一種pcb-pth線整孔及活化超聲波裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種PCB-PTH線整孔及活化超聲波裝置及方法，包括整孔或活化藥水槽、超生波發(fā)生器、導(dǎo)線、超生波主機(jī)，超聲波發(fā)生器安裝在活化藥水槽內(nèi)，超聲波發(fā)生器通過導(dǎo)線與超聲波主機(jī)連接。所述的PCB-PTH線整孔及活化流程包括：上料、膨松、回收、雙水洗、除膠渣、回收、高位中和水洗、高位雙水洗、中和、雙水洗、整孔、熱水洗、雙水洗、微蝕、雙水洗等。本發(fā)明的超聲波能量的壓縮與膨脹因液體貫性的推力，能有效穿透細(xì)微的縫隙和小孔,增強(qiáng)孔內(nèi)藥水的流通性；可減少液面與槽底膠體粒子數(shù)的差距，使鈀膠體分子分散良好，提高槽內(nèi)鍍板各點(diǎn)活化的均勻性；超聲波能產(chǎn)生微攪拌力及溫差驅(qū)動(dòng)勢(shì)，有助于提高膠體的布朗運(yùn)動(dòng)，增加孔壁的附著力。
【專利說明】一種PCB-PTH線整孔及活化超聲波裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于線路板印刷領(lǐng)域，尤其涉及一種PCB-PTH線整孔及活化超聲波裝置及 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的PTH線整孔及活化槽內(nèi)藥水流動(dòng)主要依靠 PCB掛架上下震動(dòng)及左右搖擺， 這種生產(chǎn)方式有以下幾項(xiàng)缺點(diǎn)：1.藥水在小孔的貫孔能力及細(xì)縫的清潔能力較差，易造成 鈀膠體在部分地方附著不良；2.活化劑靜置容易使膠集成大膠體衍生，造成藥水槽內(nèi)鈀膠 他分布不均勻。3.吸附在靜態(tài)平衡狀態(tài)下必須使用較高的錫鈀膠體濃度，以增加碰撞機(jī)率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種PCB-PTH線整孔及活化超聲波裝置及方法，旨在解決 傳統(tǒng)的PTH線整孔及活化槽內(nèi)藥水流動(dòng)主要依靠 PCB掛架上下震動(dòng)及左右搖擺，易造成鈀 膠體在部分地方附著不良，藥水槽內(nèi)鈀膠他分布不均勻，需要使用較高的錫鈀膠體濃度的 問題。
[0004] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種PCB-PTH線整孔及活化超聲波裝置，包括整孔或活化 藥水槽、超生波發(fā)生器、導(dǎo)線、超生波主機(jī)，所述的超聲波發(fā)生器安裝在活化藥水槽內(nèi)，超聲 波發(fā)生器通過導(dǎo)線與超聲波主機(jī)連接，超聲波主機(jī)通過信號(hào)線連接至設(shè)備控制面板，通過 程序設(shè)定，每當(dāng)有料號(hào)投入時(shí)，超聲波主機(jī)就會(huì)收到信號(hào)，開始發(fā)出超聲波；超聲波和其他 的聲波一樣，是一系列的壓力點(diǎn)，乃是一種壓縮和膨脹交替的波，如果聲能足夠強(qiáng)，活化液 在波的膨脹階段被推開，由此產(chǎn)生氣泡；而在波的壓縮階段，這些氣泡在液體中瞬間內(nèi)爆， 產(chǎn)生一個(gè)非常有效的沖擊力，在其爆裂的瞬間沖擊波會(huì)迅速向外輻射，可以迅速將錫鈀膠 體擊碎，使錫鈀膠體粒子保持在最小膠體粒徑，可有效解決傳統(tǒng)活化劑靜置容易膠集成大 膠體衍生的困擾，加速錫鈀膠體的吸附能力；此外超聲波能量的壓縮與膨脹會(huì)使液體產(chǎn)生 貫性的推力，使藥水能夠有效的穿透細(xì)微的縫隙和小孔，增強(qiáng)小孔的藥水貫穿性及清潔能 力，提高PCB化銅的均勻性，防止發(fā)生孔破。
