CN107090589B

CN107090589B - Pcb电镀装置及电镀厚度控制方法

Info

Publication number: CN107090589B
Application number: CN201710423738.2A
Authority: CN
Inventors: 唐小平; 何剑侠; 王晓军
Original assignee: Shaanxi Cleming Energy Saving Technology Co ltd
Current assignee: Shaanxi cleming Energy Saving Technology Co., Ltd
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2037-06-07
Also published as: CN107090589A

Abstract

本发明涉及一种PCB电镀装置及电镀厚度控制方法，该PCB电镀装置包括电镀缸体、第一阳极钛篮、第二阳极钛篮、以及电镀浮槽，电镀浮槽包括浮槽体及支撑架，浮槽体与支撑架围成容置腔以容置PCB板件；浮槽体上设有若干通孔，各通孔均匀间隔排列，通孔配合第一阳极钛篮、第二阳极钛篮用于对PCB板件进行电镀。本发明PCB电镀装置通过PCB板件因重力问题逐渐带动电镀浮槽下沉，挡板会接触到电镀缸体的底部，以使挡板相对于电镀浮槽往上移动，并遮挡了电镀浮槽上的通孔，挡板根据待镀板长度、浮沉重力来自动调节，遮住电镀缸体底部的电力线来改变电力走向，使PCB板两侧电力线走向一致，实现板面电镀层厚度值均匀控制。

Description

PCB电镀装置及电镀厚度控制方法

技术领域

本发明涉及电路板生产技术领域，具体涉及一种PCB电镀装置及电镀厚度控制方法。

背景技术

PCB即印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，它是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，其加工质量和效率都是至关重要。电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层的其它金属或者合金等生产过程，电镀能增强金属的抗腐蚀性，增加材料的硬度，防止磨耗，提高导电性、光滑性、耐热性和表面美观。

传统的技术中，PCB生产工艺的电镀步骤存在着如下重要问题：一是电解液混合不均匀，致使PCB生产质量造成影响；二是电镀装置的电镀浮槽中短板重力受阻下沉不到位，短板底部的电力线走向与两侧的电力线相交，造成电路板电镀时电力密度不均，短板末端电镀层厚度不均匀。上述的问题不但影响PCB产品的质量，导致短板电镀厚度不均、电镀品质不良，还会增加PCB再处理率，降低生产效率，从而增加企业生产成本，其他未非标长板也因底部的电力走向电镀厚度均匀受到一定的影响。

发明内容

基于此，本发明提供一种PCB电镀装置，解决了原短板电镀厚度不均、电镀品质不良的问题，同时该电镀装置适用于长、短各种规格的PCB电镀。

本发明还提供上述的电镀厚度控制方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种PCB电镀装置，用于对待电镀的PCB板件进行电镀，所述电镀装置包括用于盛放电镀液的电镀缸体、安装在所述电镀缸体的内侧的第一阳极钛篮、第二阳极钛篮、以及浮动在所述电镀缸体内的电镀浮槽，所述电镀浮槽包括浮槽体及安装在浮槽体内的支撑架，所述浮槽体的内壁与所述支撑架围成一容置腔以容置所述PCB板件，所述第一阳极钛篮与所述第二阳极钛篮相对设置；所述浮槽体的侧壁上设有若干通孔，各所述通孔均匀间隔排列并与容置腔连通，所述通孔配合所述第一阳极钛篮、第二阳极钛篮用于对所述PCB板件进行电镀。

本发明PCB电镀装置通过设有电镀浮槽及滑接在电镀浮槽上的挡板，当PCB板件表面沉积了电镀后铜或者锡时，PCB板件因重力问题逐渐带动电镀浮槽下沉，挡板会接触到电镀缸体的底部，以使挡板相对于电镀浮槽往上移动，并遮挡了电镀浮槽上的通孔，挡板根据PCB板件的长度、浮沉重力来自动调节，遮住电镀缸体底部的电力线来改变电力走向，使PCB板两侧电力线走向一致，改变了原电镀缸体底部的电力线走向与两侧的电力线相交的问题，实现板面电镀层厚度值均匀控制。本发明的技术同时适用于长、短各种规格的PCB板电镀，解决了原PCB板件电镀厚度不均、电镀品质不良的问题。

