CN106507599A - 一种用于pcb退膜的自动补液系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于PCB退膜的自动补液系统，包括退膜单元、处于退膜单元下游的水洗单元、作用于退膜单元的药水喷淋单元、药剂补充单元、补水单元以及检测分析单元，所述退膜单元由退膜缸和药水缸组成，安装有液位感应器的药水缸通过溢流管与退膜缸连通，检测分析单元安装在药水缸上方，并分别与药剂补充单元和补水单元连接，同时连接水洗单元的补水单元把水洗单元中药水浓度较高的水输送至检测分析单元。本发明能在退膜的过程中减少对药剂和自来水的消耗，减少退膜缸中有机物的含量，避免喷嘴堵塞以及在后续工序中出现有机残留，保证退膜稳定运行。

Description

一种用于PCB退膜的自动补液系统
技术领域
本发明涉及电路板制造的技术领域，尤其涉及到一种用于PCB退膜的自动补液系统。
背景技术
在印制电路板制造中，不管是采用减成法的负片工艺和内层蚀刻工艺，还是采用半加成法的图形电镀工艺，都不可以缺少图形转移这一个环节。在图形转移中，将计算机辅助制造(CAM)文件通过曝光转移到感光干膜上，当完成蚀刻或电镀一系列流程后，须将干膜从铜面剥落，才能进行后续加工。其中把干膜从铜面剥落下来，是利用干膜有机高分子化合物中的羧基，特别是与铜面结合的羧基在强碱性条件下会发生如下反应nR-COOH+nNaOH→nR-COONa+nH2O使干膜脱落。同时，干膜分子中部分脂键也在碱性条件下发生水解，高分子化合物将被打断，产生许多干膜碎渣。其中，减成法的流程一般为“前工序→图形转移→显影→水洗→蚀刻→水洗→退膜→水洗→后工序”，半加成法的流程一般为“前工序→图形转移→显影→水洗→图形电镀→退膜→水洗→蚀刻→后工序”。可以看到，两种工艺都不能缺少退膜，且退膜后会经过水洗工序。当前，我国成为印制电路板最大的生产国，退膜面积大，将消耗大量的药剂和水资源。若能减少用水和药剂的浪费将起到巨大环保效益。
在退膜过程中，为了提高退膜速度并减少药剂消耗，一般通过高压泵喷淋加快反应速度提高生产效率，喷淋的药剂在反应中将消耗氢氧根离子，在连续生产中必须补充新的药剂，同时，喷淋药剂与干膜反应并未完全被消耗，可返回到药水缸重复使用。但在碱与干膜反应中，也会有少量的有机物溶入至药剂中，经高压泵挤压产生泡沫，当有机物过多时，容易残留有含有机物的水分在板面，如后续未完全清洗干净，经后工序的烘干易在板面出现有机残留；为控制药剂中有机物的含量，需要维持药剂有一定的新液注入和含有机物的旧液排出，来维持退膜工序的稳定进行。
在缸体设计上，一体化时大量干膜渣浸泡在高浓度的碱性条件中进一步溶解，不仅消耗药剂也增加了药剂中小分子有机物的含量。而且大量干膜渣存在药剂中还会增加喷嘴堵塞的风险。
在水平线退膜生产过程，由于板先经过退膜药剂喷淋后再被传送的水洗段，板面会带走退膜药剂，水洗将冲稀板面药剂经过循环水体中带进退膜药剂。目前，水平线的水洗方式一般都采用多级溢流喷淋的方式，即板面带出也会被逐步稀释，水从最后一级逆向流到第一级的水洗，第一级水洗含有退膜药剂的浓度最高。经过测量当进水流量为4L/min的三级溢流水洗的第一级水中氢氧根离子浓度在0.01～0.1mol/L之间，该第一道水洗中含有较多的退膜药剂，如把该水替代退膜液的配药稀释剂，即可节约用水也可以减少药剂的用量。
在工业自动化快速发展的今天，如液位感应器、电磁阀、电导率测量仪、红外感应仪等都已经非常成熟，如果在日常生产中利用好这些电子设备将会起到非常明显的节能减排效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能控制退膜缸中干膜渣和有机物的含量，避免出现喷嘴堵塞以及在后续工序中出现有机残留，大大减少药剂的消耗和浪费，能保证退膜稳定运行的用于PCB退膜的自动补液系统。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：它包括有退膜单元、处于退膜单元下游的水洗单元、作用于退膜单元的药水喷淋单元、药剂补充单元以及补水单元以及检测分析单元，其中，退膜单元由退膜缸和药水缸组成，安装有液位感应器的药水缸通过溢流管与退膜缸连通，检测分析单元安装在药水缸上方，并分别与药剂补充单元和补水单元连接，同时连接水洗单元的补水单元把水洗单元中药剂浓度较高的水输送至检测分析单元。
