CN103764871B - 用于处理塑料基底的方法及用于处理溶液的至少部分再生的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于以包括高锰酸盐的处理溶液来处理塑料零件的方法，其中处理溶液中的碳酸盐化合物的浓度通过冻结和随后的过滤而从处理溶液移除碳酸盐化合物从而设定成小于200g/l的值，其中处理溶液包括高锰酸钠。本发明还涉及一种通过减小用于实施如此方法的处理溶液中包括的碳酸盐化合物的浓度来使包括高锰酸盐的处理溶液至少部分再生的装置，该处理溶液用于塑料零件的处理和/或蚀刻，其中该装置包括至少一个冷却槽，冷却槽将经受待再生的处理溶液，且展示了用于使碳酸盐化合物与处理溶液分离的下游过滤装置；以及还涉及用于实施如此方法的如此装置的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于以包括高锰酸盐的处理溶液处理(尤其是蚀刻)塑料基底(尤其是印刷电路板和印刷电路箔片)的方法，其中，所述处理溶液中的碳酸盐化合物的浓度通过冻结和随后过滤来从所述处理溶液移除碳酸盐化合物从而设定成小于200g/L的值，优选为30g/L至150g/L的值，更优选为50g/L至100g/L的值，其中所述处理溶液包括高锰酸钠。本发明还涉及一种装置，其通过减小处理溶液中所包括的碳酸盐化合物的浓度而用于包括高锰酸盐的处理溶液的至少部分再生，处理溶液用于塑料零件尤其是印刷电路板和印刷电路箔片的处理和/或蚀刻，其中所述装置包括至少一个冷却槽，所述冷却槽经受待再生的所述处理溶液，且展示了用于使所述碳酸盐化合物与所述处理溶液分离的下游过滤装置。
背景技术
以包括高锰酸盐的溶液处理或蚀刻塑料基底(如，塑料模制零件或尤其是印刷电路板或印刷电路箔片)通常作为用于基底的表面或开孔的金属喷镀的准备步骤实现。因此，基底以水平输送方向被带入成与浸渍机或隧道机的处理槽中的适合的处理溶液相接触，其中溶液的温度可在50℃和大约100℃之间。
EP1657324B1公开了一种用于通过以蚀刻溶液蚀刻来金属喷镀绝缘或非传导基底的方法，其中基底表面的粗加工和金属喷镀的浓度、温度和时间受控。
由于此类处理溶液在用于较长的时间周期时失去其处理性质，故其必须有规律地补充，或者完全地或部分地替换，这继而又是昂贵的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种通过使用包括高锰酸盐的处理溶液来处理(尤其是蚀刻)塑料基底(尤其是印刷电路板和印刷电路箔片)的方法，这使得能够延长处理溶液的使用。第二目的在于提供一种有效且节省成本的处理溶液再生的装置，以便实现方法的目的。
这些目的可通过本发明的实施例来实现。为了实现提到的第一目的，本发明提议了一种以包括高锰酸盐的处理溶液来处理(尤其是蚀刻)塑料基底如塑料模制零件且尤其是印刷电路板和印刷电路箔片的方法。这旨在通过该方法：基于碳酸钠Na2CO3的碳酸盐浓度通过从处理溶液移除碳酸盐化合物来设定成溶解形式的处理溶液中的碳酸盐化合物的期望值。溶解的碳酸盐化合物在这里通过冻结且随后通过过滤而从处理溶液移除来转化成固体形式。在本发明的背景下的过滤必须理解为从溶液移除固体颗粒的过程。
期望值在本发明中设定成小于200g/l的值，作为优选，用于该方法的处理溶液中的碳酸盐化合物的浓度设定成30g/l至150g/l的值，且更优选的是，在处理溶液中的碳酸盐化合物的浓度设定成50g/l至100g/l的值。碳酸盐为来自处理溶液与塑料基底的反应的反应产物。
碳酸盐化合物的冻结可通过将处理溶液完全地或部分地传递至冷却槽且随后冷却该冷却槽中的处理溶液来实现。将包括冷却和冻结的碳酸盐的处理溶液随后从冷却槽传递至下游过滤装置使得碳酸盐能够通过过滤而从溶液移除。
为了通过冻结和随后过滤来从处理溶液移除碳酸盐化合物，处理溶液包括高锰酸钠。处理溶液中的高锰酸盐的百分比包括超过50%的高锰酸钠(Na2MnO4)。
在本发明的方法中，冻结碳酸盐化合物尤其是可通过冷却处理溶液至冻结温度来进行，冻结温度为-12℃至+12℃、优选为从-9℃至+10℃，且更优选为从-7℃至+5℃。
