CN113652731B - 金属丝的导电导轮装置及电镀生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属丝的导电导轮装置及电镀生产线，所述金属丝的导电导轮装置设置在电镀生产线中电镀池的两侧且包括同步驱动系统、同步导轮系统、压轮微型减震系统和闭环反馈系统，其中，同步驱动系统能够驱动同步导轮系统的金属导轮转动，同步导轮系统能够驱动金属丝并使金属丝导电，压轮微型减震系统能够测试和消除金属丝的张力波动；闭环反馈系统能够接收压轮微型减震系统测试的金属丝的张力波动并判断金属丝的张力波动是否超出压轮微型减震系统能调控的范围，并调整驱动电机的转速以消除金属丝的张力波动。本发明具有能够检测金属丝张力大小并实时反馈给导轮同步驱动系统，消除金属丝电镀时的张力波动等优点。

Description

金属丝的导电导轮装置及电镀生产线

技术领域

本发明涉及半导体、集成电路及LED封装产业用材料技术领域，具体地，涉及一种具有自驱动功能的金属丝的导电导轮装置及电镀生产线。

背景技术

在半导体封装领域，引线键合是很重要的一道工序，它是将芯片和外部的引脚进行连接的重要技术。键合效果的好坏直接影响集成，随着目前电子元器件的体积逐渐减小，这就要求生产电子元器件的原材料要更加精细小巧。对于电子元器件中作为连接半导体器件和集成电路的键合丝的制作要求就要更高，键合丝的直径要更细，这就对电镀键合丝的生产工艺和设备提出了更高的要求。目前电镀键合丝生产技术主要可分为两大类：1、先电镀后拉拔；2、先拉拔后电镀。第1类技术不会出现电镀过程中键合丝被拉断的情况，但由于镀层和基体之间不匹配的力学性能，再拉拔会出现变形不均匀导致造成镀层的损伤，如皲裂、镀层厚度不均匀等。第2类技术则较好解决了这个问题，将键合丝精拔到10-300μm的直径后，再电镀。

