專利名稱：蝕刻基體的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蝕刻基體的驢，該裝置包括一種將蝕亥腋噴到基體上的 噴射裝置，并涉及一種蝕刻基體的方法。
技術(shù)背景A^f周知，在電化學(xué)與表面處理技術(shù)中，^頓各種不同的蝕亥喊，例如鹽 酸或硫酸、含過氧化物與含鐵及不含鐵的蝕刻液，還使用堿性化學(xué)蝕刻液。此 外，還可使用無機(jī)或有機(jī)添加劑，以便對金屬或者半導(dǎo)體基體，以及用化學(xué)方 法并接著用電化學(xué)方法使基體金屬化的塑料基體如載有所謂基底銅箔(Basiskupfer)的印刷電路板進(jìn)行蝕刻結(jié)構(gòu)化。舉例來說，類似的蝕刻方法公 幵于DE23 64162A1中。以此，舉例來說，在印刷電路板上按照涂覆所謂光刻膠所產(chǎn)生的圖案蝕刻 出線路結(jié)構(gòu)。己知的蝕刻方法使余留導(dǎo)體的橫截面結(jié)構(gòu)在基部明顯寬于上側(cè) 面。為了這時(shí)在印刷電路板上更加密集地形戯路結(jié)構(gòu)，這種梯形的橫截面輪 廓是不利的，因?yàn)樗笳紦?jù)太多的<立置。這種梯形結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地予以避 免。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是，實(shí)現(xiàn)幵始時(shí)提及的裝置和開始時(shí)提及的方法，以此^g 和方法可以避免現(xiàn)有技術(shù)中的問題，并可特別改進(jìn)基體的蝕刻過程或者說基體 上線路結(jié)構(gòu)或類似物的 財(cái)程。該任務(wù)通過一種具有權(quán)利要求1中所述特征的裝置和一種具有權(quán)利要求11 中所述特征的方法得到解決。本發(fā)明有利并優(yōu)選的改進(jìn)方案則是其他權(quán)禾頓求 的主題，下面將詳細(xì)闡明。有些情況下，所述體和方法予以共同闡明，而且 這些闡明以及有關(guān)的特征還獨(dú)立地適合裝置和方法。權(quán)利要求書全文因有明確 表示的引用關(guān)系而成為說明書的內(nèi)容。本發(fā)明規(guī)定，射束以及因此噴射艦者說噴嘴作為一方，基體作為另一方， 在二者之間施加電壓。以此方式方法，可以改進(jìn)陽極蝕刻過程或電壓輔助的蝕
刻過程。在本發(fā)明范圍內(nèi)，借此一方面可以更快地進(jìn)行蝕刻過程，那就是說， 需要更少時(shí)間。此外也表明，蝕刻出來的線路結(jié)構(gòu)橫截面更為陡峭，或者橫截 面接近理想的矩形。對于本發(fā)明裝置而言，或者實(shí)施本發(fā)明方法時(shí)，這樣施加 輔助電壓不花費(fèi)特別大的開支。施加電壓， 一方面可以這樣皿行使電壓或者說相應(yīng)電源的一極同噴射 裝置的一部分連接或者說與之接觸。為此，可與導(dǎo)液部分如導(dǎo)液管一優(yōu)選由金 屬如鈦或類似金屬制成一或者噴嘴自身接觸。但有利的是，所述噴嘴由塑料制 成，因而應(yīng)當(dāng)經(jīng)由導(dǎo)液管鄉(xiāng)行接觸，例如經(jīng)由從中分叉出噴嘴的導(dǎo)管。同樣 可以在這種導(dǎo)液管的內(nèi)部以插件或類似零件的形式來設(shè)置接觸。以此方式在一 定程度上使逸出的或者說由噴射裝置噴出的液霧或者噴射液或者說蝕刻液與電 源接觸。按照本發(fā)明的第一改進(jìn)方案，第二種接觸方式可使基體直接進(jìn)行電接觸來 進(jìn)行，例如經(jīng)由其上所安裝的接觸夾、接觸輪或類似零件。因此，基體也可以同電源的一極或者說正極或者相應(yīng)電^t接導(dǎo)電連接。在本發(fā)明的第二改進(jìn)方案中，可以使用輔助電極 免上面所提及花費(fèi)大 的接觸方式，這種輔助電極設(shè)置在比較靠近基體的地方，并代替它直接同電源 連接接觸。