一种提高蚀刻过程中FPCB平整性的装置及方法与流程

专利检索2022-05-10  218


本发明属于柔性印刷电路板领域,涉及一种FPCB产品蚀刻技术,具体是一种提高蚀刻过程中FPCB平整性的装置及方法。

背景技术

FPCB(Flexible Printed Circuit Board),柔性印刷电路板,比起传统的印刷电路板,具有厚度薄,质量轻,可折叠,可靠性强,散热性好等多重优点。采用FPCB可以有效的缩小产品的体积、减轻产品的重量,为电子产品高集成化与高性能化提供便利。

蚀刻工艺是用蚀刻液将电路板导电线路以外的铜箔去除掉的过程。在卷对卷FPCB加工运行的过程中,通过首尾的滚轮将FPCB拉直,但如果两端速度不一样或FPCB受力不均,会造成FPCB在传输时的局部不平。此外,为了避免加工过程中的摩擦,会采用悬浮加工方法,而由于技术限制,FPCB在液浮喷盘上会呈波浪状。在蚀刻过程中,喷射的药水将会对其产生一个向下的压力,由于中间压力比两边的大,产品会形成弓形。这些因素都致使FPCB在蚀刻加工过程中不能保证每个部分处于完全水平的状态,导致产品蚀刻不均匀,从而影响蚀刻的效果,增加FPCB制造成本。



技术实现要素:

针对上诉问题,本发明的目的是提供一种提高蚀刻过程中FPCB平整性的装置及方法。从而避免产品加工过程中因悬浮造成的波浪状、喷射药水压力不均产生的弓形等不平整问题,减少因此而产生的蚀刻不均、影响产品质量、增加制造成本的问题。

为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:

一种提高蚀刻过程中FPCB平整性的装置,包括蚀刻装置和用于输送FPCB的卷对卷输送装置,所述卷对卷输送装置包括两个拖料滚轮,其特征在于:两个拖料滚轮之间设有输送带结构,所述输送带结构包括若干链板首尾铰接组成的环形输送链和驱动环形输送链循环输送的两个链板滚轮,两个链板滚轮之间的上部输送链形成水平方向输送的加工支撑面,每个链板上表面为至少大于一个FPCB加工单元的平整平面,且每个链板上均设有将待加工FPCB吸附在其表面上的抽气孔,所述抽气孔通过感应装置控制根据需要启闭;所述蚀刻装置设于加工支撑面上方,用于对已经吸附在链板上保持平整的FPCB进行蚀刻加工。

进一步地,两个拖料滚轮之间输送的FPCB与输送带结构的加工支撑面平行且处于同一高度设置。

进一步地,所述输送带结构上设有用于检测其与卷对卷输送装置是否有速度差的差速检测装置。

进一步地,所述FPCB两侧设有用于判断位置的定位孔,所述链板上对应位置设有与定位孔位置对应的透光孔,所述差速检测装置包括设于输送带结构上方的检测光源和设于每个链板底部透光孔处的光强传感器,当光强传感器检测到透过定位孔和透光孔的光强度变化或者持续变化时,即表明输送带结构与卷对卷输送装置存在速度差,需要人工或者自动调整两者速度为一致。

进一步地,所述检测光源为沿着FPCB输送方向分布的线光源或者点光源,检测光源间歇式开启,开启间隔与链板输送间隔相同,保证每个点光源对应一个定位孔,以保证正常情况下,检测到的光强一致,所述光强传感器为光敏电阻。

进一步地,所述感应装置包括设于每个链板上的感应开关和与感应开关对应的感应点,所述感应点包括启动感应点和关闭感应点,分别设于加工支撑面的输入端和输出端。

进一步地,所述感应开关为磁感应开关,所述感应点为通过支架安装在加工支撑面上相应位置的磁体。

进一步地,所述蚀刻装置包括蚀刻液喷盘、设于蚀刻液喷盘底部的蚀刻液喷管和设于蚀刻液喷管下端的喷嘴,所述喷嘴位于输送带结构上方,且对准加工支撑面。

进一步地,所述喷嘴有多个,且多个喷嘴在沿着FPCB输送方向的间隔与链板的中心之间间隔相同。

本发明还提供一种提高蚀刻过程中FPCB平整性的方法,采用上述任意一项所述的装置,其特征在于,包括以下步骤:

