專利名稱：一種用于制備錫鈀膠體活化劑的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活化劑技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于制備錫鈀膠體活化劑的
裝置與方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著全球電子信息技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，印制線路(PCB)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在世界范圍成為電子元件制造業(yè)的最大支柱。制備印制電路板主要包括以下步驟將多層非金屬板鉆孔后經(jīng)除膠渣流程去除鉆孔產(chǎn)生的膠渣(Smear)，然后進行清潔整孔、微蝕、預浸、活化、速化與化學鍍銅等處理，使印制線路板孔壁內(nèi)的非金屬材料金屬化，從而實現(xiàn)印制線路板的層與層之間的電性導通?；罨幚硎侵圃煊≈齐娐钒暹^程中的重要步驟，其目的是在非金屬基底上吸附一定量的活化中心，以便誘發(fā)化學鍍，具體過程為將預浸后的非金屬基底浸入錫鈀膠體活化劑中，錫鈀膠體活化劑吸附于非金屬底材表面，使非金屬基底表面生成一層具有催化還原化學銅能力的非連續(xù)性的貴金屬錫鈀納米顆粒，從而有利于化學鍍銅在基底表面順利進行。錫鈀膠體活化劑的主要成份包括氯化鈀、鹽酸、硫酸、氯化亞錫和氯化鈉等。錫鈀膠體活化劑中的錫鈀膠體粒子并不溶于溶液介質(zhì)中，但是在粒子小到只要溶液介質(zhì)提供的熱能就足以克服膠體的重力時，該膠體便會懸浮而分散在溶液中，形成膠體粒子的布朗運動(Brown motion)。雖然可以通過提高溶液操作溫度方式使膠體粒子懸浮，但是，膠體粒子的粒徑大小仍是影響布朗運動的重要因素，當膠體粒子粒徑較大時(例如200nm)，即使是在較高的操作溫度下，仍無可避免的產(chǎn)生液面膠體粒子數(shù)與槽底膠體粒子數(shù)的差距較大的現(xiàn)象，該差距將使活化槽內(nèi)各點的活性不均勻，同時膠體粒徑過大易產(chǎn)生彼此膠集，造成膠體的沉降，活化劑的活性下降，因此，如何制備出粒徑較小且分散均勻的錫鈀膠體溶液具有重要的意義。錫鈀膠體活化劑的制備主要包括兩個步驟首先將氯化亞錫與鈀-鹽酸溶液碰撞攪拌實現(xiàn)膠體的成核；然后將過量氯化亞錫與錫鈀納米粒子混合，該步驟為膠體的成長步驟。其中，成核步驟中晶核大小的控制是錫鈀膠體制備過程中的關(guān)鍵，如果成核控制不當則粒子成長速率遠高于核心的形成速率，巨大的范德華力吸引力將大于彼此的推離力，從而使錫鈀膠體聚集，膠體顆粒變大甚至產(chǎn)生沉淀。現(xiàn)有技術(shù)中，常用的錫鈀膠體活化劑的制備方法為將大量的氯化亞錫溶液與鈀-鹽酸溶液直接混合攪拌，由于該方法過早將大量的氯化亞錫與未成核的鈀混合，大量的二價錫與氯離子形成非常穩(wěn)定的絡合物，無法將鈀還原成金屬鈀，從而制備的活化劑無活性或活性較低。另外，活化劑制備方法還包括采用攪拌機緩慢攪拌鈀-鹽酸溶液，然后采用在一個定點緩慢倒入的方式加入氯化亞錫溶液。由于該攪拌方式易形成慣性攪拌，不能使錫鈀原子充分且均勻地碰撞，因此形成的成核粒子粒徑較大且大小粒徑分布較廣。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于制備錫鈀膠體活化劑的裝置與方法，該方法制備的錫鈀膠體活化劑中錫鈀膠體粒徑較小且分散均勻。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于制備錫鈀膠體活化劑的裝置，包括側(cè)壁上設置有出料口的槽體；設置于所述槽體底部外壁的超音波震蕩裝置；在厚度方向上具有多個貫通的通孔的分散板。優(yōu)選的，所述槽體內(nèi)壁為聚丙烯材質(zhì)、聚氯乙烯材質(zhì)或聚四氟乙烯材質(zhì)；所述分散板為聚丙烯材質(zhì)、聚氯乙烯材質(zhì)或聚四氟乙烯材質(zhì)。優(yōu)選的，所述通孔的孔徑為1 5mm。優(yōu)選的，還包括與所述超音波震蕩裝置相連的超音波發(fā)生器。