這樣一種輔助電極，由于它受到同樣的噴霧或噴射液的撞擊，而噴 霧或者說噴射液也，fc逸基體并產(chǎn)生電接觸，因而形成到電基體上的電接觸。同 樣，該輔助電極可以同蝕刻液的收集槽連接，或者至少部分地浸入其中，并藉 助從基體上流下的蝕刻液形成電接觸。在進(jìn)液管上可有利地設(shè)置多個(gè)噴嘴。為了使噴射液或蝕刻液在基體上的沾 載盡可能優(yōu)化或者可單獨(dú)調(diào)整，可行的是，將這些噴嘴安裝得可手動或自動調(diào) 節(jié)。所用的電壓可以是恒電位的，有利的是使用恒定的直流電源。電壓的數(shù)值可在數(shù)伏的范圍之內(nèi)，有利的是10 V至15 V。用12 V電壓通以0.1 A電流產(chǎn)生特別有利的結(jié)果?？墒褂妹}沖電壓來代替上述的恒電位電壓。在此情況下，電壓脈沖的數(shù)值 大致在上述范圍之內(nèi)。電壓脈沖的形式基本上可保持相同，這樣能降低電源控制費(fèi)用。但是，在各種情況下，在這方面也可有利i也規(guī)定，所述電壓脈沖數(shù)值 同蝕刻工藝過程中所施加的電壓一樣加以變化，例如為了能夠獲得最佳的蝕刻 結(jié)果，有針對性地并且在禾呈度上時(shí)間上以及在更精確iTO蝕刻過程產(chǎn)生影響。
特別在蝕亥lj過程行將結(jié)束時(shí)，形成或者說影響線路結(jié)構(gòu)的上述側(cè)壁，因此時(shí)間 尤具深遠(yuǎn)意義。此外，還可以將蝕刻過程用電解方式進(jìn)行操作。藉此方式通?？梢詫ξg刻 過程施加更好、更精細(xì)地控制或影響。特別可以藉此更好地影響蝕刻過程的熱 力學(xué)。噴射過程或者說蝕刻過程中，基體或者可垂ffi文置，特別是懸掛。另一種 方案中也可將基體水平方爐，并且例如在滾道或類似機(jī)構(gòu)上輸送。蝕刻液可采用CuCl。它與從基體或者說線路結(jié)構(gòu)上蝕刻下來的的銅形成 Cu2Cl2。這^f寺征和其他特征，除了可從權(quán)利要求書得知以外，還可從說明書和附 圖得知，而且在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，各個(gè)特征單獨(dú)或者多個(gè)再次組合可 得以實(shí)現(xiàn)，并可在其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)，而且能夠有利地以及獨(dú)自地體現(xiàn)出為其在本 申請中所要求的保護(hù)，之所以能夠得至IJ保護(hù)進(jìn)行詳細(xì)解釋，將本申請劃分成單 個(gè)段落和段落間小標(biāo)題并不限制其下所作陳述的普遍適用性。


附圖示意示出了本發(fā)明的不同的實(shí)施例，下面予以詳細(xì)闡明圖i 蝕刻裝置的功能示意圖，其中基體垂;e^爐，以及圖2蝕刻裝置的另一種結(jié)構(gòu)方案，其中基體水平放置于蝕刻液池和輔助電極上方的輥道上具體實(shí)施方式
圖1示出一種蝕刻裝置11。該蝕刻體具有噴射體13，該噴射體由 一根具有多個(gè)噴嘴15的直導(dǎo)液管14構(gòu)成。為向噴射裝置13供以噴射液或者 蝕刻液16，該噴射液或蝕刻液從噴射裝置中以噴霧17形式散布出來，所以設(shè) 置了泵19。該泵從蓄液盆26或類似容器中吸出噴射液?；w21位于噴射裝置13前面，并位于噴霧17撞擊區(qū)域中，而且垂直安 置?；w安置得能基本上均勻地被噴霧17撞擊，從而被噴嘴15噴出的蝕刻液 撞擊。與此同時(shí)進(jìn)行蝕刻過程，對此這里無須予以更加詳盡探討。導(dǎo)液管14與電源23的負(fù)極相連。該導(dǎo)液管由金屬如鈦構(gòu)成，所以，總起 來它是導(dǎo)電的，而且流過的噴射液或蝕刻液16也同電源23的負(fù)極接觸。反之， 基體21則經(jīng)由圖解示意的接觸夾24同電源23的正極相連。因此，也就是說，
