JP2745195B2 - プリント配線板のエッチング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器などに使
用されるプリント配線板の導体パターンを形成するプリ
ント配線板のエッチング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器などに数多く使用さ
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。プリント配線板の製造工程
の中でも、高精度が要求される導体パターン形成を実現
させるエッチング方法やエッチング装置を含めたエッチ
ング工程は重要なものとなっている。

【０００３】以下に、従来のプリント配線板の導体パタ
ーンを形成するプリント配線板のエッチング装置とその
エッチング方法について説明する。

【０００４】図４は従来のプリント配線板のエッチング
装置の構成を示す図である。図４において、１はスプレ
ー装置、２は循環ポンプ、３は調整バルブ、４は送りロ
ーラー、５はエッチング槽、６はプリント配線板、７は
エッチング液である。

【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現像法などによ
りエッチングレジストを形成する。次に、図４に示すよ
うにエッチングレジストを形成したプリント配線板６
を、エッチング槽５内に搬送方向ａに平行またはある角
度で上下に配管された複数のスプレー装置１の間を送り
ローラー４により所定の速度で搬送させながら、プリン
ト配線板６の上下面に塩化第２銅などのエッチング液７
をスプレー装置１のノズルから噴射してエッチングを行
う。多数のプリント配線板６をエッチングしたエッチン
グ液７は、塩酸や過酸化水素の水溶液を適時添加して再
生することにより所定の組成を維持し、循環ポンプ２に
より吸引されてエッチング槽５へ供給されることにより
循環され、エッチング液７の組成の均一化が行われるこ
とにより、形成されるプリント配線板６の導体パターン
の精度維持が図られている。

【０００７】また、一般的には上下のスプレー装置１を
プリント配線板６の搬送方向に対して40〜60°の角度で
揺動(オシレーション)する。その後、エッチングが終了
したプリント配線板６は、水洗やエッチングレジストの
剥離などを行うことによりプリント配線板６上に導体パ
ターンが完成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、エッチング槽５が比較的長い１槽からな
る構成のためエッチング液７の循環が緩慢となる。この
結果、エッチング槽５内におけるエッチング液７の組成
の不均一が発生しやすく、このためスプレー装置１の位
置によるエッチング液７の組成に変化が生じてプリント
配線板６上のエッチングスピードにばらつきが生じ、プ
リント配線板６の導体パターンのエッチング状態に差が
生じ、プリント配線板６を精度よく均一にエッチングす
ることは困難となるという問題点を有している。

【０００９】また、これらの問題を解決するため、従来
では、エッチング液７の使用可能な組成の管理基準幅を
必要以上に狭く設定し、プリント配線板６の均一にエッ
チングされた導体パターンの維持を図っているが、エッ
チング液７を組成する塩酸や過酸化水素の新しい水溶液
の頻繁な補給を行わなければならないという問題点を有
していた。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、エッチング液を再生するための水溶液を過剰に補充
することなく、またプリント配線板の導体パターンエッ
チング状態が均一となるよう改善するプリント配線板の
エッチング装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、流路により接続された複数のエッチング槽
と、前記エッチング槽よりエッチング液を吸引し、かつ
前記エッチング槽へエッチング液を供給する循環ポンプ
部と、前記エッチング槽内のエッチング液中に大気の気
泡を供給する供給部と、前記循環ポンプ部の後段に設け
たフィルターと、前記フィルターの後段に設けた制御バ
ルブとを有することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明によれば、複数のエッチング槽内のエッ
チング液中に、大気の気泡を供給することにより、エッ
チング液組成の均一化が可能となり、従来のような使用
可能なエッチング液組成の管理基準幅を、必要以上に狭
くすることなく、過剰な補充水溶液の消費を防止できる
とともに、エッチング状態が均一な導体パターンを形成
するプリント配線板を提供できる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例におけるプリン
ト配線板のエッチング装置の構成を示す図である。