用于移除碳酸盐的方法可以以如此方式执行：使得展示例如50℃至98℃的处理温度的待再生的高锰酸盐溶液从处理槽传递至冷却槽。因此，溶液可经过一个或两个预冷却器。在冷却槽中，溶液被冷却至冻结温度，即，至0℃或更低的温度，以便固体碳酸盐晶体由于低温而在溶液中形成。在达到冻结温度之后，可能还在达到冻结温度之后的某一附加等待时间之后，具有碳酸盐晶体的溶液完全地或更优选为部分地从冷却槽移动至过滤装置。在该处，晶体被滤出，可能由施加到过滤器上的负压支持。滤液可移回处理槽，其中滤液可经过一个预冷却器，由此滤液可自动地被再次加热。由碳酸盐晶体形成的滤饼可被洗涤出过滤器，且传送至流出物。
该方法的另一个有利实施例包括：除规定的方法之外，实现了如例如WO0190442A1中所述的处理溶液的电解高锰酸盐再生。通过使处理溶液与适合的电解电池接触的阳极氧化，由处理槽中的处理溶液的高锰酸盐与塑料基底的反应产生的锰酸盐转化回高锰酸盐。尤其是通过用于通过电解高锰酸盐再生来设定处理溶液中的特定碳酸盐浓度的本发明的至少一个方法的如此组合，高锰酸盐再生的效率可提高，且可实现处理溶液的改善的较长寿命。
本发明的第二目的通过提供一种装置来实现，该装置通过减小处理溶液所包括的碳酸盐化合物的浓度来用于包括高锰酸盐的处理溶液的至少部分再生。由此，装置包括至少一个冷却槽，冷却槽将经受待再生的处理溶液，其还包括冷却装置，冷却装置针对所述冷却槽，且其展示了用于将碳酸盐化合物与处理溶液分离的下游过滤装置。
过滤装置可包括至少一个过滤槽和一个过滤器，例如，粗滤器。过滤槽可连接到负压装置上，以便在过滤期间增加过滤器上的压差，从而实现较快的过滤。
过滤槽中的过滤器可布置成可移动的，例如，可倾斜或可旋转，以便于清洁过滤器。
根据本发明的前述实施例中的一个的本发明的装置适于实施根据本发明的前述方法实施例中的一个的方法。
在下文中，本发明的示例性实施例将尤其是基于附图来以更多细节示范本发明及其益处。图中的独立元件与彼此的尺寸比例不对应于目前的比，因为一些形式已经以简化方式示出，同时其它形式已经以与其它元件的放大比例示出来用于提供更好的观察。
附图说明
图1示出了本发明的一个实施例，其中提供了用于处理溶液的再生的装置，处理溶液用于处理(例如，蚀刻)塑料零件，如，印刷电路板等。
图2示出了根据图1的装置的清洁单元的示意图。
图3示出了过滤单元的示意图，过滤单元为根据图1和图2的过滤装置的一部分。
零件清单
10 装置
11 电解再生装置
12 处理溶液
14 处理槽
16 冷却槽
18 冷却装置
19 冷却套管
20 过滤装置
21 供给泵
22 预冷却器
23 回流泵
24 负压单元
25 供应管
26 排出管、清理
28 冲洗装置
30 通风口
32 搅动装置
34 底面、漏斗形底面
35 排出口
36 清洁单元
37 传递泵
38 传递管线
40 洗涤水管线
42 槽、过滤槽
44 回流管
46 负压管
52 喷嘴
56 粗滤器
57 截止阀
58 负压槽
59 负压泵
64 回流管
65 供应管。
具体实施方式
相同的参考标号用于本发明的相同的元件或相同作用的元件。所示的实施例仅呈现出本发明的装置和方法可看起来怎样的示例，且并未呈现出任何确定性的限制。
图1的示意图示出了用于处理槽14中的包括高锰酸盐的处理溶液12的至少部分再生的本发明的装置10的实施例。处理槽14用于处理(例如，蚀刻)塑料基底。装置10将减小处理溶液12中的碳酸盐化合物的浓度。装置10包括作为基本元件的冷却槽16和下游过滤装置20。待再生的处理溶液12从处理槽14传递至冷却槽16，其中冷却装置18专用于冷却槽16。冷却装置18经由一个热交换器(更优选围绕冷却槽16的冷却套管19)而向冷却槽16中的处理溶液发出冷，热交换器具有流经它的冷却剂。冷却槽16的排出口35连接到过滤装置20上来用于分离待从处理溶液分离的固体碳酸盐化合物。
预冷却器22可安装在处理槽14与冷却槽16之间，例如，其可设计为热交换器，以便冷却和再生的处理溶液12(即，过滤装置20的滤液或洗涤水)可用于预冷却待再生的处理溶液12，其通向冷却槽16。
