CN103789818A - 用于控制电镀的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种用于控制电镀的系统和方法，该方法包括：通过电流传感器测量在电镀时施加至被电镀的对象的电流；通过测量系统接收与在电镀时施加至被电镀的对象的电流对应的电流数据以执行必要的处理，并且将处理后的电流数据传输至HMI；通过HMI接收来自于测量系统的电流数据以执行必要的处理，并且将处理后的数据传输至PLC；通过PLC接收来自于HMI的数据并且将该数据存储在存储器中，然后比较和计算存储的电流测量值和整流器的设定电流值以控制整流器的输出；以及通过整流器根据PLC控制来控制提供给电镀槽的电流。

Description

用于控制电镀的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年10月31日提交的题为“System and Method forControlling Electroplating”的韩国专利申请第10-2012-0122150号的优先权，其全部内容通过引用结合于本申请中。
技术领域
本发明涉及一种用于控制电镀的系统和方法，更具体地，涉及一种能够使待电镀产品具有均匀厚度的用于控制电镀的系统和方法。
背景技术
目前，国内和国际印刷电路板工业的市场趋势日益变化。PCB工业的类型改变集中在高集成、柔性以及绿色环保上，诸如减少例如铅（Pb）等的环境材料。在PCB工业的这些改变的特性中，PCB很多层并且是高度集成的，并且因此，基板的各层在从一个表面或者两个表面或者多层上变得更厚。在PCB制造方法中存在多个基本技术，但是用于形成高集成电路的电镀技术成为主要的基本技术。目前，用于连接各层和形成电路的电镀技术是PCB制造中的通用技术。
具体地，在电镀中，由于诸如电流强度、电流变化、机械设计、化学反应等许多因素而产生电镀厚度的偏差，这会在后续工艺、电路工艺中引起诸如蚀刻不足、过蚀等若干缺陷。因此，已进行了用于获得均匀电镀厚度的各种尝试。
[现有技术文献]
[专利文献]
（专利文献1）韩国专利公开第10-2002-0091911号
（专利文献1）韩国专利公开第10-2001-0107788号
发明内容
本发明的一个目的是提供了一种能够通过测量在电镀时施加至产品的电流强度，然后基于所测量的电流强度控制提供给电解铜（电镀槽）的电流以使待电镀产品（PCB）具有均匀厚度的用于控制电镀的系统和方法。
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种用于控制电镀的系统，该系统包括：电镀槽，用于在该电镀槽中对待电镀对象执行电镀，该电镀槽具有安装在电镀槽本体的一侧的电流传感器，该电流传感器测量在电镀时施加至待电镀对象的电流；测量系统，从电解槽接收与通过电流传感器测量的在电镀时施加至待电镀对象的电流对应的电流数据以执行必要的处理，并且将已处理的电流数据传输至后续装置；人机接口（HMI），从测量系统接收在电镀时施加至待电镀对象的电流数据以执行必要的处理，并且将已处理的数据传输至后续装置；可编程逻辑控制器（PLC），接收来自HMI的数据并且将该数据存储在存储器中，并且比较和计算存储的电流测量值与整流器的设定电流值以控制整流器的输出；以及整流器，根据PLC的控制，控制提供给电镀槽的电流。
电镀槽和测量系统可以被配置为通过无线通信在其间执行数据发送和接收。
该无线通信可以是Zigbee。
测量系统和HMI可以被配置为通过用于过程控制的OLE（OPC）通信在其间执行数据发送和接收。
此处，对于在测量系统和HMI之间的用于过程控制的OLE（OPC）通信，测量系统可以被定义为OPC客户端以及HMI可以被定义为OPC服务器。
此处，对于在测量系统和HMI之间的用于过程控制的OLE（OPC）通信，可以设定OPC分布式组件对象模型（DCOM）。
该OPC DCOM可包括安全性配置、访问许可设定、防火墙设定、密码设定、以及OPC端口附加设定。
HMI和PLC可被配置为通过以太网通信在其间执行数据发送和接收。
根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种用于通过包括电镀槽、测量系统、人机接口（HMI）、可编程逻辑控制器（PLC）和整流器的用于控制电镀的系统来控制电镀的方法，该方法包括：a）通过安装在电镀槽上的电流传感器测量在电镀时施加至待电镀对象的电流；b）通过测量系统接收与通过电流传感器测量的在电镀时施加至待电镀对象的电流对应的电流数据以执行必要的处理，并且将处理后的电流数据传输至HMI；c）通过HMI接收来自测量系统的在电镀时施加至待电镀对象的电流数据以执行必要的处理，并且将处理后的数据传输至PLC；d）通过PLC接收来自HMI的数据并且将该数据存储在存储器中，然后，比较和计算存储的电流测量值与整流器的设定电流值，以控制整流器的输出；以及e）通过整流器根据PLC的控制控制提供给电镀槽的电流。