申请号为“CN110004474A”名称为“一种超细金属线的连续电镀生产线”公开了包括设置于生产线头部的放线组件、设置于生产线中部的电镀组件和设置于生产线尾部的收线组件的呈直线布置的电镀生产线。通过收线组件和放线组件调节收线速度，从而调节放线速度，使待电镀金属丝不会因为收线端或放线端的力不平衡从而导致金属丝拉断，通过放线控制模块中的角度传感器和扭矩传感器实时调节放线端的速度，而收线控制箱内的PLC控制器控制收线速度，拉动金属丝改变摇臂的旋转角度，从而调节放线速度。但，这种电镀生产线的电镀方式是金属丝穿行过导电轮，经电镀池进行电镀，其驱动方式为两端的放线和收线系统驱动。在金属丝的连续电镀过程中，为了提高电镀生产效率，生产线的长度可达到几十米长，仅波动零点几克的力，细金属丝就可能被拉断。因此，这种导电方式和驱动方式在实际生产中只能进行60μm以上金属丝的电镀、电镀生产难以高效进行、产品质量也难以保证。因此急需一种全新的电镀装置和驱动方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种将驱动方式由两端的放线和收线系统驱动改为导电导轮装置自主驱动的金属丝导电导轮装置。又如，本发明的另一目的在于提供一种将驱动方式由两端的放线和收线系统驱动改为导电导轮装置自主驱动的电镀生产线。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种金属丝导电导轮装置，所述金属丝的导电导轮装置设置在电镀生产线中电镀池的两侧且包括同步驱动系统、同步导轮系统、压轮微型减震系统和闭环反馈系统，其中，所述同步驱动系统包括驱动机架、驱动轮、第一从动轮、第二从动轮、第一传动轴、第二传动轴、驱动电机和驱动电机控制模块，其中，所述驱动机架垂直设置在平面上，所述驱动轮设置在驱动机架上，所述第一从动轮和第二从动轮分别通过第一传动轴和第二传动轴设置在驱动机架上，所述驱动轮能够驱动第一从动轮和第二从动轮同步旋转，所述驱动电机设置在驱动机架的右侧且能够带动驱动轮旋转，所述驱动电机控制模块能够控制驱动电机的启停和转速；所述同步导轮系统包括第一金属导轮、第二金属导轮、导轮机架、塑胶压轮、塑胶压轮支架和电刷，其中，所述导轮机架平行驱动机架设置在驱动机架的左侧，所述第一金属导轮和第二金属导轮设置在所述导轮机架上且第一金属导轮和第二金属导轮位于同一平面上，所述第一传动轴和第二传动轴分别能够带动第一金属导轮和第二金属导轮旋转，所述金属丝穿过第一金属导轮和第二金属导轮上的凹槽进行传动，所述塑胶压轮通过塑胶压轮支架设置在导轮机架上且能够对金属丝施加压力以使金属丝处于紧绷状态，所述电刷设置在导轮机架上且与第一传动轴或第二传动轴接触使第一金属导轮或第二金属导轮带电；所述压轮微型减震系统设置在所述塑胶压轮与导轮机架之间以消除金属丝的波动，所述压轮微型减震系统还能够测试塑胶压轮受到的金属丝的张力；所述闭环反馈系统分别和压轮微型减震系统和同步驱动系统连接，所述闭环反馈系统被配置为接收压轮微型减震系统测试的金属丝的张力波动，并被配置为根据金属丝的张力波动来发送信号给驱动电机控制模块，以调整驱动电机的转速，从而消除金属丝的张力波动。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述闭环反馈系统被配置为通过判断金属丝的张力波动是否超出压轮微型减震系统能调控的范围，当金属丝的张力波动超过压轮微型减震系统能调控的范围时，闭环反馈系统发送信号给驱动电机控制模块调整驱动电机的转速以消除金属丝的张力波动。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述驱动电机控制模块可包括触摸屏和PLC控制器，所述触摸屏与PLC控制器连接，触摸屏能够输入电机启停信号、电机转速控制信号，所述PLC控制器能够对触摸屏输入的信号进行处理，触摸屏与PLC控制器以PPI串行通信方式连接，所述PLC控制器还与电镀池其它的金属丝的导电导轮装置的闭环反馈系统连接以进行同步驱动。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述金属丝的直径可为10～100μm，传动速度可为10～60m/min，表面电镀层的厚度可为10～200nm。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述压轮微型减震器能够调节金属丝的张力波动可为0.1～2N。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述第一传动轴和第二传动轴可分别与驱动机架和导轮机架垂直设置，第一传动轴和第二传动轴的一端与驱动机架可转动连接，另一端与导轮机架可转动连接，所述第一从动轮和第二从动轮分别设置在第一传动轴和第二传动轴上靠近驱动机架的一端，所述第一金属导轮和第二金属导轮分别设置在第一传动轴和第二传动轴上靠近导轮机架的一端。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述第一从动轮和第二从动轮可设置在驱动轮的上方且位于同一高度，所述驱动轮分别通过传动带驱动第一从动轮和第二从动轮旋转。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述压轮微型减震系统可包括吊架、导杆、限位环、压力传感器、弹性调节件和塑胶压轮支架，其中，所述吊架固定设置在所述导轮机架上，所述导杆上端穿过吊架，下端与塑胶压轮支架上端固定，所述限位环、压力传感器、弹性调节件从上到下依次设置在导杆上，所述限位环能够限制导杆相对吊架上下滑动的位置，所述压力传感器能够测量弹性调节件的弹力，所述弹性调节件能够伸缩释放金属丝的张力波动。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述金属丝产生的张力波动作用于塑胶压轮上，通过塑胶压轮支架作用于弹性调节件，塑胶压轮和导杆一同上下波动，当金属丝的张力波动过大时，弹性调节件压缩释放张力波，消除金属丝的张力波动，同时压力传感器将弹性调节件伸缩产生的力转换成压力数据，实时反馈给闭环反馈系统。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述压轮微型减震系统可包括压力监视器、A/D转换模块和PID控制器，其中，所述压力监视器输入端与压力传感器相连，输出端与A/D转换模块输入端相连，A/D转换模块输出端与PID控制器的输入端连接，PID控制器的输出端与驱动电机控制模块连接，所述压力监视器能够实时显示压力传感器输出的压力数据。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述导电导轮装置还可包括精密电流控制系统，所述精密电流控制系统设置在电镀电源和所述电刷之间以控制电镀电流的大小。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述精密电流控制系统可包括整流器和精密毫安计，其中，所述整流器一端与电镀电源连接，另一端与精密毫安计的一端连接，所述精密毫安计的另一端与电刷连接，所述整流器能够控制电镀电流的大小，所述精密毫安计能够实时显示电镀电流值。

本发明另一方面提供了一种电镀生产线(生产系统)，所述电镀生产线可包括电镀池以及布置在电镀池的上游的第一导电导轮装置和下游的第二导电导轮装置，所述第一导电导轮装置和所述第二导电导轮装置为如上任意一项所述的金属丝导电导轮装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：

(1)本发明的金属丝导电导轮装置采用了全新的导轮同步驱动装置，将其设置在每个工作槽的两端，能够将原来几十米长的放线收线系统驱动转变为若干个几米长的同步驱动生产线；

(2)采用了全新的同步系统，保证金属丝在生产线内穿行时的速度等于每个导轮的主动驱动线速度；

(3)采用了全新的压轮微型减震装置，能够平衡金属丝电镀时的生产波动，并实时监控金属丝张力；

(4)采用了全新闭环反馈系统，自检金属丝张力大小实时反馈给导轮同步驱动系统做出调整，主动消除金属丝电镀时的张力波动。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和/或特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明的一个示例性实施例的金属丝导电导轮装置的结构示意图；