过滤装置20可联接到负压单元24上，负压单元24便于将固体部分与处理溶液分离。已经示出，如果过滤过程以较快方式发生，则可滤出碳酸盐晶体的显著较高的量。作为负压单元24的结果，在用于过滤的过滤器上存在显著较高的压差，这使得能够显著较快地过滤。包括滤出的碳酸盐晶体的滤饼可使用冲洗装置28来洗涤以移除附着的高锰酸盐。所得的洗涤水溶液可传递至处理槽14。滤饼由冲洗装置28洗涤出过滤器，同时所得的溶液或残渣可经由排出管26传送，例如，至排出部。在过滤装置20中增长的滤液，以及再生的处理溶液，优选为传递回处理槽14。因此，再生的处理溶液流经预冷却器22，其中再生的处理溶液自动地又被加热，其中从处理槽14传递至冷却槽的处理溶液被冷却。
冷却槽16优选为设有例如机动的搅动装置32，例如，搅动装置32具有带垂直杆的旋转搅拌叶片，其通常沿槽的内壁接近地移动来从所述壁移除在槽的内壁上形成的碳酸盐晶种，且将它们分布到溶液中。搅拌叶片优选为在冷却槽16(这里未示出)的漏斗形底面34延伸，且延伸至其中以便能够捕集已经沉积在壁上的处理溶液12的或多或少的所有固体部分。例如，杆与壁之间的距离可小于20mm，尤其是小于5mm，优选为大约1mm。搅动装置可延伸直至冷却槽的排出口35中，以能够还从该壁移除碳酸盐晶体。
处理溶液12的再生用于它们的使用周期的延长，而处理溶液12的普通寿命大体上相对较短。这较强地取决于可对于蚀刻行为具有负面影响的溶液中的碳酸盐化合物的形成。出于该原因，本发明的再生装置10用于减小碳酸盐浓度至优选为小于200g/l的值，尤其是至30g/l和150g/l之间的值，其中更优选50g/l和100g/l(测量为每升处理溶液的碳酸盐的克数)之间的浓度值来得到最佳结果。为了设定处理溶液12的期望的浓度范围，由蚀刻过程形成的碳酸盐使用装置10而从溶液12移除。这通过在冷却槽16中从处理溶液12冻结碳酸盐来完成，由此其从溶解状态转化成非溶解状态。出于经济原因，尽可能少的高锰酸盐应当转化成非溶解形式。通过使用高锰酸钠，可选择适合的冻结温度，其中可冻结碳酸盐而不会冻结太大量的高锰酸盐。
过滤装置20用于在冻结的碳酸盐的可能的溶解的情况下的冻结的碳酸盐的快速分离。
冷却槽16中的温度将以如此方式设定：使得碳酸盐晶体形成在处理溶液中或在内壁处。为了冻结碳酸盐，-12℃至+12℃的溶液温度尤其设定成从-9℃至+10℃，且优选为从-7℃至+5℃。冷却液体的温度将相应更低。
传递至冷却槽16的处理溶液的量以如此方式提供：使得不会超过冻结碳酸盐所需的温度，以便防止已经形成的碳酸盐晶种的反向溶解，否则将显著地减小冻结的碳酸盐的形成率。处理溶液的部分向冷却槽16的传递和包括冷却且冻结的碳酸盐的处理溶液从冷却槽16向下游过滤装置20的传递可以以如此方式完成：使得冷却槽中的处理溶液的温度不会超过冻结温度。最好地，还存在基于例如大于50l的冷却槽16的操作体积的、例如小于10l的冷却槽16中的处理溶液的部分体积的给入和给出。对应的部分体积可由供应泵21和传递泵37来设定和传送。回流泵23使去碳酸的再生处理溶液和洗涤溶液从滤饼的洗涤中返回至处理槽14，其中这些溶液可流经预冷却器22。
相比于图1，图2的示意性框图示出了清洁单元36的附加的构造细节，其基本上包括过滤装置20。过滤装置20可基本上包括过滤槽42和过滤器，如，粗滤器56。
为了获得过滤的碳酸盐的高产量，已经证明是有利的是在尽可能短的时间周期内执行过滤过程，该时间周期从按照冷却槽16中的处理溶液的部分量的偏好将冷却的处理溶液加至过滤装置20的时间算起直到滤饼的形成的结束。因此，过滤过程在小于10分钟内完成，优选为小于200秒。作为备选，过滤装置20还可例如使用冷却套管来冷却。然后，更长的过滤时间也是可能的。
冷却槽16、冷却槽16与过滤装置20之间的传递管线38以及它们的槽42可为绝热的。
改善的过滤效果和分离效果可通过使用压差来实现。经由真空管46，槽42可充有来自于负压单元24的负压。
在过滤之后，滤饼可由水洗涤，优选为由低于10℃的冷却水洗涤，该水从洗涤水管线40经过喷嘴52而被引入(见图3)。因此，任何附着的高锰酸盐溶液可被洗掉，且供给回处理槽14。因此，洗涤水可利用负压或真空而被吸引经过过滤器56。在由碳酸盐晶体构成的滤饼的过滤过程之后，过滤器56由经过喷嘴52的水(优选为未冷却或加热的水)清洁，且碳酸盐溶液或残渣经由排出管26而移除。
图3的示意图示出了过滤装置20的本发明的可能实施例。在过滤槽42的顶部区域周围，过滤槽42包括在过滤器或粗滤器56的高度处的喷嘴52。它们用于通过来自于洗涤水管线40的水洗涤滤饼或来从滤饼清洁过滤器。滤液经由回流管线44而移除。
