專利名稱：鍍敷方法
技術領域：
本發明涉及一種新型的鍍敷方法，該法適用于帶有微孔的鍍敷目標。本發明還涉及一種新型的連續鍍敷方法，該法除采取已知的鍍敷槽中的振動式攪拌裝置，搖動鍍敷目標的充氣和搖擺裝置之外，還以10至60赫茲的頻率振動鍍敷目標。本發明的鍍敷方法可用于電鍍法和化學鍍法的任一方法，以及電鍍和化學鍍相結合的方法。
在從收音機、電視機到計算機的所有電器設備上都使用一種印刷線路板作為基板，該板上各種元件彼此用導線連接。在這種印刷線路板的表面安裝形式中，各元件彼此連接在一個板的表面上，多插頭構造和窄間距設計最近已普及，而且這種技術已經越來越改進，即已經開發出一種60-插頭/1.0mm間距的設計，并由400-插頭/0.3mm間距的水平改進為400-插頭/0.25mm間距的水平甚至更高水平。
該技術的這種改進促進了對于緊密尺寸和高性能的需求。因此，在層狀印刷線路板的不同層之間的布線要求的微孔直徑以及帶有盲端構造(即盲孔)的微孔直徑已大大減小，目前，該直徑已從0.2mm或更小減至0.05mm或更小，進一步減至0.03mm或更小。
儲存在這些微孔中的空氣、塵埃或處理液不易從微孔中除去，這樣就會出現下述缺點，第一個缺點在于有空氣、塵埃的部分幾乎不被鍍敷，因而出現不被鍍敷的部分。第二個缺點在于鍍敷液進入微孔的入口不夠大，這樣孔外與孔內的鍍敷膜厚不一致。第三個缺點在于孔中會出現未鍍敷部分，這樣，即使能夠導電，電阻值也會增加。
另一方面，本發明的發明人以前開發的專利申請公開No.平-6-71544所公開的技術包括一種使振動板振動的技術，在鍍敷槽中以振動幅度為8至20mm，振動頻率為每分鐘200至600次，攪拌鍍敷槽，這樣完成鍍敷處理。特別提出，充氣和搖動裝置結合起來用于待處理的目標。本發明的發明者已經考慮到若采用專利申請公開NO.平-6-71544所公開的技術鍍敷帶有微孔的物體的微孔，可避免傳統鍍敷方法中出現的鍍敷失敗。該發明者還進行了許多嘗試。結果發現缺陷部分明顯減少，但仍未達到滿意值。
進一步地，日本專利申請公開No.昭-62-32690提出一種搖動和振動鍍敷目標進行鍍敷的方法。只是通過向振動器提供空氣產生振動，但是，諸如振動類型等細節并不清楚。
本發明的發明者在以下各種組合和條件下重復實驗，包括改變鍍敷槽的振動攪拌條件、鍍敷目標的充氣條件和搖動條件，但是，仍不能得到滿意結果。最終，該發明者試圖對鍍敷目標采用用于振動攪拌溶液的振動裝置。結果發現，缺陷部分顯著減少，并完成本發明。
本發明的一個目的為提供一種鍍敷方法及一種鍍敷裝置，用于穩定而均勻鍍敷孔徑為0.2mm或更小的微孔，優選直徑為小于0.1mm，更優選的直徑為0.05mm或更小，更進一步優選的直徑為0.03mm或更小，這種尺寸對印刷線路板、IC板等的細線必不可少，從而將由于接線不完善引起的缺陷產物的影響盡可能降至零。
為了達到上述目的，提供一種從鍍敷預處理至鍍敷處理的連續處理鍍敷目標的鍍敷方法，其特征在于在用于預處理步驟及鍍敷步驟的一個清洗槽及至少一個化學鍍槽和電鍍槽之一中，所有下述步驟(a)至(d)都同時完成(a)振動攪拌處理槽步驟，(b)在處理槽中完成充氣步驟，(c)搖動鍍敷目標步驟，(d)對鍍敷目標施加振動步驟。
在上述鍍敷方法中，通過振動一個振動葉片來振動攪拌處理槽，振動幅度(振動寬度)范圍為0.5至3.0mm，振動頻率為每分鐘200至800次；通過使用噴霧管道產生的氣泡完成充氣，管道孔徑為200至400μm，鍍敷目標的搖動幅度(搖動寬度)為10至100mm，搖動頻率為每分鐘10至30次，而且，鍍敷目標的振動幅度為0.5至1.0mm，振動頻率為每分鐘100至300次。
為了達到上述目的，也提供一種從鍍敷預處理至鍍敷處理的連續處理鍍敷目標的鍍敷方法，其特征在于(A)振動攪拌處理槽的裝置，(B)在處理槽中完成充氣的裝置，(C)搖動一個懸掛鍍敷目標的電極棒的裝置，(D)通過電極棒對鍍敷目標施加振動的裝置，使用振動馬達使振動幅度為0.5至1.0mm，該馬達的頻率被變換器調至10至60赫茲，所有裝置都在用于預處理步驟及鍍敷步驟的一個清洗槽及至少一個化學鍍槽和/或電鍍槽中完成。
在上述鍍敷方法中，用于處理槽的振動攪拌裝置優選包括含有一個振動馬達的振動發生裝置，振動幅度為0.5至3.0mm、振動頻率為每分鐘200至800次的振動攪拌裝置，一個振動葉片的多極或一級固定于振動棒上，該振動棒與振動發生裝置聯鎖以便在處理槽中振動，變換器用于控制振動馬達以便產生低頻振動，其頻率范圍為10至500赫茲，優選為30至60赫茲，更優選為30至40赫茲，以及在振動發生裝置和振動攪拌裝置的連接部分的振動應力分散裝置。
用于處理槽的充氣設備不限于特定的一種，但是，可提供一種空氣擴散管道，其設計方式為包含一個可用氣泡充分攪拌鍍敷目標的區域。