图2示出了图1的俯视图；

图3示出了图1中同步驱动系统的俯视图；

图4示出了图3的左视图；

图5示出了图3的右视图；

图6示出了图1中导轮系统的结构示意图；

图7示出了图6的右视图；

图8示出了图1中电流控制系统的左视图；

图9示出了图8的俯视图；

图10示出了图1中压轮微型减震系统的结构示意图；

图11示出了图10的右视图；

图12示出了图1中闭环反馈系统的左视图。

附图标记说明：

1-同步驱动系统、2-同步导轮系统、3-精密电流控制系统、4-压轮微型减震系统、5-闭环反馈系统、6-驱动电机、7-驱动电机控制模块、8-驱动器、9-驱动机架、10-驱动轮、11-驱动轴、12a-第一从动轮、12b-第二从动轮、13a-第一传动轴、13b-第二传动轴、14-传动带、15-触摸屏、16-PLC控制器、17a-第一金属导轮、17b-第二金属导轮、18-导轮机架、19-塑胶压轮、20-塑胶压轮支架、21-金属丝、22-电刷、23-电镀电源、24-整流器、25-精密毫安计、26-吊架、27-导杆、28-限位环、29-压力传感器、30-弹性调节件、31-压力监视器、32-A/D转换模块、33-PID控制器。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的金属丝导电导轮装置和系统以及钻磨液供应方法。需要说明的是，“第一”、“第二”、等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“上”、“下”、“内”、“外”仅仅为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。

在本发明的第一示例性实施例中，金属丝的导电导轮装置设置在电镀生产线的电镀池的两侧(即电镀生产线包含至少两个导电导轮装置)，导电导轮装置具有自驱动功能，每个导电导轮装置都能够主动驱动转动，从而将现有电镀生产线由放线收线系统之间驱动、金属丝的长度长达几十米、仅波动零点几克的力，细金属丝就可能被拉断、电镀生产难以高效进行、产品质量也难以保证转变为电镀生产线由若干个电镀池两端导电导轮装置主动驱动、相邻两个导电导轮之间金属丝长度仅为几米，多个导电导轮装置同步驱动的生产线，能够进行10～100μm(尤其是10～60μm)的超细金属丝的电镀。其中，金属丝的导电导轮装置包括同步驱动系统、同步导轮系统、压轮微型减震系统和闭环反馈系统。

在本实施例中，所述同步驱动系统包括驱动机架、驱动轮、第一从动轮、第二从动轮、第一传动轴、第二传动轴、驱动电机和驱动电机控制模块。

其中，驱动机架垂直设置在平面上(例如，地面或固定平台)，驱动机架(例如，矩形板)上开设有安装驱动轮、第一从动轮和第二从动轮的开孔。驱动轮通过驱动轴设置在驱动机架上，第一从动轮和第二从动轮分别通过第一传动轴和第二传动轴的一端设置在驱动机架上。这里，驱动轮、第一从动轮和第二从动轮均能够相对驱动机架沿其轴向旋转。驱动轮能够驱动第一从动轮和第二从动轮沿同一方向同步旋转。例如，例如，第一从动轮和第二从动轮可设置在驱动轮的上方且位于同一高度，驱动轮分别通过传动带与第一从动轮和第二从动轮连接以带动第一从动轮和第二从动轮旋转。

驱动电机设置在驱动机架的右侧，驱动电机的旋转输出轴与驱动轴连接带动驱动轮旋转。这里，驱动电机也可直接带动驱动轮旋转。驱动电机控制模块与驱动电机相连以控制驱动电机的启停和转速。例如，驱动电机控制模块可包括触摸屏和PLC控制器，所述触摸屏与PLC控制器连接，触摸屏能够输入电机启停信号、电机转速控制信号，所述PLC控制器能够对触摸屏输入的信号进行处理，触摸屏与PLC控制器以PPI串行通信方式连接，所述PLC控制器还与其它金属丝的导电导轮装置(例如，位于电镀池另一侧的导电导轮装置)的闭环反馈系统连接以进行同步驱动。这里，所述驱动电机控制模块还可包括驱动器，所述驱动器包括主令开关和变频器，所述PLC控制器通过驱动器与所述驱动电机连接，以控制驱动电机的启停和转速。

在本实施例中，所述同步导轮系统包括第一金属导轮、第二金属导轮、导轮机架、塑胶压轮、塑胶压轮支架和电刷。

其中，所述导轮机架(例如，矩形板)平行驱动机架设置在驱动机架的左侧，即导轮机架也与平面或固定台面垂直设置，导轮机架上开设有设置安装第一金属导轮和第二金属导轮的开孔。第一金属导轮和第二金属导轮分别通过开孔设置在所述导轮机架上，且第一金属导轮和第二金属导轮位于同一平面上，第一传动轴和第二传动轴分别能够带动第一金属导轮和第二金属导轮旋转。这里，所述第一传动轴和第二传动轴可分别与驱动机架和导轮机架垂直设置(即与地面或固定台面平行设置)，第一传动轴和第二传动轴的一端设置在驱动机架上的开孔中与驱动机架可转动连接，另一端设置在导轮机架上的开孔中与导轮机架可转动连接，所述第一从动轮和第二从动轮分别固定设置在第一传动轴和第二传动轴上靠近驱动机架的一端，所述第一金属导轮和第二金属导轮分别固定设置在第一传动轴和第二传动轴上靠近导轮机架的一端。

