(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定速度でプリント板５０を搬送する搬送装置４と、
搬送中のプリント板５０の上面全体に均一にエッチング液をスプレーするため、搬送装置４の上方で、そのエッチング室２の搬送方向および幅方向のほぼ全域渡り分散配置された多数の常時スプレーノズル１９と、
搬送中のプリント板５０の上面の所定位置に制御されるエッチング液をスプレーするため、搬送装置４の上方において、前記エッチング室２の搬送方向の一部域のみで、そのエッチング室２の幅方向のみに所定間隔で列状に配置された複数の制御スプレーノズル２２と、
搬送中のプリント板５０の位置を検出する位置検出手段３４と、
前記位置検出手段３４からの位置検出信号に基づき、前記制御スプレーノズル２２からプリント板５０の上面へのエッチング液のスプレー時期またはスプレー量を制御する制御装置１５と、を具備し、
前記常時スプレーノズル１９の数は、前記制御スプレーノズル２２の数に比べて多く配置されて、前記常時スプレーノズル１９からエッチング液を搬送中の前記プリント板５０の全面に、前記エッチング室２の搬送方向および幅方向のほぼ全域に渡りスプレーすると共に、前記制御スプレーノズル２２からエッチング液を、その搬送方向の一部域のみで、そのプリント板５０の一部のみに集中的に且つ時間的または量的に制御してスプレーすることを特徴とするプリント板のエッチング装置。
することを特徴とするものである。
【請求項２】
制御スプレーノズル２２がプリント板５０の搬送方向に所定間隔で複数列設けられる請求項１に記載のプリント板のエッチング装置。
【請求項３】
搬送中のプリント板５０の下面全体に均一にエッチング液をスプレーするため、搬送装置４の下方に多数の常時スプレーノズル２６が分散配置される請求項１または請求項２に記載のプリント板のエッチング装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエッチング装置を用い、搬送中のプリント板５０に対し、少なくともその上面全体に常時スプレーノズル１９からエッチング液をスプレーすると共に、その上面の中間部にスプレー時期またはスプレー量を制御されたエッチング液を制御スプレーノズル２２からスプレーすることを特徴とするプリント板のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント板のエッチング装置およびその方法に関し、特にプリント板表面を均一且つ高精度でエッチングするための装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁基板に銅箔を積層したプリント板に回路パターンを形成する際、不要部分の銅は通常エッチングにより取り除かれる。従来のエッチング方法はプリント板表面にエッチング液をスプレーし、ホトレジストの被覆されていない部分の銅をエッチングする方法が主流であった。
このようなエッチング方法を工業的に実施するには、エッチング装置本体内を通過する搬送装置にプリント板を載置し、搬送されるプリント板表面に均一にエッチング液をスプレーするものが多かった。
【０００３】
しかしながら、このようにエッチング液をプリント板表面に均一にスプレーすると、プリント板表面にスプレーされたエッチング液は該表面に衝突した後、そこから四方へ流れる。その際のエッチング液の流れは、プリント板表面の中間部より周辺部の方が多くなることが分かっている。逆にいえばプリント板の中間部にはエッチング液が滞留する。そのため中間部のエッチング量が周辺部より少なくなり、均一で高精度のエッチングを行うことが困難であるという問題があった。
そこで本出願人はこの問題を解決するために、プリント板表面に対して空気中でのエッチング液スプレーによるエッチング及びエッチング液中でのエッチング液噴流によるエッチングの２段階エッチング方法およびその装置を先に提案した（特許第２７２４３５４号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記２段階エッチング方法によれば、プリント板を均一且つ高精度でエッチングすることが可能である。しかしこのような２段階エッチング方法を実施するには、装置が複雑化するという問題が残されていた。
そこで本発明は、簡単な構成でプリント板を均一且つ高精度でエッチングすることができる装置およびその装置を用いた方法を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明者が鋭意研究した結果、プリント板の上方からその表面に均一にエッチング液をスプレーした場合には、プリント板の中間部においてエッチング液に滞留現象を生じ、それが原因で不均一なエッチングになるという知見を得、その知見を基に本発明を完成した。
