CN113832524A - 一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，通过电镀中不溶性阳极周边的液体流动方式及电镀装置结构的改进，利用阳极盒远离电镀阴极的一侧和外部的循环泵管道连通，循环泵和亲氧装置管道连通，亲氧装置和还原中和装置管道连通，还原中和装置连接一循环泵，循环泵将还原中和装置内的所述电镀液泵到所述电镀缸内形成循环；通过亲氧装置内装有类铁红蛋白及铁离子混合物，电镀液和类铁红蛋白及铁离子混合物混合，对不溶性阳极进行了阳极保护成分的定时补充，之后流入还原中和装置进行中和，降低溶液中的含氧量，及时转移阳极附近产生的氧，可以保护酸铜溶液中的不溶性阳极从而延长不溶性阳极的寿命。

Description

一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统。

背景技术

在印制电路板PCB(Printed Circuit Board)的电镀领域中，由于应用不同，将酸铜电镀中使用到的阳极分为可溶性磷铜球和不溶性钛基贵金属氧化物涂层网两类，这两类体系各有优缺点，因此应用的范围也各有不同。对于电镀均匀性要求严格的高密度互联产品电镀，尤其是盲孔填孔电镀，以安美特水平不溶性阳极脉冲填孔为主流。其客户主要是生产高端高密度互联产品的国际一线PCB厂。但安美特的水平电镀设备成本极高。很多二阶PCB厂处于成本考量没有采用，进行高密度互联产品的填孔和盲孔电镀主要选用的是替代性直流不溶性阳极垂直连续电镀设备。

在直流不溶性阳极垂直连续电镀设备的电镀溶液中，铜离子的补充依靠氧化铜粉，阴极电沉积反应为：Cu²⁺+2e→Cu⁰，而阳极属于典型的析氧电解反应式为：2H₂O→4H⁺+O₂↑，因此阳极上面是必然析出氧的，这对阳极涂层的厚度及均匀性要求极高。

目前阳极的涂层多以铱或钌系三元混合金属氧化物为主，市场价格昂贵且波动厉害，而且阳极的寿命一般只有2年左右，经过氧的不断的攻击，阳极涂层出现裂缝造成局部剥落，不溶性阳极开始大量消耗光剂，造成运营成本的上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，用于延长不溶性阳极，延长其寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，包括电镀缸，所述电镀缸用于盛放电镀液，所述电镀缸内间隔设有阳极盒、电镀阴极，所述电镀阴极和所述阳极盒之间设有不溶性阳极和滤布，所述不溶性阳极设于所述阳极盒和所述滤布之间；所述阳极盒远离所述电镀阴极的一侧和外部的循环泵管道连通，所述循环泵和亲氧装置管道连通，所述亲氧装置和还原中和装置管道连通，所述还原中和装置管道连接一循环泵，所述循环泵将所述还原中和装置内的所述电镀液泵到所述电镀缸内；

所述亲氧装置内装有类铁红蛋白及铁离子混合物，所述电镀液在所述循环泵和所述滤布形成的负压下从电镀缸流经所述阳极盒后流入所述亲氧装置，所述电镀液和所述类铁红蛋白及铁离子混合物混合后流入所述还原中和装置进行中和，之后流回到所述电镀缸内，形成循环。

进一步的，所述不溶性阳极靠近所述阳极盒的一侧和所述电镀缸的底部的倾斜角度为70-90°，所述阳极盒内形成密闭空间，所述阳极盒远离所述电镀阴极的内侧壁和所述电镀缸的底部的倾斜角度为70-90°。

进一步的，所述滤布的材质为聚丙烯PP材质或者气液分离膜。

进一步的，所述阳极盒的数量为两个，两个所述阳极盒分别对称设置在所述电镀缸内，所述电镀阴极设于两所述阳极盒的中间位置，所述电镀阴极将所述电镀缸分为镜像对称的第一电镀区和第二电镀区，在所述第一电镀区和所述第二电镀区中，所述滤布和所述电镀阴极之间均设有第一喷嘴及第二喷嘴，所述第一喷嘴设置在靠近所述电镀缸的顶部，所述第二喷嘴设置在所电镀阴极的两侧。