相應的，本發(fā)明還提供一種利用上述裝置制備錫鈀膠體活化劑的方法，包括將第一氯化亞錫溶液經(jīng)分散板的多個通孔流入鈀的無機酸溶液中，超音波震蕩， 得到第一混合溶液；將所述第一混合溶液、第二氯化亞錫溶液與無機酸混合，加熱攪拌，得到錫鈀膠體活化劑。優(yōu)選的，所述超音波震蕩的振蕩頻率為10 70KHz。優(yōu)選的，所述超音波震蕩的振蕩頻率為MKHz。優(yōu)選的，所述超音波震蕩的功率為100 175W。優(yōu)選的，所述超音波震蕩的功率為125 150W。優(yōu)選的，所述第一氯化亞錫溶液的流入時間為30 50秒。本發(fā)明提供一種用于制備錫鈀膠體活化劑的裝置，包括側(cè)壁上設置有出料口的槽體；設置于所述槽體底部外壁的超音波震蕩裝置；在厚度方向上具有多個貫通的通孔的分散板。并且，本發(fā)明還提供一種利用上述裝置制備錫鈀膠體活化劑的方法，包括將第一氯化亞錫溶液經(jīng)分散板的多個通孔流入鈀的無機酸溶液中，超音波震蕩，得到第一混合溶液；將所述第一混合溶液、第二氯化亞錫溶液與無機酸混合，加熱攪拌，得到錫鈀膠體活化劑。為了使氯化亞錫溶液能均勻流入鈀的無機酸溶液中，本發(fā)明采用了在厚度方向上具有多個貫通的通孔的分散板，在活化劑的制備過程中，氯化亞錫溶液經(jīng)多個通孔流入鈀的無機酸溶液中，從而實現(xiàn)了氯化亞錫溶液與鈀的無機酸溶液的均勻混合。同時，還利用超音波震蕩的微攪拌力使錫鈀原子均勻的碰撞與反應，從而使制備的錫鈀膠體活化劑中的錫鈀膠體粒徑較小且分散均勻。


圖1為本發(fā)明公開的用于制備錫鈀膠體活化劑的裝置示意圖；圖2為本發(fā)明公開的分散板示意圖；圖3為本發(fā)明實施例制備的錫鈀膠體的隧道式電子顯微鏡圖片；圖4為本發(fā)明實施例制備的錫鈀膠體的隧道式電子顯微鏡圖片。。
具體實施例方式下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明公開了一種用于制備錫鈀膠體活化劑的裝置，如圖1、圖2所示，包括側(cè)壁上設置有出料口 13的槽體12 ；設置于槽體12底部外壁的超音波震蕩裝置16 ；在厚度方向上具有多個貫通的通孔111的分散板11。槽體12的內(nèi)壁即與錫鈀膠體活化劑接觸的部分，本發(fā)明優(yōu)選采用聚丙烯材質(zhì)、聚氯乙烯材質(zhì)或聚四氟乙烯材質(zhì)，更優(yōu)選為聚丙烯材質(zhì)，而對于槽體12的外壁材質(zhì)，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的材質(zhì)，對此本發(fā)明并無特別限制。與常用的金屬槽體相比，內(nèi)壁為聚丙烯材質(zhì)的槽體可以有效避免金屬溶出造成的錫鈀膠體活化劑的離子污染，還可以避免對鈀金屬產(chǎn)生不必要的氧化還原反應。槽體12的體積優(yōu)選為25 35升，更優(yōu)選為30 35升。槽體12的側(cè)壁上設置有出料口 13，出料口 13可以通過開關(guān)閥門對其開啟與關(guān)閉進行控制。此外，本發(fā)明還優(yōu)選包括隔板15，隔板15與槽體12底部圍成隔板空間。并且，設置于槽體12底部外壁的超音波震蕩裝置16優(yōu)選為超音波震蕩子，超音波震蕩子可以為1個或者多個。超音波振蕩子16優(yōu)選放置于隔板空間內(nèi)，且超音波振蕩子固定在槽體下方。隔板空間內(nèi)還優(yōu)選置有排熱風扇14，用于將超音波振蕩子產(chǎn)生的熱量排出至隔板空間以外， 以增加超音波振蕩子16的使用壽命。超音波振蕩子16優(yōu)選通過高頻導線連接17與超音波發(fā)生器18相連，超音波發(fā)生器18為獨立控制箱體，具有電源開關(guān)與供電導線。超音波發(fā)生器18內(nèi)設置有顯示振蕩頻率的振蕩頻率指針表181和用于調(diào)整輸出頻率的振蕩頻率調(diào)整鈕182。為了使氯化亞錫溶液能夠均勻流入鈀的無機酸溶液中，本發(fā)明提供的裝置中包括分散板11。在制備錫鈀膠體活化劑時，分散板架設于槽體頂部。分散板11優(yōu)選為聚丙烯材質(zhì)、聚氯乙烯材質(zhì)或聚四氟乙烯材質(zhì)，更優(yōu)選為聚丙烯材質(zhì)。