當(dāng)上述同負(fù)極相連的噴射液17撞擊基體21時(shí)，進(jìn)行著電勢加載蝕刻(ein potential-beaufschlagtes Atzen )。此過程也可看作噴射蝕刻電解(Spriih-Atzelektrolyse)。電源23的結(jié)構(gòu)方案上面已予說明，并且也適用于圖1所示的實(shí)施例。所 述接觸夾24可以同時(shí)為基體21的夾持器，或者使基體保持垂直位置。 一種這 樣的接觸夾24可以置于加工導(dǎo)軌或類似機(jī)構(gòu)上，藉此可將多個(gè)基體21依次運(yùn) 送到固定安置的噴射裝置13前，以進(jìn)行噴射蝕刻過程。蝕刻裝置111的另一種結(jié)構(gòu)方案中圖2示出。該裝置與前面所述不同之處 一方面主要在于，對水平或者平放狀態(tài)的基體121進(jìn)行蝕刻，同時(shí)還用滾道122 i^基體。相應(yīng)的噴射裝置113同樣也水平伸展，并且仍由裝有噴嘴115的導(dǎo)、液管114 構(gòu)成。導(dǎo)液管114仍與電源123的負(fù)極相連。蝕刻液116仍經(jīng)由泵119供給， 因此噴霧117隨同蝕刻液116從噴嘴115中逸出。此外，基體121還處于一種噴射室中，該噴射室下方置有收集盆126。在 該收集盆126中，設(shè)有輔助陽極128。輔助陽極與電源23的正極連接。不言而 喻，在此也可類似于圖1，在基體121上進(jìn)行直接電接觸。同樣也可以增設(shè)圖 1中的那種輔助電極128。同樣，在該實(shí)施例中，蝕刻過程連同電源123的功能如引言部分所闡述的 那樣進(jìn)行，也就是說，或者以恒電位方式或者以電壓脈沖方式。除了用于印刷電路板上線路結(jié)構(gòu)或?qū)體的蝕刻之外，本發(fā)明也可適用 于其他蝕刻過程，也即例如用于印刷電路板工業(yè)中印刷電路板銅箔減薄 (Riickdtimen)，同樣適合在一般金屬表面精加工(Metallveredelung)中用于 蝕刻金屬如不銹鋼或者其lt^屬合金。
權(quán)利要求
1.蝕刻基體、尤其是電路板工業(yè)中的基體(21、121)的裝置，具有將蝕刻液噴到基體上的噴射裝置(13、113)，其特征在于，在射束(17、117)或者說噴嘴(15、115)和基體(21、121)之間施加電壓。
2. 按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，為了施加電壓，將噴 射裝置(13、 113)的一部分，特別是導(dǎo)液部分如管道(14、 114)或噴 嘴(15、 115)同電壓或者說電壓源(23、 123)的第一極，特別是負(fù)極 相連。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，為了施加電壓， 將基體(21)電接觸，并同電壓或者說電壓源(23、 123)的第二極， 特別是正極相連，優(yōu)選借助于接觸夾(24)相連。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于輔助電極(128)， 該輔助電極與噴射裝置(113) —樣，同電壓或者說電源(23)的第一 極，特別是負(fù)極連接，而且該輔助電極(128)優(yōu)選為格柵形，并被所 噴的蝕刻液(116)擊中或者置于蝕刻液的收集槽(126)中。
5. 按照前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述噴射 裝置(13、 113)具有至少一根連到至少一個(gè)噴嘴(15、 115)上的進(jìn)液 管(4、 114)，其中所述進(jìn)液管同電壓或者說電源(23、 123)的第一 極相連并由金屬構(gòu)成，而且噴嘴優(yōu)選由塑料制成。
6. 按照按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在進(jìn)液管(14、 114)上置有多個(gè)噴嘴(15、 115)來噴出蝕刻液(16， 116)，而且所述 噴嘴特別是可調(diào)節(jié)的。