[0005] 2、一種PCB-PTH線整孔及活化方法，其特征在于，所述的PCB-PTH線整孔及活化流 程包括：上料、膨松劑、回收、雙水洗、高錳酸鉀、回收、高位中和洗、高位雙水洗、中和、雙水 洗、清潔劑、熱水洗、雙水洗、微蝕、雙水洗、酸洗、雙水洗、預(yù)浸、活化、水洗、雙水洗、速化、雙 水洗、化學(xué)銅、雙水洗、下料；
[0006] 整孔是將PCB孔內(nèi)的極性改變?yōu)檎娦?；環(huán)氧樹脂基材本身微帶負(fù)電性之靜電， 經(jīng)鉆孔后其電荷又轉(zhuǎn)為靜電之微正電性，但經(jīng)PTH制程之前處理除膠渣后又再變成負(fù)電 性；而活化槽中存在的鈀膠體分子的外圍，是帶有數(shù)個(gè)氯離子而呈負(fù)電性的集團(tuán)分子，相互 排斥，故需通過整孔將孔內(nèi)的極性改變?yōu)檎娦?，活化時(shí)孔內(nèi)才能有效吸附鈀膠體分子。
[0007] 活化是利用孔內(nèi)與鈀膠體分子電性不同，在孔內(nèi)形成一層均勻的鈀膠體分子，化 銅時(shí)再利用孔內(nèi)沉積的鈀膠體分子催化無電解銅與HCH0作用，使化學(xué)銅均勻的沉積在孔 內(nèi)，形成導(dǎo)電層。
[0008] 效果：T總
[0009] 本發(fā)明的超聲波能量的壓縮與膨脹因液體貫性的推力，能有效穿透細(xì)微的縫隙和 小孔，增強(qiáng)孔內(nèi)藥水的流通性；可減少液面與槽底膠體粒子數(shù)的差距，使鈀膠體分子分散 良好，提高槽內(nèi)鍍板各點(diǎn)活化的均勻性；超聲波能產(chǎn)生微攪拌力及溫差驅(qū)動(dòng)勢(shì)，有助于提高 膠體的布朗運(yùn)動(dòng)，增加孔壁的附著力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的PCB-PTH線整孔及活化超聲波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的安裝PCB-PTH線整孔及活化超聲波裝置后藥水槽內(nèi)某 點(diǎn)的受壓示意圖：
[0012] 圖中：1、整孔或活化藥水槽；2、超生波發(fā)生器；3、導(dǎo)線；4、超生波主機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0014] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，如圖1所示，一種PCB-PTH線整孔及活化超聲波裝置包括整 孔或活化藥水槽1、超生波發(fā)生器2、導(dǎo)線3、超生波主機(jī)4,所述的超聲波發(fā)生器2安裝在活 化藥水槽內(nèi)，超聲波發(fā)生器2通過導(dǎo)線3與超聲波主機(jī)4連接。
[0015] 超聲波主機(jī)通過信號(hào)線連接至設(shè)備控制面板，通過程序設(shè)定，每當(dāng)有料號(hào)投入時(shí)， 超聲波主機(jī)就會(huì)收到信號(hào)，開始發(fā)出超聲波；超聲波和其他的聲波一樣，是一系列的壓力 點(diǎn)，乃是一種壓縮和膨脹交替的波，如果聲能足夠強(qiáng)，活化液在波的膨脹階段被推開，由此 產(chǎn)生氣泡；而在波的壓縮階段，這些氣泡在液體中瞬間內(nèi)爆，產(chǎn)生一個(gè)非常有效的沖擊力， 在其爆裂的瞬間沖擊波會(huì)迅速向外輻射，可以迅速將錫鈀膠體擊碎，使錫鈀膠體粒子保持 在最小膠體粒徑，可有效解決傳統(tǒng)活化劑靜置容易膠集成大膠體衍生的困擾，加速錫鈀膠 體的吸附能力；此外超聲波能量的壓縮與膨脹會(huì)使液體產(chǎn)生貫性的推力，使藥水能夠有效 的穿透細(xì)微的縫隙和小孔，增強(qiáng)小孔的藥水貫穿性及清潔能力，提高PCB化銅的均勻性，防 止發(fā)生孔破。
[0016] 一種PCB-PTH線整孔及活化流程包括：上料、膨松劑、回收、雙水洗、高錳酸鉀、回 收、高位中和洗、高位雙水洗、中和、雙水洗、清潔劑、熱水洗、雙水洗、微蝕、雙水洗、酸洗、雙 水洗、預(yù)浸、活化、水洗、雙水洗、速化、雙水洗、化學(xué)銅、雙水洗、下料。
