CN104320927A - 带滚动式软毛刷的hdi印制线路板铜箔棕化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及HDI印制线路板制造技术领域，具体而言，涉及一种带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，包括棕化槽（1）、药剂贮槽（2）和配液中转槽（3），所述药剂贮槽（2）和配液中转槽（3）与配液中转槽（9）连接；棕化槽（1）的内部设有滚动式软毛刷机构，该机构包括转动轴（12）、软毛刷（13）、水平传输装置（11）和带支架移动导轨（16），通过转动毛刷对铜箔表面棕化处理液的液相传质强化作用，使棕化过程中的铜箔腐蚀过程得到有效强化，铜箔表面的有机成膜反应的液相传质状况及时得到更新，在保证棕化膜层微观结构、机械结合力的前提下，促进了腐蚀反应、成膜反应的速率，提高了棕化生产过程的效率，有利于降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及HDI印制线路板通孔加工技术领域，具体而言，涉及一种带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置。
背景技术
随着智能手机、平板电脑等消费类电子产品不断向轻便化、小型化的趋势发展，推动PCB不断向更高、更密集化布局方向发展。HDI板棕化工艺是一项能满足多层板的内层板为增加结合力的化学处理工艺，其可替代传统的黑色氧化（Black Oxidation）工艺。它具有黑色氧化工艺相同的最终效能，增强了膜层与半固化片之间的结合力，阻挡压板过程中环氧树脂聚合硬化产生的胺类物质对铜面的攻击。
棕化有别于黑氧化，其不是直接在内层板铜表面生成一层铜的氧化物，而是在铜表面进行微蚀的同时生成一层极薄的均匀一致的有机金属转化膜（Organo-matallic Conversion coating）。其化学过程如下，内层铜表面在棕化液中双氧水和硫酸的作用下发生微腐蚀，使铜表面得到平稳的微观凹凸不平的表面形状，在增大铜与树脂接触的表面积的同时，棕化液中的有机添加剂与铜表面反应生成一层有机金属转化膜，该层膜能有效地嵌入铜表面，在铜表面与树脂之间形成一层网格状转化层，增强内层铜与树脂结合力，提高层压板的抗热冲击，抗分层能力。随着印制电路板向高密度、高精度发展，铜箔棕化的工艺要求越来越高，这就需要棕化液具有良好的性质，如针对铜箔发生的可靠、高效的微腐蚀能力，操作工艺参数范围宽，处理液稳定，便于维护等。
目前，印制线路板制造中铜箔棕化大多为“硫酸-双氧水-缓蚀剂-有机成膜剂”体系，其主要成分为硫酸和双氧水，利用有机添加剂的成膜反应及其对铜箔的缓蚀作用，实现铜箔表面微观结构合理、比表面积大、结合力好的有机膜层效果。传统的铜箔棕化处理中存在的技术问题是“生产效率不高，棕化膜层疏松，夹杂有絮状无定形杂质，棕化膜与铜箔基体结合力较差”。
例如申请号为201110370586.7的中国发明专利，其公开了一种铜块黑/棕化装置及黑/棕化方法，所述装置包括盛装铜块和黑/棕化药液的容器以及搅拌装置，所述搅拌装置用来对所述容器内的黑/棕化药液进行搅拌；该方法通过搅拌装置以及进液管和排液管与黑/棕化线药水缸内的黑/棕化液成份保持有效，且进液管和排液管各配有自动阀控制黑/棕化时间，使用该方法使铜块黑/棕化均匀，品质好。该装置中仅仅依靠搅拌机构对棕化液进行搅拌，得到的棕化产品并不均匀，而且效率较低。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，采用超声波强化分散棕化液、滚动式软毛刷摩擦棕化膜表面的方式，达到改善棕化膜层质量、提高生产效率的目的。
HDI板(High Density Interconnect)即高密度互连板，是PCB行业在20世纪末发展起来的一门较新的技术。
按照本发明的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，包括棕化槽、药剂贮槽和配液中转槽，所述药剂贮槽和配液中转槽与配液中转槽连接，所述棕化槽的内部设有滚动式软毛刷机构，提高了棕化工艺环节的生产运行稳定可靠性，设备易于维护，生产操作简便。
优选的是，所述配液中转槽内设有超声波发生器。配液中转槽内设有超声波发生器，能将棕化液配制中加入的硫酸、有机酸、添加剂等组份高效混合并分散均匀，由泵输送至棕化槽，通过阀门、流量计调整流量。
在上述任一方案中优选的是，所述配液中转槽内还设有换热器和温度传感器。通过温度传感器、温度控制器、换热器有效的监测、调整电镀过程中的镀液温度，维持棕化槽的长期稳定可靠运行。
在上述任一方案中优选的是，所述配液中转槽的外部设有温度控制器。
在上述任一方案中优选的是，所述滚动式软毛刷机构包括转动轴、软毛刷、水平传输装置和移动导轨支架。