进一步的，所述第一喷嘴的喷射方向为所述电镀缸内部，所述第二嘴的喷射方向为朝向所述电镀阴极。

进一步的，所述第一喷嘴和所述还原中和装置通过第一支流管道连通；所述第二喷嘴和所述还原中和装置通过第二支流管道连通。

进一步的，所述第一支流管道和所述第二支流管道上均设有电磁阀和流量计。

进一步的，所述类铁红蛋白及铁离子混合物为三氧化二铁，四氧化三铁，硫酸亚铁、非电解氨基酸中的一种或多种的混合物。

进一步的，所述电镀液为酸铜溶液。

进一步的，所述还原中和装置中的耗材为纯铜。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，通过电镀中不溶性阳极周边的液体流动方式及电镀装置结构的改进，利用阳极盒远离电镀阴极的一侧和外部的循环泵管道连通，循环泵和亲氧装置管道连通，亲氧装置和还原中和装置管道连通，还原中和装置连接一循环泵，循环泵将还原中和装置内的所述电镀液泵到所述电镀缸内形成循环；通过亲氧装置内装有类铁红蛋白及铁离子混合物，电镀液和类铁红蛋白及铁离子混合物混合，对不溶性阳极进行了阳极保护成分的定时补充，之后流入还原中和装置进行中和，降低溶液中的含氧量，及时转移阳极附近产生的氧，可以保护酸铜溶液中的不溶性阳极从而延长不溶性阳极的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统的整体结构截面图。

图中：100、电镀缸；1、阳极盒；2、电镀阴极；3、不溶性阳极；4、滤布；5、循环泵；6、电磁阀；7、亲氧装置；8、还原中和装置；9、第一喷嘴；10、第二喷嘴；101、第一电镀区；102、第二电镀区。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，用于延长不溶性阳极，延长其寿命。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

本发明实施例提供一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，包括电镀缸100，所述电镀缸100用于盛放电镀液，所述电镀缸100内间隔设有阳极盒1、电镀阴极2，所述电镀阴极2和所述阳极盒1之间设有不溶性阳极3和滤布4，所述不溶性阳极3设于所述阳极盒1和所述滤布4之间；所述阳极盒1远离所述电镀阴极2的一侧和外部的循环泵5通过管道连通，所述循环泵5和亲氧装置7管道连通，所述亲氧装置7和还原中和装置8管道连通，所述还原中和装置8管道连接一循环泵5，所述循环泵5将所述还原中和装置8内的所述电镀液泵到所述电镀缸100内；

所述亲氧装置7内装有类铁红蛋白及铁离子混合物，所述电镀液在所述循环泵5和所述滤布4形成的负压下从电镀缸100流经所述阳极盒1后流入所述亲氧装置7，所述电镀液和所述类铁红蛋白及铁离子混合物混合后流入所述还原中和装置8进行中和，之后流回到所述电镀缸100内，形成循环。

在具体的实施例中，如图1所示，电镀缸100是个密闭的缸体，电镀缸100内盛放电镀液，电镀液为酸铜溶液，在电镀缸100内间隔设有阳极盒1，电镀阴极2，在电镀阴极2和阳极盒1之间设有不溶性阳极3，不溶性阳极3为不溶性钛基贵金属氧化物涂层网，多以铱或钌系三元混合金属氧化物为主。另外，滤布4的材质为聚丙烯PP材质或者气液分离膜，滤布4的作用是在在电镀缸100中形成阻力，阳极盒1内形成密闭的空间，阳极盒1内设计通道和循环泵5连通，由于滤布4的阻力，在阳极盒1远离所述电镀阴极2的一端行成负压，通过循环泵5启动，保证电镀溶液总是由不溶性阳极3的近阴极侧向远阴极测均匀流动，可以使电镀液外流，电镀液迅速通过7，保证了电镀液的流量。

所述循环泵5和亲氧装置7管道连通，所述亲氧装置7内装有类铁红蛋白及铁离子混合物，所述亲氧装置7和还原中和装置8管道连通，所述还原中和装置8中的耗材为纯铜，还原中和装置8管道连接一循环泵5，所述循环泵5将所述还原中和装置8内的所述电镀液泵到所述电镀缸100内；三价铁离子溶液与还原中和装置8中的耗材的独立循环可以给电镀溶液补充阴极消耗的铜离子，减少氧化铜粉的消耗，甚至取消氧化铜粉的添加。

电镀液的流动方向如下：所述电镀液在所述循环泵5和所述滤布4形成的负压下从电镀缸100流经所述阳极盒1中的通道后流入所述亲氧装置7，在亲氧装置7内，所述电镀液和所述类铁红蛋白及铁离子混合物混合后，流入所述还原中和装置8进行中和，之后流回到所述电镀缸100内，形成循环。