すなわち請求項１に記載のプリント板のエッチング装置は、
定速度でプリント板５０を搬送する搬送装置４と、
搬送中のプリント板５０の上面全体に均一にエッチング液をスプレーするため、搬送装置４の上方で、そのエッチング室２の搬送方向および幅方向のほぼ全域渡り分散配置された多数の常時スプレーノズル１９と、
搬送中のプリント板５０の上面の所定位置に制御されるエッチング液をスプレーするため、搬送装置４の上方において、前記エッチング室２の搬送方向の一部域のみで、そのエッチング室２の幅方向のみに所定間隔で列状に配置された複数の制御スプレーノズル２２と、
搬送中のプリント板５０の位置を検出する位置検出手段３４と、
前記位置検出手段３４からの位置検出信号に基づき、前記制御スプレーノズル２２からプリント板５０の上面へのエッチング液のスプレー時期またはスプレー量を制御する制御装置１５と、を具備し、
前記常時スプレーノズル１９の数は、前記制御スプレーノズル２２の数に比べて多く配置されて、前記常時スプレーノズル１９からエッチング液を搬送中の前記プリント板５０の全面に、前記エッチング室２の搬送方向および幅方向のほぼ全域に渡りスプレーすると共に、前記制御スプレーノズル２２からエッチング液を、その搬送方向の一部域のみで、そのプリント板５０の一部のみに集中的に且つ時間的または量的に制御してスプレーすることを特徴とするものである。
【０００６】
上記装置によれば、搬送中のプリント板の上面全体に常時スプレーノズルにより均一にエッチング液をスプレーすると共に、上面の所定位置、特にその中間部に制御されたエッチング液を重ねてスプレーすることができる。そのためプリント板の上面の中間部におけるエッチング液の滞留現象をなくすことができ、均一且つ高精度のエッチングを可能にする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエッチング装置の好ましい実施の形態であって、制御スプレーノズルがプリント板の搬送方向に所定間隔で複数列設けられることを特徴とするものである。このように構成すると、プリント板の面積が大きく変動してもそれに対応することができる。また中間部にスプレーするエッチング液の調整の自由度が大きくなる。
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１にまたは請求項２記載のエッチング装置の好ましい実施の形態であって、搬送中のプリント板の下面全体に均一にエッチング液をスプレーするため、搬送装置の下方に多数の常時スプレーノズルが分散配置されることを特徴とするものである。このように構成すると、基板の片面または両面のいずれに銅箔を積層したプリント板にも本エッチング装置を適用することができる。なおプリント板の下面では、実質的にエッチング液の滞留現象がその中間部に生じないので制御スプレーノズルを設ける必要はない。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエッチング装置を使用してプリント板のエッチングを行う方法である。
そしてこの方法は、搬送中のプリント板に対し、少なくともその上面全体に常時スプレーノズルからエッチング液をスプレーすると共に、その上面の中間部に制御スプレーノズルからスプレー時期またはスプレー量を制御されたエッチング液をスプレーするようにしたことを特徴とするものである。
上記方法によれば、プリント板の上面の中間部におけるエッチング液の滞留現象をなくすことができ、均一且つ高精度のエッチングを可能にする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は本発明のエッチング装置の１例を略図的に示す正面断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は同エッチング装置の詳細な正面図、図４は同平面断面図である。図１、図２において、装置本体１はエッチング室２とプリント板５０の導入室３を有し、さらにエッチング室２を挟んで導入室３と反対側に図示しないプリント板の排出室を有する。
プリント板５０を搬送する搬送装置４はローラコンベア式とされ、導入室３、エッチング室２および排出室中を直線状に連続して設置される。
【００１０】