S1:待加工FPCB通过卷对卷输送装置移动至输送带结构上,与环形输送链上部的链板接触,当通过感应装置监测到与FPCB接触的链板移动到加工支撑面的入口端时,打开该链板上的抽气孔,将该段FPCB紧压在链板上表面,保证FPCB的平整;

S2:当已经抽气吸附FPCB的链板移动到蚀刻装置下方时,蚀刻装置对经过其下方保持平整的FPCB喷淋蚀刻液,完成蚀刻;

S3:当吸附有蚀刻结束的FPCB的链板移动到加工支撑面的出口端时,关闭该链板上的抽气孔,将该段FPCB与链板分离,卷对卷输送装置和输送带结构保持相同速度持续输送FPCB,FPCB与链板在加工支撑面的入口端和出口端持续吸附和分离,进行连续生产。

本发明有益效果如下:

本发明在卷对卷输送装置的两个拖料滚轮之间设置由若干链板首尾铰接组成的环形输送链,通过链板上的抽气孔抽气,将FPCB吸附压紧在链板上,利用链板的平面保证FPCB处于平整状态,吸附压紧FPCB的链板运动到蚀刻装置下方进行蚀刻,当链板运动出来后,蚀刻结束,同时链板上的抽气孔关闭,停止吸气,FPCB与链板分离,链板循环输送进行循环利用,本发明能够有效保证FPCB蚀刻过程中的平整性,本发明避免产品加工过程中因悬浮造成的波浪状、喷射药水压力不均产生的弓形等不平整问题,减少因此而产生的蚀刻不均、影响产品质量、增加制造成本的问题。能大幅度提高蚀刻精度,保证产品蚀刻的一致性。

附图说明

图1为本发明一种提高蚀刻过程中FPCB平整性的装置的结构示意图。

图2为本发明差速检测装置结构原理示意图。

附图标记说明:1-检测光源;2-光敏电阻;3-吸附感应点;4-链板;5-FPCB;6-链板滚轮;7-磁感应开关;8-水平板;9-分离感应点;10-拖料滚轮;11-抽气孔;12-透光孔;13-蚀刻液喷管;14-喷嘴;15-蚀刻液喷盘,16-定位孔。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法、达成目的与功效易于了解,下面结合附图进一步阐述本发明。

如图1所示,本发明提供一种提高蚀刻过程中FPCB平整性的装置,包括蚀刻装置和用于输送FPCB 5的卷对卷输送装置,所述卷对卷输送装置包括两个拖料滚轮10,两个拖料滚轮10之间设有输送带结构,所述输送带结构包括若干链板4首尾铰接组成的环形输送链和驱动环形输送链循环输送的两个链板滚轮6,两个链板滚轮6之间的上部输送链形成水平方向输送的加工支撑面,每个链板4上表面为至少大于一个FPCB 5加工单元的平整平面,且每个链板4上均设有将待加工FPCB 5吸附在其表面上的抽气孔11,所述抽气孔11通过感应装置控制根据需要启闭;所述蚀刻装置设于加工支撑面上方,用于对已经吸附在链板4上保持平整的FPCB 5进行蚀刻加工。

如图1所示,本发明实施例中,两个拖料滚轮10之间输送的FPCB 5与输送带结构的加工支撑面平行且处于同一高度设置,加工支撑面为动态支撑面,在加工支撑面右端,链板4与FPCB 5抽气吸附结合在一起,链板4提供平整面,随着输送进行,保证FPCB 5平整经过蚀刻装置进行高精度蚀刻,达到加工支撑面左端时,蚀刻完成,此时链板4与FPCB 5分离,实现链板4循环使用。