7. 按照前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述電壓 或者說電源(23、 123)是恒電位的，特別是電壓值為10 V至15 V，優(yōu) 選12 V。
8. 按照權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述 電壓或者說電源(23、 123)具有產(chǎn)生脈沖電壓的結(jié)構(gòu)，特別具有基本 恒定的電壓脈沖。
9. 按照前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述基體(21)基本上直立或者垂直走向地安置，以進(jìn)行噴射過程。
10. 按照權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述基體(121)基本上水平安置，以進(jìn)行噴射過程。
11. 蝕刻基體、特別印刷電路板工業(yè)中基體的方法，其中在基體(21、 21)上涂以或者噴以蝕刻液(16、 H6)，其特征在于，在射束(17、 117) 或者說噴嘴(15、 115)或者蝕刻液和基體(21、 121)之間施加電壓(23、 123)。
12. 按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在噴射裝置(13、 113)的一部分，特別是導(dǎo)液部分如導(dǎo)液管(14、 114)或噴嘴(15、 115) 和基體(21、 121)之間施加電壓。
13. 按照權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述基體(21) 直接與電壓或者說電源(23)連接，優(yōu)選經(jīng)由接觸夾(24)形式或者類 似形式的直接電接觸來連接。
14. 按照權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述基體(121 ) 間接或者說經(jīng)由輔助電極(128)與電壓或者說電源(123)接觸，在蝕 刻液撞擊基體(121)之后，所述輔助電極被噴灑到蝕刻液(116)或者與 之接觸，而且特別是輔助電極(128)平面延伸或者為格柵形，并被所 噴射的蝕刻液撞擊或者抵達(dá)蝕刻液的收集槽(126)中。
15. 按照權(quán)利要求11至14中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 施加直流電壓(23、 123)，特別是范圍在10 V和15 V之間，優(yōu)選約12V 的恒定直流電壓。
16. 按照權(quán)利要求11至14中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 施加脈沖電壓(23、 123)，其中優(yōu)選的是所述電壓脈動基本上達(dá)到同樣 高度及/或具有同樣形式。
17. 按照權(quán)利要求11至16中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 在噴射過程中，基體(121)基本保持垂直。
18. 按照權(quán)利要求11至16中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 在噴射過程中，基體(121)基本保持水平。
全文摘要
為了改進(jìn)用蝕刻液對例如在電路板(21)上的線路結(jié)構(gòu)進(jìn)行的蝕刻，可將蝕刻液以噴霧的形式(17)或相似形式噴到電路板(21)上。通過相應(yīng)噴射裝置(13、14)同直流電源(23)的一極接觸，而電路板(21)同直流電源(23)的另一極接觸，輔助并特別加速了蝕刻過程。
文檔編號C25F7/00GK101163823SQ200680006806
公開日2008年4月16日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者C·施米德 申請人:吉布爾·施密德有限責(zé)任公司