該厚度方向上具有多個貫通的通孔的分散板優(yōu)選按照如下方法制備利用直徑為1 2mm的鉆頭將材質(zhì)為聚丙烯的板材均勻鉆孔，鉆孔大小與數(shù)量以滿足氯化亞錫溶液在30 50秒鐘內(nèi)流入鈀的無機酸溶液中為準，時間優(yōu)選為40 45秒鐘。其中，分散板11的通孔的孔徑優(yōu)選為1 5mm，更優(yōu)選為 2 4mm。相應的，本發(fā)明還提供一種利用上述裝置制備錫鈀膠體活化劑的方法，包括將第一氯化亞錫溶液經(jīng)分散板的多個通孔流入鈀的無機酸溶液中，超音波震蕩， 得到第一混合溶液；將所述第一混合溶液、第二氯化亞錫溶液與無機酸混合，加熱攪拌，得到錫鈀膠體活化劑。對于錫鈀膠體活化劑而言，其主要成份包括氯化鈀、鹽酸、硫酸、氯化亞錫和氯化鈉等。其中，氯化亞錫的主要作用是作為還原劑將鈀離子還原成納米鈀核，在此還原過程中，剩余過量的氯化亞錫會形成一種錫酸膠體(starmicacid colloids)圍繞在納米鈀核外圍形成保護膠體的吸附層(adsorbed layer)，氯離子在膠體周圍形成對立離子區(qū)(counter ion region)，上述吸附層與對立離子區(qū)共同形成電雙層。當溶液中的離子濃度增加時，導致對立離子區(qū)在溶液內(nèi)的擴散能力逐漸減弱時，吸附層與對立離子區(qū)便會拉近，也就是電雙層會縮小，并使膠體間彼此的距離減少，當膠體與膠體之間的電雙層開始重疊時，在電荷的相同下，膠體間便開始出現(xiàn)推離作用，此時就可使膠體在溶液中呈現(xiàn)穩(wěn)定的分散作用，而不會彼此產(chǎn)生膠集沉降。本發(fā)明錫鈀膠體活化劑的制備過程具體為將鈀的無機酸溶液倒入槽體中，架好分散板，開啟超音波發(fā)生裝置電源，先調(diào)整發(fā)生頻率，緩慢地將氯化亞錫溶液倒至分散板， 第一氯化亞錫溶液透過分散板的多個貫通的通孔，呈噴淋狀流入鈀的無機酸溶液中，同時在超音波震蕩下，得到第一混合溶液，然后將所述第一混合溶液、第二氯化亞錫溶液與無機酸混合，加熱攪拌，得到錫鈀膠體活化劑。本發(fā)明中，所述第一氯化亞錫溶液與所述第二氯化亞錫溶液可以相同，也可以不同，對此本發(fā)明并無特別的限制。為了使第一氯化亞錫溶液能均勻流入鈀的無機酸溶液中，本發(fā)明采用了在厚度方向上具有多個貫通的通孔的分散板，在活化劑的制備過程中，第一氯化亞錫溶液經(jīng)多個通孔流入鈀的無機酸溶液中，從而實現(xiàn)了氯化亞錫溶液與鈀的無機酸溶液的均勻混合。同時，還利用超音波震蕩的微攪拌力使錫鈀原子均勻的碰撞與反應，從而使制備的錫鈀膠體活化劑中的錫鈀膠體粒徑較小且分散均勻。按照本發(fā)明，所述超音波震蕩的振蕩頻率優(yōu)選為10 70KHz，更優(yōu)選為10 40KHz，更優(yōu)選為MKHz。所述超音波震蕩的功率優(yōu)選為100 175W，更優(yōu)選為125 150W。 本發(fā)明采用的超音波震蕩的振蕩頻率優(yōu)選為無波段可調(diào)整式，利用裝置中振蕩頻率調(diào)整鈕 182調(diào)整輸出頻率，由振蕩頻率指針表181顯示目前的振蕩頻率。因此，由于本發(fā)明采用了在厚度方向上具有多個貫通的通孔的分散板和超音波震蕩的方法，使得氯化亞錫溶液與鈀的無機酸溶液在初期成核階段的錫鈀碰撞能夠均勻且完整，從而最終制備得到粒徑小且分散均勻的錫鈀膠體活化劑，對于提升高縱橫比深孔或微盲孔工件的制程良率具有重要意義。為了進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。實施例按照如下配比配制100升活化劑A液的配制將IOOg氯化鈀(PdCl2)加入20升37%的鹽酸中，不斷攪拌直到溶解， 液體呈現(xiàn)橘紅色，得到A液。B液的配制將254g氯化亞錫二結(jié)晶水(SnCl2 · 2H20)溶于10升純水中，慢慢攪拌直到溶解，液體呈現(xiàn)透明不混濁，得到B液。C液的配制將10升37%的鹽酸與60升水混合，邊攪拌邊加入氯化亞錫二結(jié)晶水 (SnCl2 · 2H20)，液體呈現(xiàn)透明不混濁，得到70升C液。