如图1所示,本发明实施例中,所述输送带结构上设有用于检测其与卷对卷输送装置是否有速度差的差速检测装置,通过差速检测装置检测,一旦卷对卷输送装置和输送带结构存在差速,也就是两者不同步,必须停机检查或者调整这两种速度一致,只有两者输送速度一致,才能保证FPCB 5能够稳定的吸附在链板4上呈平整状态。

如图1和图2所示,本发明提供一种具体的差速检测装置,利用FPCB 5上已有的定位孔16进行检测,具体的,所述FPCB 5两侧设有用于判断位置的定位孔16,所述链板4上对应位置设有与定位孔16位置对应的透光孔12,所述差速检测装置包括设于输送带结构上方的检测光源1和设于每个链板4底部透光孔12处的光强传感器,检测光源1通过支架支撑(图中未画出),正常情况下,透光孔12和定位孔16对准,检测光源1的光能够无阻碍的透过被光强传感器检测到,此时光强传感器检测到的光强几乎没有变化;当光强传感器检测到透过定位孔16和透光孔12的光强度变化时,表明FPCB 5和链板4的相对位置没有对准,当光强度持续变化时,即表明输送带结构与卷对卷输送装置存在明显速度差,会导致FPCB 5和链板4产生较大偏移,导致加工无法进行,需要人工或者自动调整两者速度为一致。一般情况下,由于FPCB 5和链板4通过吸附强力结合在一起,所以卷对卷输送装置和输送带结构存在相互制约拖曳,如果两者速度轻微不一致,在抽气吸附拖曳作用下也会变成一致,只有当速度相差过大时,才会使得FPCB 5和链板4产生较大偏移甚至是持续偏移,导致加工无法进行,此时需要停机检查。

如图1所示,为了提高检测精度,所述检测光源1为沿着FPCB 5输送方向分布的线光源或者点光源,检测光源1间歇式开启,开启间隔与链板4输送间隔相同,这样分布,保证每个点光源对应一个定位孔,以保证正常情况下,检测到的光强一致,可以大幅提高检测精度,节约能源;所述光强传感器为光敏电阻2。

如图1所示,作为一种更优的实施例,所述透光孔12为等边三角形,边长和FPCB 5上方形的定位孔16的变长保持一致。所述检测光源1选用黄光或红光等安全光,防止在速度监测时,检测光与可曝光材料发生反应。所述检测光源1与下方的光敏电阻2、控制器构成一闭环电路,当检测光源1正常运行后,控制器接收来自光敏电阻2的电信号,并将该电信号与提前预设在控制器内的基准阀值进行对比,根据比较结果判断FPCB 5和链板4是否产生相对位移。

如图1所示,作为一种更优的实施例,所述加工支撑面区域的链板4式传送带下方有一水平板8,用于保障加工区域的每片链板4都保持水平,并且通过调整板和蚀刻液喷盘15的角度和位置,可以保障链板4上的FPCB 5与蚀刻液喷盘15保持平行。

如图1所示,本发明实施例中,所述感应装置包括设于每个链板4上的感应开关和与感应开关对应的感应点,所述感应点有两个,分别位于加工支撑面沿着输送方向的两端作为吸附感应点3和分离感应点9,即图1中,加工支撑面右端为吸附感应点3,左端为分离感应点9,作为一种较优举例,所述感应开关为磁感应开关7,所述感应点为通过支架安装在加工支撑面上相应位置的磁体,通过支撑架安装在输送链板4侧方。当然不限于此,所述感应开关也可以为接近开关等,此时感应点设置为具有一定距离的金属柱即可。

本发明对于蚀刻装置本身结构不做要求,采用已有的蚀刻装置即可,为了举例说明,本发明提供一种蚀刻装置包括蚀刻液喷盘15、设于蚀刻液喷盘15底部的蚀刻液喷管13和设于蚀刻液喷管13下端的喷嘴14,所述喷嘴14位于输送带结构上方,且对准加工支撑面。

作为一种更优的实施例,为了提高加工效率和加工一致性,所述喷嘴14有多个,且多个喷嘴14在沿着FPCB 5输送方向的间隔与链板4之间间隔相同。这样可以保证,每个链板4及其上的FPCB 5经过所有喷嘴14下方时,保持喷淋时间、喷淋压力和喷淋角度一致,提高了产品的一致性。