在上述任一方案中优选的是，所述软毛刷固定在转动轴上。软毛刷通过转动轴的旋转实现联动，从而保证了置于棕化槽内的HDI板铜箔表面腐蚀均匀，疏松的腐蚀产物得到有效去除。
在上述任一方案中优选的是，所述转动轴连接在移动导轨支架上。转动轴连接于移动导轨支架上，移动导轨支架的移动导轨可在棕化槽底部来回移动，从而保证了置于棕化槽内的HDI板铜箔表面腐蚀均匀，疏松的腐蚀产物得到有效去除。
在上述任一方案中优选的是，所述软毛刷的纤维丝与HDI板直接接触。在软毛刷的纤维丝与HDI板直接接触时软毛刷上的纤维丝发生轻微弯曲，其针对铜箔表面进行慢速摩擦，进而保证了HDI板铜箔表面腐蚀均匀，疏松的腐蚀产物得到有效去除。
在上述任一方案中优选的是，所述移动导轨支架位于棕化槽的底部。
在上述任一方案中优选的是，所述水平传输装置由电机驱动。
在上述任一方案中优选的是，所述棕化槽与配液中转槽通过管道连接。
在上述任一方案中优选的是，所述管道上设有泵。
在上述任一方案中优选的是，所述药剂贮槽和配液中转槽位于配液中转槽的上方。
在上述任一方案中优选的是，所述药剂贮槽和配液中转槽与配液中转槽通过管道连通。
在上述任一方案中优选的是，所述药剂贮槽和配液中转槽与配液中转槽之间的管道上设有阀门。
本发明的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置中通过计算机程序控制双氧水浓度及酸度，确保HDI板铜箔棕化过程以最优化方式进行，改善棕化膜层质量；通过计算机程序控制的双氧水传感器及pH计，实时跟踪棕化液的双氧水浓度及酸度，当双氧水浓度及酸度低于设定范围时，通过打开和控制加液管路的电磁阀和输液泵，补加适量的双氧水和硫酸，使双氧水浓度及酸度落入设定范围。
综上所述，本发明中的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置具有以下优点：配液中转槽中设置的超声波发生器为强化传质、高效分散的机械构件，使棕化液中的有机酸、添加剂等组份高效混合、分散，降低有机分子的缔合，有助于铜箔表面的腐蚀、成膜反应过程稳定有效进行；滚动式软毛刷机构转动，提高了棕化工艺环节的生产运行稳定可靠性，设备易于维护，生产操作简便；在软毛刷的纤维丝与HDI板直接接触时软毛刷上的纤维丝发生轻微弯曲，其针对铜箔表面进行慢速摩擦，进而保证了HDI板铜箔表面腐蚀均匀，疏松的腐蚀产物得到有效去除。
附图说明
图1为按照本发明的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置的一优选实施例的结构示意图。
附图中标号：
棕化槽1，药剂贮槽2，棕化液配制3，超声波发生器4，管道5，阀门6，温度控制器7，换热器8，棕化液配制中转槽9，HDI板10，水平传输装置11，转动轴12，软毛刷13，温度传感器14，泵15，移动导轨支架16。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本发明带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，按照本发明的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置的一优选实施例的结构示意图。按照本发明的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，按照本发明的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，包括棕化槽1、药剂贮槽2和配液中转槽3，所述药剂贮槽2和配液中转槽3与配液中转槽9连接，所述棕化槽1的内部设有滚动式软毛刷机构，提高了棕化工艺环节的生产运行稳定可靠性，设备易于维护，生产操作简便。
在本实施例中，所述配液中转槽9内设有超声波发生器4。配液中转槽9内设有超声波发生器4，能将棕化液配制中加入的硫酸、有机酸、添加剂等组份高效混合并分散均匀，由泵15输送至棕化槽1，通过阀门、流量计调整流量。
在本实施例中，所述配液中转槽9内还设有换热器8和温度传感器14。通过温度传感器14、温度控制器7、换热器有效8的监测、调整电镀过程中的镀液温度，维持棕化槽1的长期稳定可靠运行。
在本实施例中，所述配液中转槽9的外部设有温度控制器7。
在本实施例中，所述滚动式软毛刷机构包括转动轴12、软毛刷13、水平传输装置11和移动导轨支架16。
在本实施例中所述软毛刷13固定在转动轴12上。软毛刷13通过转动轴12的旋转实现联动，从而保证了置于棕化槽1内的HDI板10铜箔表面腐蚀均匀，疏松的腐蚀产物得到有效去除。
在本实施例中，所述转动轴12连接在移动导轨支架16上。转动轴12连接于移动导轨支架16上，移动导轨支架16上的移动导轨可在棕化槽1底部来回移动，从而保证了置于棕化槽1内的HDI板10铜箔表面腐蚀均匀，疏松的腐蚀产物得到有效去除。
