CN110629264B - 一种pcb电镀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及PCB电镀技术领域，具体公开了一种PCB电镀装置，其包括电镀槽、夹具、两个阳极以及扰流组件，夹具用于夹持PCB，并能够使PCB沿竖直方向浸没于电镀槽内的电镀液中，两个阳极分置于PCB的两侧，扰流组件位于其中一个阳极和PCB之间，包括驱动组件、桨叶架和间隔设置的多个桨叶，各桨叶均与桨叶架转动配合且被配置为至少部分浸没于电镀液中，驱动组件能够驱动各个桨叶沿相同的方向且以相同的转速转动，且各个桨叶相互平行，桨叶推动电镀液，使PCB的两个板面之间产生压差，促使电镀液通过PCB上的钻孔，提高了通过钻孔的电镀液流量，进而提升对钻孔的深镀能力，特别适用于对厚径比为16:1及16:1以上的PCB。

Description

一种PCB电镀装置
技术领域
本发明涉及PCB电镀技术领域，尤其涉及一种PCB电镀装置。
背景技术
随着5G移动通讯技术的进展，通讯数据量的爆炸式增长，推动了通讯PCB层数的不断增加和孔径的不断减小，进而导致PCB厚径比(PCB板厚/PCB最小钻孔孔径)由3G、4G时代的12:1增长至20:1甚至25:1，而16:1及16:1以上的厚径比成为5G通讯PCB的典型特征。
5G移动通讯设备对PCB的可靠性和图形精度有较高要求，而电镀的深镀能力对这两项指标有着直接影响，较高的深镀能力不但能保证PCB孔内铜层达到足够厚度，以确保层间连接的可靠性，同时可降低表面铜层厚度，进而保证蚀刻图形的精度。
现有技术中，通常采用PCB龙门电镀设备对PCB进行电镀，但是采用龙门电镀设备在制作厚径比为16:1及16:1以上的高厚径比PCB时，过高的厚径比致使PCB上钻孔内电镀液交换量不足，钻孔的深镀能力不足60％，对5G通讯PCB的制造带来极高质量隐患。当PCB上孔的厚径比超过12:1后，根据流体力学的基本原理，电镀液在孔内的流动行为更接近于粘性液体在圆形直管内的层流模型，从而符合哈根-泊肃叶定律所推导出来的关系：
Figure BDA0002268654080000011
其中：qv为流量，d为孔径，Δp为压力差，μ为液体的粘滞系数，L为PCB板厚。
根据此关系，即使PCB孔两端在电镀过程中存在压力差，但随着PCB板厚的增加和孔径的减小，通过钻孔内液体的流量及流速将急剧减小，尤其孔径对流量的影响程度更大。据此可知，保障钻孔深镀能力的有效改善方式是增大孔内电镀液的通过量，而这就需要增加孔两端的压差。
目前行业内通常通过增加垂直和平行于PCB板面的喷管，通过喷管喷流的方法对此进行改善，但是，这种方式需要采用较大功率的泵浦以实现连续、大流量的喷流，能量浪费严重。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种PCB电镀装置，以解决现有技术中在制作厚径比为16:1及16:1以上的PCB时，通过增加垂直和平行于PCB板面喷流的方法对此进行改善，需要采用较大功率的泵浦，能源浪费严重的问题。
本发明提供一种PCB电镀装置，该PCB电镀装置用于电镀PCB，所述PCB上设有钻孔，该PCB电镀装置包括：
电镀槽，用于盛放电镀液；
夹具，用于夹持PCB，所述PCB沿竖直方向浸没于所述电镀液中；
两个阳极，两个所述阳极均被配置为浸没于所述电镀液中且分别位于所述PCB两侧；
