专利名称：印刷电路板的铜锡置换方法
技术领域：
本发明有关一种印刷电路板的铜锡置换方法。
背景技术：
一般印刷电路板(PCB)上的铜在焊接前，通常要先镀上一层锡铅合金，以利于焊接作业的进行。由于环保组织已经明确要求铅应禁止使用，因此目前都以纯锡来代替锡铅合金的使用，并使用一种含有化学锡(Sn+2)的药液来作浸泡所述印刷电路板，而有部分的铜即被置换成锡。普通用直立放置的印刷电路板浸泡在药液中而左右摇动，如要在0.1mm～0.3mm的大孔上镀一层20毫英时(micro-inch，即″密耳″)厚的锡层，就大约需要11～12分钟。至于要在0.06mm～0.08mm的小孔上镀上13密耳(mil)厚的锡层，也需长达12～16分钟左右。
即使改用水平放置的印刷电路板浸泡在药液中由左往右移动，所需的时间仍与所述直立放置者相接近，并无法有效缩短镀上锡层所需的时间。且大、小孔在镀锡时可利用装设在印刷电路板上方及下方的水刀，使药液从所述水刀内快速流出，来冲刷所述印刷电路板，并同时达到搅拌所述药液的效果，虽可加速所述化学锡药液的置换铜的过程，但其所需的时间仍不下11分钟之久。且一般在印刷电路板上覆盖的绝缘层在药液中浸泡超过6分钟即开始剥落，所以在镀好所要的锡层后，难免又得重新覆盖一层新的绝缘层，这样的镀锡方式实在很不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种印刷电路板的铜锡置换方法，不需通过摇动印刷电路板来进行铜锡置换而使铜锡置换过程更加方便同时使得铜锡置换过程所耗费的时间可大幅缩短。
根据本发明一方面的印刷电路板的铜锡置换方法，其特点是包括以下步骤(a)提供一印刷电路板，它具有数个铜接点；(b)提供一第一槽体，它装设有数根水刀，并有一化学锡药液自所述水刀内流出，而形成一水刀式水幕，且所述印刷电路板被放置于所述第一槽体中；(c)装设数根排水管，它们位于所述第一槽体下方，用以排出所述药液；(d)提供一第二槽体，用以从所述排水管接纳所述药液；以及(e)提供一第一泵，它用以将所述化学锡药液由所述第二槽体抽送至所述第一槽体，且于所述第一槽体内形成一液位差，并从所述水刀流出至所述印刷电路板上，以使所述铜接点得以被置换成一锡接点。
较佳者，所述方法中的铜接点为一铜孔或铜衬垫(pad)，而所述数根排水管于排出所述药液同时，即于所述第一槽体的二侧形成一侧边液位，且与所述水刀的一中央液位形成所述液位差，而所述液位差为一40～50mm的差值。
较佳者，所述方法中的化学锡药液含有一种二价锡(Sn+2)药液，且所述铜孔为一0.06mm～0.08mm的小孔或0.1mm～0.3mm的大孔。
所述方法还可以包括提供一第三槽体，它具有一最初药液，所述方法还包括提供一第二泵，用以将最初药液由所述第三槽体抽至所述第二槽体，而成为所述化学锡药液。
所述方法中的第一槽体上可以装设有数个玻璃盖，以利于所述第一槽体进行闭合，且所述第一泵可促使所述药液于所述第一槽体内循环，而维持所述药液的一±0.5℃的温差。
较佳者，所述方法还包括提供一过滤装置，用以过滤掉一氧化锡(Sn+4)。
较佳者，所述方法中的第一槽体尺寸的长、宽及高为6270mm×1160mm×280mm。
所述方法中的第二槽体尺寸的长、宽及高为5726mm×450mm×380mm。
所述方法中的第三槽体尺寸的长、宽及高为3000mm×830mm×430mm。
根据本发明另一方面的印刷电路板的铜锡置换方法，其特点是包括以下步骤(a)提供一印刷电路板，它具有数个铜孔；(b)提供一第一槽体，其内部具有一化学锡药液，并有一中央液位形成，且所述印刷电路板被放置于所述第一槽体中；(c)装设数根排水管，它们位于所述第一槽体下方，用以排出所述药液；(d)提供一第二槽体，用以从所述排水管接纳所述药液；以及(e)提供一第一泵，用以将所述化学锡药液由所述第二槽体抽送至所述第一槽体，且于所述第一槽体内形成一液位差，并从所述水刀流出至所述印刷电路板上，以使所述铜接点得以被置换成一锡接点。
较佳者，上述方法中的第一槽体还装设有数根水刀，并有一化学锡药液自所述水刀内流出，且所述中央液位即为一最高液位，而所述药液从所述水刀内流出至所述印刷电路板上。
本发明利用第一槽体内形成的一液位差，以利于化学锡药液对所述印刷电路板进行一铜锡置换的动作；由于运用第一泵的不断地抽送药液来补充实现循环，可以加快电路板上的铜锡置换的速率；由于形成第一槽体内的一液位差，而能大幅缩短印刷电路板铜锡置换所需的时间。