进一步地，所述药水喷淋单元由药水喷淋管和药水喷淋泵组成，其中，药水喷淋管安装在退膜缸上方，与药水喷淋管连接的药水喷淋泵置于药水缸内部，把药水缸中的药水抽至退膜缸。
进一步地，所述补水单元由自来水补水单元和清洗水补水单元组成，其中，自来水补水单元包括第一自来水管道以及控制第一自来水管道开闭的第一自来水控制阀；清洗水补水单元包括清洗水补水管道、控制清洗水流量的流量控制开关以及清洗水过滤增压泵，所述清洗水过滤增压泵置于水洗单元内部并把达到一定浓度的清洗水抽至药水缸。
进一步地，所述药剂补充单元由药剂补充管道和控制药剂补充管道开闭的药剂控制阀组成。
进一步地，所述检测分析单元为电导率分析器。
进一步地，所述药水缸由储药水段和药水溢流段组成，储药水段通过药水溢流口与药水溢流段连通，所述药水溢流段设有排药剂口。
进一步地，所述水洗单元由至少两级水洗缸组成；第一级水洗缸包括清洗水溢流段和储清洗水段，储清洗水段通过清洗水溢流口和清洗水溢流段连通，所述清洗水溢流段设有排清洗水口；最后一级水洗缸上方安装有第二自来水管道以及控制第二自来水管道开闭的第二自来水控制阀。
与现有技术相比，本方案的发明原理是把退膜单元分开为通过溢流管连通的退膜缸和药水缸，控制退膜缸中干膜渣和有机物的含量，避免出现喷嘴堵塞以及在后续工序中出现有机残留；使退膜后第一级水洗缸中的清洗水回用到退膜缸作为药剂稀释剂，并在清洗水补水管道上安装流量控制开关，稳定维持药剂补充量及浓度，大大减少药剂的消耗和浪费；同时，通过液位感应器、电导率分析仪以及各管道控制阀的联系合作，控制药剂液位和浓度在要求范围以内，保证退膜稳定运行。
附图说明
图1为本发明一种用于PCB退膜的自动补液系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
参见附图1所示，本实施例所述的一种用于PCB退膜的自动补液系统，它包括有退膜单元1、处于退膜单元1下游的水洗单元2、作用于退膜单元1的药水喷淋单元3、药剂补充单元4、补水单元5以及检测分析单元6，其中，退膜单元1由退膜缸101和药水缸102组成，安装有液位感应器7的药水缸102通过溢流管8与退膜缸101连通，检测分析单元6采用电导率分析器，其安装在药水缸102上方。
药水喷淋单元3由带喷嘴的药水喷淋管301和药水喷淋泵302组成，其中，药水喷淋管301安装在退膜缸101上方，与药水喷淋管301连接的药水喷淋泵302置于药水缸102内部。
补水单元5由自来水补水单元501和清洗水补水单元502组成，其中，自来水补水单元501包括第一自来水管道503以及控制第一自来水管道503开闭的第一自来水控制阀504，第一自来水管道503与电导率分析器连通；清洗水补水单元502包括清洗水补水管道505、控制清洗水流量的流量控制开关506以及清洗水过滤增压泵507，清洗水补水管道505与电导率分析器连通，清洗水过滤增压泵507置于水洗单元2内部。
药剂补充单元4由药剂补充管道401和控制药剂补充管道401开闭的药剂控制阀402组成，药剂补充管道401与电导率分析器连通。
药水缸102由储药水段103和药水溢流段104组成，储药水段103通过药水溢流口105与药水溢流段104连通，药水溢流段104设有排药剂口106。
水洗单元2由两级水洗缸组成；第一级水洗缸201包括清洗水溢流段202和储清洗水段203，储清洗水段203通过清洗水溢流口204和清洗水溢流段202连通，清洗水溢流段202设有排清洗水口205；最后一级水洗缸206上方安装有第二自来水管道207以及控制第二自来水管道207开闭的第二自来水控制阀208。
当PCB板进入退膜缸101，自动开启药水喷淋泵302和清洗水过滤增压泵507，第二自来水控制阀208打开，水洗单元2开始补充流量速度为4L/min的自来水，清洗水过滤增压泵507抽出1L/min流量的清洗水至电导率分析仪。同时，药水喷淋泵302把药水缸102中的药剂大量抽出至退膜缸101，清洗水返回药水缸102的回流流量控制在1L/min，不足填补液位下降的速度，当液位下降到低于液位下限时，液位感应器7反馈给第一自来水控制阀504补充自来水，自来水流量速度为4L/min，当液位高于液位上限时，关闭第一自来水控制阀504；在补水的同时，由电导率分析仪测量水质电导率，当电动率低于100mS/cm，开启药剂控制阀402补充浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，当电导率大于200mS/cm时，关闭药剂控制阀402。