过滤器56可布置成可倾斜的，例如，可围绕水平轴线旋转。过滤器56处于水平位置上的操作模式，且可移动至倾斜位置或垂直位置来用于清洁目的。其还可倾斜或旋转180°。为了适当地清洁粗滤器56，喷嘴52处于高于或低于水平布置的粗滤器56的水平的高度处。在清洁期间，粗滤器56倾斜或旋转，且顶部侧和底部侧以洗涤水喷涂。
通风口30和负压单元24的负压管46在槽42中的上方区域但过滤器下方会合。负压单元24可基本上包括负压泵59、负压槽58和截止阀57。
如图1所示，用于设定处理溶液中的一定碳酸盐浓度的装置10也可与用于锰酸盐的氧化的电解再生装置11组合，锰酸盐在蚀刻反应期间在高锰酸盐中产生。然后，两个再生装置可经由供应和回流管25,44,64,65来连接到处理槽14上。
Claims (14)
1.一种用于以包括高锰酸盐的处理溶液来处理塑料基底的方法，其特征在于，所述处理溶液中的碳酸盐化合物的浓度通过冻结和随后过滤来从所述处理溶液移除碳酸盐化合物从而设定成小于200g/L的值，其中所述处理溶液包括高锰酸钠。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理溶液中的高锰酸盐的百分比包括超过50%的高锰酸钠。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将所述处理溶液冷却至-12℃至+12℃的冻结温度，从而执行所述碳酸盐化合物的冻结。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理溶液的部分向冷却槽的传递和包括冷却和冻结的碳酸盐的处理溶液从所述冷却槽向下游过滤装置的传递以如此方式实现：使得所述冷却槽中的所述处理溶液的温度不超过冻结温度。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，由处理槽中的所述处理溶液的所述高锰酸盐与所述塑料基底的反应产生的锰酸盐通过使所述处理溶液与电解电池接触来转化成高锰酸盐。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述塑料基底是印刷电路板和印刷电路箔片。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，处理塑料基底包括蚀刻塑料基底。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理溶液中的碳酸盐化合物的浓度通过冻结和随后过滤来从所述处理溶液移除碳酸盐化合物从而设定为30g/L至150g/L的值。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理溶液中的碳酸盐化合物的浓度通过冻结和随后过滤来从所述处理溶液移除碳酸盐化合物从而设定为50g/L至100g/L的值。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过将所述处理溶液冷却至-9℃至+10℃的冻结温度，从而执行所述碳酸盐化合物的冻结。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过将所述处理溶液冷却至-7℃至+5℃的冻结温度，从而执行所述碳酸盐化合物的冻结。
12.一种装置，通过减小用于根据权利要求1至权利要求11中的一项的方法的实施的所述处理溶液中所包括的碳酸盐化合物的浓度而用于包括高锰酸盐的处理溶液的至少部分再生，所述处理溶液用于塑料基底的处理，其中所述装置包括至少一个冷却槽，所述冷却槽经受待再生的所述处理溶液，且展示了用于使所述碳酸盐化合物与所述处理溶液分离的下游过滤装置。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述过滤装置包括至少一个过滤槽和一个过滤器，其中所述过滤槽与负压单元连接。
14.一种用于实施根据权利要求1至权利要求11中的一项所述的方法的根据权利要求12或权利要求13中的一项的装置的使用。
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