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。
图1是本发明的印刷电路板的铜锡置换方法的较佳实施例的俯视示意图；图2是本发明所要进行铜锡置换的印刷电路板的平面示意图；图3是图1的三个槽体的右侧视示意图；以及图4是图1中的第一槽体的前视示意图。
具体实施例方式
请参阅图1至图3，图中示出本发明的一种印刷电路板的铜锡置换方法，其特点是包括以下步骤(a)提供如图2所示的一印刷电路板20，它具有数个铜接点21，(b)提供一第一槽体10，它装设有数根水刀30，并有一化学锡药液自水刀30内流出，而形成一水刀式水幕，且印刷电路板20被放置于第一槽体10中，(c)装设数根排水管11，它们位于第一槽体10下方，用以排出所述药液，(d)提供一第二槽体12，它为一种副槽，用以从排水管11接纳所述药液，以及(e)提供数个第一泵13，用以将所述化学锡药液由第二槽体12抽送至第一槽体10，且于第一槽体10内形成如图3所示的一液位差Δ，并从水刀30流出至印刷电路板20上，以使铜接点21得以被置换成一锡接点22。
本方法经实验结果证明，对于13密耳的小孔所需的置换时间可大幅缩短到四分钟即可，而对于20密耳的大孔也不超过五分半钟，故铜锡置换所需的时间可缩减一半以上。且铜接点21为一铜孔或铜衬垫(pad)，其中的数根排水管11于排出所述药液同时，即如图3所示于第一槽体10的二侧32，33形成一侧边液位34，35，且与水刀(即上水刀)30的一中央液位31(高出上水刀30的底部有1.5cm的差距)形成液位差Δ，而此液位差Δ是经过发明人不断的尝试以及一番精密的流量计算获得动态平衡的一40～50mm的差值。又所述化学锡药液可以为含有一种二价锡(Sn+2)药液，且铜孔21为一0.06mm～0.08mm的小孔或0.1mm～0.3mm的大孔。
本方法还包括提供一第三槽体14，它具有一最初药液，此方法还包括提供一第二泵15，用以将所述最初药液由第三槽体14抽至第二槽体12，而成为所述化学锡药液。且如图4所示，第一槽体10上可以装设有数个玻璃盖40，以利于第一槽体10实现闭合，且第一泵13可促使所述药液于所述第一槽体10内循环，而维持所述药液的一±0.5℃的温差。所述方法还包括提供图3所示的一过滤装置36，它用以过滤掉一氧化锡(Sn+4)。且第一槽体10尺寸的长、宽及高可为6270mm×1160mm×280mm，第二槽体12尺寸的长、宽及高为5726mm×450mm×380mm，且第三槽体14尺寸的长、宽及高为3000mm×830mm×430mm。
又按照一主要技术的观点来看，本发明的一种印刷电路板的铜锡置换方法，其步骤包括(a)提供一印刷电路板20，它具有数个铜孔21，(b)提供一第一槽体10，其内部具有一化学锡药液，并有一中央液位31形成，且印刷电路板20被放置于第一槽体10中，(c)装设数根排水管11，它们位于第一槽体10下方，用以排出所述药液，(d)提供一第二槽体12，用以承接所述化学锡药液，以及(e)提供一第一泵13，它用以将所述化学锡药液由第二槽体12抽送至第一槽体10，且于第一槽体10内形成一液位差Δ，并从水刀30流出至印刷电路板20上，以使铜接点21得以被置换成一锡接点22。此时的方法中第一槽体10还可以装设有数根水刀30，这样即可较不用水刀30时多增加出6密耳的锡层厚度，并有一化学锡药液自水刀30内流出，且所述中央液位31即为一最高液位，而所述药液从水刀30内流出至印刷电路板20上。
所以本发明的主要作用为a)增加铜与Sn+2的反应速率，避免破坏绝缘层(因为能大幅减少浸泡时间)；b)减少Sn+2溶液所消耗数量；c)通过水刀30的水幕与板面接触，可达到双面厚度及孔内厚度一样；d)可避免药液(的液面)波动过大，减少与空气接触产生4价锡(Sn+4)的机会，以免减少药液寿命(本发明可达到增长药液寿命三倍的功效)；e)可通过如图3所示的特殊过滤装置36，将药液中的氧化锡(即Sn+4)加以过滤掉，避免药液与板面接触时产生氧化合金层，其影响印刷电路板20的保存期限及焊锡性；以及f)本发明通过整台机器(包括第一及第二槽体10，12等)精密的组装(连差一公分都不可以的型式)及流量计算，使槽液的液温可保持一致。
综上所述，本发明确通过第一槽体内的一液位差的维持，而获得一种可以加速印刷电路板的铜锡置换的制程，以达到不需长时间浸泡及摇动的便利性。并且所运用的第一泵的持续抽送药液来补充以不断地循环，能促成一有效液位差的动态平衡，足以大幅缩短印刷电路板铜锡置换所需的时间，而极适合产业上的利用。