在其中一些实施例中，所述电镀浮槽还包括安装在所述浮槽体相对两侧的若干滑槽构件、及卡接在所述滑槽构件上的挡板，各所述挡板的两端部设有滑动槽以滑接所述滑槽构件。

在其中一些实施例中，所述挡板的外形尺寸与所述浮槽体的侧壁的外形尺寸适配。

在其中一些实施例中，所述滑槽的高度小于所述浮槽体的侧壁的高度。

在其中一些实施例中，所述电镀缸体的底部设有若干加热管道，各所述加热管道均匀排列并与所述电镀浮槽相对设置。

一种电镀厚度控制方法，该电镀厚度控制方法包括如下步骤：

向所述电镀缸体注入电镀液，向所述第一阳极钛篮、第二阳极钛篮内分别放入电镀原料，将所述电镀浮槽放进所述电镀缸体内；

通过夹持装置将所述PCB板件放在所述支撑架上，所述电镀液从所述通孔及浮槽体的底部流入所述电镀浮槽内，以使所述第一阳极钛篮与第二阳极钛蓝在所述电镀液内形成电力线用于对所述PCB板件进行电镀；

当所述电镀浮槽浮动在所述电镀缸体内时，所述挡板位于所述加热管道的上方并对所述电镀浮槽的下端部的通孔进行遮挡；当所述PCB板件的厚度逐渐增厚时，所述电镀浮槽往所述电镀缸体底部的下沉，所述挡板与所述加热管道抵接并相对于所述侧壁向上移动，以对所述浮槽体的上端部的通孔进行遮挡，从而控制所述第一阳极钛篮及第二阳极钛篮与对应的所述PCB板件的电力走向，以实现对所述PCB板件的厚度均匀控制。

在其中一些实施例中，所述PCB板件的镀层厚度d＝ρ×h×η×κ；其中，d为镀层厚度，单位为μm；ρ为电流密度，单位为ASF；h为电镀时间，单位为min；η为电镀效率，单位为％；κ为电镀系数。

在其中一些实施例中，所述镀层厚度为铜镀层厚度，所述电镀系数为0.0202。

在其中一些实施例中，所述镀层厚度为锡镀层厚度，所述电镀系数为0.0456。

在其中一些实施例中，所述电流密度

其中，ρ为电流密度，单位为ASF；L为PCB板件的板长，单位为mm；W为PCB板件的板宽，单位为mm；A为电流，单位为μA；S1为PCB板件的c面的有效电镀面积，单位为mm²；S2为PCB板件的S面的有效电镀面积，单位为mm²。

本发明的电镀厚度控制方法还提供了PCB板件的镀层厚度的计算方法，减少生产过程中因待镀板厚度不均而导致返工率增加，能够精确地提高生产效率，并给生产技术人员提供控制的参考。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的PCB电镀装置的结构示意图；

图2为图1所示的电镀浮槽的俯视图；

图3为图2所示的电镀浮槽的侧视图；

图4为图3所示的A处的放大图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1至图4，为本发明一较佳实施例的PCB电镀装置100，用于对待电镀的PCB板件90进行电镀，所述PCB电镀装置100包括用于盛放电镀液的电镀缸体10、安装在所述电镀缸体10的内侧的第一阳极钛篮20、第二阳极钛篮30、以及浮动在所述电镀缸体10内的电镀浮槽40。

所述电镀浮槽40包括浮槽体41、安装在浮槽体41内的支撑架42、安装在所述浮槽体41相对两侧的若干滑槽构件46、以及卡接在所述滑槽构件46上的挡板47。所述浮槽体41的内壁与所述支撑架42围成一容置腔以容置所述PCB板件90。所述第一阳极钛篮20与所述第二阳极钛篮30相对设置。所述电镀缸体10的底部设有若干加热管道11，各所述加热管道11均匀排列并与所述电镀浮槽40相对设置。在本实施例中，第一阳极钛篮20与所述第二阳极钛篮30分别用于盛装铜球或者锡球。