例如，通過在合成樹脂，如PVC管上形成許多孔徑為約1mm的小孔而得到的擴散管道，由于氣泡非常大，電解熱不能有效排除，鍍敷所得板上的電阻發生擴散。另一方面，根據本發明的充氣裝置采用一種陶瓷多孔管道作為擴散管道，這樣可避免上述問題。一種高溫燒結陶瓷管含有鋁氧粉，如Alundum(商品名)作為骨架材料優選用于陶瓷多孔管道。擴散管道的孔徑尺寸設定為200至400微米，孔積率(孔面積與表面積之比)優選設定為30至40％。擴散管道的外徑尺寸通常設定為50至100mm，盡管管道長度隨處理槽長度而變，但通常設定為100至200mm，安裝擴散管道的方法不必限于一種，但是，若使用多個擴散管道，它們被安裝在鍍敷目標的兩側。擴散管道的間距優選設定為100至200mm，擴散管道與鍍敷目標的垂直距離優選設定為100至300mm。
施加于懸掛鍍敷目標的電極棒上的搖動優選設定搖動幅度為10至100mm，優選為20至60mm，搖動頻率為每分鐘10至30次。
引發電極棒的振動馬達的頻率(Hz)優選設定為振動攪拌裝置(A)的振動馬達頻率的50至65％。特別地，其頻率設定為10至60赫茲，優選為20至35赫茲，其幅度設定為0.5至1.0mm。這種振動也振動鍍敷目標，但是，不引起處理液的流動。
根據本發明的鍍敷方法非常適用于鍍敷帶有微孔的元件，特別適用于具有塑料表面的層狀板的鍍敷，如印刷線路板、IC板等帶有微孔的板。尤其是，本方法對于印刷線路板、IC板、金屬板、塑料板等的鍍敷更有效，這些板帶有微孔結構，孔徑為0.2mm或更小，優選為0.1mm，更優選為0.05mm或更小，進一步優選為0.03mm或更小。微孔直徑可為0.01mm。
化學鍍和/或電鍍可以用于銅鍍、鎳鍍、銀鍍、錫鍍、金鍍、鈀鍍、焊料鍍等。
本發明的預處理意味著在鍍敷目標上的各種預處理，如酸洗、脫脂、在每一個鍍敷目標上的特別預處理等，參照“PLATING TECHNIQUE HANDBOOK”Nikkan Kogyo Shinbun有限公司(日本)1971年7月25日出版，117頁-148頁，以及在塑料上的預處理，如清潔、蝕刻、催化、化學鍍、活化、銅鍍等。鍍敷步驟包括各種電鍍及一化學鍍步驟。
在連續鍍敷方法中，至少所有主要步驟都操作(A)、(B)、(C)及(D)裝置，優選為在所有步驟中操作。主要步驟包括清潔步驟，如溶劑清洗(溶劑脫脂)，堿洗，乳化液清洗，酸洗及電解清洗。
在鍍敷液的電解過程中，陰極(待處理目標)產生氫氣以便在溶液中產生微氣泡，該目標的所有表面被氣泡覆蓋，這樣增加電阻，鍍敷速度減慢，進而鍍敷的均一性被干擾。但是，通過提供上述低頻振動誘導流動的處理液可顯著降低該液體的表面張力，這樣在處理目標表面出現的大多數氣體將直接向外排放。因此，電流分布更均勻，電阻也將下降，這樣能以高于現有技術幾倍的高速度更均勻地完成電鍍。
當鍍敷目標的微孔尺寸設定為很小時，比如20至50微米，僅僅采用上述振動誘導流動很難達到期望的效果，除非處理時間長。因此，鍍敷目標自身通過振動馬達以每分鐘100至300次的頻率振動，振動馬達的頻率為10至60赫茲，優選為20至35赫茲，同時以每分鐘10至30次的頻率搖動，這樣處理液平均以很短的時間流進微孔。
根據本發明，通過使用擴散管道，當整個鍍敷目標被氣泡封蔽，擴散管道中產生的許多氣泡向上運動，然后向外排放。因此，電解熱(焦耳熱)被氣泡有效吸收以便迅速冷卻鍍敷目標，而且，從微孔中排出的空氣和塵埃可被氣泡有效排出，這樣燃燒沉積物不會出現在鍍敷目標上，從而鍍敷目標可被均勻鍍敷。
(A)、(B)、(C)、(D)各裝置結合使用更易于破壞在處理液，特別是鍍敷液中鍍敷層和鍍敷槽之間易于形成的臨界層，這樣鍍敷槽中的處理液非常平滑地提供給鍍敷目標的表面，從而極大地改善鍍敷表面的均一性、平滑性及光澤度。
印刷線路板的連續鍍敷過程的典型步驟如下O清洗→水洗(淋洗)→蝕刻→水洗→催化→水洗→O化學鍍銅→水洗→硫酸洗→O硫酸銅鍍敷(電鍍)→水洗→(干燥)在這些步驟中，每次水洗步驟通常分成兩步并在相應的兩個槽中連續完成各自步驟，化學鍍和電鍍也是在分成兩個槽的分別處理槽中完成。經過固定時間后，用于提升鍍敷目標并將它移至下一個槽的系統為完成連續鍍敷的最簡潔方法。按照本系統，只要具有相同的處理槽數，需要長時間處理的處理槽與需要短時間處理的處理槽具有相同的處理時間，因此，對于需要長時間處理的處理槽，將處理槽數設定為兩個或更多，可延長處理時間。而且，對于一個步驟，如水洗步驟用于徹底除去上次步驟的殘留液，就水洗效率而言，最好改變處理槽，從這一點出發，配置許多水洗槽是有意義的。
在上述連續鍍敷操作過程中，(A)、(B)、(C)、及(D)的裝置至少用于標有O的步驟中，優選用于所有步驟而不僅僅是水洗步驟，更優選地，用于所有包含水洗步驟的步驟。