导轮机架上还设置有安装塑胶压轮支架的开孔，塑胶压轮通过塑胶压轮支架设置在导轮机架上并能够沿其轴向旋转。塑胶压轮位于第一金属导轮和第二金属导轮之间，以对金属丝施加一定的压力使金属丝处于紧绷状态。这里，第一金属导轮和第二金属导轮设置在同一高度，金属丝分别穿过第一金属导轮上的凹槽和第二金属导轮上的凹槽，塑胶压轮上的凹槽作用在金属丝上对金属丝施加向下的压力使金属丝绷紧。

电刷设置在导轮机架上且与第一传动轴或第二传动轴接触使第一金属导轮或第二金属导轮带电，再由第一金属导轮或第二金属导轮将电流传递给金属丝使金属丝带电。

在本实施例中，所述压轮微型减震系统设置在所述塑胶压轮与导轮机架之间以消除金属丝的波动，所述压轮微型减震系统还能够测试塑胶压轮受到的金属丝的张力。例如，所述压轮微型减震系统可包括吊架、导杆、限位环、压力传感器和弹性调节件。

其中，所述吊架固定设置在所述导轮机架上，所述导杆上端穿过吊架，下端与塑胶压轮支架上端固定，所述限位环、压力传感器、弹性调节件从上到下依次设置在导杆上，所述限位环能够限制导杆相对吊架上下滑动的位置，所述压力传感器能够测量弹性调节件的弹力，所述弹性调节件(例如，微型弹簧)能够伸缩释放金属丝的张力波动，所述塑胶压轮支架下端与塑胶压轮连接使塑胶压力沿其轴向转动。具体来讲，吊架的一端垂直固定在导轮机架上(即吊架水平设置)，导杆竖直设置且其上端穿过吊架的另一端，下端与塑胶压轮支架固定连接。吊架的另一端上轴向设置有用于安装限位环的凹槽，导杆上端穿过吊架可上下滑动，限位环设置在吊架另一端的凹槽内且与吊杆固定，从而限制导杆在吊架凹槽中上下滑动范围。导杆从上往下依次穿过吊架、压力传感器、微型弹簧，最终固定在塑胶压轮支架上，所述塑胶压轮支架另一端安装有塑胶压轮。电镀时，金属丝穿过导轮系统，产生张力波动作用于塑胶压轮上，通过塑胶压轮支架作用于弹簧，塑胶压轮沿导杆上下波动，张力过大，弹簧压缩释放张力，张力过小，弹簧伸张产生张力，消除金属丝电镀时的生产波动，同时弹簧伸缩产生的力通过压力传感器转换成压力数据，实时反馈给闭环反馈系统。

在本实施例中，所述闭环反馈系统分别和压轮微型减震系统和同步驱动系统连接，所述闭环反馈系统被配置为接收压轮微型减震系统测试的金属丝的张力波动，并被配置为根据金属丝的张力波动来发送信号给驱动电机控制模块，以调整驱动电机的转速，从而消除金属丝的张力波动。这里，所述闭环反馈系统被配置为通过判断金属丝的张力波动是否超出压轮微型减震系统能调控的范围，当金属丝的张力波动超过压轮微型减震系统能调控的范围时，闭环反馈系统发送信号给驱动电机控制模块调整驱动电机的转速以消除金属丝的张力波动。例如，所述压轮微型减震系统可包括压力监视器、A/D转换模块和PID控制器，其中，所述压力监视器输入端与压力传感器相连，输出端与A/D转换模块输入端相连，A/D转换模块输出端与PID控制器的输入端连接，PID控制器的输出端与驱动电机控制模块连接，所述压力监视器能够实时显示压力传感器输出的压力数据。具体来讲，压轮微型减震系统输出的压力数据实时显示于压力监视器中，通过A/D转换模块与PID控制器输入端连接，PID控制器输出端连接所述同步驱动系统的驱动电机；所述压力数据经过A/D转换模块传输到PID控制器，PID控制器判断此时金属丝张力是否超出所述压轮微型减震系统所能调控的范围，如果没超出，不输出信号，如果超出，PID控制器输出信号通过所述同步驱动系统调整驱动电机的转速，如果张力过大(小)，PID控制器输出信号调慢出线口导轮转速，张力减小(增大)、PID控制器再次判断是否符合要求范围，做出下一次指令，直至生产中张力波动完全得到消除。

在本示例性实施例中，所述金属丝的直径可为10～100μm，进一步地，可为10～60μm。传动速度可为10～60m/min，表面电镀层的厚度可为10～200nm。

在本示例性实施例中，所述压轮微型减震器能够调节金属丝的张力波动可为0.1～2N，进一步地，可为0.1～0.3N。

在本示例性实施例中，所述金属丝产生的张力波动作用于塑胶压轮上，通过塑胶压轮支架作用于弹性调节件，塑胶压轮和导杆一同上下波动，当金属丝的张力波动过大时，弹性调节件压缩释放张力波，消除金属丝电镀时的张力波动，同时压力传感器将弹性调节件伸缩产生的力转换成压力数据，实时反馈给闭环反馈系统。

