CN114262919B - 一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置及电镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置及电镀方法，它包括设置于工作台（1）台面上且左右相对立设置的左限位机构（2）和右限位机构（3），两个限位机构之间设置有固设于工作台（1）台面上的两根阶梯定位柱（4），工作台（1）的台面上还设置有前后相对立设置的前挡料机构（5）和后挡料机构（6），后挡料机构（6）设置于两个阶梯定位柱（4）的后侧，左限位机构（2）包括固设于工作台（1）上的机架（7）、固设于机架（7）上的限位气缸（8）。本发明的有益效果是：提高电镀精度、提高电镀效率、能够改变电镀铜层厚度的在印制电路板上电镀等厚度铜层。
Description
技术领域
本发明涉及电子元件组件生产制造的技术领域，特别是一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置及电镀方法。
背景技术
电子元件组件包括单面电路板、双面电路板、PCB板、多层印制电路板、印制电路板等，这些电子元件组件是控制器的核心组成部分，其能够发挥着重要作用，即能够控制数控机床、切割设备等的自动运行。其中，印制电路板的电镀是最为常见的电子元件组件，工艺上要求在印制电路板18的左右端面上分别电镀一层电镀铜层19，电镀后，印制电路板的结构如图1~2所示，其中，这样即可在电镀铜层19上蚀刻出线路层，从而极大的增加了传统印制电路板的线路密度。
现有的生产车间内采用电镀装置或电镀生产线以在印制电路板的两个端面上各电镀一层电镀铜层19，其具体的操作步骤为：先采用干膜将待电镀的印制电路板包裹住，并且确保印制电路板18的两个待电镀端面暴露出来，随后将包裹有干膜的印制电路板放入到电镀槽中，接通电源后，即可在印制电路板18的两个端面上电镀出一层电镀铜层19。然而，现有车间内的电镀装置或电镀生产线，虽然能够实现电镀作业，但是仍然存在以下技术缺陷：1、需要人工预先在印制电路板的外部包裹一层干膜，这无疑是增加了生产工序，同时增加了工人的工作强度。2、经后续质检工人测量发现，单侧的电镀铜层19的厚度并不一致，即局部区域处的电镀铜层的厚度明显超出规定的范围，因此这样的产品根本无法满足高度客户的需求，存在电镀精度不高的技术缺陷。因此，亟需一种提高电镀精度、提高电镀效率、能够改变电镀铜层厚度的电镀装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高电镀精度、提高电镀效率、能够改变电镀铜层厚度的在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置及电镀方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，它包括设置于工作台台面上且左右相对立设置的左限位机构和右限位机构，两个限位机构之间设置有固设于工作台台面上的两根阶梯定位柱，所述工作台的台面上还设置有前后相对立设置的前挡料机构和后挡料机构，前挡料机构设置于两个阶梯定位柱的前侧，后挡料机构设置于两个阶梯定位柱的后侧，所述左限位机构包括固设于工作台上的机架、固设于机架上的限位气缸，限位气缸的活塞杆朝右设置，且延伸端上固设有限位件，限位件的右端面上开设有凹槽，凹槽的垂向高度等于印制电路板的厚度，限位件的左端面上固设有连通其凹槽的进液管，进液管上连接有泄压阀，限位件的顶部嵌入有伸入于凹槽内的电极柱，电极柱的底端面与凹槽的顶侧壁平齐；
所述后挡料机构包括固设于工作台台面上的支架、固设于支架上的挡料气缸，挡料气缸纵向设置，挡料气缸的活塞杆朝前设置，且延伸端上固设有挡板，所述前挡料机构的挡板上固设有出液管，出液管贯穿挡板设置。
所述左限位机构与右限位机构左右对称设置。
所述前挡料机构与后挡料机构前后对称设置。
所述限位件的纵向宽度等于印制电路板的纵向宽度。
所述进液管的外延伸端上连接有软管，软管的另一端连接有抽液泵。
所述工作台的底表面上固设有多根支撑于地面上的支撑腿。
所述限位件和工作台均为绝缘材料，所述阶梯定位柱为导电材料。
所述限位件的顶部开设有连通凹槽的通孔，所述电极柱嵌入于通孔内。
该电镀装置还包括控制器，所述控制器与抽液泵、泄压阀的电磁阀经信号线电连接。
所述电镀装置在印制电路板上电镀等厚度铜层的方法，它包括以下步骤：
S1、工人在待电镀的印制电路板上钻出两个与两个阶梯定位柱相对应的定位孔；将抽液泵的抽液管伸入到电镀槽内的电镀液中，将出液管的末端口伸入到回收罐内；
S2、工人将印制电路板上的两个定位孔分别套装设在两个阶梯定位柱的小柱体上，且将印制电路板支撑于两个阶梯定位柱的台阶上，从而实现了印制电路板的工装定位；此时，印制电路板的左右端部分别处于两个限位件之间，且其前后端部分别处于两个挡板之间，同时印制电路板的后端面与限位件的后端面平齐，印制电路板的前端面与限位件的前端面平齐；