电镀槽和测量系统可以被配置为通过无线通信在其间执行数据发送和接收。
无线通信可以是Zigbee。
测量系统和HMI可以被配置为通过用于过程控制的OLE（OPC）通信在其间执行数据发送和接收。
此处，对于在测量系统和HMI之间的用于过程控制的OLE（OPC）通信，测量系统可以被定义为OPC客户端，以及HMI可以被定义为OPC服务器。
此处，对于在测量系统与HMI之间的用于过程控制的OLE（OPC）通信，可以设定OPC分布式组件对象模型（DCOM）。
该OPC DCOM可包括安全性配置、访问许可设定、防火墙设定、密码设定以及OPC端口附加设定。
HMI和PLC可以被配置为通过以太网通信在其间执行数据发送和接收。
附图说明
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于控制电镀的系统的构造的示意图；并且
图2是示出了根据本发明的用于控制电镀的方法的流程图。
具体实施方式
本说明书和权利要求中所使用的术语和词汇不应被解释为一般的或者词典上的含义，而应被理解为基于发明者为了以最佳的方式描述他们自己的发明能够适当地限定术语的概念的原则，具有满足本发明的技术构思的意义和概念。
在整个说明书中，词语“包括（comprise）”和诸如“包含（comprises）”或“含有（comprising）”的变型应理解为旨在包含所述元件，但不排除任何其它元件，除非明确说明并非如此。另外，在说明书中描述的术语“-er”、“-or”、“模块”以及“单元”表示用于处理至少一个功能和操作的单元，并且能过通过硬件组件或软件组件以及其组合加以实施。
现将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于控制电镀的系统的构造的示意图。
参照图1，根据本发明的示例性实施方式的用于控制电镀的系统可以包括电镀槽110、测量系统120、人机接口（HMI）130、可编程逻辑控制器140和整流器150。
在电镀槽110中，对待电镀对象（例如，PCB）116执行电镀。电流传感器114被安装在电镀槽110的本体的一侧，以测量在电镀时施加至待电镀对象116的电流。即，电镀槽110填充有用于电镀的电解液。当固定在托架（hanger，支架）112上的多个待电镀对象（PCB）116被浸入在电解液的同时执行电镀。用于测量电镀时的电流的电流传感器114被安装在托架112的预定部分。
测量系统120从电镀槽110（即，电流传感器114安装在电镀槽110中的托架112上）接收与通过电流传感器测量的在电镀时施加至待电镀对象（PCB）116的电流对应的数据，以执行必要的处理，并且将已处理的数据传输至后续装置（本文中，为HMI130）。这里，通过无线通信可以执行测量系统120与电镀槽110之间的数据发送和接收。这里，作为无线通信，可以使用Zigbee。
人机接口（HMI）130通过测量系统120接收在电镀时施加至待电镀对象（PCB）116的电流数据以执行必要的处理，并且将已处理的数据传输至后续装置（本文中，PLC140）。此处，作为HMI130，可以使用一般的PC。
此外，可以通过用于过程控制的OLE（OPC）通信执行测量系统120与HMI130之间的数据发送和接收。这里，OPC通信是用于在各种应用之间执行通信的单独的通信接口。
此外，对于在测量系统120与HMI130之间的OPC通信，当执行通信时，测量系统120可被指定为OPC客户端，以及HMI130可被指定为OPC服务器。
这里，可以针对测量系统120与HMI130之间的OPC通信设定OPC分布式组件对象模型（DCOM）。
另外，这里，可以在OPC DCOM中设定安全性配置、访问许可设定、防火墙设定、密码设定、OPC端口附加设定。
同时，PLC140接收来自HMI130的数据并且将该数据存储在存储器（未示出）中，并且比较和计算所存储的电流测量值与整流器150的设定电流值以控制整流器150的输出。
这里，可以通过以太网通信执行HMI130与PLC140之间的数据发送和接收。
整流器150根据PLC140的控制来控制提供给电镀槽110的电流。
然后，将描述用于通过根据本发明的具有上述构造的控制电镀的系统来控制电镀的方法。
图2是示出了根据本发明的用于控制电镀的方法的流程图。
参照图2，根据本发明用于控制电镀的方法是通过包括电镀槽110、测量系统120、HMI130、PLC140以及整流器150的控制电镀的系统实施的用于控制电镀的方法。首先，安装在电镀槽110的电流传感器114测量在电镀时施加至待电镀对象（PCB）116的电流（S201）。
然后，测量系统120接收与通过电流感应器114测量的在电镀时施加至待电镀对象的电流对应的数据以执行必要的处理，然后将已处理的数据传输至HMI130（S202）。
然后，人机接口（HMI）130通过测量系统120接收在电镀时施加至待电镀对象（PCB）116的电流数据以执行必要的处理，并且将已处理的数据传输至PLC140（S203）。