[0017] 所述的PCB-PTH線整孔及活化流程包括：上料、膨松、回收、雙水洗、除膠渣、回收、 高位中和水洗、高位雙水洗、中和、雙水洗、整孔、熱水洗、雙水洗、微蝕、雙水洗、酸洗、雙水 洗、預(yù)浸、活化、水洗、雙水洗、速化、雙水洗、化學(xué)銅、雙水洗、下料；
[0018] 上料：將PCB板插入子籃內(nèi)，再通過母籃把PCB吊入PTH線。
[0019] 蓬松：利用蓬松劑使孔內(nèi)的樹脂膨脹，以利于后續(xù)除膠渣時(shí)高錳酸鉀對(duì)其的咬 蝕，并降低小孔表面張力，以利藥液貫穿。
[0020] 回收：通過水洗回收殘留蓬松劑。
[0021] 水洗：防止殘留藥水進(jìn)入后續(xù)藥水槽，污染槽液。
[0022] 除膠渣：利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性，在高溫及強(qiáng)堿的條件下，與樹脂發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)，而去除多層板孔壁及孔內(nèi)內(nèi)層銅箔處的膠渣（在前制程，鉆孔時(shí)由于高溫高速，Epoxy 熔化，沾附在內(nèi)層銅箔及孔壁上，）以便化銅與孔壁的連接，實(shí)現(xiàn)S-C面及孔銅與內(nèi)層銅、 線路的導(dǎo)通。
[0023] 反應(yīng)原理：
[0024] 4Mn04、有機(jī)樹脂 +40Γ = 4Mn042-+C02+2H20
[0025] 回收：通過水洗回收殘留的高錳酸鉀及二氧化錳。
[0026] 中和：利用酸性強(qiáng)還原中和劑，將殘存在板面或孔壁死角處的二氧化錳或高錳酸 鹽中和除去.
[0027] 整孔是將PCB孔內(nèi)的極性改變?yōu)檎娦?；環(huán)氧樹脂基材本身微帶負(fù)電性之靜電， 經(jīng)鉆孔后其電荷又轉(zhuǎn)為靜電之微正電性，但經(jīng)PTH制程之前處理除膠渣后又再變成負(fù)電 性；而活化槽中存在的鈀膠體分子的外圍，是帶有數(shù)個(gè)氯離子而呈負(fù)電性的集團(tuán)分子，相互 排斥，故需通過整孔將孔內(nèi)的極性改變?yōu)檎娦裕罨瘯r(shí)孔內(nèi)才能有效吸附鈀膠體分子。
[0028] 微蝕：將PCB板銅面上的氧化物及其他雜物，連同所附著的整孔界面活化劑一起 剝掉，使在此金屬化制程中，讓昂貴的鈀及化學(xué)銅盡量的鍍?cè)诳字?，而不必浪費(fèi)在廣大的板 面銅層上；并將廣大的銅面在去除整孔劑之后再予以進(jìn)一步的粗化，使后來的鈀及化學(xué)銅 在粗化表面上有更好的附著力，而不致讓電鍍銅層在后續(xù)制程中發(fā)生浮離的情形。
[0029] 酸洗：清除PCB板面氧化物。
[0030] 預(yù)浸：為了不讓板子帶任何雜質(zhì)污物進(jìn)入價(jià)格昂貴的鈀活化槽中，也防止帶入太 多的水量，而發(fā)生意外的局部水解，以維持其活化槽精巧的平衡。故此預(yù)浸槽液的內(nèi)容與活 化槽液幾乎完全雷同，只是未加入昂貴的鈀鹽而已。
[0031] 活化：利用孔內(nèi)與鈀膠體分子電性不同，在孔內(nèi)形成一層均勻的鈀膠體分子，化銅 時(shí)再利用孔內(nèi)沉積的鈀膠體分子催化無電解銅與HCH0作用，使化學(xué)銅均勻的沉積在孔內(nèi)， 形成導(dǎo)電層?；罨幩荢nC12(過量）、氯離子和鈀離子形成的穩(wěn)定膠體溶液（至少錫與 鈀的比率要大于3以上）。即：
[0032] PdC12+SnC12 - PdSnC14 (中間態(tài)）
[0033] PdSnC14+6PdC12 - SnPd7Cl 16 (催化劑）