搬送装置４は搬送方向に所定間隔で配置された複数の下側ローラ５と、それより広い間隔で搬送方向に配置された複数の上側ローラ６を有する。そして各下側ローラ５は搬送方向全長に沿って設けられ、且つ図２に示すようにそれぞれ搬送方向と直角に配置された下側軸７に所定間隔で複数ずつ固定され、各上側ローラ６はそれぞれ搬送方向と直角に配置された上側軸８に所定間隔で複数ずつ固定されている。そして下側ローラ５および上側ローラ６はプラスチック製の比較的厚さの薄い円板状をなし、軸貫通方向にエッチング液を流通させるための流通孔が多数形成されている。
【００１１】
下側軸７と上側軸８の一端部は装置本体１に軸支され、他端部はヘリカルギア９および１０を介して搬送方向に平行な２本の駆動軸に連結されている。各駆動軸は互いに反対方向に同期して回転するようにギア結合されると共に、減速モータなどの駆動源１１（図１）によって駆動される。
すなわち駆動源１１の出力軸にはプーリ１２が連結され、そのプーリ１２と一方の駆動軸に設けたプーリ（図示せず）の間がベルト１３で連結される。なお駆動源１１の出力軸にはエンコ−ダ１４が取り付けられ、エンコ−ダ１４の出力信号は制御装置１５に入力される。（制御装置１５の作用は後述する。）
【００１２】
エッチング室２において、搬送装置４の上方に第１のスプレー手段１６が設置され、その第１のスプレー手段１６には搬送方向に平行な細長い主ヘッダー１７と、その主ヘッダー１７の長手方向に一定間隔で幅方向に設けられた複数の細長い分岐ヘッダー１８と、各分岐ヘッダー１８の長手方向にそれぞれ一定間隔で取り付けられた複数の常時スプレーノズル１９を有する。その結果、常時スプレーノズル１９は搬送装置４の搬送方向およびそれと直交する幅方向に一定間隔で多数分散配置され、図３、図４に示すように各スプレー範囲はその周辺部が互いに一致もしくは若干重なり合い、搬送中のプリント基板に対しその上面全体にエッチング液を均一にスプレーできるようになっている。
図３、図４に示すように、エッチング室２における搬送装置４の上方には、その搬送方向に沿って所定間隔で２列の第２のスプレー手段２０が設置される。各第２のスプレー手段２０は、搬送方向に直交した細長い支持体と、その支持体の長手方向に所定間隔で取り付けられた複数の制御スプレーノズル２２を有する。一列における制御スプレーノズル２２の数は、常時スプレーノズル１９のその数よりも少なくしている。（なお図２には第２のスプレー手段２０を示すため、第１のスプレー手段１６は省略してある。）
【００１３】
さらにエッチング室２における搬送装置４の下方には第３のスプレー手段２３が設置される。第３のスプレー手段２３は第１のスプレー手段１６と同様に構成され、搬送方向に平行な細長い主ヘッダー２４と、その主ヘッダー２４の長手方向に一定間隔で幅方向に設けられた複数の細長い分岐ヘッダー２５と、各分岐ヘッダー２５の長手方向に一定間隔で取り付けられた複数の常時スプレーノズル２６を有する。その結果、常時スプレーノズル２６は搬送装置４の搬送方向およびそれと直交する幅方向に一定間隔で多数分散配置され、各スプレー範囲はその周辺部が互いに一致もしくは若干重なり合い、搬送中のプリント基板に対しその下面全体にエッチング液を均一にスプレーできるようになっている。
【００１４】
エッチング室２の下部は所定量のエッチング液を貯留するための液留め２７が設けられ、液留め２７内のエッチング液２８はヒーター等の加熱装置２９および冷却装置３０によって所定温度に制御される。冷却装置３０は、例えば冷却水等の冷媒を通した冷却コイルを有するものを使用できる。温度制御は液留め２７内に設けられた温度センサー（図示せず）の温度信号を制御装置１５において設定値と比較し、前記加熱装置２０の加熱量または冷却装置３０の冷却量等をコントロールすることによってなされる。
液留め２７内のエッチング液２８は配管３１（図２）から導出されて図示しない加圧ポンプで加圧され、供給配管によって前記主ヘッダー１７、２４等に供給される。なお供給配管と主ヘッダー１７、２４の間には図示しない電磁弁や電動弁等の開閉手段が設けられ、使用しないヘッダーへのエッチング液供給を停止できるようになっている。例えば、搬送装置４を停止するときに主ヘッダー１７、２４へのエッチング液の供給を停止することができる。また下側のスプレーをしない場合には主ヘッダー２４へのエッチング液の供給を停止することができる。
【００１５】
そして図２に示すように、第２のスプレー手段２０における各制御スプレーノズル２２にはエッチング液の供給配管から分岐された複数の制御配管３２がそれぞれ接続され、各制御配管３２に設けた電磁弁や電動弁等の開閉手段３３により制御スプレーノズル２２のエッチング液のスプレー時期やスプレー量が制御される。
再び図１において、装置本体１における導入室３の後段部分の上方に搬送中のプリント板５０の位置を検出する位置検出手段３４が設けられる。位置検出手段３４は例えば光電スイッチからなり、プリント板５０がその検出点に存在するとき（または検出点を通過中）検出信号を制御装置１５に出力する。