【００１４】図１はエッチング槽を３槽、配設した場合
であり、エッチング槽の槽数は処理されるプリント配線
板の精度等により決まる。ここで、11は複数のエッチン
グ槽16a，16b，16c内に配設されたエッチング液19のス
プレー装置、12aおよび12bは前記エッチング液19を循環
させる循環ポンプ、13a，13bおよび13cは大気を供給す
る供給ポンプ、14aおよび14bは前記循環ポンプ12a，12b
の後段に設けたフィルター、15a，15bおよび15cは制御
バルブ、17aおよび17bは前記複数のエッチング槽16a，1
6b，16cを接続する流路、18は送りローラー21で各エッ
チング槽内を送られるプリント配線板、19はエッチング
液で、例えば塩化第２銅の水溶液からなる。20a，20bお
よび20cは前記エッチング槽16a，16bおよび16cの上面板
である。

【００１５】前記エッチング槽の上面板20a〜20cは、図
２(b)の断面図に示すように、プリント配線板18の搬送
方向ａ(図１参照)の中心線16を中心に、搬送方向と直角
な両方向(つまり、幅方向の両端)に向かって、前記上面
板20a(図２(b)では20aのみ示しているが、20b，20cも同
じ)を屋根状に下方へ傾斜させてある。

【００１６】また、前記各エッチング槽16a，16bおよび
16cを接続する流路17aおよび17bの断面積を、各エッチ
ング槽の内側部分より外側部分へと次第に減少させた構
造となっている。

【００１７】以上のように構成されたエッチング装置に
よるプリント配線板のエッチング方法について、図１の
エッチング槽の要部構造図を示す図２を用いてその動作
を説明する。なお、図２において、(a)はエッチング槽
の側面図、(b)は断面図、(c)は一部欠裁の上面図であ
り、各エッチング槽とも同様の構造となっている。

【００１８】まず、所定の大きさに切断された銅張積層
板(図示せず)の両面にスクリーン印刷法や写真現像法な
どによりエッチングレジストを形成する。次に、両面に
エッチングレジストが形成されたプリント配線板18は、
送りローラー21によりエッチング槽16a内に搬送され、
エッチングが開始される。図１に示すように搬送された
プリント配線板18は、このプリント配線板18の搬送方向
ａに平行で上下に配設されたスプレー装置11の複数のス
プレーノズルより噴射されたエッチング液19である塩化
第２銅の水溶液で両面の銅はくの厚さの約50％程度エッ
チングされる。

【００１９】プリント配線板18のエッチングの際、下面
のスプレー装置11のスプレーノズルから噴出したエッチ
ング液19は、プリント配線板18の前後左右よりエッチン
グ槽16aの上面に到達するが、図２(b)に示すように、プ
リント配線板18の搬送方向と垂直な両方向に向かって中
心から傾斜させた上面板20aに沿いながらエッチング槽1
6aの下方へ流れ、プリント配線板18上に滴下しないの
で、プリント配線板18上のエッチング状態を不均一にさ
せることなく、エッチング液19の液溜めへ戻る。

【００２０】次いでプリント配線板18は、エッチング槽
16bおよび16cへ搬送され、スプレー装置11のスプレーノ
ズルより噴射されたエッチング液19により、引き続き銅
はくの残りがエッチングされ、導体パターンが形成され
る。

【００２１】このとき、スプレー装置11は、約40〜60°
の角度で揺動(オシレーション)されるとともに、スプレ
ーポンプ(図略)からスプレー装置11へ供給されるエッチ
ング液19の量は、圧力調整バルブの開閉により圧力計の
指示値に従って調整され、プリント配線板18上下のエッ
チング液19のエッチング力はほぼ等しく設定される。

【００２２】本実施例のエッチング装置は、上述したよ
うに３槽のエッチング槽から構成され、エッチング槽16
a，16bおよび16cの順にエッチング処理が進み、この順
に従ってエッチング液19の劣化は少なくなっているた
め、図１に示すように各槽間におけるエッチング液は、
制御バルブ15a，15bおよび15cを調整し、循環ポンプ12a
および12bにより、それぞれ循環ポンプ12aと12bの後段
に設けたフィルター14aおよび14bを介して、以下のよう
に循環させる。