在本示例性实施例中，所述导电导轮装置还可包括精密电流控制系统，所述精密电流控制系统设置在电镀电源和所述电刷之间以控制电镀电流的大小。例如，所述精密电流控制系统可包括整流器和精密毫安计，其中，所述整流器一端与电镀电源连接，另一端与精密毫安计的一端连接，所述精密毫安计的另一端与电刷连接，所述整流器能够控制电镀电流的大小，所述精密毫安计能够实时显示电镀电流值。具体来讲，精密电流控制系统电镀电源、控制阴极和阳极电流大小的整流器、精密毫安计；所述电镀电源的阳极连接电镀池，阴极通过整流器控制电流大小，所述整流器另一端连接精密毫安计，用于实时显示电流值，所述精密毫安计的另一端连接电刷。结合金属丝的张力、传动速度，可以实时控制金属丝表面电镀层的厚度。

图1示出了本发明的一个示例性实施例的金属丝导电导轮装置的结构示意图；图2示出了图1的俯视图；图3示出了图1中同步驱动系统的俯视图；

图4示出了图3的左视图；图5示出了图3的右视图；图6示出了图1中导轮系统的结构示意图；图7示出了图6的右视图；图8示出了图1中电流控制系统的左视图；图9示出了图8的俯视图；图10示出了图1中压轮微型减震系统的结构示意图；图11示出了图10的右视图；图12示出了图1中闭环反馈系统的左视图。

在本发明的第二示例性实施例中，金属丝导电导轮装置设置在电镀生产线的电镀池的两侧(电镀生产线又称为电镀生产系统，其包含至少两个导电导轮装置)，每个导电导轮装置都能够主动驱动转动，从而将现有电镀生产线由放线收线系统之间驱动、金属丝的长度长达几十米、仅波动零点几克的力，细金属丝就可能被拉断、电镀生产难以高效进行、产品质量也难以保证转变为电镀生产线由若干个电镀池两端导电导轮装置主动驱动、相邻两个导电导轮之间金属丝长度仅为几米，多个导电导轮装置同步驱动的生产线，能够进行10～100μm的超细金属丝的电镀。其中，如图1和图2中所示，金属丝的导电导轮装置主要包括同步驱动系统1、同步导轮系统2、压轮微型减震系统4和闭环反馈系统5。

在本实施例中，如图3、4和5中所示，所述同步驱动系统包括驱动机架9、驱动轮10、第一从动轮12a、第二从动轮12b、第一传动轴13a、第二传动轴13b、驱动电机6和驱动电机控制模块。

其中，驱动机架9垂直设置在平面上(例如，地面或固定平台)，驱动机架9(例如，矩形板)上开设有安装驱动轮10、第一从动轮12a和第二从动轮12b的开孔。驱动轮10通过驱动轴11设置在驱动机架9上，第一从动轮12a和第二从动轮12b分别通过第一传动轴13a和第二传动轴13b的一端设置在驱动机架9上。这里，驱动轮10、第一从动轮12a和第二从动轮12b均能够相对驱动机架9沿其轴向旋转。驱动轮10能够驱动第一从动轮12a和第二从动轮12b沿同一方向同步旋转。例如，第一从动轮12a和第二从动轮12b可设置在驱动轮10的上方且位于同一高度，驱动轮10分别通过传动带14与第一从动轮12a和第二从动轮12b连接以带动第一从动轮12a和第二从动轮12b旋转。

驱动电机6设置在驱动机架9的右侧，驱动电机6的旋转输出轴与驱动轴11连接带动驱动轮10旋转。这里，驱动电机6也可直接带动驱动轮10旋转。驱动电机控制模块7与驱动电机6相连以控制驱动电机6的启停和转速。例如，驱动电机控制模块7可包括触摸屏15和PLC控制器16，所述触摸屏15与PLC控制器16连接，触摸屏15能够输入电机启停信号、电机转速控制信号，所述PLC控制器16能够对触摸屏15输入的信号进行处理，触摸屏15与PLC控制器16以PPI串行通信方式连接。此外，所述PLC控制器16还与电镀池其它的金属丝的导电导轮装置(例如，位于电镀池另一侧的导电导轮装置)的闭环反馈系统连接以进行同步驱动。这里，所述驱动电机控制模块7还可包括驱动器8，所述驱动器8包括主令开关和变频器，所述PLC控制器16通过驱动器8与所述驱动电机6连接，以控制驱动电机6的启停和转速。

在本实施例中，如图6和图7中所示，所述同步导轮系统包括第一金属导轮17a、第二金属导轮17b、导轮机架18、塑胶压轮19和电刷22。

其中，所述导轮机架18(例如，矩形板)平行驱动机架9设置在驱动机架9的左侧，即导轮机架18也与平面或固定台面垂直设置，导轮机架18上开设有设置安装第一金属导轮17a和第二金属导轮17b的开孔。第一金属导轮17a和第二金属导轮17b分别通过开孔安装在所述导轮机架18上，且第一金属导轮17a和第二金属导轮17b于同一平面上，第一传动轴13a和第二传动轴13b分别能够带动第一金属导轮17a和第二金属导轮17b旋转。这里，第一传动轴13a和第二传动轴13b可分别与驱动机架9和导轮机架18垂直设置(即与地面或固定台面平行设置)，第一传动轴13a和第二传动轴13b的一端(右端)设置在驱动机架9上的开孔中与驱动机架9可转动连接，另一端(左端)设置在导轮机架18上的开孔中与导轮机架18可转动连接，第一从动轮12a和第二从动轮12b分别固定设置在第一传动轴13a和第二传动轴13b上靠近驱动机架9的一端，第一金属导轮17a和第二金属导轮17b分别固定设置在第一传动轴13a和第二传动轴13b上靠近导轮机架18的一端。