清洗步驟也可稱作脫脂步驟，或除脫脂之外的溶脹塑料的步驟。
蝕刻步驟以前是通過使用砂噴器或液體刮平法在目標的表面以機械方式形成不均勻而完成的(即機械弄粗目標表面)，但最近通常采用基于化學液的化學處理法弄粗目標表面。例如要使塑料目標的表面粗糙，采用硫酸與鉻酸、無機酸、濃堿液的混合液即可。
通過一種提供催化劑來完成催化步驟，在該方法中，在經蝕刻處理的表面上注入鈀催化層等以便為化學鍍做初步準備。作為催化劑提供方法，使用敏化-活化法及催化-加速法。在前一種方法中，塑料材料浸漬在具有強還原力的錫離子液中以便在塑料材料表面沉積錫，然后再浸漬于具有催化作用的鈀液中以便在塑料材料表面引發還原一個氧化反應，并且在塑料材料表面固定該催化層。在后一種方法中，塑料材料浸漬在含有錫離子和鈀離子的混合物中以便在表面上沉積膠體狀鈀/錫或鈀/錫絡合物，然后，除去錫并活化鈀(“CHEMICAL FOR ONEMILLON PEOPLE(Ⅱ),PLATING AND HIGH TECHNOLOGY”92頁-97頁，1992.9.20,Dainipon Tosho有限公司出版，日本化學工程師協會基金會編輯)。
根據本發明，(1)孔徑尺寸為0.03mm至0.05mm的微孔內表面可均勻鍍敷，IC層板及印刷線路板的缺陷部分大大降低；(2)在鍍敷過程中出現的燃燒沉積時的電流密度上限值大為提高，這樣鍍敷效率極大地得到改善；(3)由鍍敷粘附力(％)及σ表示的鍍敷膜的均勻性可顯著改善；(4)氣坑缺陷部分(％)極大降低；(5)對于具有高縱橫比及小孔的印刷線路板可提供一種顯著有效的方法；(6)在較短時間內得到的產品比現有技術得到的產品更優秀。


圖1為顯示本發明的裝置的一個實施例的平面圖；圖2為顯示圖1的裝置的前視圖；圖3為顯示圖1的裝置的側視圖；圖4為圖3沿y-y線的截面圖；圖5為圖2沿x-x線的截面圖；圖6為振動棒部分的放大截面圖；圖7為顯示將振動葉片固定于振動棒上的方式的放大的部分截面圖；圖8為顯示橫向振動攪拌裝置的一個實施例的平面圖；圖9為圖8的截面圖；圖10為本發明的裝置的另一個實施例的平面圖；圖11為圖10裝置的前視圖；圖12為圖10裝置的側視圖；圖13顯示進行處理時，懸掛于陰極棒上的鍍敷目標。
圖1至3顯示本發明的一個例子，其中，(A)、(B)、(C)及(D)的裝置安裝于預處理槽或鍍敷槽中，其中，圖1為平面圖，圖2為前視圖，圖3為側視圖。帶有圖1至3中所示的振動馬達4的振動攪拌裝置示于圖4及圖5中，圖4及圖5顯示該裝置的截面圖。圖4為圖3沿y-y線的截面圖，圖5為圖2沿x-x線的截面圖。
在圖1至3中，(B)的充氣裝置包括安置于處理槽(預處理槽或鍍敷槽)1的底板處的兩個擴散管道12，以及一個壓縮空氣入口10，壓縮空氣通過入口供給擴散管道12。
在圖1至3中，(C)的搖動裝置配有搖動馬達3，搖動支架2，由搖動馬達3及懸掛元件5的運動帶動其搖動，元件5也作為陰極棒并通過陰極棒支撐13固定于搖動支架2上。待鍍敷的物體(下文指一個鍍敷目標)電及機械固定于陰極棒/懸掛元件5上。搖動緩慢，其幅度為10至100mm，優選為20至50mm，頻率為每分鐘10至30次。搖動支架2在圖1及圖2的右-及-左方向上搖動，這樣底部在附著于基座元件9上的引導元件8上運動，搖動馬達3附著于基座元件9上。
為了對搖動支架2施加振動，振動馬達14固定于搖動支架2的合適地方。振動馬達14的振動使搖動支架2振動，而搖動支架2的振動傳至鍍敷目標，如IC板等。帶有這些元件，振動應用裝置(D)形成。振動馬達14產生振動，通過變換器，使其頻率為10至60赫茲，優選為20至35赫茲，搖動支架2的振動幅度為0.5至1.0mm，頻率為每分鐘100至300次。
在圖1中，參照數6,7,11分別指的是陽極、陽極支架及加熱器。
用于處理槽的振動攪拌裝置(A)的一個實施例示于圖4及5中。但是，振動攪拌裝置不限于這個實施例。例如本申請的發明人所提出的日本發明專利申請公開No.平-6-304461、No.平-6-312124(對應美國專利No.5,375,926)、No.平-6-330395、No.平-8-173785、No.平-9-40482以及No.平-6-71544所公開的振動攪拌裝置也可使用。
在圖4及5中，借助于螺旋彈簧20使基本振動元件40加載于槽1中，振動馬達4固定于振動元件40上。在每個彈簧20的內部，下部支持桿22垂直安裝于處理槽1上，上部支持桿21垂直安裝于基本振動元件40上，并與下部支持桿22成一直線。下部支持桿22的頂端與上部支持桿21的底端相隔一定的距離。
