本发明专利技术公开了一种蚀刻液蚀刻速率测试装置及测试方法，测试装置包括压力表、喷嘴、三通、阀门、注射管和推进机构，通过三通将压力表、喷嘴和注射管三者相连，所述喷嘴下方设有用于放置待刻蚀样品的样品台，所述注射管的活塞杆与推进机构相连，通过推进机构推动活塞杆将注射管内的液体注入到三通中，通过喷嘴喷淋在待刻蚀样品上，所述压力表用于测量喷嘴处的喷出压力。本发明专利技术根据测试前与测试后的铜的质量进行比较分析，利用失重法计算出铜的刻蚀速率。其中注射管与推杆之间活性连接，可供拆卸以实现不同蚀刻液的快速更换，具有方便省时的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种蚀刻液蚀刻速率测试装置及测试方法
本专利技术属于电路板制作领域，涉及一种柔性PCB蚀刻技术，具体涉及一种蚀刻液蚀刻速率测试装置及测试方法。
技术介绍
蚀刻技术是利用化学蚀刻液对基板上覆盖的铜箔进行蚀刻处理而形成PCB的过程，在柔性PCB产品的生产过程中起关键作用。随着工业的进步，印制电路板向密集化、多层化的方向发展，布线密度增加，对蚀刻工艺要求也越来越高，亟需开展蚀刻工艺关键技术研究。柔性PCB板蚀刻生产过程中，蚀刻液种类、蚀刻温度、蚀刻液浓度和喷淋压力等因素会影响蚀刻速率，其中蚀刻液种类和浓度在一定程度上决定了蚀刻质量。在印制电路板制造过程中蚀刻液的种类会对高密度线路的精度和质量有直接影响，市面上常用的蚀刻液有FeCl3溶液、H2O2~H2SO4溶液、酸性CuCl2溶液和氨碱性CuCl2溶液，它们的副反应、废液处理、蚀刻稳定性等各不相同。溶液的蚀刻速率通常情况下随着浓度的增加而增加，只有控制浓度在一定范围才能保证蚀刻工艺的顺利进行。同时蚀刻液使用时间过长导致浓度下降，蚀刻率降低，也需及时更换蚀刻液。因此不同种类、不同浓度蚀刻液的蚀刻速率测试对蚀刻工艺研究具有重要的意义。目前的蚀刻速率测试装置多为一体化设计，局部原件之间连接紧密且不可更换，这就导致在更换蚀刻液的过程中需要更换整个测试装置，资源浪费严重，无法做到资源的最大化利用。同时更换流程繁琐，延长了蚀刻时间影响蚀刻效果，在清理容器的时候也存在一定的技术难度，这些都在一定程度限制了蚀刻工艺的相关研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种蚀刻液蚀刻速率测试装置及测试方法，实现柔性PCB板蚀刻过程中不同蚀刻液的简易更换和不同压力下蚀刻速率的精确计算。为了工艺参数优化提供指导方向。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种蚀刻液蚀刻速率测试装置，其特征在于：包括压力表、喷嘴、三通、阀门、注射管和推进机构，所述注射管前端为直径缩小的变径管，变径管前端的出口与阀门一侧相连，阀门另一侧与三通的第一接口可拆卸相连，三通的第二接口与压力表相连，三通的第三接口与喷嘴相连，所述喷嘴下方设有用于放置待刻蚀样品的样品台，所述注射管的活塞杆与推进机构相连，通过推进机构推动活塞杆将注射管内的液体注入到三通中，通过喷嘴喷淋在待刻蚀样品上，所述压力表用于测量喷嘴处的喷出压力。进一步地，所述样品台下方设有用于接蚀刻液的废液槽。进一步地，所述注射管采用透明的亚克力材料制成。进一步地，所述压力表通过弯头竖直的安装在三通的第二接口上。进一步地，所述压力表为PP隔膜压力表，由隔膜隔离器与通用型压力表组成。进一步地，所述推进机构为丝杠螺母滑台机构。一种PCB制备工艺中蚀刻液蚀刻速率的测试方法，其特征在于：采用上述任意一项所述蚀刻液蚀刻速率测试装置，测试方法包括如下步骤：步骤1、选取待蚀刻样品材料，对待蚀刻样品先切割干燥，然后称重，记录蚀刻前质量，将称重后的蚀刻样品放置在样品台上；步骤2、根据待蚀刻样品材料类型选择蚀刻液，将蚀刻液吸入注射管后，关闭注射管出口的阀门，然后将阀门与三通相连，注射管后端的活塞杆与推进机构相连，设定蚀刻时间和推进机构的运动速度；步骤3、启动推进机构推动注射管的活塞杆，使得注射管内的蚀刻液通过喷嘴喷淋在待蚀刻样品上，达到蚀刻时间后停止推进机构；步骤4、蚀刻完毕后，对蚀刻样品进行清洗干燥后再次称重，记录蚀刻后的重量；步骤5、采用失重法计算蚀刻速率，计算公式如下：上式中，v为蚀刻速度；Δm为蚀刻质量，即蚀刻样品蚀刻前后的质量差；A为蚀刻面积；ρ为蚀刻样品的密度；t为蚀刻时间。进一步地，步骤2中，连接好注射管后，调整蚀刻样品与喷嘴之间距离为0~70mm。进一步地，步骤2中，推进机构的运动速度计算方式如下：先根据喷嘴固有特性确定喷淋压力和喷嘴流量对应关系，根据所选定的喷淋压力查找对应的喷嘴流量，根据喷嘴流量计算注射管内活塞的移动速度，也即是推进机构的运动速度，计算公式如下：其中，Q为喷嘴流量，V0为推杆的运动速度，S为活塞面积，也即是注射管内截面面积。进一步地，步骤4中，称重后，拆下注射管，更换不同类型或者浓度的蚀刻液再次安装步骤1至步骤4方法进行蚀刻，并记录蚀刻数据，在所有蚀刻液都蚀刻完毕且记录完蚀刻数据后，采用步骤5方法计算蚀刻速率，判断蚀刻液对蚀刻速率的影响，选择最佳工艺。