【００１６】
図５は制御装置１５の制御ブロック図である。制御装置１５はカウンター部３５と２つの設定部３６、３７、およびパワー出力部３８を有し、カウンター部３５に位置検出手段３４からの位置検出信号および搬送装置４の駆動源１１の出力軸に取り付けたエンコ−ダ１４の出力パルスが入力される。
設定部３６はプリント板５０に対する制御スプレーノズル２２のスプレー開始位置を設定し、設定部３７はその終了位置を設定するもので、それら設定部３６、３７として例えばサムロータリースイッチ等のデジタル設定装置を使用することができる。
パワー出力部３８は例えばサイリスタ装置からなり、カウンター部３５からの制御信号を増幅して各開閉弁３３を開閉駆動するものである。
【００１７】
次に、上記エッチング装置の作用を説明する。なお説明を簡単にするため、第２のスプレー手段２０における各制御スプレーノズル２２は１列のみ運転するものとする。
先ず起動スイッチ等により駆動源１１を起動して搬送装置４を定速度で駆動する。さらに加圧ポンプを起動し、液留め２７内のエッチング液２８を配管３１から第１のスプレー手段１６、第２のスプレー手段２０および第３のスプレー手段２３等に供給可能な状態とする。そして主ヘッダー１７への開閉手段を開けることにより、常時スプレーノズル１９より搬送装置４の上方からエッチング液が均一にスプレーされ、主ヘッダー２４への開閉手段を開けることにより、常時スプレーノズル２６より搬送装置４の下方からエッチング液が均一にスプレーされる。
【００１８】
次いで駆動源１１が起動するとエンコ−ダ１４が回転し、そのパルス出力は制御装置１５のカウンター部３５に入力される。エンコ−ダ１４の回転は、搬送装置４の移動距離に正確に比例する。そのため或る時間カウントしたパルスの積算値はその時間内に搬送装置４が移動した距離、すなわちそれによって搬送されるプリント板５０が移動した距離に一致する。
搬送装置４により搬送されるプリント板５０の先端が位置検出手段３４の検出点に達すると、その検出信号（ＯＮ信号）は制御装置１５のカウンター部３５に入力され、それによってカウンター部３５がエンコ−ダ１４のパルスのカウントを開始する。
【００１９】
位置検出手段３４の検出点から幅方向に列状に配列された制御スプレーノズル２２の列中心位置までの距離は一定であるから、その間をプリント板５０が移動する距離は前記パルスのカウント値から知ることができる。そこでこの距離に相当するカウント値を相当カウント値とすれば、設定部３６で設定された値がゼロの場合は、カウンター部３５が相当カウント値に達したとき、すなわちプリント板５０の先端が制御スプレーノズル２２の列中心位置まで達したとき、カウンター部３５から制御信号（ＯＮ信号）が出力される。その制御信号はパワー出力部３８により増幅されて各開閉手段３３を開駆動し、各制御スプレーノズル２２からエッチング液が列状にスプレーされる。
設定部３６にプリント板５０の先端からの距離、例えば５０ｍｍの距離が設定されている場合は、カウンター部３５のカウント値が前記相当カウント値からこの５０ｍｍに相当するパルス値を差し引いた値に達したとき、カウンター部３５から制御信号が出力される。従って、設定部３６によりプリント板５０への制御スプレーノズル２２によるスプレー開始点を設定することができる。
【００２０】
プリント板５０の後端が位置検出手段３４の検出点に達すると、カウンター部３５への検出信号はＯＦＦになる。するとカウンター部３５は予め設定入力されているプリント板の搬送方向長さに相当するパルス（長さカウント値）のカウントを開始する。そして設定部３７にプリント板５０の後端からの距離、例えば４０ｍｍの距離が設定されている場合は、カウンター部３５のカウント値が前記相当カウント値からこの４０ｍｍに相当するパルス値を差し引いた値に達したとき、カウンター部３５から制御信号が出力され、その設定部３７によりプリント板５０への制御スプレーノズル２２によるスプレー終了点を設定することができる。
【００２１】
設定部３６、３７を設けることにより、上記のように制御スプレーノズル２２からプリント板５０の上面にスプレーされるエッチング液を搬送方向の中間部に限定することができる。そして列状に配置された制御スプレーノズル２２の列中間部分のみを選択作動させることによって、エッチング液のスプレーを幅方向についてもその中間部だけに限定することができる。列状に配置された制御スプレーノズル２２を選択作動させるには、例えば選択スイッチをカウンター部３５からの制御信号ラインなどに設け、その選択スイッチで作動させる制御スプレーノズル２２を選択すればよい。
【００２２】