圖6為振動棒16的放大截面圖，振動棒附著于基本振動元件40上。圍繞振動棒提供橡膠環形成的振動應力分散裝置19，定位于振動產生以裝置的基本振動元件40與振動棒16之間。參考標號46指的是墊圈，48、50、52及54分別指一個螺母。橡膠環19的長度設定為比振動棒16的直徑更長一些，通常為振動棒直徑的3至8倍，橡膠環的外徑設定為振動棒直徑的1.3至3.0倍，優選為1.5只2.5倍，從另一角度看，當振動棒16為直徑為10至16mm的圓棒時，橡膠環19的厚度優選設定為10至15mm，當振動棒16是直徑為20至25mm的圓棒時，橡膠環19的厚度優選設定為20至30mm，若不使用橡膠環，則振動應力集中在基本振動元件40與振動棒16之間的連接部分，這樣振動棒易于斷裂。不過，通過固定插入橡膠環可完全解決上述問題。
在圖4及5中，在每個振動棒16上，相鄰振動葉片17之間定位一個墊片30，這樣由一對振動葉片固定元件18所支持的每個葉片都以一定的間隔定位。
振動葉片17優選由金屬、彈性合成樹脂、橡膠等組成，其厚度可設定為至少通過振動馬達4的垂直振動使葉片的頂部顯示顫振現象(就象被并皺一樣)，從而振動施加于處理槽系統以便引起流動。作為金屬振動葉片板，可使用鈦、鋁、銅、鋼、不銹鋼、或其合金。作為合成樹脂，可使用聚碳酸酯、氯乙烯基樹脂、聚丙烯等。厚度不限于特定值，但是，為了傳輸振動能并改善振動效果，金屬振動葉片的厚度優選設定為0.2至2mm，塑料振動葉片的厚度優選設定為0.5至10mm。若厚度值太大，則影響振動攪拌效果。
振動葉片可以一級或多級安裝至振動棒。許多振動葉片可與處理液深度一致。若級數增加，則振動馬達上的負載極大地增加，振動幅度下降，振動馬達可能被加熱。
進一步地，所有振動葉片可垂直于振動棒或軸，但是，優選為傾斜5至30度，當垂直于振動軸的方向假定為0度，則葉片在(+)或(-)方向上優選為10至20度(參見圖4及7)。
從振動軸一側觀察，振動葉片固定元件18與振動葉片17為整體傾斜及/或彎曲。即使是彎曲，也優選傾斜5至30度，整體優選傾斜10至20度。
振動葉片17固定于振動棒16上，通過振動葉片固定元件18從上下兩側夾緊，以便形成振動葉片部分。特別地，在振動棒16上形成通孔以便通過螺紋將葉片17固定于振動棒上。但是，振動葉片17優選由振動葉片固定元件18輔助壓緊，這樣，振動葉片固定元件18從上下兩側夾緊，如圖7所示，然后，振動葉片固定元件18被螺母24固定，從而固定振動葉片17。
當振動葉片為傾斜和/或彎曲時，較低的一至二個振動葉片可以是向下傾斜和/或彎曲，而其它的振動葉片為向上傾斜和/或彎曲。具有這種構造，處理槽的底部攪拌可充分進行，并能避免底部出現阱狀凹坑。
當處理槽底部不需攪拌時，可去掉向下彎曲的振動葉片。這對于下面情形特別有效，即不期望的組分，如沉積物等，保留在底部并從底部去除，而槽中不會發生這些不期望組分的任何擴散。
振動攪拌裝置可設置于處理槽的一端，如圖10至12所示，此處，參考標號28、29及30分別為加熱器、用于充氣的空氣壓縮機及陰極支承。但是，它也可設置于處理槽的兩端，如圖1至3所示，以便應付大尺寸槽。進一步地，上圖所示的任何振動攪拌裝置都為這種類型，即振動葉片在垂直方向振動。但是，如上述日本專利申請公開No.平-6-304461所公開的振動方向也可為水平方向，而振動葉片17安置于處理槽1的底部，如圖8至9所示，此處，參考標號25為振動傳遞支架，其上安裝振動馬達4，參考標號27為支承彈簧。在此情況下，為平衡包括振動馬達27的左側重量與右側重量，優選安裝平衡器26，如圖9所示。
振動棒可用于直接與振動馬達相連。不過，上述日本專利申請公開No.平-6-304461及No.平-6-330395揭示振動馬達的振動通過振動支架25傳輸至振動棒16，如圖8至9所示。
進一步地，氟基聚合物薄膜23優選插入振動葉片17與振動葉片固定元件18之間，如圖7所示，其原因在于可極大地降低振動葉片的損壞率。氟基聚合物可以是聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯/全氟烴基乙烯醚共聚物(PFA)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯、乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯/氯三氟乙烯共聚物、丙烯/四氟乙烯共聚物等。特別地，氟基橡膠優選使用。
如圖13所示，在處理槽64中處理鍍敷目標62時，鍍敷目標62被目標固定件60夾緊。固定件60包括懸掛至陰極棒5上的一個吊鉤部分60a，握持鍍敷目標62上部的夾持部分60b以及產生夾持力的壓縮彈簧60c。通過擴散管道12可在處理槽64中產生氣泡。鍍敷目標62與固定件60一起從一個處理槽轉至另一個處理槽。
根據本發明的實施例及比較實施例將在下文描述，不過，本發明并不只限于下列實施例。