如图1所示,本发明还提供了一种提高蚀刻过程中FPCB平整性的方法,采用上述提高蚀刻过程FPCB 5平整性的装置,包括以下步骤:

S1:待加工FPCB 5通过卷对卷输送装置移动至输送带结构上,与环形输送链上部的链板4接触,当通过感应装置监测到与FPCB 5接触的链板4移动到加工支撑面的入口端时,打开相应抽气孔11,将该段FPCB 5紧压在链板4上表面,保证FPCB 5的平整;

具体的,如图1所示,当链板4通过循环移动到加工支撑面右侧时,磁感应开关7感应到右侧的磁体存在,通过控制器打开该链板4上抽气孔11的开关,开始抽气,其上方的FPCB 5吸附固定在链板4上,该链板4提供平整的加工平台,链板4和其上的FPCB 5随着输送进行向左运动。

S2:当已经抽气吸附FPCB 5的链板4移动到蚀刻装置下方时,蚀刻装置对经过其下方保持平整的FPCB 5喷淋蚀刻液,完成蚀刻;

S3:当完成吸附有结束蚀刻FPCB 5的链板4移动到加工支撑面的出口端时,即图1中加工支撑面左端,磁感应开关7感应到右侧的磁体存在,通过控制器关闭该链板4上抽气孔11的开关,关闭相应抽气孔11,将该段FPCB 5与链板4分离,卷对卷输送装置和输送带结构保持相同速度持续输送FPCB 5;FPCB 5与链板4在加工支撑面的入口端和出口端持续吸附和分离,进行连续生产。

需要说明的是,为了提高自动化,本发明还需要一些速度传感器、位置传感器和控制器等,均采用现有技术公知常识即可,对于本发明技术方案实施不造成影响。

需要说明的是,本发明抽气孔11可以采用电磁阀控制开关,抽气孔11本身连接至负压设备,均采用现有技术或者FPCB 5蚀刻工艺中常见设备即可,至于感应装置控制电磁阀开关采用现有技术即可,既可以通过控制器中转控制,也可以将感应装置的信号直接发给电磁阀进行控制,比如对于某些感应装置本身发出的就是控制1和0的类似的控制信号,无需通过控制器中转。

需要说明的是,虽然本发明没有交代,但是卷对卷输送装置本身还是具有驱动设备来驱动拖料滚轮10转动的,输送带结构当然也还具有动力装置驱动链板滚轮6转动,以保持卷对卷输送装置和输送带结构正常输送,对于本领域普通技术人员来说,这些都是常规结构,而且对于本发明解决技术问题没有技术影响,所以本发明不再详细展开说明。

需要说明的是,对于卷对卷输送装置和输送带结构的差速检测,除了上述结构和光强度传感器以外,还需要控制器进行判断,对于本领域普通技术人员来说为基本常识,具体采用何种类型的控制器并不影响本发明技术方案实施。

进一步优化,由于在实际生产线中,加工速度为恒定值,为了降低设备成本,可以根据加工速度,合理计算单片链板4上速度监测和抽气相应设备的开关时间,直接采用相连的计算机控制,而不用采用磁感应开关7等感应开关。

对于完成上述技术,本发明没有特别交代的一些辅助技术和方案采用本领域公知常识理解即可,对于与本发明解决技术问题关系不大的技术,本发明不再详细说明。

作为一种扩展技术,可在两拖料滚轮10和链板4式输送带结构间各设置一个速度调节轮,当两边拖料滚轮10、FPCB 5和链板4表面间存在速度波动时,调节轮可上下移动来进行调节。由于FPCB 5在链板4上时,和链板4表面相当于完全固定的状态,当两边拖料滚轮10、FPCB 5和链板4表面间存在速度差的时候,会造成FPCB 5的拉扯。虽然在本发明中增设了速度监测装置来对它们的速度进行实时监测,但严重拉扯可能导致FPCB 5发生破坏。

以上实施方式仅用于说明本发明,而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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