扰流组件，位于其中一个所述阳极和所述PCB之间，所述扰流组件包括驱动组件、桨叶架和间隔设置的多个桨叶，各所述桨叶均与所述桨叶架转动配合且所述桨叶被配置为至少部分浸没于所述电镀液中，所述驱动组件能够驱动各个所述桨叶沿相同的方向且以相同的转速转动，且各个所述桨叶相互平行。
作为PCB电镀装置的优选技术方案，所述扰流组件的数量为两个，两个所述扰流组件分别为第一扰流组件和第二扰流组件，所述第一扰流组件和所述第二扰流组件分别位于所述PCB的两侧且均位于两个所述阳极之间，当所述第一扰流组件的各个所述桨叶向靠近所述PCB的方向转动时，所述第二扰流组件的各个所述桨叶向远离所述PCB的方向转动；当所述第一扰流组件的各个所述桨叶向远离所述PCB的方向转动时，所述第二扰流组件的各个所述桨叶向靠近所述PCB的方向转动。
作为PCB电镀装置的优选技术方案，所述桨叶的转动中心线沿竖直方向，所述扰流组件的多个所述桨叶沿水平方向间隔设置。
作为PCB电镀装置的优选技术方案，所述桨叶的转动中心线沿水平方向，所述扰流组件的多个所述桨叶沿竖直方向间隔设置。
作为PCB电镀装置的优选技术方案，所述桨叶位于所述桨叶的转动中心线的一侧。
作为PCB电镀装置的优选技术方案，所述桨叶包括相对设置的第一端和第二端，所述桨叶的转动中心线位于所述第一端和所述第二端之间。
作为PCB电镀装置的优选技术方案，所述桨叶呈方形，所述桨叶的宽度为120～180mm，所述桨叶的长度为500～700mm，所述桨叶的长度方向平行于所述桨叶转动的中心线方向。
作为PCB电镀装置的优选技术方案，所述扰流组件的各个所述桨叶均固定设置有转轴，各所述转轴均与所述桨叶架转动配合。
作为PCB电镀装置的优选技术方案，所述驱动组件包括电机、主动轮、传动带和多个从动轮，所述电机与所述主动轮传动连接，多个所述从动轮一一对应地固定设置于多个所述转轴上，所述传动带连接所述主动轮和多个所述从动轮。
作为PCB电镀装置的优选技术方案，所述扰流组件中，多个所述桨叶等间隔设置，相邻两个所述桨叶的转动中心线之间间距为80～120mm。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种PCB电镀装置，其包括电镀槽、夹具、两个阳极以及扰流组件。夹具用于夹持PCB，并能够使PCB沿竖直方向浸没于电镀槽内的电镀液中，两个阳极分置于PCB的两侧，扰流组件位于其中一个阳极和PCB之间，扰流组件包括驱动组件、桨叶架和间隔设置的多个桨叶，各桨叶均与桨叶架转动配合且桨叶被配置为至少部分浸没于电镀液中，驱动组件能够驱动各个桨叶沿相同的方向且以相同的转速转动，且各个桨叶相互平行，通过扰流组件的各个桨叶转动，对电镀液进行推动，从而可以促使电镀液在PCB的两侧形成压差，强制电镀液通过钻孔，加强对PCB上钻孔的深镀能力，特别是在用于制作厚径比为16:1及16:1以上的PCB时，相比现有技术，对于PCB上钻孔的深镀能力提升显著，并且无需增加垂直以及平行于PCB板面的喷流，进而无需采用较大功率的泵浦，可避免能源浪费。
附图说明
图1为本发明实施例一中PCB电镀装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一中PCB电镀装置的部分结构示意图一；
图3为本发明实施例一中PCB电镀装置的部分结构的剖视图一；
图4为本发明实施例一中PCB电镀装置的部分结构的剖视图二；
图5为本发明实施例一中PCB电镀装置的部分结构示意图二。
图中：