實例1如圖1至5所示，(A)振動攪拌裝置、(B)充氣裝置、(C)用于搖動陰極(陽極)棒或懸掛鍍敷目標的裝置、(D)通過安裝于處理槽1中的懸掛元件振動鍍敷目標的裝置，在下列條件下完成預處理及鍍敷處理
(1)鍍敷目標當厚度為0.5mm，面積為340×340mm，在涂銅玻纖增強環氧層板上形成的微孔直徑設定為下列四個值(a)0.5mm(b)0.2mm(c)0.1mm(d)0.05mm(2)處理槽的設置脫脂槽(O)→熱水洗槽→水洗槽→水洗槽→蝕刻槽→蝕刻槽→水洗槽→水洗槽→第一催化槽(O)→第二催化槽(O)→水洗槽→水洗槽→加速槽(O)→水洗槽→水洗槽→化學鍍銅槽(O)→化學鍍銅槽(O)→水洗槽→水洗槽→硫酸槽→硫酸銅鍍敷槽(O)→硫酸銅鍍敷槽(O)→水洗槽→水洗槽→干燥槽。
每個槽的處理時間設定為5分鐘，電流密度設定為2A/dm2。上述四種裝置(A)、(B)、(C)、(D)被安裝于貼有標簽(O)的槽中。
(3)振動攪拌裝置振動馬達250W×200V×三相振動葉片有效面積300×150mm，厚度為0.6mm(使用六個振動葉片)，α=15度(所有葉片向上傾斜)振動葉片的幅度1.5mm振動馬達的頻率40赫茲(由換流器調節)(4)充氣裝置采用兩個陶瓷擴散管道(外徑為75mm，內徑為50mm，長度為500mm，孔徑為200微米)。管道的孔積率設定為40％，每根管道的空氣量為大約每分鐘40升。
(5)搖動裝置由齒輪馬達或圓柱馬達施加幅度為每分鐘40mm的前后搖動20次。
(6)在搖動裝置上配置的振動裝置振動馬達14(40W)固定于搖動支架2的適宜位置，通過變換器使振動馬達14搖動，其頻率為30赫茲，幅度為0.8mm。
(7)脫脂槽(槽內尺寸為450(寬度)×350(長度)×650m(高度))碳酸鈉40g/升磷酸鈉20g/升氫氧化鈉5g/升表面活性劑1g/升槽溫及時間60℃,5分鐘(8)蝕刻槽(槽內尺寸為450×180×650mm)硫酸(s.g.1.84)500ml/升磷酸(s.g.1.74)100ml/升鉻酸30g/升槽溫及時間60℃,5分鐘(9)第一催化槽(槽內尺寸為450×200×650mm)二氯化錫10g/升濃鹽酸40ml/升槽溫及時間室溫，5分鐘(10)第二催化槽(槽內尺寸為450×350×650mm)氯化鈀0.1g/升鹽酸1ml/升槽溫及時間室溫，5分鐘(11)加速槽(槽內尺寸為450×180×650mm)硫酸75ml/升槽溫及時間50℃,5分鐘(12)硫酸銅化學鍍槽(槽內尺寸為450×350×650mm)硫酸銅(CuSO4/5H2O):10g/升羅謝爾鹽(KNaC4H4O6/4H2O):35g/升氫氧化鈉8g/升福爾馬林20g/升穩定劑少量pH:12.5-13槽溫及時間40℃,10分鐘(13)硫酸銅鍍敷槽(槽內尺寸為450×450×650mm)硫酸銅(CuSO4/5H2O):75g/升硫酸190g/升電導供應劑50mg/升光亮劑5ml/升槽溫及時間40℃,10分鐘在上述條件下進行預處理及鍍敷處理，結果如表1所示。
對比例1只安裝充氣裝置(B)及搖動裝置(C)，鍍敷目標及鍍敷預處理都與例1相同，其結果如表1所示。
對比例2只安裝充氣裝置(B)、搖動裝置(C)及振動裝置(D)，鍍敷目標及鍍敷預處理都與例1相同，其結果如表1所示。
對比例3只安裝振動攪拌裝置(A)、充氣裝置(B)及搖動裝置(C)，鍍敷目標及鍍敷預處理都與例1相同，其結果如表1所示。
表1PP…使用的裝置QQ…微孔尺寸(mm)RR…最大電流密度[*1](A/dm2)XX…通孔的鍍敷粘附度[*2](％)YY…標準偏差σ[*4]ZZ…氣坑缺陷部分[*5](％)
PP QQ RR XXYY ZZ對比例1(B)(C) 0.53 424.5--0.23 404.5200.13 144.5300.05 3 ×[*3]4.5--對比例2(B)(C)(D)0.53.5 524.0--0.23.5 384.0100.13.5 204.0200.05 3.5 × 4.0--對比例3(A)(B)(C)0.54.0 603.5--0.24.0 533.550.14.0 423.5100.05 4.0 183.5--例1(A)(B)(C)(D) 0.512.0951.2--0.212.0921.200.112.0901.200.05 12.0861.2--[*1]最大電流密度定義為電流密度逐漸增加時不出現燃燒沉積物的最大電流密度值。[(在相對厚度方向中心部位通孔的平均鍍敷厚度)/(鍍敷目標平坦表面上的平均鍍敷厚度)]×100[*3]×表示在通孔中不進行鍍敷。σ代表鍍敷厚度擴散的標準偏差。氣坑缺陷部分(％)的測定是基于檢測因氣體等粘附而致的缺陷的方法，采用放大鏡進行目測并用X-光檢測，將其施加于已通過鍍敷電導測試的待測件。