將A液倒入圖1、圖2所示裝置的槽體12中，槽體12的頂部架好分散板11，開啟振蕩器電源，將振蕩器的發(fā)生頻率調(diào)整至MKHz ；將B液均勻分散地透過通孔111傾倒至A液中，移除分散板，將蓋子蓋好，振蕩時間持續(xù)15分鐘，振蕩結(jié)束后將電源關(guān)閉，錫鈀膠體成核過程結(jié)束，溶液呈現(xiàn)墨綠色；將振蕩混合完成的墨綠色液體慢慢地加入C液中，啟動攪拌裝置，慢慢攪拌，并開啟加熱器，將混合液在四個小時內(nèi)加熱至90°C，此為膠體老化步驟，該攪拌過程主要是保持熱量均勻，攪拌速度不可太快，過快的攪拌可能將空氣混入致使二價錫氧化為四價錫；在混合液的溫度達到90°C后關(guān)閉加熱器，在室溫下仍開啟攪拌設備，直到混合液溶液溫度冷卻至30°C以下，即為錫鈀膠體活化劑原液，此時溶液外觀呈現(xiàn)棕黑色，溶液表面具有膠體特有的乳光現(xiàn)象。本實施例制備的錫鈀膠體活化劑原液鈀濃度為600ppm，以8%配槽，活化槽配槽的鈀濃度為48ppm，建浴時搭配200g/L成分為氯化鈉的預浸劑A，70ml/L的成分為鹽酸、穩(wěn)定劑、抗氧化劑的預浸劑B建浴。預浸槽建浴方式為預浸劑A (氯化鈉)200g/L,預浸劑B (含有鹽酸、穩(wěn)定劑、抗氧化劑)70ml/L建浴。按表1所示的工藝參數(shù)調(diào)整生產(chǎn)線天車程序時間，各作業(yè)槽的浸置時間與滴水時間等；表1實施例采用的工藝參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種用于制備錫鈀膠體活化劑的裝置，其特征在于，包括 側(cè)壁上設置有出料口的槽體；設置于所述槽體底部外壁的超音波震蕩裝置； 在厚度方向上具有多個貫通的通孔的分散板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述槽體內(nèi)壁為聚丙烯材質(zhì)、聚氯乙烯材質(zhì)或聚四氟乙烯材質(zhì)；所述分散板為聚丙烯材質(zhì)、聚氯乙烯材質(zhì)或聚四氟乙烯材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述通孔的孔徑為1 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括 與所述超音波震蕩裝置相連的超音波發(fā)生器。
5.一種利用權(quán)利要求1 4任意一項所述的裝置制備錫鈀膠體活化劑的方法，包括 將第一氯化亞錫溶液經(jīng)分散板的多個通孔流入鈀的無機酸溶液中，超音波震蕩，得到第一混合溶液；將所述第一混合溶液、第二氯化亞錫溶液與無機酸混合，加熱攪拌，得到錫鈀膠體活化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述超音波震蕩的振蕩頻率為10 70KHz。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述超音波震蕩的振蕩頻率為MKHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述超音波震蕩的功率為100 175W。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述超音波震蕩的功率為125 150W。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一氯化亞錫溶液的流入時間為 30 50秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制備錫鈀膠體活化劑的裝置，包括側(cè)壁上設置有出料口的槽體；設置于所述槽體底部外壁的超音波震蕩裝置；在厚度方向上具有多個貫通的通孔的分散板。相應的，本發(fā)明還提供一種利用上述裝置制備錫鈀膠體活化劑的方法。為了使氯化亞錫溶液能均勻流入鈀的無機酸溶液中，本發(fā)明采用了在厚度方向上具有多個貫通的通孔的分散板，在活化劑的制備過程中，氯化亞錫溶液經(jīng)多個通孔流入鈀的無機酸溶液中，從而實現(xiàn)了氯化亞錫溶液與鈀的無機酸溶液的均勻混合。同時，還利用超音波震蕩的微攪拌力使錫鈀原子均勻的碰撞與反應，從而使制備的錫鈀膠體活化劑中的錫鈀膠體粒徑較小且分散均勻。
文檔編號C23C18/30GK102330076SQ20111025121
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者邱文裕 申請人:深圳市化訊應用材料有限公司