所述电镀缸体10成U字状为一单元并列，每个单元包含两个电镀浮槽40。每个电镀浮槽40呈一字状排列设置，用于固定PCB板件90。一个电镀缸体10、两个电镀浮槽40、两一字并列的第一阳极钛篮20与所述第二阳极钛篮30组成电镀单元组。相邻的所述第一阳极钛篮20间隔25CM，相邻的所述第二阳极钛篮20间隔25CM，是形成阳极电解溶液的主要原料之一。

所述浮槽体41的侧壁上设有若干通孔410，各所述通孔410均匀间隔排列设置并与容置腔连通，所述通孔410配合所述第一阳极钛篮20、第二阳极钛篮30用于对所述PCB板件90进行电镀。在本实施例中，该通孔410为梯形孔。该通孔410对电镀溶液的流向与电力线走向、电力密度等起到均衡控制作用，根据电力密度与电镀时间调节进行对PCB图电控制。

所述挡板47的外形尺寸与所述浮槽体41的侧壁的外形尺寸适配；各所述挡板47的两端部设有滑动槽470以滑接所述滑槽构件46，所述滑槽的高度小于所述侧壁42的高度。

所述电镀厚度控制方法包括如下步骤：

PCB板件90依次经过除油、两级水洗、微蚀、第一两级水洗、第一级酸浸、镀铜、第二级酸浸、镀锡、第二两级水洗、剥挂架、第三两级水洗；

其中，在镀铜或者镀锡过程中，还包括如下步骤：向所述电镀缸体10注入电镀液，向所述第一阳极钛篮20、第二阳极钛篮30内分别放入电镀原料铜球或者锡球，将所述电镀浮槽40放进所述电镀缸体10内；

通过夹持装置将所述PCB板件90放在所述支撑架42上，所述电镀液从所述通孔410及浮槽体41的底部流入所述电镀浮槽40内，以使所述第一阳极钛篮20与第二阳极钛蓝30在所述电镀液内形成电力线用于对所述PCB板件进行电镀；

当所述电镀浮槽40浮动在所述电镀缸体10内时，所述挡板47位于所述加热管道11的上方并对所述电镀浮槽40的下端部的通孔410进行遮挡；当所述PCB板件90的厚度逐渐增厚时，所述电镀浮槽40往所述电镀缸体10底部的下沉，所述挡板47与所述加热管道11抵接并相对于所述侧壁42向上移动，以对所述浮槽体41的上端部的通孔410进行遮挡，从而控制所述第一阳极钛篮20及第二阳极钛篮30与对应的所述PCB板件90的电力走向，以实现对所述PCB板件90的厚度均匀控制。

在本实施例中，所述电镀厚度控制方法还包括图电PCB短板情形，PCB板件90的长度不足及相对重力较轻时，电镀浮槽40与电镀缸体10不抵接，电镀浮槽40上浮卡接在电镀缸体10的固定卡位中，两侧挡板47会因悬置重力自动下沉到电镀缸体10的底部，以对电镀浮槽40未达底部分两侧进行遮挡，从而挡板47阻挡所述电镀浮槽40的底部的阳极电解溶液的电力密度和电力线的直接走向，以实现对所述PCB板件90的厚度均匀控制，预防了因底部电力密度不均衡造成板件底端厚度偏差。

所述PCB板件90的镀层厚度d＝ρ×h×η×κ；其中，d为镀层厚度，单位为μm；ρ为电流密度，单位为ASF；h为电镀时间，单位为min；η为电镀效率，单位为％；κ为电镀系数。在本实施例中，所述镀层厚度为铜镀层厚度，所述电镀系数为0.0202；所述镀层厚度为锡镀层厚度，所述电镀系数为0.0456。