1、电镀槽；2、夹具；3、阳极；4、扰流组件；41、桨叶；42、桨叶架；43、转轴；44、电机；45、主动轮；46、传动带；47、从动轮；48、张紧轮；5、PCB；51、钻孔。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1～5所示，本实施例提供一种PCB电镀装置，包括电镀槽1、夹具2、两个阳极3以及扰流组件4。电镀槽1用于容纳电镀液。夹具2用于夹持PCB5，并能够使PCB5沿竖直方向浸没于电镀液中。两个阳极3均被配置为浸没于电镀液中且分别位于PCB5的两侧。扰流组件4位于其中一个阳极3和PCB5之间，扰流组件4包括驱动组件、桨叶架42和间隔设置的多个桨叶41，各桨叶41均与桨叶架42转动配合且桨叶41被配置为至少部分浸没于电镀液中，驱动组件能够驱动各个桨叶41沿相同的方向且以相同的转速转动，且各个桨叶41相互平行。
可以理解的是，本实施例中PCB5的两侧、PCB5的一侧、PCB5的另一侧以及PCB5任一侧均是以PCB5的板面为参照，并且均沿PCB5的厚度方向。本实施例PCB5上的钻孔51同样沿PCB5的厚度方向延伸，并且贯穿PCB5。夹具2为现有技术，本实施例对其具体结构不再赘述。可通过夹具2夹持PCB5，并且夹具2可安装在飞巴装置上，在飞巴装置的带动下，对PCB5进行移动。
本实施例提供的PCB电镀装置，通过扰流组件4的各个桨叶41转动，对电镀液进行推动，从而可以促使电镀液在PCB5的两侧形成压差，强制电镀液通过钻孔51，加强对PCB5上钻孔51的深镀能力，特别是在用于制作厚径比为16:1及16:1以上的PCB5时，相比现有技术，对于PCB5上钻孔51的深镀能力提升显著，并且无需增加垂直以及平行于PCB5板面的喷流，可避免能源浪费。具体地，当桨叶41朝靠近PCB5的方向转动时，能够促使电镀液流向PCB5靠近桨叶41的一侧端面，增大PCB5该侧的压力，进而使PCB5两侧形成压差，强制电镀液通过钻孔51，加强对PCB5上钻孔51的深镀能力；同理当桨叶41朝远离PCB5的方向转动时，能够促使桨叶41和PCB5之间的电镀液向远离PCB5靠近桨叶41的一侧端面的方向流动，进而减小PCB5该侧端面的压力，使PCB5的两侧形成压差，强制电镀液通过钻孔51，同样可加强对PCB5上钻孔51的深镀能力。
桨叶41具有旋转状态和未旋转状态，当桨叶41处于未旋转状态时，扰流组件4中的各个桨叶41相互平行，当桨叶41处于旋转状态时，由于驱动组件能够驱动各个桨叶41沿相同的方向且以相同的转速转动，从而，扰流组件4中的各个桨叶41依旧能够保持相互平行，能够保证扰流组件4中的各个桨叶41能够产生稳定的扰流效果。
可选地，扰流组件4的数量为两个，两个扰流组件4分别为第一扰流组件和第二扰流组件，第一扰流组件和第二扰流组件分别位于PCB5的两侧且均位于两个阳极3之间，当第一扰流组件的各个桨叶41向靠近PCB5的方向转动时，第二扰流组件的各个桨叶41向远离PCB5的方向转动；当第一扰流组件的各个桨叶41向远离PCB5的方向转动时，第二扰流组件的各个桨叶41向靠近PCB5的方向转动。如此设置，可以使两个扰流组件4在PCB5两侧形成的压差最大。具体地，PCB5包括相对设置的第一端面和第二端面，第一扰流组件的各个桨叶41与第一端面相对，第二扰流组件的各个桨叶41与第二端面相对，当第一扰流组件的各个桨叶41向靠近PCB5的方向转动时，第一扰流组件能够增大在PCB5的第一端面处的压力，当第二扰流组件的各个桨叶41向远离PCB5的方向转动时，第二扰流组件能够减小在PCB5的第二端面处的压力，从而可增大PCB5的第一端面和第二端面之间的压差，单位时间内将会有更多的电镀液通过钻孔51，保证对钻孔51的深镀能力。