在连续运行中，退膜缸101液位高于溢流管8底部，喷淋药剂可及时溢流返回药水缸102内维持液位大体的稳定，同时，溢流回药水缸102的还有有机物和干膜渣。此时，第一自来水控制阀504将一直处于关闭状态，主要由清洗水流量控制开关506和药剂控制阀402控制新补充的药剂浓度，保持药剂浓度稳定在0.5～1mol/L之间。
在一批PCB板生产完成后，停止药水喷淋泵302并关闭第二自来水控制阀208。退膜缸101内喷淋也停止工作，缓存在药水喷淋管301中的药剂在重力作用下从溢流管8返回到药水缸102。当下一批PCB板进入退膜缸101时，又将开启药水喷淋泵302和清洗水过滤增压泵507，打开第二自来水控制阀208，重复开机时的动作，整体上维持生产稳定的运行。
本实施例把退膜单元分开为通过溢流管连通的退膜缸和药水缸，控制退膜缸中干膜渣和有机物的含量，避免出现喷嘴堵塞以及在后续工序中出现有机残留；使退膜后第一级水洗缸中的清洗水回用到退膜缸作为药剂稀释剂，并在清洗水补水管道上安装流量控制开关，稳定维持药剂补充量及浓度，大大减少药剂的消耗和浪费；同时，通过液位感应器、电导率分析仪以及各管道控制阀的联系合作，控制药剂液位和浓度在要求范围以内，保证退膜稳定运行。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于PCB退膜的自动补液系统，包括退膜单元(1)、处于退膜单元(1)下游的水洗单元(2)、作用于退膜单元(1)的药水喷淋单元(3)、药剂补充单元(4)以及补水单元(5)，其特征在于：还包括检测分析单元(6)，其中，所述退膜单元(1)由退膜缸(101)和药水缸(102)组成，安装有液位感应器(7)的药水缸(102)通过溢流管(8)与退膜缸(101)连通，检测分析单元(6)安装在药水缸(102)上方，并分别与药剂补充单元(4)和补水单元(5)连接，同时连接水洗单元(2)的补水单元(5)把水洗单元(2)中药水浓度较高的水输送至检测分析单元(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用于PCB退膜的自动补液系统，其特征在于：所述药水喷淋单元(3)由药水喷淋管(301)和药水喷淋泵(302)组成，其中，药水喷淋管(301)安装在退膜缸(101)上方，与药水喷淋管(301)连接的药水喷淋泵(302)置于药水缸(102)内部，把药水缸(102)中的药水抽至退膜缸(101)。
3.根据权利要求1所述的一种用于PCB退膜的自动补液系统，其特征在于：所述补水单元(5)由自来水补水单元(501)和清洗水补水单元(502)组成，其中，自来水补水单元(501)包括第一自来水管道(503)以及控制第一自来水管道(503)开闭的第一自来水控制阀(504)；清洗水补水单元(502)包括清洗水补水管道(505)、控制清洗水流量的流量控制开关(506)以及清洗水过滤增压泵(507)，所述清洗水过滤增压泵(507)置于水洗单元(2)内部并把达到一定浓度的清洗水抽至药水缸(102)。
4.根据权利要求1所述的一种用于PCB退膜的自动补液系统，其特征在于：所述药剂补充单元(4)由药剂补充管道(401)和控制药剂补充管道(401)开闭的药剂控制阀(402)组成。
5.根据权利要求1所述的一种用于PCB退膜的自动补液系统，其特征在于：所述检测分析单元(6)为电导率分析器。
6.根据权利要求1所述的一种用于PCB退膜的自动补液系统，其特征在于：所述药水缸(102)由储药水段(103)和药水溢流段(104)组成，储药水段(103)通过药水溢流口(105)与药水溢流段(104)连通，所述药水溢流段(104)设有排药剂口(106)。
7.根据权利要求1所述的一种用于PCB退膜的自动补液系统，其特征在于：所述水洗单元(2)由至少两级水洗缸组成；第一级水洗缸(201)包括清洗水溢流段(202)和储清洗水段(203)，储清洗水段(203)通过清洗水溢流口(204)和清洗水溢流段(202)连通，所述清洗水溢流段(202)设有排清洗水口(205)；最后一级水洗缸(206)上方安装有第二自来水管道(207)以及控制第二自来水管道(207)开闭的第二自来水控制阀(208)。
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