所述电流密度

其中，ρ为电流密度，单位为ASF；L为PCB板件90的板长，单位为mm；W为PCB板件90的板宽，单位为mm；A为电流，单位为μA；S1为PCB板件90的c面的有效电镀面积，单位为mm²；S2为PCB板件90的S面的有效电镀面积，单位为mm²。在本实施例中，镀铜时，电流密度的范围控制在14-25ASF；镀锡时，电流密度的范围控制在8-25ASF。

在本实施例中，利用上述的电镀装置对PCB板件90进行电镀，当对待镀板进行铜镀时，电流密度ρ＝14ASF，电镀时间h＝30min，电镀效率η＝95％，电镀系数为0.0202，则镀层厚度d＝14×30×95％×0.0202＝8.06。当对待镀板进行铜锡时，电流密度ρ＝16ASF，电镀时间h＝40min，电镀效率η＝95％，电镀系数为0.0456，则镀层厚度d＝16×40×95％×0.0456＝27.72。

在本实施例中，该除油工艺包括如下重量份的组分：酸性除油剂ST-401R 8-12份，H₂SO₄ 4-6份；镀铜工艺包括如下重量份的组分：CuSO₄·5H₂O 60-90份，H₂SO₄ 8-12份，铜光剂ST-405AC 60-120份；镀锡工艺包括如下重量份的组分：SnSO₄ 30-40份，H₂SO₄ 8-12份，锡光剂ST-408A 250-550份。

本发明PCB电镀装置100通过设有电镀浮槽40及滑接在电镀浮槽40上的挡板47，当PCB板件90表面沉积了电镀后铜或者锡时，PCB板件90因重力问题逐渐带动电镀浮槽40下沉，挡板47会接触到电镀缸体10的底部，以使挡板47相对于电镀浮槽40往上移动，并遮挡了电镀浮槽40上的通孔410，挡板47根据PCB板件90的长度、浮沉重力来自动调节，遮住电镀缸体10底部的电力线来改变电力走向，使PCB板两侧电力线走向一致，改变了原电镀缸体10底部的电力线走向与两侧的电力线相交的问题，实现板面电镀层厚度值均匀控制。本发明的技术同时适用于长、短各种规格的PCB板电镀，解决了原PCB板件90电镀厚度不均、电镀品质不良的问题。本发明的电镀厚度控制方法还提供了PCB板件90的镀层厚度的计算方法，减少生产过程中因待镀板厚度不均而导致返工率增加，能够精确地提高生产效率，并给生产技术人员提供控制的参考。

实施例一：

本发明提供一种电镀厚度控制方法，对PCB板件90进行镀铜，包括如下步骤：

向所述电镀缸体10注入电镀液，向所述第一阳极钛篮20、第二阳极钛篮30内分别放入电镀原料铜球，将所述电镀浮槽40放进所述电镀缸体10内；

通过夹持装置将所述PCB板件90放在所述支撑架42上，所述电镀液从所述通孔410及浮槽体41的底部流入所述电镀浮槽40内，以使所述第一阳极钛篮20与第二阳极钛蓝30在所述电镀液内形成电力线用于对所述PCB板件进行铜电镀；

当所述电镀浮槽40浮动在所述电镀缸体10内时，所述挡板47位于所述加热管道11的上方并对所述电镀浮槽40的下端部的通孔410进行遮挡；当所述PCB板件90的厚度逐渐增厚时，所述电镀浮槽40往所述电镀缸体10底部的下沉，所述挡板47与所述加热管道11抵接并相对于所述侧壁42向上移动，以对所述浮槽体41的上端部的通孔410进行遮挡，从而控制所述第一阳极钛篮20及第二阳极钛篮30与对应的所述PCB板件90的电力走向，以实现对所述PCB板件90的铜厚度均匀控制。

实施例二：

本发明提供一种电镀厚度控制方法，对PCB板件90进行镀锡，包括如下步骤：

向所述电镀缸体10注入电镀液，向所述第一阳极钛篮20、第二阳极钛篮30内分别放入电镀原料锡球，将所述电镀浮槽40放进所述电镀缸体10内；

通过夹持装置将所述PCB板件90放在所述支撑架42上，所述电镀液从所述通孔410及浮槽体41的底部流入所述电镀浮槽40内，以使所述第一阳极钛篮20与第二阳极钛蓝30在所述电镀液内形成电力线用于对所述PCB板件进行锡电镀；

