線板を製造できるものである。
【００４２】
以上の第１のエッチングブース及び第２のエッチングブースでのノズルパイプの揺動角度および揺動速度の条件のもとでエッチングを実施すると、従来のエッチング装置及びエッチング方法によるエッチング後の導体パターン幅は設定値に対して、プリント配線板の上下面及び中央部と周辺部でそのバラツキは５０〜１００μｍであるが、本発明でのエッチング装置及びエッチング方法ではバラツキが１０〜２０μｍと極端に減少できる。
【００４３】
なお、図２においては、図１の実施の形態と同様に各ノズルパイプに圧力計と圧力調整バルブを備えた形態のエッチング装置とすることも可能であり、上記の第１のエッチングブースと第２のエッチングブースにおけるノズルパイプの揺動角度と揺動速度の設定に加えて、各ノズルパイプの圧力を調整することによってさらに、精度の高いエッチング条件を設定することができる。
【００４４】
本実施の形態においてプリント配線板８はスルーホールめっきなしの両面プリント配線板としたが、片面プリント配線板、スルーホールめっきありの両面プリント配線板や多層プリント配線板であってもよく、またエッチングレジストは、スクリーン印刷法や写真法で形成される有機材料を用いたが、はんだ等の金属レジストや感光性電着レジストとしてもよい。またエッチング液は塩化第２銅としたが塩化第二鉄やアンモニア等のアルカリエッチャントとしてもよい。
【００４５】
また所定の大きさに切断された３５μｍ厚さの銅はくが絶縁基板の両面に形成された銅張積層板としたが、種々の基板サイズや要求されるエッチング精度あるいは異なる導体厚においても設定圧力を調整することにより容易に対応できることは本発明の構成から明らかである。
【００４６】
さらに本発明の実施の形態においては、プリント配線板の製造装置のなかで、特に銅はく等のエッチングを行うエッチング装置について説明したが、本発明は、感光性レジストの未露光部を現像・除去するための現像装置としても用いることもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、このノズルパイプを揺動させる機構が各ノズルパイプで独立した機構であるプリント配線板の製造装置としてのエッチング装置を用いて、中央のノズルパイプの揺動角度を両側のノズルパイプの揺動角度よりも小さくし、かつ揺動速度を大とし、処理液であるエッチング液を基板に吹き付けながら所定の速度で搬送することにより、プリント配線板のエッチングの生産性を低下させることなくプリント配線板上面の中央部と周辺部及び上下面のエッチング精度を均一にし、高密度・高精度のプリント配線板を歩留りよく生産することができるものであり、さらに装置の製造コスト高騰を招くことなく容易に普及しうる簡易な製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態におけるプリント配線板の製造装置の概略図
【図２】  本発明の一実施の形態におけるプリント配線板の製造装置の概略図
【図３】  本発明の一実施の形態における製造装置のノズルパイプの揺動機構の詳細図
【図４】  従来のプリント配線板の製造装置の概略図
【符号の説明】
１  スプレーノズル
２ａ〜２ｆ  上面用ノズルパイプ
３ａ〜３ｆ  上面用圧力計
４ａ〜４ｆ  上面用圧力調整バルブ
５  上面用スプレーポンプ
６  送りローラー
７ａ  第１のエッチングブース
７ｂ  第２のエッチングブース
８  プリント配線板
９ａ〜９ｆ  上面用ノズルパイプの揺動機構
１０  制御用モータ
１１  カム
１２ａ，１２ｂ  リンク機構
１２ｃ  回転板とリンク機構の支点
１３  インバータ回路部
【図１】
0003661536.tif 000002
【図２】
0003661536.tif 000003
【図３】
0003661536.tif 000004
【図４】
0003661536.tif 000005