【００２３】まず、循環ポンプ12aの働きと、エッチン
グ液19の流れ方向に、フィルター14aの後段に設けた制
御バルブ15aを調節することにより、一番劣化のはなは
だしいエッチング槽16a内のエッチング液19と、このエ
ッチング槽16a内のエッチング液19に比べて比較的、劣
化の少ないエッチング槽16b内のエッチング液19を循環
(矢印ｂ方向)させる。

【００２４】また、循環ポンプ12bの働きにより、ほと
んど劣化のないエッチング槽16c内のエッチング液19を
矢印ｃ方向へ吸引し、制御バルブ15bと、エッチング液1
9の流れ方向に、フィルター14bの後段に設けた制御バル
ブ15cとを調節することにより、前記吸引したエッチン
グ液19を、制御バルブ15b側の経路(矢印ｄ方向)と、制
御バルブ15c側の経路(矢印ｅ方向)へ分岐させて、エッ
チング槽16aへ輸送するとともに、エッチング槽16c内の
エッチング液19の循環を行っている。

【００２５】このように、エッチング槽を複数槽に構成
し各槽間のエッチング液19を循環させれば、エッチング
装置全体としてのエッチング液19の劣化は効率的に均一
に進み、エッチング液19の再生のための補充液である塩
酸や過酸化水素を過剰に加える必要がなくなる。

【００２６】また、本実施例では、各エッチング槽16
a，16bおよび16cにそれぞれの供給ポンプ13a，13bおよ
び13cにより、大気を気泡として送り込んでいる。さら
に、これに加えて、本実施例のエッチング装置では、上
述のようにエッチング液の流れ方向に、循環ポンプ12
a，フィルター14a，制御バルブ15aや、循環ポンプ12b，
フィルター14b，制御バルブ15cを順に配置することによ
り、循環ポンプ12aまたは12b，制御バルブ15aまたは15c
でもって、気泡を含む圧縮されたエッチング液19が、フ
ィルター14aまたは14bを緩やかに通過するので、気泡と
エッチング液はよく撹拌され、エッチング液は著しく良
く再生される。

【００２７】このことにより、各エッチング槽内のエッ
チング液は撹拌し、均一にされるとともに各エッチング
槽内の劣化したエッチング液は、これら大気により再生
され、従来、補充していたエッチング液の再生のための
塩酸や過酸化水素の消費量を大幅に減少させることがで
きる。

【００２８】また、本実施例によるエッチング装置によ
りエッチング処理されたプリント配線板上の導体パター
ンの導体幅のばらつき幅は、従来の100μmから50〜70μ
m程度に改善された。

【００２９】さらに、本実施例では、分割された複数の
エッチング槽間を断面積がエッチング槽内側部分より外
側へと漸時減少せしめた流路17aおよび17bにより接続
し、さらにエッチング槽の上面をプリント配線板の搬送
方向の中心線を中心に、その幅方向の両端に向かって屋
根状に下方へ傾斜させた上面板を備えたエッチング槽群
で構成されていることによっても、プリント配線板の導
体パターンのエッチング状態が均一になるよう改善する
ことができる。

【００３０】以上のように本実施例によれば、プリント
配線板の導体パターンの均一なエッチング状態を維持し
ながら、エッチング液の補充すべき水溶液の消費量を著
しく削減することができる。

【００３１】図３は本発明の第２の実施例におけるプリ
ント配線板のエッチング装置の構成を示す図である。

【００３２】図３において、前記図１に示した第１の実
施例の構成と異なるのは、供給ポンプ13a，13bおよび13
cに代えて、循環ポンプ12a，12bのエッチング液供給側
に大気を吸引して供給するエダクタ13dおよび13eを備え
た点であり、その他の構成およびその動作は、前記第１
の実施例と同様である。

【００３３】本実施例の場合、エッチング液19が、循環
ポンプ12aおよび12bにより吸引され、エダクタ13dおよ
び13eを通過すると同時に循環ポンプ12aや12bの吸引力
に伴って、前記エダクタ13dおよび13e内の調整弁(図略)
を調整することにより、所定量の大気が吸引され、気泡
として各エッチング槽16a，16bおよび16c内のエッチン
グ液19に混入される。