上記のように、列状に配置された制御スプレーノズル２２を幅方向の中間部のみ作動させ、さらに設定部３６、３７の設定によりスプレー範囲を搬送方向の中間部に限定することにより、制御スプレーノズル２２からプリント板５０の上面の搬送方向と幅方向の中間部にエッチング液をスプレーすることができる。なおこの中間部は、プリント板５０の上面におけるエッチング液の滞留が解消される大きさとされ、実験により決定される。
なお、プリント板５０の幅寸法が１種類だけの場合は、列状に配置される制御スプレーノズル２２の最大幅をプリント板５０の幅方向の中間部に適合する値としておけば、制御スプレーノズル２２の選択操作は不要になる。
【００２３】
上記の例では開閉手段３３の開閉時期を制御することによりエッチング液のスプレー時期を制御したが、それに代えてエッチング液のスプレー量を制御してもよい。その場合には制御スプレーノズル２２の列長をプリント板５０の最大幅をカバーできるように設定しておき、プリント板５０の中間部についてはスプレー量を大きくし、周辺部については少なくなるように各制御スプレーノズル２２を制御する。その手段としては、例えば開閉手段３３に電動弁を使用し、その最大操作開度を中間部とそれ以外の端部とで差を付ければよい。
【００２４】
また上記の例では、第２のスプレー手段２０における各制御スプレーノズル２２を１列のみ運転する場合について説明したが、２列使用する場合は搬送方向の上流側の制御スプレーノズル２２の列を基準としてプリント板５０のスプレー開始位置を設定し、搬送方向の下流側の制御スプレーノズル２２の列を基準としてプリント板５０のスプレー終了位置を設定すればよい。さらに各制御スプレーノズル２２を３列以上設ける場合も、それに準じてスプレー開始位置とスプレー終了位置を設定すればよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載のプリント板のエッチング装置によれば、搬送中のプリント板の上面全体に均一にエッチング液をスプレーすると共に、上面の所定位置、特にその中間部に制御されたエッチング液をより多くスプレーすることができる。そのためプリント板の上面の中間部におけるエッチング液の滞留現象に基づくエッチング不足をなくし、プリント板の全面に渡って均一なエッチングを行なうことができ、それによって均一且つ高精度のエッチングを行うことができる。
また、請求項２に記載のプリント板のエッチング装置によれば、プリント板の面積が大きく変動してもそれに対応することができる。また中間部にスプレーするエッチング液の調整の自由度が大きくなる。
【００２６】
さらに、請求項３に記載のプリント板のエッチング装置によれば、基板の片面または両面のいずれに銅箔を積層されたプリント板にも本エッチング装置を適用することができる。なおプリント板の下面では実質的にエッチング液の滞留現象がその中間部に生じないので、制御スプレーノズルを設ける必要はない。
請求項４に記載のプリント板のエッチング方法によれば、プリント板の上面の中間部におけるエッチング液の滞留現象をなくし、均一なエッチング液の流れを作ることができ、それによって均一且つ高精度のエッチングを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエッチング装置の１例を略図的に示す正面断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】同装置の要部を詳細に示す正面断面図。
【図４】同平面断面図。
【図５】図１における制御装置１５の制御ブロック図。
【符号の説明】
１  装置本体
２  エッチング室
３  導入室
４  搬送装置
５  下側ローラ
６  上側ローラ
７  下側軸
８  上側軸
９  ヘリカルギア
１０  ヘリカルギア
１１  駆動源
１２  プーリ
１３  ベルト
１４  エンコ−ダ
１５  制御装置
１６  第１のスプレー手段
１７  主ヘッダー
１８  分岐ヘッダー
１９  常時スプレーノズル
２０  第２のスプレー手段
２２  制御スプレーノズル
２３  第３のスプレー手段
２４  主ヘッダー
２５  分岐ヘッダー
２６  常時スプレーノズル
２７  液留め
２８  エッチング液
２９  加熱装置
３０  冷却装置
３１  配管
３２  制御配管
３３  開閉手段
３４  位置検出手段
３５  カウンター部
３６  設定部
３７  設定部
３８  パワー出力部
５０  プリント板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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