当所述电镀浮槽40浮动在所述电镀缸体10内时，所述挡板47位于所述加热管道11的上方并对所述电镀浮槽40的下端部的通孔410进行遮挡；当所述PCB板件90的厚度逐渐增厚时，所述电镀浮槽40往所述电镀缸体10底部的下沉，所述挡板47与所述加热管道11抵接并相对于所述侧壁42向上移动，以对所述浮槽体41的上端部的通孔410进行遮挡，从而控制所述第一阳极钛篮20及第二阳极钛篮30与对应的所述PCB板件90的电力走向，以实现对所述PCB板件90的锡厚度均匀控制。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电镀厚度控制方法，其特征在于，使用PCB电镀装置，所述电镀装置包括用于盛放电镀液的电镀缸体、安装在所述电镀缸体的内侧的第一阳极钛篮、第二阳极钛篮、以及浮动在所述电镀缸体内的电镀浮槽，所述电镀浮槽包括浮槽体及安装在浮槽体内的支撑架，所述浮槽体的内壁与所述支撑架围成一容置腔以容置所述PCB板件，所述第一阳极钛篮与所述第二阳极钛篮相对设置；所述浮槽体的侧壁上设有若干通孔，各所述通孔均匀间隔排列并与容置腔连通，所述通孔配合所述第一阳极钛篮、第二阳极钛篮用于对所述PCB板件进行电镀；所述电镀浮槽还包括安装在所述浮槽体相对两侧的若干滑槽构件、及卡接在所述滑槽构件上的挡板，各所述挡板的两端部设有滑动槽以滑接所述滑槽构件；

该电镀厚度控制方法包括如下步骤：

当所述电镀浮槽浮动在所述电镀缸体内时，所述挡板位于加热管道的上方并对所述电镀浮槽的下端部的通孔进行遮挡；当所述PCB板件的厚度逐渐增厚时，所述电镀浮槽往所述电镀缸体底部的下沉，所述挡板与所述加热管道抵接并相对于所述侧壁向上移动，以对所述浮槽体的上端部的通孔进行遮挡，从而控制所述第一阳极钛篮及第二阳极钛篮与对应的所述PCB板件的电力走向，以实现对所述PCB板件的厚度均匀控制。

2.根据权利要求1所述的电镀厚度控制方法，其特征在于，所述PCB板件的镀层厚度d=ρ×h×η×κ；其中，d为镀层厚度，单位为μm；ρ为电流密度，单位为ASF；h为电镀时间，单位为min；η为电镀效率，单位为%；κ为电镀系数。

3.根据权利要求2所述的电镀厚度控制方法，其特征在于，所述镀层厚度为铜镀层厚度，所述电镀系数为0.0202。

4.根据权利要求2所述的电镀厚度控制方法，其特征在于，所述镀层厚度为锡镀层厚度，所述电镀系数为0.0456。

5.根据权利要求2所述的电镀厚度控制方法，其特征在于，所述电流密度ρ=

；其中，ρ为电流密度，单位为ASF；L为PCB板件的板长，单位为mm；W为PCB板件的板宽，单位为mm；A为电流，单位为μA；S1为PCB板件的c面的有效电镀面积，单位为mm²；S2为PCB板件的S面的有效电镀面积，单位为mm²。

6.根据权利要求1所述的电镀厚度控制方法，其特征在于，所述挡板的外形尺寸与所述浮槽体的侧壁的外形尺寸适配。

7.根据权利要求1所述的电镀厚度控制方法，其特征在于，所述滑动槽的高度小于所述浮槽体的侧壁的高度。

8.根据权利要求1所述的电镀厚度控制方法，其特征在于，所述电镀缸体的底部设有若干加热管道，各所述加热管道均匀排列并与所述电镀浮槽相对设置。