本专利技术的优点在于：本专利技术实现了蚀刻速率测试过程中蚀刻液的快速更换。以往的蚀刻速率测试装置密闭性能高，趋于一体化构造。若仅更换容器内蚀刻液耗时费力，容器清理难度较高，还会有腐蚀皮肤的危险。更换容器则需整体全部更换，导致资源的浪费。本专利技术通过储液管的局部更换，省时高效，避免了容器的清理过程，保证蚀刻速率测试过程的稳步进行。附图说明图1为蚀刻液蚀刻速率测试装置结构示意图。图2为不同浓度种类的蚀刻液蚀刻速率测试方法流程图。图中：1-丝杠螺母滑台机构，2-L型连接板，3-推杆，4-活塞杆，5-注射管，6-变径管，7-直通式PVC球阀，8-三通，9-弯头，10-隔膜压力表，11-喷嘴，12-样品台，13-废液槽。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述.显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供一种蚀刻液蚀刻速率测试装置，包括隔膜压力表10、喷嘴11、三通8、直通式PVC球阀7、注射管5和推进机构，所述注射管5前端为直径缩小的变径管6，变径管6前端的出口与阀门右侧相连，阀门左侧与三通8右侧的第一接口可拆卸相连（采用螺纹或者卡口相连），三通8左侧的第二接口通过弯头9与压力表相连，三通8下端的第三接口与喷嘴11相连，所述喷嘴11下方设有用于放置待刻蚀样品的样品台2，所述注射管5的活塞杆4与推进机构相连，利用推进机构推动活塞杆4将注射管5内的液体注入到三通8中，通过喷嘴11喷淋在待刻蚀样品上，所述压力表用于测量喷嘴11处的喷出压力。本实施例中，阀门采用直通式PVC球阀7，便于在注射管5吸液后在与三通8连接前，防止注射管5内蚀刻液泄漏。本专利技术压力表采用隔膜压力表10，可以有效防止蚀刻液腐蚀压力表零部件，所述弯头9为向上的弯管，并将隔膜压力表10垂直放置，保证读取到准确的压力值，目的是防止从注射管5出来的蚀刻液直接冲击压力表，造成读数不准确。除此之外，还有防震功能，可防止因药液快速流动引起管道轻微振动等问题。本专利技术实施例中，注射管5为常规注射管（比如可以采用添加防腐内衬的医用注射器），注射管5内设有能够移动的活塞和与活塞相连的活塞杆，前端设有变径管6（变径管6和注射管可以采用一体化制作，也可以采用分体制作，然后通过螺纹相连），变径管前端的小直径段为注射管的出口本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蚀刻液蚀刻速率测试装置，其特征在于：包括压力表、喷嘴、三通、阀门、注射管和推进机构，所述注射管前端为直径缩小的变径管，变径管前端的出口与阀门一侧相连，阀门另一侧与三通的第一接口可拆卸相连，三通的第二接口与压力表相连，三通的第三接口与喷嘴相连，所述喷嘴下方设有用于放置待刻蚀样品的样品台，所述注射管的活塞杆与推进机构相连，通过推进机构推动活塞杆将注射管内的液体注入到三通中，通过喷嘴喷淋在待刻蚀样品上，所述压力表用于测量喷嘴处的喷出压力。/n
【技术特征摘要】
1.一种蚀刻液蚀刻速率测试装置，其特征在于：包括压力表、喷嘴、三通、阀门、注射管和推进机构，所述注射管前端为直径缩小的变径管，变径管前端的出口与阀门一侧相连，阀门另一侧与三通的第一接口可拆卸相连，三通的第二接口与压力表相连，三通的第三接口与喷嘴相连，所述喷嘴下方设有用于放置待刻蚀样品的样品台，所述注射管的活塞杆与推进机构相连，通过推进机构推动活塞杆将注射管内的液体注入到三通中，通过喷嘴喷淋在待刻蚀样品上，所述压力表用于测量喷嘴处的喷出压力。
2.如权利要求1所述蚀刻液蚀刻速率测试装置，其特征在于：所述样品台下方设有用于接蚀刻液的废液槽。
3.如权利要求1所述蚀刻液蚀刻速率测试装置，其特征在于：所述注射管采用透明的亚克力材料制成。
4.如权利要求1所述蚀刻液蚀刻速率测试装置，其特征在于：所述压力表通过弯头竖直的安装在三通的第二接口上。
5.如权利要求4所述蚀刻液蚀刻速率测试装置，其特征在于：所述压力表为PP隔膜压力表，由隔膜隔离器与通用型压力表组成。
6.如权利要求1所述蚀刻液蚀刻速率测试装置，其特征在于：所述推进机构为丝杠螺母滑台机构。
7.一种PCB制备工艺中蚀刻液蚀刻速率的测试方法，其特征在于：采用权利要求1-6任意一项所述蚀刻液蚀刻速率测试装置，测试方法包括如下步骤：
步骤1、选取待蚀刻样品材料，对待蚀刻样品先切割干燥，然后称重，记录蚀刻前质量，将称重后的蚀刻样品放置在样品台上；
步骤2、根据待蚀刻样品...
【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，申胜男，于凯，盛家正，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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