在本实施例中，所述软毛刷13的纤维丝与HDI板10直接接触。在软毛刷13的纤维丝与HDI板10直接接触时软毛刷13上的纤维丝发生轻微弯曲，其针对铜箔表面进行慢速摩擦，进而保证了HDI板10铜箔表面腐蚀均匀，疏松的腐蚀产物得到有效去除。
在本实施例中，所述移动导轨支架16位于棕化槽1的底部。
在本实施例中，所述水平传输装置11由电机驱动。
在本实施例中，所述棕化槽1与配液中转槽9通过管道5连接。
在本实施例中，所述管道5上设有泵15。
在本实施例中，所述药剂贮槽2和配液中转槽3位于配液中转槽9的上方。
在本实施例中，所述药剂贮槽2和配液中转槽3与配液中转槽9通过管道连通。
在本实施例中，所述药剂贮槽2和配液中转槽3与配液中转槽9之间的管道上设有阀门6。
综上所述，本发明中的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置具有以下优点：配液中转槽9中设置的超声波发生器4为强化传质、高效分散的机械构件，使棕化液中的有机酸、添加剂等组份高效混合、分散，降低有机分子的缔合，有助于铜箔表面的腐蚀、成膜反应过程稳定有效进行；滚动式软毛刷机构转动，提高了棕化工艺环节的生产运行稳定可靠性，设备易于维护，生产操作简便；在软毛刷13的纤维丝与HDI板10直接接触时软毛刷13上的纤维丝发生轻微弯曲，其针对铜箔表面进行慢速摩擦，进而保证了HDI板10铜箔表面腐蚀均匀，疏松的腐蚀产物得到有效去除；HDI板10的铜箔表面腐蚀均匀，疏松的腐蚀产物得到有效除去，有机成膜反应形成的棕化膜层连续分布，厚度均匀，孔隙率较高，棕化层中的有机铜化合物与铜箔基体之间的结合力好，可改善后续层压过程中棕化层与半固化片之间的结合力；通过转动毛刷对铜箔表面棕化处理液的液相传质强化作用，使棕化过程中的铜箔腐蚀过程得到有效强化，铜箔表面的有机成膜反应的液相传质状况及时得到更新，在保证棕化膜层微观结构、机械结合力的前提下，促进了腐蚀反应、成膜反应的速率，提高了棕化生产过程的效率，有利于降低生产成本；棕化液配制中转槽中设置的超声波强化传质、高效分散的机械构件，使棕化液中的有机酸、添加剂等组份高效混合、分散，降低有机分子的缔合，有助于铜箔表面的腐蚀、成膜反应过程稳定有效进行；稳定有序的滚动式软毛刷机构转动，提高了棕化工艺环节的生产运行稳定可靠性，设备易于维护，生产操作简便。
本领域技术人员不难理解，本发明的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本发明的范围已经不言自明。
Claims (10)
1.一种带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，包括棕化槽（1）、药剂贮槽（2）和配液中转槽（3），药剂贮槽（2）和配液中转槽（3）与配液中转槽（9）连接，其特征在于：棕化槽（1）的内部设有滚动式软毛刷机构。
2.如权利要求1所述的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，其特征在于：配液中转槽（9）内设有超声波发生器（4）。
3.如权利要求1或2所述的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，其特征在于：配液中转槽（9）内还设有换热器（8）和温度传感器（14）。
4.如权利要求1所述的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，其特征在于：配液中转槽（9）的外部设有温度控制器（7）。
5.如权利要求1所述的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，其特征在于：滚动式软毛刷机构包括转动轴（12）、软毛刷（13）、水平传输装置（11）和移动导轨支架（16）。
6.如权利要求5所述的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，其特征在于：软毛刷（13）固定在转动轴（12）上。
7.如权利要求5所述的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，其特征在于：转动轴（12）连接在移动导轨支架（16）上。
8.如权利要求5所述的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，其特征在于：软毛刷（13）的纤维丝与HDI板（10）直接接触。
9.如权利要求5所述的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，其特征在于：移动导轨支架（16）位于棕化槽（1）的底部。
10.如权利要求5所述的带滚动式软毛刷的HDI印制线路板铜箔棕化装置，其特征在于：水平传输装置（11）由电机驱动。
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