一种二流体显影蚀刻喷淋装置及方法与流程

本发明属于线路板显影蚀刻处理，具体涉及一种二流体显影蚀刻喷淋装置及方法。

背景技术：

1、随着现在电子行业的高速发展，电子集成元器件越来越细小、轻薄、精密，所以线路板的排布线路越来越细，传统显影/蚀刻装置只能满足45um/45um以上线宽/线距，45um以下线宽/线距需要使用到二流体精密显影/蚀刻装置。

2、在现有技术中，公告号为cn213876316u的实用新型公开了一种显影蚀刻喷淋装置，其主分类号为g03f7/30，该装置包括：二流体喷管组件和摇摆组件，所述二流体喷管组件固定在所述摇摆组件上，由所述摇摆组件带动摇摆，所述二流体喷管组件在待加工pcb板工件的上下或前后两侧排布。本技术技术方案，整个显影或蚀刻工序采用二流体喷淋的配置，通过压缩空气与药水液体快速混合产生高流速、高打击力、液滴微小的精细喷雾，进入到线路之间的狭槽及根部，能对线路根部进行蚀刻或显影，有效提升线路的蚀刻因子或精细线路的显影，并在水平传输方式时，可以在上板面配置吸刀装置，降低上板面水池效应的影响，提升线路均匀性及精细度，而且喷淋系统带有摇摆功能，可提升线路显影及蚀刻的均匀性。另一项公告号为cn205067963u的实用新型公开了高密度积层板制程中一种酸性蚀刻机显影段喷淋装置，其主分类号为g03f7/30，该装置包括槽体、连接装置、上喷淋装置、传送带、下喷淋装置、喷盘，所述传送带与槽体连接，所述喷盘以传送带为轴通过连接装置与槽体对称连接，所述上喷淋装置和下喷淋装置与喷盘连接，所述上喷淋装置和下喷淋装置均采用扇形喷嘴，所述上喷淋装置与下喷淋装置之间的距离在25-27cm之间。本实用新型能够提高上下喷淋面形成线路后线宽和间距一致性，采用扇形喷嘴更容易保养和维护，方便员工操作。

3、然而上述专利提供的蚀刻装置便是一种二流体精密蚀刻装置，但是其存在以下问题：一是没有对供给二流体喷嘴的压缩空气进行加热的加热机构，显影/蚀刻工序需要在适配的工艺温度下进行，压缩空气与蚀刻液混合后会降低蚀刻液的温度，影响显影/蚀刻质量；二是二流体喷嘴喷出的蚀刻液和压缩空气的混合流体将导致蚀刻处理室内部的气压升高，而上述专利提供的蚀刻装置没有降低蚀刻处理室内部气压且回收蚀刻处理室内部空气中蚀刻液的机构，导致显影/蚀刻无法正常进行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种二流体显影蚀刻喷淋装置及方法，旨在改善现有的二流体精密蚀刻装置存在的压缩空气与蚀刻液混合后降低蚀刻液的温度，影响显影/蚀刻质量，以及二流体喷嘴喷出的蚀刻液和压缩空气的混合流体将导致蚀刻处理室内部的气压升高，导致显影/蚀刻无法正常进行的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种二流体显影蚀刻喷淋装置，包括输送机构、一流体显影蚀刻处理段和二流体显影蚀刻处理段，所述一流体显影蚀刻处理段和二流体显影蚀刻处理段分别设置有一流体喷嘴和二流体喷嘴，还包括：

3、加热机构，设置在二流体喷嘴进气的一侧，用于对输送给二流体喷嘴的压缩气体进行加热，使得进入二流体喷嘴的压缩气体与蚀刻液混合后所得到的气液混合蚀刻流体的温度达到所需工艺温度；

4、冷凝回收机构，包括抽风冷凝器，所述抽风冷凝器抽取显影蚀刻处理段中的气体，使显影蚀刻处理段保持气压平衡。

5、进一步的，所述冷凝回收机构还包括抽风管和冷凝回流管，所述抽风冷凝器具有抽气口和冷凝液流出口，所述抽风管和冷凝回流管分别与抽气口和冷凝液流出口相连，所述抽风冷凝器通过抽风管抽气，同时冷凝回收所抽气体中蚀刻液，并通过冷凝回流管输送至蚀刻液存放区。