导轮机架18上还设置有安装塑胶压轮19的开孔，塑胶压轮19通过塑胶压轮支架20设置在导轮机架18上并能够沿其轴向旋转。塑胶压轮19位于第一金属导轮17a和第二金属导轮17b之间，以对金属丝21施加一定的压力使金属丝21处于紧绷状态。这里，第一金属导轮17a和第二金属导轮17b设置在同一高度，金属丝21分别穿过第一金属导轮17a上的凹槽和第二金属导轮17b上的凹槽，塑胶压轮19上的凹槽作用在金属丝21上对金属丝21施加向下的压力使金属丝21绷紧。

电刷22设置在导轮机架18上且与第一传动轴13a或第二传动轴13b接触使第一金属导轮17a或第二金属导轮17b带电，第一金属导轮17a或第二金属导轮17b将电流传递给金属丝21使金属丝带电从而进行电镀。

在本实施例中，如图10和图11中所示，压轮微型减震系统设置在所述塑胶压轮支架20与导轮机架18之间以消除金属丝的波动，所述压轮微型减震系统还能够测试塑胶压轮19受到的金属丝的张力波动。例如，所述压轮微型减震系统可包括吊架26、导杆27、限位环28、压力传感器29和弹性调节件30。

其中，所述吊架26固定设置在所述导轮机架18上，所述导杆27上端穿过吊架26，下端与塑胶压轮支架20上端固定，所述限位环28、压力传感器29、弹性调节件30从上到下依次设置在导杆27上，所述限位环28能够限制导杆27相对吊架26上下滑动的位置，所述压力传感器29能够测量弹性调节件30的弹力，所述弹性调节件30(例如，微型弹簧)能够伸缩释放金属丝的张力波动，所述塑胶压轮支架20下端与塑胶压轮19连接使塑胶压轮19沿其轴向转动。具体来讲，吊架的一端垂直固定在导轮机架上(即吊架水平设置)，导杆竖直设置且其上端穿过吊架的另一端，下端与塑胶压轮支架固定连接。吊架的另一端上轴向设置有用于安装限位环的凹槽，导杆上端穿过吊架可上下滑动，限位环设置在吊架另一端的凹槽内且与吊杆固定，从而限制导杆在吊架凹槽中上下滑动范围。导杆从上往下依次穿过吊架、压力传感器、微型弹簧，最终固定在塑胶压轮支架上，所述塑胶压轮支架另一端安装有塑胶压轮。电镀时，金属丝穿过导轮系统，产生张力波动作用于塑胶压轮上，通过塑胶压轮支架作用于弹簧，塑胶压轮沿导杆上下波动，张力过大，弹簧压缩释放张力，张力过小，弹簧伸张产生张力，消除金属丝电镀时的生产波动，同时弹簧伸缩产生的力通过压力传感器转换成压力数据，实时反馈给闭环反馈系统。

在本实施例中，闭环反馈系统5分别和压轮微型减震系统4和同步驱动系统1连接，闭环反馈系统5被配置为接收压轮微型减震系统4测试的金属丝的张力波动，并被配置为根据金属丝的张力波动来发送信号给驱动电机控制模块7，以调整驱动电机6的转速，从而消除金属丝的张力波动。这里，所述闭环反馈系统5被配置为通过判断金属丝的张力波动是否超出压轮微型减震系统4能调控的范围，当金属丝的张力波动超过压轮微型减震系统4能调控的范围时，闭环反馈系统5发送信号给驱动电机控制模块7调整驱动电机6的转速以消除金属丝的张力波动。例如，如图1和图12中所示，所述压轮微型减震系统4可包括压力监视器31、A/D转换模块32和PID控制器33，其中，所述压力监视器31输入端与压力传感器29相连，输出端与A/D转换模块32输入端相连，A/D转换模块32输出端与PID控制器33的输入端连接，PID控制器33的输出端与驱动电机控制模块7连接。这里，压力监视器31还能够实时显示压力传感器29输出的压力数据。具体来讲，压轮微型减震系统输出的压力数据实时显示于压力监视器中，通过A/D转换模块与PID控制器输入端连接，PID控制器输出端连接所述同步驱动系统的驱动电机；所述压力数据经过A/D转换模块传输到PID控制器，PID控制器判断此时金属丝张力是否超出所述压轮微型减震系统所能调控的范围，如果没超出，不输出信号，如果超出，PID控制器输出信号通过所述同步驱动系统调整驱动电机的转速，如果张力过大(小)，PID控制器输出信号调慢出线口导轮转速，张力减小(增大)、PID控制器再次判断是否符合要求范围，做出下一次指令，直至生产中张力波动完全得到消除。