實例2
裝置(A)、(B)、(C)及(D)按與例1相同的方式設置，但是，當處理槽排列變成如下方式時，進行鍍鎳。在任何情況下，電流密度都設定為2A/dm2。
(1)處理槽的設置脫脂/溶脹槽(O)→水洗槽→蝕刻槽(O)→水洗槽→中和槽→水洗槽→催化槽→水洗槽→加速槽→水洗槽→化學鍍鎳槽(O)→水洗槽→活化槽→水洗槽→觸擊鍍敷槽→水洗槽→硫酸銅鍍敷槽→水洗槽→鍍鎳槽→水洗槽。
上述四種裝置(A)、(B)、(C)、(D)被安裝于貼有標簽(O)的槽中。
(2)脫脂/溶脹槽碳酸鈉90g/升磷酸鈉20g/升氫氧化鈉5g/升表面活性劑1g/升水溶性溶劑80g/升槽溫及時間80℃,5分鐘(3)蝕刻槽鉻酸400g/升硫酸400g/升槽溫及時間65℃,5分鐘(4)中和槽鹽酸50ml/升(5)催化槽氯化鈀0.2g/升二氯化錫20g/升濃鹽酸200ml/升槽溫及時間室溫，5分鐘(6)加速槽硫酸100ml/升槽溫及時間50℃,5分鐘(7)化學鍍鎳槽硫酸鎳30g/升次磷酸鈉20g/升檸檬酸銨50g/升槽溫及時間40℃,10分鐘(8)活化槽硫酸50g/升槽溫及時間室溫，1分鐘(9)觸擊鍍敷槽硫酸鎳200g/升氯化鎳40g/升硼酸40g/升槽溫及時間50℃,5分鐘(10)硫酸銅鍍敷槽硫酸銅(CuSO4/5H2O):75g/升硫酸190g/升電導供應劑50g/升槽溫及時間40℃,10分鐘(11)鍍鎳槽硫酸鎳200g/升氯化鎳40g/升硼酸30g/升光亮劑少量槽溫及時間50℃,10分鐘對比例4只安裝充氣裝置(B)及搖動裝置(C)，鍍敷目標及鍍敷處理都與例2相同，其結果如表2所示。
對比例5只安裝充氣裝置(B)、搖動裝置(C)及振動裝置(D)，鍍敷目標及鍍敷處理都與例2相同，其結果如表2所示。
對比例6只安裝振動攪拌裝置(A)、充氣裝置(B)及搖動裝置(C)，鍍敷目標及鍍敷處理都與例2相同，其結果如表2所示，其中參考符號PP、QQ、RR、XX、YY及*3的意義同表1。
表2PP QQ RR XXYY對比例4(B)(C) 0.53.5 454.70.23.5 404.70.13.5 254.70.05 3.5 ×[*3]4.7對比例5(B)(C)(D)0.54.0 554.50.24.0 404.50.14.0 304.50.05 4.0 × 4.5對比例6(A)(B)(C)0.56654.00.26554.00.16454.00.05 6354.0例2(A)(B)(C)(D) 0.514 981.50.214 901.50.114 881.50.05 14 841.5實例3重復實例1的過程，除印刷線路板厚度設定為0.8mm，通孔的直徑為0.1mm。在此情形下，厚度設定為實例1的1.6倍，(厚度/直徑)=0.8/0.1=8，即縱橫比為8，這是一個相當高的數值。結果如表3所示，其中符號PP、QQ及XX含義同表1。
對比例7在與例3相同的印刷線路板上重復對比例1的處理過程，除縱橫比設定為8之外。結果如表3所示。
對比例8在與例3相同的印刷線路板上重復對比例2的處理過程，除縱橫比設定為8之外。結果如表3所示。
對比例9在與例3相同的印刷線路板上重復對比例3的處理過程，除縱橫比設定為8之外。結果如表3所示。
表3TT…板厚(mm)VV…縱橫比PP TT QQVV XX對比例7(B)(C) 0.80.18 20對比例8(B)(C)(D)0.80.18 30對比例9(A)(B)(C)0.80.18 45例3(A)(B)(C)(D) 0.80.18 86對表1至3的全部數據進行估算，發現與僅使用裝置B、C結果相比較，裝置B、C及D或A、B及C的結合使用可在一定程度上改善通孔中的鍍敷的粘附以及鍍敷厚度擴散標準偏差。
但是，根據本發明四種裝置A、B、C及D的結合使用，通孔中的鍍敷的粘附以及標準偏差及氣坑缺陷都能得到顯著改善，通過比較對比例2,3及例1、比較對比例5,6及例2、比較對比例8,9及例3，這種效果更為明顯。
實例4使用圖10至12中所示裝置。
-鍍敷目標厚度為8mm，尺寸為A4大小的玻璃增強環氧層板，每塊板都鍍銅并帶有孔徑為0.05mm的微孔，彼此平行懸掛，然后進行鍍敷。
使用與例1相同的振動攪拌裝置。
充氣裝置使用兩個擴散管道，其外徑為75mm，內徑為50mm，孔徑為200微米，孔積率為40％。
搖動裝置的搖動頻率為每分鐘20次，幅度為30mm。
1．脫脂/溶脹槽(使用Emplate MLB-496(商品名)，包含有乙基溶纖劑及堿性組分形成的水溶性溶劑)槽內尺寸為180×750×500mm(寬×長×高)處理條件操作四臺裝置(A)、(B)、(C)及(D)并于60℃下處理5分鐘。
2．水洗步驟處理條件操作裝置(B)以便完成室溫下水洗5分鐘。