6、进一步的，所述加热机构包括加热模块、压缩气体通过模块、温度检测模块、蚀刻液温度反馈模块、气体流量监测模块、液体流量监测模块、温度设置模块、加热功率计算模块和加热功率调节模块，所述温度检测模块、蚀刻液温度反馈模块、气体流量监测模块、液体流量监测模块、温度设置模块和加热功率调节模块均与加热功率计算模块电性相连；所述蚀刻液温度反馈模块用于向加热功率计算模块反馈输送给二流体喷嘴的蚀刻液的温度，所述气体流量监测模块和液体流量监测模块分别用于向加热功率计算模块传递输送给二流体喷嘴的压缩气体的流量和蚀刻液的流量；所述压缩气体通过模块按照气体通过路径顺序分隔成多个压缩气体通过单元，所述加热模块包括多个与所述压缩气体通过单元一一对应且相互接触的加热单元，各加热单元均通过加热功率调节模块与加热功率计算模块电性相连；所述温度检测模块包括多个与所述压缩气体通过单元一一对应且设置在压缩气体通过单元末端的温度传感器，所述温度传感器用于检测相应压缩气体通过单元末端的压缩空气温度，并将其传递给加热功率计算模块，所述加热功率计算模块根据接收到的数据计算出各加热单元所需的加工功率，并通过加热功率调节模块调节各加热单元至所需加工功率。

7、进一步的，所述一流体显影蚀刻处理段和二流体显影蚀刻处理段分别包括一流体显影蚀刻处理室和二流体显影蚀刻处理室，所述一流体显影蚀刻处理室和二流体显影蚀刻处理室通过密封的输送通道连通，所述输送机构由一流体显影蚀刻处理室、二流体显影蚀刻处理室和输送通道中通过；所述一流体显影蚀刻处理室中设置有上下两组一流体喷嘴，上下两组一流体喷嘴分别位于输送机构的上方和下方，每组所述的一流体喷嘴均包括沿着输送机构输送蚀刻对象的方向设置在同一高度位置的多个一流体喷嘴，所述一流体喷嘴向蚀刻对象喷洒蚀刻液；所述二流体显影蚀刻处理室中设置有上下两组二流体喷嘴，上下两组二流体喷嘴分别位于输送机构的上方和下方，每组所述的二流体喷嘴均包括沿着输送机构输送蚀刻对象的方向设置在同一高度位置的多个二流体喷嘴，所述二流体喷嘴向蚀刻对象喷洒气液混合蚀刻流体，所述二流体喷嘴喷洒的气液混合蚀刻流体中，颗粒粒径为30um以下的蚀刻液占比不低于80%。

8、进一步的，另外还包括第一射流吸引机构和第二射流吸引机构，所述第一射流吸引机构包括第一射流泵和多个射流吸引组件，所述第一射流泵与一流体显影蚀刻处理室的蚀刻液存放区相连，且第一射流泵的吸入端设置有过滤器，所述第一射流吸引机构的各射流吸引组件与蚀刻对象上方的一流体喷嘴交错设置；所述第二射流吸引机构包括第二射流泵和多个射流吸引组件，所述第二射流泵与二流体显影蚀刻处理室的蚀刻液存放区相连，且第二射流泵的吸入端设置有过滤器，所述第二射流吸引机构的各射流吸引组件与蚀刻对象上方的二流体喷嘴交错设置；所述射流吸引组件包括射流器和吸水刀，所述射流器的进液端与相应射流泵相连，所述吸水刀的吸水口靠近蚀刻对象的上表面，所述吸水刀与射流器的负压吸入口相连。

9、进一步的，另外还包括喷淋泵和连通管，所述喷淋泵的吸液端与一流体显影蚀刻处理室的蚀刻液存放区或二流体显影蚀刻处理室的蚀刻液存放区相连，所述喷淋泵的排液端与各一流体喷嘴和各二流体喷嘴相连；所述一流体显影蚀刻处理室的蚀刻液存放区和二流体显影蚀刻处理室的蚀刻液存放区通过连通管相连，使得一流体显影蚀刻处理室和二流体显影蚀刻处理室具有相同的蚀刻液液位。