然后，PLC140接收来自HMI130的数据并且将该数据存储在存储器（未示出）中，以及比较和计算所存储的电流测量值与整流器150的设定电流值以控制整流器150的输出（S204）。即，PLC140比较和计算整流器150的设定电流值和通过测量系统120所测量的电流值。然后，诸如通过电流测量值与设定的电流值之间的差为+1A、+2A、+3A、–1A、–2A和–3A的方式控制整流器150的输出。此处，控制整流器150的输出直至电流测量值等于设定的电流值。
此后，整流器150根据PLC140的控制，控制提供给电镀槽110的电流（S205）。
在如上所述的一系列步骤中，可以通过无线通信在电镀槽110与测量系统120之间执行数据发送和接收。这里，作为无线通信，可以使用Zigbee。
此外，可以通过用于过程控制的OLE（OPC）通信在测量系统120与HMI130之间执行数据发送和接收。
此处，对于在测量系统120与HMI130之间的OPC通信，当执行通信时，测量系统120可以被指定为OPC客户端，以及HMI130可以被指定为OPC服务器。
此处，可以针对测量系统120与HMI130之间的OPC通信设定OPC分布式组件对象模型（DCOM）。
此处，可以在OPC DCOM中设定安全性配置、访问许可设定、防火墙设定、密码设定以及OPC端口附加设定。
此外，可以通过以太网通信在HMI130与PLC140之间执行数据发送和接收。
此处，将关于本发明中所采用的OPC通信描述在测量系统120与HMI130之间的通信机制。
如上所述，可以针对测量系统120与HMI130之间的OPC通信设定OPC分布式组件对象模型（DCOM）。当相对于OPC DCOM设定完成了安全性配置、访问许可设定、防火墙设定、密码设定以及OPC端口附加设定时，通过利用根据先前所讨论的标签命名规则的通信标签执行通信。此处，示例出利用电流传感器114在测量系统120与HMI130之间的标签传输。
通信所必需的标签主要分为四种类型：标签M、标签E、标签A以及标签C。
首先，标签C是“连接”的缩写，并且是用于检查两个设备之间的通信连接状态的标签。从测量系统120连续地向HMI130写入特定值。如果该特定值在10秒或者更长时间内没有改变，则确定OPC通信是断开的。
标签A是“警报”的缩写，并且是在OPC通信断开时用于产生或者取消警报的标签。
标签E是“事件”的缩写，并且是用于将关于产品的LOT ID和托架号的数据从HMI130传输至测量系统120的标签。
此外，标签M是参数相关标签，并且是用于周期性地传输数据的标签。
测量系统120通过利用标签M实现至HMI130的标签传输，该标签M除包括标签E的数据（产品的LOT ID，托架号）之外还包括通过电流传感器114测量的电流值。
此处，将描述相对于各个标签的传输的基本示例。
如上所述，标签M为参数相关标签，并且是用于周期性地传输数据的标签。
例）标签传输示例：M_003_000002_00-FFA393949；35
（在第2号托架的第003号夹具上的电流值是35A以及产品的LOT号是FFA393949）
标签E包括托架数量和产品LOT ID，并且在产品（PCB）被输入时，HMI130实现其至测量系统120的标签传输。
例如）标签传输示例：E_000_0000001_00-163030；H_001；F394549439
（在16:30:30，托架H_001进入电镀槽并且操作中的产品LOT ID是F394549439）
标签A是用于产生或者取消警报的标签，该警报用于在测量系统120与HMI130之间通信。
例如）标签传输示例：A_000_000000_01
（警报产生A_000_000000_02：警报取消）
标签C是用于检查测量系统120与HMI130之间的连接状态的标签。
在HMI130中连续地写入特定值。如果该特定值在10秒或者更长的时间内没有改变，则确定通信是断开的。
例如）C_000_000001_00→86685，写入特定值
如上所述，在本发明中，诸如标签M、标签E、标签A以及标签C的四种类型的标签被用于OPC通信。
如上所述，根据本发明的用于控制电镀的系统和方法，在电镀时施加至待电镀对象的电流被测量，并被反馈至整流器，然后基于此，整流器控制至电镀槽的电流，从而使得待电镀对象能够以均匀的厚度被电镀。
如上所述，根据本发明，在电镀时施加至待电镀对象（PCB）的电流被测量，并被反馈至整流器，然后基于此，整流器控制提供给电镀槽的电流，从而使得待电镀对象能够以均匀的厚度被电镀。
尽管出于示例性的目的已经公开了本发明的示例性实施方式，本发明并不限于此，并且本领域的技术人员应当理解的是，在不偏离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的前提下，可以进行各种变形、添加和替换。因此，本发明的保护范围必须通过所附权利要求来解释，并且应被解释为在其等价物的范围内的所有精神均应包括在本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种用于控制电镀的系统，所述系统包括：