本实施例中桨叶41呈叶片状，第一扰流组件和第二扰流组件可以只开启一个，也可以两个同时协同工作，当协同工作时，第一扰流组件的各个桨叶41的转速和第二扰流组件的各个桨叶41的转速相同，并且当两个扰流组件4的中的桨叶41均处于未旋转状态时，第一扰流组件中的各个桨叶41与第二扰流组件中的各个桨叶41呈90°夹角。例如，第一扰流组件中的各个桨叶41均垂直于PCB5，第二扰流组件中的各个桨叶41均平行于PCB5。如此设置可以保证当第一扰流组件的各个桨叶41向靠近PCB5的方向转动时，第二扰流组件的各个桨叶41向远离PCB5的方向转动；当第一扰流组件的各个桨叶41向远离PCB5的方向转动时，第二扰流组件的各个桨叶41向靠近PCB5的方向转动。
当然，在其他的实施例中，当第一扰流组件和第二扰流组件协同工作时也可以在第一扰流组件的各个桨叶41的转速和第二扰流组件的各个桨叶41的转速相同的前提下，使第一扰流组件的各个桨叶41与第二扰流组件的各个桨叶41呈其他的角度，但此时，对钻孔51的深镀能力会减弱。
主要注意的是，当该PCB电镀装置中仅设置有一个扰流组件4时，桨叶41的形状不局限于叶片状，具体地，桨叶41可以包括多个翅片，多个翅片均布于桨叶41转动中心线的圆周方向上。
本实施例中，桨叶41的转动中心线沿竖直方向，扰流组件4的多个桨叶41沿水平方向间隔设置。在其他的实施例中，还可以是桨叶41的转动中心线沿水平方向，而扰流组件4的多个桨叶41沿竖直方向间隔设置。需要注意的是，第一扰流组件和第二扰流组件中各个桨叶41的转动中心线相互平行。扰流组件4中桨叶41的数量，可以根据PCB5的尺寸或者电镀槽1的尺寸进行设置。
本实施例中，桨叶41包括相对设置的第一端和第二端，桨叶41的转动中心线位于第一端和第二端之间。在其的实施例中，桨叶41的转动中心线还可以位于桨叶41的一侧。
可选地，扰流组件4的各个桨叶41均固定设置有转轴43，各转轴43均与桨叶架42转动配合。
可选地，驱动组件包括电机44、主动轮45、传动带46和多个从动轮47，电机44与主动轮45传动连接，多个从动轮47一一对应地固定设置于多个转轴43上，传动带46连接主动轮45和多个从动轮47。当然，在其他的实施例中，也可以对应各个转轴43分别设置一个电机44进行驱动，但是这样设置会导致成本增加。优选地，驱动组件还可以包括多个张紧轮48，多个张紧轮48用于将传动带46张紧，相邻两个从动轮47之间均设有一个张紧轮48，并且张紧轮48和对应的两个从动轮47分别位于传动带46的两侧。
可选地，桨叶41呈方形，桨叶41的宽度为120～180mm，桨叶41的长度为500～700mm，桨叶41的长度方向平行于桨叶41转动的中心线方向。
扰流组件4中，各个桨叶41的转动中心线距离PCB5的距离为L1，50mm≤L1≤100mm。
优选地，L1＝75mm，可选地，扰流组件4中，多个桨叶41等间隔设置，相邻两个桨叶41的转动中心线之间间距为L2，本实施例中L2优选为80～120mm。
需要注意的是，本实施例对于扰流组件的具体参数不做限定。
该PCB电镀装置与传动电镀方式对不同厚径比的PCB深镀能力比较如下表所示：
表一本方案与传动电镀方式对不同厚径比的PCB5深镀能力比较表
Figure BDA0002268654080000081
Figure BDA0002268654080000091