3．蝕刻步驟(使用Emplate MLB-497(商品名)，包含高錳酸鉀)槽內尺寸為180×750×500處理條件操作四臺裝置(A)、(B)、(C)及(D)并于70℃下處理5到10分鐘。
4．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
5．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
6．還原步驟(使用含有H2SO4的Emplate MLB-791(商品名))槽內尺寸為180×750×500處理條件操作四臺裝置(A)、(B)、(C)及(D)并于60℃下處理5分鐘。
7．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
8．調節步驟(含有表面活性劑的Melplate PC-321(商品名))槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于60℃下處理5分鐘。
9．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
10．微蝕步驟(使用含有過硫酸鹽的MelplateAD-331(商品名))槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于65℃下處理5分鐘。
11．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
12．稀硫酸酸洗步驟(10％H2SO4)槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
13．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘14．預浸漬步驟(使用含有氯酸鹽的Emplate PC-236(商品名))槽內尺寸為180×450×500
處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
15．活化步驟(使用含有錫離子和鈀離子的膠體狀溶液Emplate活化劑444(商品名))槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
16．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
17．加速步驟(使用含有表面活性劑的Melplate PA-360(商品名))槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
18．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘19．化學鍍鍍銅步驟(使用與例1一致的Melplate Cu-390(商品名))槽內尺寸為180×750×500處理條件操作四臺裝置(A)、(B)、(C)及(D)并于室溫下處理20分鐘。
20．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
21．稀硫酸酸洗步驟(10％H2SO4)槽內尺寸為180×450×500處理條件于室溫下處理1分鐘。
22．電鍍步驟(與例1組成一致的銅鍍敷槽)槽內尺寸為180×750×500處理條件操作四臺裝置(A)、(B)、(C)及(D)并于30℃下處理20分鐘。
23．水洗步驟槽內尺寸為180×450×500處理條件操作裝置(B)并于室溫下處理5分鐘。
對應于裝置(A),1、3、6、19及22號槽尺寸設計更大一些。
-估算最大電流密度 12.0A/dm2通孔的鍍敷粘附大于90％σ1.2氣坑缺陷部分 0％
權利要求
1．連續處理鍍敷目標的一種鍍敷方法，從預處理步驟到鍍敷處理，其特征在于下列(a)至(d)的所有步驟都同時在一個清洗槽中完成，并且在至少從預處理步驟到鍍敷處理的化學鍍槽及電鍍槽的一個中完成(a)振動攪拌處理槽步驟，(b)在處理槽中完成充氣的步驟，(c)搖動鍍敷目標的步驟，(d)對鍍敷目標施加振動的步驟。
2．根據權利要求1所述的鍍敷方法，其特征在于通過振動一個振動葉片來達到振動攪拌處理槽的目的，葉片的振動幅度為0.5至3.0mm，振動頻率為每分鐘200至800次。
3．根據權利要求1所述的鍍敷方法，其特征在于通過孔徑為200至400μm擴散裝置產生的氣泡完成充氣過程。
4．根據權利要求1所述的鍍敷方法，其特征在于鍍敷目標的搖動幅度為10至100mm，搖動頻率為每分鐘10至30次。
5．根據權利要求1所述的鍍敷方法，其特征在于鍍敷目標的振動幅度為0.5至1.0mm，振動頻率為每分鐘100至300次。