[0034] 鈀槽內(nèi)的亞錫與鈀間的精巧平衡很重要，操件時(shí)絕不可打氣，因一旦部份亞錫被 氧化成四價(jià)錫后，則將打破平衡，可能使部份的鈀膠體被還原成金屬而浮出液面，形成一層 亮亮的表層。經(jīng)主要活化反應(yīng)后，二價(jià)錫丟了兩個(gè)電子給鈀離子，使其還原成金屬，二價(jià)錫 自身卻變成了四價(jià)錫，此種四價(jià)錫只有在酸液及氯離子的保護(hù)下才會(huì)安定，一旦有水介入 局部之槽液時(shí)，將會(huì)造成該處四價(jià)錫水解，而成另一種Alpha錫酸，進(jìn)而演變成鈀膠體的聚 集中心，使槽液中有粒子出現(xiàn)及沉淀發(fā)生，這就是為什么一定要做預(yù)活化的犧牲打，萬不能 帶水入鈀槽的主要原因：
[0035] 3pd++Sn+ - 3Pd+Sn4+
[0036] Sn4++9H20 - H2Sn03. 6H20+4H+
[0037] 速化：將鈀膠體附著在孔壁基材上的皮膜及銅面上的部份附著層剝離，將膠體中 心的鈀露出來，使能與下一站的化學(xué)銅進(jìn)行催化反應(yīng)。可以加速無電銅的沉積，故將此剝殼 行動(dòng)稱之為速化反應(yīng)?；罨瞥淌光Z膠體落在底材上再經(jīng)速化反應(yīng)將膠外殼剝掉露出鈀殼 及外圍的氫，以加速化學(xué)銅的沈積反應(yīng)。
[0038] 化學(xué)銅：利用孔內(nèi)沉積的Pd催化無電解銅與HCH0作用，使化學(xué)銅沉積，而所析出 的化學(xué)銅層又可作為自我催化Cu 2+又在此已催化的基地上續(xù)被還原成金屬銅。
[0039] 下料：將PCB板從PTH線取出。
[0040] 如圖2所不，超聲波與其他的聲波原理一樣，是一系列的壓力點(diǎn)，它是一種壓縮和 膨脹交替的聲波。如果聲波能量足夠強(qiáng)，PTH線活化藥水在超生波的膨脹階段將會(huì)被推開， 且會(huì)產(chǎn)生氣泡；而在超生波的壓縮階段，產(chǎn)生的氣泡在液體中將瞬間內(nèi)爆，并產(chǎn)生一個(gè)非常 有效的沖擊力，在其爆裂的瞬間沖擊波會(huì)迅速向外輻射，可以迅速將錫鈀膠體擊碎，使錫鈀 膠體粒子保持在最小膠體粒徑，可有效的解決傳統(tǒng)活化劑靜置時(shí)間過長(zhǎng)，膠集成大膠體衍 生的困擾。
[0041] 本發(fā)明的超聲波能量的壓縮與膨脹因液體貫性的推力，能有效穿透細(xì)微的縫隙和 小孔，增強(qiáng)孔內(nèi)藥水的流通性；可減少液面與槽底膠體粒子數(shù)的差距，使鈀膠體分子分散 良好，提高槽內(nèi)鍍板各點(diǎn)活化的均勻性；超聲波能產(chǎn)生微攪拌力及溫差驅(qū)動(dòng)勢(shì)，有助于提高 膠體的布朗運(yùn)動(dòng)，增加孔壁的附著力。
[0042] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種PCB-PTH線整孔及活化超聲波裝置，其特征在于，所述的PCB-PTH線整孔及活化 超聲波裝置包括整孔或活化藥水槽、超生波發(fā)生器、導(dǎo)線、超生波主機(jī)，所述的超聲波發(fā)生 器安裝在活化藥水槽內(nèi)，超聲波發(fā)生器通過導(dǎo)線與超聲波主機(jī)連接，超聲波主機(jī)通過信號(hào) 線連接至設(shè)備控制面板，通過程序設(shè)定，每當(dāng)有料號(hào)投入時(shí)，超聲波主機(jī)就會(huì)收到信號(hào)，開 始發(fā)出超聲波。
2. -種PCB-PTH線整孔及活化方法，其特征在于，所述的PCB-PTH線整孔及活化流程 包括：上料、膨松、回收、雙水洗、除膠渣、回收、高位中和水洗、高位雙水洗、中和、雙水洗、整 孔、熱水洗、雙水洗、微蝕、雙水洗、酸洗、雙水洗、預(yù)浸、活化、水洗、雙水洗、速化、雙水洗、化 學(xué)銅、雙水洗、下料； 上料：將PCB板插入子籃內(nèi)，再通過母籃把PCB吊入PTH線； 蓬松：利用蓬松劑使孔內(nèi)的樹脂膨脹，以利于后續(xù)除膠渣時(shí)高錳酸鉀對(duì)其的咬蝕，并 降低小孔表面張力，以利藥液貫穿； 回收：通過水洗回收殘留蓬松劑； 