10、进一步的，所述压缩气体的输送管上设置有油雾分离器和空气过滤器，所述油雾分离器和空气过滤器均设置在加热机构进气端的一侧，所述空气过滤器的滤芯的孔径小于um；所述加热机构的出气端连接有两个分别向两组二流体喷嘴输送气体的送气管道，这两个所述的送气管道各设置有一个止逆阀。

11、根据本发明的第二方面，提供一种二流体显影蚀刻方法，包括第一蚀刻工序和第二蚀刻工序，在第一蚀刻工序中，将蚀刻液从一流体喷嘴喷射向蚀刻对象，在第二蚀刻工序中，将蚀刻液和压缩气体混合后从二流体喷嘴喷射向蚀刻对象进行进一步蚀刻；

12、还包括以下工序：

13、压缩气体加热工序，对输送给二流体喷嘴的压缩气体进行加热，使得进入二流体喷嘴的压缩气体与蚀刻液混合后所得到的气液混合蚀刻流体的温度达到所需工艺温度；

14、冷凝回收工序，抽取蚀刻工序中进入的气体，保持蚀刻工序的气压平衡，并回收所抽取气体中的蚀刻液。

15、进一步的，输送给二流体喷嘴的压缩气体的压强为0.25-0.35mpa，输送给二流体喷嘴的蚀刻液的压强为0.04-0.05mpa，所述二流体喷嘴的喷孔流道直径为0.5-1.8mm，通过上述条件使得所述二流体喷嘴喷洒的气液混合蚀刻流体中，颗粒粒径为30um以下的蚀刻液占比不低于80%。

16、进一步的，另外包括：

17、除油过滤工序，输送给二流体喷嘴的压缩气体在进行加热前，先进行除油和过滤，用于过滤的滤芯的孔径小于10um；

18、所述冷凝回收工序中，抽气流量与进气流量的比值为1.05-1.15。

19、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

20、1、本发明通过加热机构对输送给二流体喷嘴的压缩气体进行加热，使得进入二流体喷嘴的压缩气体与蚀刻液混合后所得到的气液混合蚀刻流体的温度达到所需工艺温度，可有效避免压缩气体与蚀刻液混合后降低蚀刻液的温度，影响蚀刻质量。

21、2、本发明通过冷凝回收机构抽取显影蚀刻处理段中的气体，使显影蚀刻处理段能够保持气压平衡，可有效防止发生因显影蚀刻处理段中的气压过大而无法正常进行蚀刻工序的问题。

22、3、本发明设置有射流吸引机构，通过射流吸引机构可吸除蚀刻对象上表面上的蚀刻液，可以有效降低水池效应，提高了所蚀刻线路的均匀性及精细度。

23、4、本发明的加热机构的出气端连接有两个分别向两组二流体喷嘴输送气体的送气管道，这两个送气管道各设置有一个止逆阀，通过设置止逆阀的设置，可有效防止反向渗气，防止含有蚀刻液的气体进入气管结晶堵塞，以及防止含有蚀刻液的气体进入加热机构，对加热机构造成损坏。

24、5、本发明可使得二流体喷嘴喷洒的气液混合蚀刻流体中，颗粒粒径为30um以下的蚀刻液占比不低于80%，使得气液混合蚀刻流体能够有效地进入到线路之间的狭槽及根部，能对线路根部进行有效蚀刻或显影，实现30um以下超细线路的蚀刻。

25、6、本发明的一流体显影蚀刻处理段和二流体显影蚀刻处理段共用一个喷淋泵，更加节能。

26、7、输送给二流体喷嘴的压缩气体的压强为0.25-0.35mpa，输送给二流体喷嘴的蚀刻液的压强为0.04-0.06mpa，即可使得二流体喷嘴喷洒的气液混合蚀刻流体中，颗粒粒径为30um以下的蚀刻液占比不低于80%，进一步提高了本发明的节能性。