6．根據權利要求1所述的鍍敷方法，其特征在于通過振動一個振動葉片來達到振動攪拌處理槽的目的，葉片的振動幅度為0.5至3.0mm，振動頻率為每分鐘200至800次；通過孔徑為200至400μm擴散裝置產生的氣泡完成充氣過程；鍍敷目標的搖動幅度為10至100mm，搖動頻率為每分鐘10至30次；鍍敷目標的振動幅度為0.5至1.0mm，振動頻率為每分鐘100至300次。
7．根據權利要求1所述的鍍敷方法，其特征在于鍍敷目標的每個孔的開口尺寸小于0.1mm。
8．根據權利要求1所述的鍍敷方法，其特征在于鍍敷目標為層狀板，其表面由塑料制成。
9．連續處理鍍敷目標的一種鍍敷方法，從預處理步驟到鍍敷處理，其特征在于(A)振動攪拌處理槽的裝置，(B)在處理槽中完成充氣的裝置，(C)搖動一個懸掛鍍敷目標的電極棒的裝置，(D)通過電極棒對鍍敷目標施加振動的裝置，使用振動馬達使振動幅度為0.5至1.0mm，該馬達的頻率被變換器調至10至60赫茲，所有裝置都在用于預處理步驟及鍍敷步驟的一個清洗槽及至少一個化學鍍槽和電鍍槽之一中完成。
10．根據權利要求9所述的鍍敷方法，其特征在于振動攪拌裝置(A)包括含有一個振動馬達的振動產生裝置，振動幅度為0.5至3.0mm、振動頻率為每分鐘200至800次的振動攪拌裝置，一個振動葉片一級或多級固定于振動棒上，該振動棒與振動產生裝置聯鎖以便在處理槽中振動，變換器用于控制振動攪拌裝置(A)的振動馬達以便產生頻率范圍為10至500赫茲的任何頻率的振動，以及在振動產生裝置和振動攪拌裝置的連接部分的振動應力分散裝置；而充氣裝置(B)包括陶瓷擴散管道，每個管道的孔徑尺寸設定為200至400微米，孔積率設定為30至40％；搖動裝置(C)通過電極棒在鍍敷目標上產生搖動幅度為10至100mm、搖動頻率為每分鐘10至30次的搖動；裝置(D)振動以便對鍍敷目標施加頻率為每分鐘100至300次的振動。
11．根據權利要求9所述的鍍敷方法，其特征在于鍍敷目標的每個孔的開口尺寸小于0.1mm。
12．根據權利要求9所述的鍍敷方法，其特征在于鍍敷目標為層狀板，其表面由塑料制成。
13．根據權利要求9所述的鍍敷方法，其特征在于處理槽包括至少一個清洗槽、一個第一水洗槽、一個催化槽、一第二催化槽、一個化學鍍槽、一個第三水洗槽、一個電鍍槽、及一個第四水洗槽，其排列順序為從預處理步驟至鍍敷步驟，每隔固定的時間將鍍敷目標在不同槽之間移動。
14．根據權利要求10所述的鍍敷方法，其特征在于裝置(D)上振動馬達的頻率與振動攪拌裝置(A)上振動馬達的頻率之比設定為50-65％。
15．根據權利要求10所述的鍍敷方法，其特征在于借助于氟基聚合物膜，通過振動葉片固定元件以夾心方式固定振動攪拌裝置的振動葉片。
16．至少使用于鍍敷過程中的鍍敷步驟及預處理步驟之一的裝置包括(A)用于處理槽的振動攪拌裝置；(B)用于處理槽的充氣裝置；(C)用于搖動懸掛鍍敷目標的電極棒的裝置；(D)對電極棒施加振動裝置。
17．根據權利要求16所述的裝置，其特征在于振動攪拌裝置(A)包括含有一個振動馬達的振動產生裝置，振動幅度為0.5至3.0mm、振動頻率為每分鐘200至800次的振動攪拌設備，一個振動葉片一級或多級固定于振動棒上，該振動棒與振動產生裝置聯鎖以便在處理槽中振動，變換器用于控制振動攪拌裝置(A)的振動馬達以便產生頻率范圍為10至500赫茲的任何頻率的振動，以及在振動產生裝置和振動攪拌裝置的連接部分的振動應力分散裝置；而充氣裝置(B)包括陶瓷擴散管道，每個管道的孔徑尺寸設定為200至400微米，孔積率設定為30至40％；搖動裝置(C)通過電極棒在鍍敷目標上產生搖動幅度為10至100mm、搖動頻率為每分鐘10至30次的搖動；裝置(D)振動以便通過使用振動馬達對鍍敷目標施加頻率為每分鐘100至300次的振動，用變換器將振動馬達的頻率調節為10到60赫茲。
18．根據權利要求16所述的裝置，其特征在于裝置(D)帶有一個連接于搖動裝置(C)的振動馬達，借助于電極棒將振動馬達的振動傳至鍍敷目標。
19．根據權利要求書16所述的裝置，其特征在于借助于氟基聚合物膜，通過振動葉片固定元件以夾心方式固定振動攪拌裝置(A)的振動葉片。
全文摘要
連續處理鍍敷目標的一種鍍敷方法,從預處理步驟到鍍敷處理,(A)用于處理槽的充氣裝置;(B)用于處理槽的振動攪拌裝置;(C)用于搖動懸掛鍍敷目標的電極棒的裝置;(D)對電極棒施加振動的裝置。所有步驟都在一個清洗槽中完成,并且在至少從預處理步驟到鍍敷處理的化學鍍槽及電鍍槽之一中完成。
文檔編號C25D5/00GK1215096SQ9810848
公開日1999年4月28日 申請日期1998年5月14日 優先權日1997年10月21日
發明者大政龍晉 申請人:日本科技股份有限公司