水洗：防止殘留藥水進(jìn)入后續(xù)藥水槽，污染槽液； 除膠渣：利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性，在高溫及強(qiáng)堿的條件下，與樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而 去除多層板孔壁及孔內(nèi)內(nèi)層銅箔處的膠渣，以便化銅與孔壁的連接，實(shí)現(xiàn)S-C面及孔銅與 內(nèi)層銅、線路的導(dǎo)通； 回收：通過水洗回收殘留的高錳酸鉀及二氧化錳； 中和：利用酸性強(qiáng)還原中和劑，將殘存在板面或孔壁死角處的二氧化錳或高錳酸鹽中 和除去； 整孔是將PCB孔內(nèi)的極性改變?yōu)檎娦裕? 微蝕：將PCB板銅面上的氧化物及其他雜物，連同所附著的整孔界面活化劑一起剝掉； 酸洗：清除PCB板面氧化物； 預(yù)浸：為了不讓板子帶任何雜質(zhì)污物進(jìn)入價(jià)格昂貴的鈀活化槽中，也防止帶入太多的 水量，而發(fā)生意外的局部水解，以維持其活化槽精巧的平衡； 活化：利用孔內(nèi)與鈀膠體分子電性不同，在孔內(nèi)形成一層均勻的鈀膠體分子，化銅時(shí)再 利用孔內(nèi)沉積的鈀膠體分子催化無電解銅與HCHO作用，使化學(xué)銅均勻的沉積在孔內(nèi)，形成 導(dǎo)電層； 速化：將鈀膠體附著在孔壁基材上的皮膜及銅面上的部份附著層剝離，將膠體中心的 鈀露出來，使能與下一站的化學(xué)銅進(jìn)行催化反應(yīng)； 化學(xué)銅：利用孔內(nèi)沉積的Pd催化無電解銅與HCHO作用，使化學(xué)銅沉積，而所析出的化 學(xué)銅層又可作為自我催化Cu2+又在此已催化的基地上續(xù)被還原成金屬銅； 下料：將PCB板從PTH線取出。
3. 如權(quán)利要求1所述的PCB-PTH線整孔及活化方法，其特征在于，除膠渣的反應(yīng)原理： 4MnO€+ 有機(jī)樹脂 +40Γ = 4Mn042>C02+2H20。
4. 如權(quán)利要求1所述的PCB-PTH線整孔及活化方法，其特征在于，整孔是將PCB孔內(nèi)的 極性改變?yōu)檎娦?；環(huán)氧樹脂基材本身微帶負(fù)電性之靜電，經(jīng)鉆孔后其電荷又轉(zhuǎn)為靜電之 微正電性，但經(jīng)PTH制程之前處理除膠渣后又再變成負(fù)電性；而活化槽中存在的鈀膠體分 子的外圍，是帶有數(shù)個(gè)氯離子而呈負(fù)電性的集團(tuán)分子，相互排斥，故需通過整孔將孔內(nèi)的極 性改變?yōu)檎娦?，活化時(shí)孔內(nèi)才能有效吸附鈀膠體分子。
5.如權(quán)利要求1所述的PCB-PTH線整孔及活化方法，其特征在于，化藥水是SnC12、氯 離子和鈀離子形成的穩(wěn)定膠體溶液，即： PdC12+SnC12 - PdSnC14(中間態(tài)） PdSnC14+6PdC12 - SnPd7C116 (催化劑） 鈀槽內(nèi)的亞錫與鈀間的精巧平衡很重要，操件時(shí)絕不可打氣，因一旦部份亞錫被氧化 成四價(jià)錫后，則將打破平衡，使部份的鈀膠體被還原成金屬而浮出液面，形成一層亮亮的表 層；經(jīng)主要活化反應(yīng)后，二價(jià)錫丟了兩個(gè)電子給鈀離子，使其還原成金屬，二價(jià)錫自身卻變 成了四價(jià)錫，此種四價(jià)錫只有在酸液及氯離子的保護(hù)下才會(huì)安定，一旦有水介入局部之槽 液時(shí)，將會(huì)造成該處四價(jià)錫水解，而成另一種Alpha錫酸，進(jìn)而演變成鈀膠體的聚集中心， 使槽液中有粒子出現(xiàn)及沉淀發(fā)生。
【文檔編號(hào)】C23C18/20GK104152875SQ201410422868
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】黃力 申請(qǐng)人:志超科技（遂寧）有限公司