电镀槽，用于在所述电镀槽中对待电镀对象执行电镀，所述电镀槽具有安装在电镀槽的本体的一侧的电流传感器，所述电流传感器测量在电镀时施加至所述待电镀对象的电流；
测量系统，从所述电解槽接收与通过所述电流传感器测量的在电镀时施加至所述待电镀对象的所述电流对应的电流数据，以执行必要的处理，并且将已处理的所述电流数据传输至后续装置；
人机接口（HMI），从所述测量系统接收在电镀时施加至所述待电镀对象的所述电流数据，以执行必要的处理，并且将已处理的所述数据传输至后续装置；
可编程逻辑控制器（PLC），接收来自所述人机接口的所述数据并且将所述数据存储在存储器中，以及比较和计算存储的所述电流测量值与整流器的设定电流值以控制所述整流器的输出；以及
所述整流器，根据所述可编程逻辑控制器的所述控制，控制提供给所述电镀槽的所述电流。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电镀槽和所述测量系统被配置为通过无线通信在所述电镀槽与所述测量系统之间执行数据发送和接收。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述无线通信是Zigbee。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测量系统和所述人机接口被配置为通过用于过程控制的OLE（OPC）通信在所述测量系统与所述人机接口之间执行数据发送和接收。
5.根据权利要求4所述系统，其中，针对在所述测量系统与所述人机接口之间的所述用于过程控制的OLE（OPC）通信，所述测量系统被定义为用于过程控制的OLE客户端，以及所述人机接口被定义为用于过程控制的OLE服务器。
6.根据权利要求4所述系统，其中，针对在所述测量系统与所述人机接口之间的所述用于过程控制的OLE（OPC）通信，设定OPC分布式组件对象模型（DCOM）。
7.根据权利要求6所述系统，其中，所述用于过程控制的OLE分布式组件对象模型包括安全性配置、访问许可设定、防火墙设定、密码设定以及用于过程控制的OLE端口附加设定。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述人机接口和所述可编程逻辑控制器被配置为通过以太网通信在所述人机接口与所述可编程逻辑控制器之间执行数据发送和接收。
9.一种用于通过包括电镀槽、测量系统、人机接口（HMI）、可编程逻辑控制器（PLC）以及整流器的控制电镀的系统来控制电镀的方法，所述方法包括：
a）通过安装在所述电镀槽的电流传感器测量在电镀时施加至待电镀对象的电流；
b）通过所述测量系统接收与通过所述电流传感器测量的在电镀时施加至所述待电镀对象的所述电流对应的电流数据以执行必要的处理，并且将已处理的所述电流数据传输至所述人机接口；
c）通过所述人机接口从所述测量系统接收在电镀时施加至所述待电镀对象的所述电流数据，以执行必要的处理，并且将已处理的所述数据传输至所述可编程逻辑控制器；
d）通过所述可编程逻辑控制器接收来自所述人机接口的所述数据并且将所述数据存储在存储器中，然后比较和计算存储的所述电流测量值与所述整流器的设定电流值以控制所述整流器的输出；以及
e）通过所述整流器根据所述可编程逻辑控制器的所述控制来控制提供给所述电镀槽的所述电流。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电镀槽和所述测量系统被配置为通过无线通信在所述电镀槽与所述测量系统之间执行数据发送和接收。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述无线通信是Zigbee。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述测量系统和所述人机接口被配置为通过用于过程控制的OLE（OPC）通信在所述测量系统与所述人机接口之间执行数据发送和接收。
13.根据权利要求12所述方法，其中，针对在所述测量系统与所述人机接口之间的所述用于过程控制的OLE（OPC）通信，所述测量系统被定义为用于过程控制的OLE客户端，以及所述人机接口被定义为用于过程控制的OLE服务器。
14.根据权利要求12所述方法，其中，针对在所述测量系统与所述人机接口之间的所述用于过程控制的OLE（OPC）通信，设定用于过程控制的OLE分布式组件对象模型（DCOM）。
15.根据权利要求14所述方法，其中，所述用于过程控制的OLE分布式组件对象模型包括安全性配置、访问许可设定、防火墙设定、密码设定以及用于过程控制的OLE端口附加设定。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述人机接口和所述可编程逻辑控制器被配置为通过以太网通信在所述人机接口与所述可编程逻辑控制器之间执行数据发送和接收。
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