【００３４】このように本実施例は、大気がエダクタ13
dおよび13eに吸引された直後、フィルター14aおよび14b
を通過するので、前記第１の実施例に比べて、さらに大
気とエッチング液の撹拌がよく行われ、(表１)に示すよ
うにエッチング液の再生がよく進み、塩酸や過酸化水素
の消費量を著しく減少させることができる。

【００３５】

【表１】

【００３６】なお、本発明の第１の実施例および第２の
実施例において、プリント配線板18は両面プリント配線
板、エッチング液19は塩化第２銅の水溶液としたが、プ
リント配線板18は片面プリント配線板や多層プリント配
線板、エッチング液19は塩化第２鉄の水溶液としてもよ
く、またエッチングレジストは剥離可能な樹脂とした
が、エッチングレジストは、半田などの金属レジストや
感光性の電着レジストなどとしてもよいことは言うまで
もない。

【００３７】また、エッチング液19の再生に寄与できる
気体として、大気の代わりに酸素やオゾン等を用いて
も、ほぼ同様の効果がある。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリント
配線板のエッチング装置は、複数のエッチング槽を流路
により接続し、エッチング槽のうちエッチング液の劣化
の著しいエッチング液と、エッチング槽のうちエッチン
グ液の劣化が少ないエッチング液を循環させることによ
り液組成を均一にするとともに、前記エッチング液中に
大気等の気泡を供給することにより、さらにエッチング
槽内の液組成を均一にする。加えて、劣化したエッチン
グ液の再生を促進させることができ、エッチング液を再
生するための補充水溶液の消費量を従来よりも大幅に削
減することができる。

【００３９】また、さらに本発明は、エッチング槽を複
数槽に分割し各槽間のエッチング液を循環させることに
より、導体パターンのエッチングは段階的に行え、エッ
チング状態の均一な導体パターンのエッチングが行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるプリント配線板
のエッチング装置の構成を示す図である。

【図２】図１のエッチング槽の要部の構造を示す側面図
(a)、その断面図(b)および一部欠裁の上面図(c)であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例におけるプリント配線板
のエッチング装置の構成を示す図である。

【図４】従来のプリント配線板のエッチング装置の構成
を示す図である。

【符号の説明】

11…スプレー装置、 12a，12b…循環ポンプ、 13a，1
3b，13c…供給ポンプ、13d，13e…エダクタ、 14a，14
b…フィルター、 15a，15b，15c…制御バルブ、 16…
中心線、 16a，16b，16c…エッチング槽、 17a，17b
…流路、 18…プリント配線板、 19…エッチング液、
20a，20b，20c…上面板、 21…送りローラー。

フロントページの続き (72)発明者 比嘉 一智 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 新山 喜三郎 東京都江戸川区東小松川４丁目１番19号 東京化工機株式会社内 (72)発明者 林 俊男 東京都江戸川区東小松川４丁目１番19号 東京化工機株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−87385（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−130629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−69999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−24935（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−170266（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路により接続された複数のエッチング
   槽と、前記エッチング槽よりエッチング液を吸引し、か
   つ前記エッチング槽へエッチング液を供給する循環ポン
   プ部と、前記エッチング槽内のエッチング液中に大気の
   気泡を供給する供給部と、前記循環ポンプ部の後段に設
   けたフィルターと、前記フィルターの後段に設けた制御
   バルブとを有することを特徴とするプリント配線板のエ
   ッチング装置。
2. 【請求項２】 前記複数のエッチング槽を接続する流路
   の断面積を各エッチング槽の内側部分より外側部分へと
   次第に減少させたことを特徴とする請求項１記載のプリ
   ント配線板のエッチング装置。
3. 【請求項３】 前記複数のエッチング槽は上面を有し、
   この上面のプリント配線板の搬送方向の中心線を中心
   に、搬送方向と直角な両方向に向かって、前記上面を屋
   根状に下方へ傾斜させたことを特徴とする請求項１記載
   のプリント配線板のエッチング装置。
4. 【請求項４】 前記エッチング槽内のエッチング液の再
   生に寄与できる気体として、大気の代わりに酸素あるい
   はオゾンを用いることを特徴とする請求項１記載のプリ
   ント配線板のエッチング装置。