在本示例性实施例中，所述金属丝的直径可为10～100μm，进一步地，可为10～60μm，例如10、15、25、30、60μm。传动速度可为10～60m/min，表面电镀层的厚度可为10～200nm。所述压轮微型减震器能够调节金属丝的张力波动可为0.1～2N，进一步地，可为0.1～0.3N。

在本示例性实施例中，如图1、图8和图9中所示，导电导轮装置还可包括精密电流控制系统3，所述精密电流控制系统3设置在电镀电源23和所述电刷22之间以控制电镀电流的大小。例如，所述精密电流控制系统3可包括整流器24和精密毫安计25，其中，所述整流器24一端与电镀电源23连接，另一端与精密毫安计25的一端连接，所述精密毫安计25的另一端与电刷22连接，所述整流器24能够控制电镀电流的大小，所述精密毫安计25能够实时显示电镀电流值。具体来讲，如图8、和9中所示，精密电流控制系统3电镀电源23、控制阴极和阳极电流大小的整流器24、精密毫安计25；所述电镀电源23的阳极连接电镀池，阴极通过整流器24控制电流大小，所述整流器24另一端连接精密毫安计25，用于实时显示电流值，所述精密毫安计25的另一端连接电刷22。结合金属丝的张力、传动速度，可以实时控制金属丝表面电镀层的厚度。

在本发明的第三示例性实施例中，所述电镀生产线可包括电镀池以及布置在电镀池的上游的第一导电导轮装置和下游的第二导电导轮装置，所述第一导电导轮装置和所述第二导电导轮装置为上述第一或第二示例性实施例所述的金属丝的导电导轮装置。

为了更好的说明本发明的电镀生产线的效果，将本发明的电镀生产线与现有的电镀生产线对不同直径的金属丝(10、15、20、25、30、60μm)进行了电镀测试，其结果在表1中给出。

表1本发明的电镀生产线与现有电镀生产线对不同直径金属丝电镀结果

其中，对于本发明的电镀生产线，采用将金属丝导电导轮装置中的同步驱动系统、牙轮微型减震系统和闭环反馈系统同时开启或只开启其中一个或两个。如表1所示，本发明提供的电镀生产线和已有技术相比，保证电镀过程中金属丝不断，能够电镀金属丝的最小直径减小为10μm，而已有电镀生产线能够电镀金属丝的最小直径为50μm。

通过比较对比例1和实施例1，可以发现，本发明的金属丝的导电导轮装置中的压轮微型减震系统能够将电镀金属丝直径的下限从80μm减小至20μm；通过比较对比例1和实施例2，可以发现，本发明的金属丝的导电导轮装置中的压轮微型减震系统和同步驱动系统能够将电镀金属丝直径的下限从80μm减小至15μm；通过比较对比例1和实施例3，可以发现，本发明的金属丝的导电导轮装置中的压轮微型减震系统、同步驱动系统和闭环反馈系统能够将电镀金属丝直径的下限从80μm减小至10μm。

本发明的金属丝导电导轮装置能够有效解决超细金属丝电镀易断的技术问题，将可电镀金属丝最小直径减小至10μm，具有较好的技术效果。

综上所述，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：

(1)本发明的金属丝导电导轮装置采用了全新的导轮同步驱动装置，将其设置在每个工作槽的两端，能够将原来几十米长的放线收线系统驱动转变为若干个几米长的同步驱动生产线；

(2)采用了全新的同步系统，保证金属丝在生产线内穿行时的速度等于每个导轮的主动驱动线速度；

(3)采用了全新的压轮微型减震装置，能够平衡金属丝电镀时的生产波动，并实时监控金属丝张力；

(4)采用了全新闭环反馈系统，自检金属丝张力大小实时反馈给导轮同步驱动系统做出调整，主动消除金属丝电镀时的张力波动。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (10)

1.一种用于金属丝表面电镀的导电导轮装置，其特征在于，所述金属丝的导电导轮装置包括同步驱动系统、同步导轮系统、压轮微型减震系统和闭环反馈系统，其中，

所述同步驱动系统包括驱动机架、驱动轮、第一从动轮、第二从动轮、第一传动轴、第二传动轴、驱动电机和驱动电机控制模块，其中，

所述驱动机架垂直设置在平面上，所述驱动轮设置在驱动机架上，所述第一从动轮和第二从动轮分别通过第一传动轴和第二传动轴设置在驱动机架上，所述驱动轮能够驱动第一从动轮和第二从动轮同步旋转，所述驱动电机设置在驱动机架的右侧且能够带动驱动轮旋转，所述驱动电机控制模块能够控制驱动电机的启停和转速；