权利要求
1.一种印刷电路板的铜锡置换方法，其特征在于包括以下步骤(a)提供一印刷电路板，它具有数个铜接点；(b)提供一第一槽体，它装设有数根水刀，并有一化学锡药液自所述水刀内流出，而形成一水刀式水幕，且所述印刷电路板被放置于所述第一槽体中；(c)装设数根排水管，它们位于所述第一槽体下方，用以排出所述药液；(d)提供一第二槽体，用以从所述排水管接纳所述药液；以及(e)提供一第一泵，它用以将所述化学锡药液由所述第二槽体抽送至所述第一槽体，且于所述第一槽体内形成一液位差，并从所述水刀流出至所述印刷电路板上，以使所述铜接点得以被置换成一锡接点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铜接点为一铜孔或铜衬垫，而所述数根排水管于排出所述药液同时，即于所述第一槽体的二侧形成一侧边液位，且与所述水刀的一中央液位形成所述液位差，而所述液位差为一40～50mm的差值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述化学锡药液含有一种二价锡(Sn+2)药液，且所述铜孔为一0.06mm～0.08mm的小孔或0.1mm～0.3mm的大孔。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括提供一第三槽体，它具有一最初药液，所述方法还包括提供一第二泵，用以将所述最初药液由所述第三槽体抽至所述第二槽体，而成为所述化学锡药液。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一槽体上装设有数个玻璃盖，以利于所述第一槽体实现闭合效果，且所述第一泵可促使所述药液于所述第一槽体内循环，而维持所述药液的一±0.5℃的温差。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括提供一过滤装置，用以过滤掉一氧化锡(Sn+4)。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一槽体尺寸的长、宽及高为6270mm×1160mm×280mm。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二槽体的长、宽及高为5726mm×450mm×380mm。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三槽体的长、宽及高为3000mm×830mm×430mm。
10.一种印刷电路板的铜锡置换方法，其特征在于包括以下步骤(a)提供一印刷电路板，它具有数个铜孔；(b)提供一第一槽体，其内部具有一化学锡药液，并有一中央液位形成，且所述印刷电路板被放置于所述第一槽体中；(c)装设数根排水管，它们位于所述第一槽体下方，用以排出所述药液；(d)提供一第二槽体，用以从所述排水管接纳所述药液；以及(e)提供一第一泵，用以将所述化学锡药液由所述第二槽体抽送至所述第一槽体，且于所述第一槽体内形成一液位差，并从所述水刀流出至所述印刷电路板上，以使所述铜接点得以被置换成一锡接点。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一槽体还装设有数根水刀，并有一化学锡药液自所述水刀内流出，且所述中央液位为一最高液位，而所述药液是从所述水刀内流出至所述印刷电路板上。
全文摘要
本发明为一种印刷电路板的铜锡置换方法，其步骤包括(a)提供一印刷电路板，它具有数个铜接点，(b)提供一第一槽体，它装设有数根水刀，并有一化学锡药液自水刀内流出，而形成一水刀式水幕，且印刷电路板被放置于第一槽体中，(c)装设数根排水管，它们位于第一槽体下方，用以排出药液，(d)提供一第二槽体，用以从排水管接纳药液，以及(e)提供一第一泵，它用以将化学锡药液由第二槽体抽送至第一槽体，且于第一槽体内形成一液位差，并从水刀流出至印刷电路板上，以使铜接点得以被置换成一锡接点。本发明有利于化学锡药液对印刷电路板进行铜锡置换并可以加快其置换的速率，以及大幅缩短其铜锡置换所需的时间。
文档编号B23K1/20GK1420717SQ01139459
公开日2003年5月28日 申请日期2001年11月21日 优先权日2001年11月21日
发明者李珵谊 申请人:李珵谊