工作原理：亲氧装置7内的类铁红蛋白及铁离子混合物包含三氧化二铁，四氧化三铁，硫酸亚铁，难于电解的氨基酸，由于类铁红蛋白及铁离子混合物对单质氧及氧气的亲和属性，能够迅速与不溶性阳极3产生的氧单质结合，避免氧单质攻击不溶性阳极3的涂层细裂纹处的基底钛，防止基底钛氧化，导致铱、钌系氧化涂层的剥落；同时，二价铁离子可以作为还原性离子，在不溶性阳极3失去电子，被氧化成三价铁离子后，减少不溶性阳极3附近电解氧的产生总量，从而延缓不溶性阳极失效及避免定期更换。通过结构设置，实现不溶性阳极3近阴极侧和阳极盒1内的电镀溶液与电镀缸100主体内的电镀溶液的相对分流，避免类铁红蛋白及铁离子混合物对阴极电沉积反应的干扰，可以提高阴极上的电流效率和电沉积质量。

在电镀液通过亲氧装置7后，电镀液变成了已经与氧气结合的类铁红蛋白及铁离子混合物溶液，该溶液流入所述还原中和装置8进行中和，之后，在循环泵5的作用下流回到所述电镀缸100内，再次循环到不溶性阳极3及电镀阴极2附近，参与下一轮对阳极的保护。

进一步的，所述不溶性阳极3靠近所述阳极盒1的一侧和所述电镀缸100的底部的倾斜角度为70-90°，所述阳极盒1内形成密闭空间，所述阳极盒1远离所述电镀阴极2的内侧壁和所述电镀缸100的底部的倾斜角度为70-90°。

具体的，所述不溶性阳极3靠近所述阳极盒1的一侧和所述电镀缸100的底部的倾斜角度为70-90°，所述阳极盒1远离所述电镀阴极2的内侧壁和所述电镀缸100的底部的倾斜角度为70-90°，阳极盒1和不溶性阳极3的倾斜角度是一致的，而且特殊角度的设置能提高不溶性阳极3和电镀液在电镀缸100底部的交换率。

进一步的，所述阳极盒1的数量为两个，两个所述阳极盒1分别对称设置在所述电镀缸100内，所述电镀阴极2设于两所述阳极盒1的中间位置，所述电镀阴极2将所述电镀缸100分为镜像对称的第一电镀区101和第二电镀区102，在所述第一电镀区101和所述第二电镀区102中，所述滤布4和所述电镀阴极2之间均设有第一喷嘴9及第二喷嘴10，所述第一喷嘴9设置在靠近所述电镀缸100的顶部，所述第二喷嘴10设置在所电镀阴极2的两侧。

在具体的实施例中，如图1所示，阳极盒1的数量设置为两个，并且对称设置在电镀缸100内的两个端部，所述电镀阴极2设于两所述阳极盒1的中间位置，所述电镀阴极2将所述电镀缸100分为镜像对称的第一电镀区101和第二电镀区102，在所述第一电镀区101和所述第二电镀区102中，所述滤布4和所述电镀阴极2之间均设有第一喷嘴9及第二喷嘴10，所述第一喷嘴9设置在靠近所述电镀缸100的顶部，所述第二喷嘴10设置在所电镀阴极2的两侧。第一电镀区101和第二电镀区102中的部件设置是一样的，而且对称设置，不同的是第一喷嘴9和第二喷嘴10设置的位置不同，第一喷嘴9设置在电镀缸100靠近其顶部的地方，第二喷嘴10沿着电镀阴极2的两侧间隔设置。

进一步的，所述第一喷嘴9的喷射方向为所述电镀缸100内部，所述第二嘴10的喷射方向为朝向所述电镀阴极2。

在具体的实施例中，第一喷嘴9和第二喷嘴10是两列设计不一样的喷管，都在一个电镀缸里，第一喷嘴9是对着不溶性阳极3一侧喷，第二喷嘴10是对着电镀阴极2喷射，使得溶液加快流动循环。

进一步的，所述第一喷嘴9和所述还原中和装置8通过第一支流管道连通；所述第二喷嘴10和所述还原中和装置8通过第二支流管道连通。

在具体的实施例中，还原中和装置8和循环泵5通过管道连通，在循环泵5的出口处将管道分为两个支流，一个支流经由特殊设计的喷管和第一喷嘴9，喷射到不溶性阳极3靠近电镀阴极2的一侧，一支流溶液经由特殊设计和流量要求的第二喷嘴10喷射到电镀阴极2的表面。

进一步的，所述类铁红蛋白及铁离子混合物为三氧化二铁，四氧化三铁，硫酸亚铁、非电解氨基酸中的一种或多种的混合物。

在具体的实施例中，所述类铁红蛋白及铁离子混合物为三氧化二铁，四氧化三铁，硫酸亚铁、非电解氨基酸中的一种或多种的混合物，主要适用于酸铜溶液中不溶性阳极3的保护及寿命的延长，采用的类铁红蛋白及混合物是通过周期性添加的方式保持有效含量的，并且定期测量药水中类铁红蛋白的量，含量的多少取决于各产线的电流密度大小。