由表一可知，本实施例提供的PCB电镀装置对于厚径比为16:1的PCB5的深镀能力至少为75％以上，甚至达到85％，对于厚径比大于16:1的PCB5，深镀能力至少能够达到70％。相比现有技术，显著提高了对高厚径比PCB5上钻孔51的深镀能力。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种PCB电镀装置，用于电镀PCB(5)，所述PCB(5)上设有钻孔(51)，其特征在于，所述PCB电镀装置包括：
电镀槽(1)，用于盛放电镀液；
夹具(2)，用于夹持PCB(5)，所述PCB(5)沿竖直方向浸没于所述电镀液中；
两个阳极(3)，两个所述阳极(3)均被配置为浸没于所述电镀液中且分别位于所述PCB(5)两侧；
扰流组件(4)，所述扰流组件(4)的数量为两个，两个所述扰流组件(4)分别为第一扰流组件和第二扰流组件，所述第一扰流组件和所述第二扰流组件分别位于所述PCB(5)的两侧且均位于两个所述阳极(3)之间，所述第一扰流组件和所述第二扰流组件分别包括驱动组件、桨叶架(42)和间隔设置的多个桨叶(41)，各所述桨叶(41)均与所述桨叶架(42)转动配合且所述桨叶(41)被配置为至少部分浸没于所述电镀液中，所述驱动组件能够驱动各个所述桨叶(41)沿相同的方向且以相同的转速转动，且各个所述桨叶(41)相互平行；
当所述第一扰流组件的各个所述桨叶(41)向靠近所述PCB(5)的方向转动时，所述第二扰流组件的各个所述桨叶(41)向远离所述PCB(5)的方向转动；当所述第一扰流组件的各个所述桨叶(41)向远离所述PCB(5)的方向转动时，所述第二扰流组件的各个所述桨叶(41)向靠近所述PCB(5)的方向转动，所述第一扰流组件和所述第二扰流组件的桨叶配合转动，使电镀液在PCB(5)两侧形成压差。
2.根据权利要求1所述的PCB电镀装置，其特征在于，所述桨叶(41)的转动中心线沿竖直方向，所述扰流组件(4)的多个所述桨叶(41)沿水平方向间隔设置。
3.根据权利要求1所述的PCB电镀装置，其特征在于，所述桨叶(41)的转动中心线沿水平方向，所述扰流组件(4)的多个所述桨叶(41)沿竖直方向间隔设置。
4.根据权利要求1所述的PCB电镀装置，其特征在于，所述桨叶(41)位于所述桨叶(41)的转动中心线的一侧。
5.根据权利要求1所述的PCB电镀装置，其特征在于，所述桨叶(41)包括相对设置的第一端和第二端，所述桨叶(41)的转动中心线位于所述第一端和所述第二端之间。
6.根据权利要求1所述的PCB电镀装置，其特征在于，所述桨叶(41)呈方形，所述桨叶(41)的宽度为120～180mm，所述桨叶(41)的长度为500～700mm，所述桨叶(41)的长度方向平行于所述桨叶(41)转动的中心线方向。
7.根据权利要求1所述的PCB电镀装置，其特征在于，所述扰流组件(4)的各个所述桨叶(41)均固定设置有转轴(43)，各所述转轴(43)均与所述桨叶架(42)转动配合。
8.根据权利要求7所述的PCB电镀装置，其特征在于，所述驱动组件包括电机(44)、主动轮(45)、传动带(46)和多个从动轮(47)，所述电机(44)与所述主动轮(45)传动连接，多个所述从动轮(47)一一对应地固定设置于多个所述转轴(43)上，所述传动带(46)连接所述主动轮(45)和多个所述从动轮(47)。
9.根据权利要求1所述的PCB电镀装置，其特征在于，所述扰流组件(4)中，多个所述桨叶(41)等间隔设置，相邻两个所述桨叶(41)的转动中心线之间间距为80～120mm。
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