所述同步导轮系统包括第一金属导轮、第二金属导轮、导轮机架、塑胶压轮、塑胶压轮支架和电刷，其中，

所述导轮机架平行驱动机架设置在驱动机架的左侧，所述第一金属导轮和第二金属导轮设置在所述导轮机架上且第一金属导轮和第二金属导轮位于同一平面上，所述第一传动轴和第二传动轴分别能够带动第一金属导轮和第二金属导轮旋转，所述金属丝穿过第一金属导轮和第二金属导轮上的凹槽进行传动，所述塑胶压轮通过塑胶压轮支架设置在导轮机架上且能够对金属丝施加压力以使金属丝处于紧绷状态，所述电刷设置在导轮机架上且与第一传动轴或第二传动轴接触使第一金属导轮或第二金属导轮带电；

所述压轮微型减震系统设置在所述塑胶压轮与导轮机架之间以消除金属丝的波动，所述压轮微型减震系统还能够测试塑胶压轮受到的金属丝的张力；

所述闭环反馈系统分别和压轮微型减震系统和同步驱动系统连接，所述闭环反馈系统被配置为接收压轮微型减震系统测试的金属丝的张力波动并判断金属丝的张力波动是否超出压轮微型减震系统能调控的范围，当金属丝的张力波动超过压轮微型减震系统能调控的范围时，闭环反馈系统发送信号给驱动电机控制模块调整驱动电机的转速以消除金属丝的张力波动；

其中，所述压轮微型减震系统包括吊架、导杆、限位环、压力传感器、弹性调节件、压力监视器、A/D转换模块和PID控制器，其中，

所述吊架固定设置在所述导轮机架上，所述导杆上端穿过吊架，下端与塑胶压轮支架上端固定，所述限位环、压力传感器、弹性调节件从上到下依次设置在导杆上，所述限位环能够限制导杆相对吊架上下滑动的位置，所述压力传感器能够测量弹性调节件的弹力，所述弹性调节件能够伸缩释放金属丝的张力波动；

所述压力监视器输入端与压力传感器相连，输出端与A/D转换模块输入端相连，A/D转换模块输出端与PID控制器的输入端连接，PID控制器的输出端与驱动电机控制模块连接，所述压力监视器能够实时显示压力传感器输出的压力数据。

2.根据权利要求1所述的用于金属丝表面电镀的导电导轮装置，其特征在于，所述驱动电机控制模块包括触摸屏和PLC控制器，所述触摸屏与PLC控制器连接，触摸屏能够输入电机启停信号、电机转速控制信号，所述PLC控制器能够对触摸屏输入的信号进行处理，触摸屏与PLC控制器以PPI串行通信方式连接，所述PLC控制器还与其它的金属丝的导电导轮装置的闭环反馈系统连接以进行同步驱动。

3.根据权利要求1所述的用于金属丝表面电镀的导电导轮装置，其特征在于，所述金属丝的直径为10~100μm，传动速度为10~60m/min，表面电镀层的厚度为10~200nm。

4.根据权利要求1所述的用于金属丝表面电镀的导电导轮装置，其特征在于，进行电镀时，所述压轮微型减震系统能够调节金属丝的张力波动为0.1~2N。

5.根据权利要求1所述的用于金属丝表面电镀的导电导轮装置，其特征在于，所述第一传动轴和第二传动轴分别与驱动机架和导轮机架垂直设置，第一传动轴和第二传动轴的一端与驱动机架可转动连接，另一端与导轮机架可转动连接，所述第一从动轮和第二从动轮分别设置在第一传动轴和第二传动轴上靠近驱动机架的一端，所述第一金属导轮和第二金属导轮分别设置在第一传动轴和第二传动轴上靠近导轮机架的一端。

6.根据权利要求1所述的用于金属丝表面电镀的导电导轮装置，其特征在于，所述第一从动轮和第二从动轮设置在驱动轮的上方且位于同一高度，所述驱动轮分别通过传动带驱动第一从动轮和第二从动轮旋转。

7.根据权利要求1所述的用于金属丝表面电镀的导电导轮装置，其特征在于，所述金属丝产生的张力波动作用于塑胶压轮上，通过塑胶压轮支架作用于弹性调节件，塑胶压轮和导杆一同上下波动，当金属丝的张力波动过大时，弹性调节件压缩释放张力波，消除金属丝的张力波动，同时压力传感器将弹性调节件伸缩产生的力转换成压力数据，实时反馈给闭环反馈系统。

8.根据权利要求1所述的用于金属丝表面电镀的导电导轮装置，其特征在于，所述导电导轮装置还包括精密电流控制系统，所述精密电流控制系统设置在电镀电源和所述电刷之间以控制电镀电流的大小。

9.根据权利要求8所述的用于金属丝表面电镀的导电导轮装置，其特征在于，所述精密电流控制系统包括整流器和精密毫安计，其中，所述整流器一端与电镀电源连接，另一端与精密毫安计的一端连接，所述精密毫安计的另一端与电刷连接，所述整流器能够控制电镀电流的大小，所述精密毫安计能够实时显示电镀电流值。

10.一种电镀生产线，其特征在于，所述电镀生产线包括电镀池以及布置在电镀池的上游的第一导电导轮装置和下游的第二导电导轮装置，所述第一导电导轮装置和所述第二导电导轮装置为如权利要求1~9中任意一项所述的用于金属丝表面电镀的导电导轮装置。

Images