进一步的，所述第一支流管道和所述第二支流管道上均设有电子阀6和流量计。

在具体的实施例中，在所述第一支流管道和所述第二支流管道上均设有电磁阀6和流量计，在亲氧装置7和阳极盒1之间也设有电磁阀6，可以经由手动或自动阀门进行调整，各管道、第一支流管道和第二支流管道，安装机械或电子流量计进行监控。

综上所述，本发明实施例的一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统通过电镀中不溶性阳极周边的液体流动方式及电镀装置结构的改进，利用阳极盒远离电镀阴极的一侧和外部的循环泵管道连通，循环泵和亲氧装置管道连通，亲氧装置和还原中和装置管道连通，还原中和装置连接一循环泵，循环泵将还原中和装置内的所述电镀液泵到所述电镀缸内形成循环；通过亲氧装置内装有类铁红蛋白及铁离子混合物，电镀液和类铁红蛋白及铁离子混合物混合，对不溶性阳极进行了阳极保护成分的定时补充，之后流入还原中和装置进行中和，降低溶液中的含氧量，及时转移阳极附近产生的氧，可以保护酸铜溶液中的不溶性阳极从而延长不溶性阳极的寿命，降低阳极更换成本，降低光剂日常消耗，减少品质故障。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，包括电镀缸(100)，所述电镀缸(100)用于盛放电镀液，所述电镀缸(100)内间隔设有阳极盒(1)、电镀阴极(2)，所述电镀阴极(2)和所述阳极盒(1)之间设有不溶性阳极(3)和滤布(4)，所述不溶性阳极(3)设于所述阳极盒(1)和所述滤布(4)之间；所述阳极盒(1)远离所述电镀阴极(2)的一侧和外部的循环泵(5)管道连通，所述循环泵(5)和亲氧装置(7)管道连通，所述亲氧装置(7)和还原中和装置(8)管道连通，所述还原中和装置(8)管道连接一循环泵(5)，所述循环泵(5)将所述还原中和装置(8)内的所述电镀液泵到所述电镀缸(100)内；

所述亲氧装置(7)内装有类铁红蛋白及铁离子混合物，所述电镀液在所述循环泵(5)和所述滤布(4)形成的负压下从电镀缸(100)流经所述阳极盒(1)后流入所述亲氧装置(7)，所述电镀液和所述类铁红蛋白及铁离子混合物混合后流入所述还原中和装置(8)进行中和，之后流回到所述电镀缸(100)内，形成循环。

2.根据权利要求1所述的电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，所述不溶性阳极(3)靠近所述阳极盒(1)的一侧和所述电镀缸(100)的底部的倾斜角度为70-90°，所述阳极盒(1)内形成密闭空间，所述阳极盒(1)远离所述电镀阴极(2)的内侧壁和所述电镀缸(100)的底部的倾斜角度为70-90°。

3.根据权利要求1所述的电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，所述滤布(4)的材质为聚丙烯PP材质或者气液分离膜。

4.根据权利要求1所述的电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，所述阳极盒(1)的数量为两个，两个所述阳极盒(1)分别对称设置在所述电镀缸(100)内，所述电镀阴极(2)设于两所述阳极盒(1)的中间位置，所述电镀阴极(2)将所述电镀缸(100)分为镜像对称的第一电镀区(101)和第二电镀区(102)，在所述第一电镀区(101)和所述第二电镀区(102)中，所述滤布(4)和所述电镀阴极(2)之间均设有第一喷嘴(9)及第二喷嘴(10)，所述第一喷嘴(9)设置在靠近所述电镀缸(100)的顶部，所述第二喷嘴(10)设置在所电镀阴极(2)的两侧。

5.根据权利要求4所述的电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，所述第一喷嘴(9)的喷射方向为所述电镀缸(100)内部，所述第二嘴(10)的喷射方向为朝向所述电镀阴极(2)。

6.根据权利要求4所述的电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，所述第一喷嘴(9)和所述还原中和装置(8)通过第一支流管道连通；所述第二喷嘴(10)和所述还原中和装置(8)通过第二支流管道连通。

7.根据权利要求6所述的电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，所述第一支流管道和所述第二支流管道上均设有电磁阀(6)和流量计。

8.根据权利要求1所述的电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，所述类铁红蛋白及铁离子混合物为三氧化二铁，四氧化三铁，硫酸亚铁、非电解氨基酸中的一种或多种的混合物。

9.根据权利要求1所述的电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，所述电镀液为酸铜溶液。

10.根据权利要求1所述的电镀中延长不溶性阳极寿命的系统，其特征在于，所述还原中和装置(8)中的耗材为纯铜。

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