S3、工人控制左限位机构和右限位机构的限位气缸的活塞杆伸出，活塞杆带动限位件朝向印制电路板方向运动，当活塞杆伸出到一定距离后，左侧的限位件卡入到印制电路板的左端部，右侧的限位件卡入到印制电路板的右端部；随后工人控制后挡料机构和前挡料机构的挡料气缸的活塞杆同步伸出，活塞杆带动挡板朝向印制电路板方向运动，当活塞杆完全伸出后，后侧的挡板抵压在印制电路板的后端面与两个限位件的后端面所形成的平面上，前侧的挡板抵压在印制电路板的前端面与两个限位件的前端面所形成的平面上，从而使印制电路板进入到电镀工位；此时，印制电路板的左端面、凹槽的槽底与两个挡板之间形成连通出液管的密闭条形腔体；
S4、工人将电源的负极接触在阶梯定位柱上，同时将电源的正极接触到电极柱的顶部；
S5、工人控制抽液泵启动，抽液泵将电镀槽内的电镀液抽出，抽出的电镀液顺次经抽液泵、软管、进液管、密闭条形腔体、出液管最后回流到回收罐内，其中电镀液在流经密闭条形腔体时，由于阶梯定位柱与印制电路板接触，印制电路板带负电，而电极柱与密闭条形腔体内的电镀液接触，电镀液带负电，在电流下，即可在印制电路板的外端面上逐渐形成电镀铜层；
S6、随着电镀的不断进行，电镀铜层的厚度逐渐增加，密闭条形腔体的空间相应变小，当电镀铜层完全填充到密闭条形腔体后，从进液管流出的电镀液被形成的电镀铜层堵住，进液管内压力增加，泄压阀打开，并排泄压，同时泄压阀发出电信号给控制器，控制器接收到电信号口，通知工人切断电源；
S7、工人控制限位气缸的活塞杆缩回，活塞杆带动限位件复位，同时控制挡料气缸的活塞杆缩回，活塞杆带动挡板复位，复位后，将支撑于阶梯定位柱上的产品取下，从而最终电镀出带有电镀铜层的印制电路板。
本发明具有以下优点：结构紧凑、提高电镀精度、提高电镀效率、能够改变电镀铜层厚度。
附图说明
图1 为电镀有电镀铜层的印制电路板的结构示意图；
图2 为图1的主视图；
图3 为本发明的结构示意图；
图4 为图3的A-A剖视图；
图5 为在印制电路板上开设定位孔的示意图；
图6 为工装定位印制电路板的示意图；
图7 为印制电路板进入电镀工位的示意图；
图8 为图7的B-B剖视图；
图9 为图8的C-C剖视图；
图10为电镀出的成品印制电路板的结构示意图；
图中，1-工作台，2-左限位机构，3-右限位机构，4-阶梯定位柱，5-前挡料机构，6-后挡料机构，7-机架，8-限位气缸，9-限位件，10-进液管，11-泄压阀，12-电极柱，13-支架，14-挡料气缸，15-出液管，16-软管，17-密闭条形腔体，18-印制电路板，19-电镀铜层，20-定位孔，21-挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
如图3~4所示，一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，它包括设置于工作台1台面上且左右相对立设置的左限位机构2和右限位机构3，左限位机构2与右限位机构3左右对称设置，所述工作台1的底表面上固设有多根支撑于地面上的支撑腿，两个限位机构之间设置有固设于工作台1台面上的两根阶梯定位柱4，所述工作台1的台面上还设置有前后相对立设置的前挡料机构5和后挡料机构6，前挡料机构5与后挡料机构6前后对称设置，前挡料机构5设置于两个阶梯定位柱4的前侧，后挡料机构6设置于两个阶梯定位柱4的后侧，所述左限位机构2包括固设于工作台1上的机架7、固设于机架7上的限位气缸8，限位气缸8的活塞杆朝右设置，且延伸端上固设有限位件9，限位件9的右端面上开设有凹槽，凹槽的垂向高度等于印制电路板的厚度，限位件9的左端面上固设有连通其凹槽的进液管10，进液管10上连接有泄压阀11，限位件9的顶部嵌入有伸入于凹槽内的电极柱12，电极柱12的底端面与凹槽的顶侧壁平齐；所述进液管10的外延伸端上连接有软管16，软管16的另一端连接有抽液泵。
所述后挡料机构6包括固设于工作台1台面上的支架13、固设于支架13上的挡料气缸14，挡料气缸14纵向设置，挡料气缸14的活塞杆朝前设置，且延伸端上固设有挡板21，所述前挡料机构5的挡板21上固设有出液管15，出液管15贯穿挡板21设置。所述限位件9的纵向宽度等于印制电路板的纵向宽度，所述限位件9和工作台1均为绝缘材料，所述阶梯定位柱4为导电材料。所述限位件9的顶部开设有连通凹槽的通孔，所述电极柱12嵌入于通孔内。
该电镀装置还包括控制器，所述控制器与抽液泵、泄压阀11的电磁阀经信号线电连接，工人可通过控制器控制抽液泵的启动或关闭，泄压阀11启动后，会给控制器发出电信号，以说明抽排出来的电镀液被成型的电镀铜层堵住。
所述电镀装置在印制电路板上电镀等厚度铜层的方法，它包括以下步骤：
S1、工人在待电镀的印制电路板18上钻出两个与两个阶梯定位柱4相对应的定位孔20如图5所示；将抽液泵的抽液管伸入到电镀槽内的电镀液中，将出液管15的末端口伸入到回收罐内；
S2、工人将印制电路板18上的两个定位孔20分别套装设在两个阶梯定位柱4的小柱体上，且将印制电路板18支撑于两个阶梯定位柱4的台阶上，从而实现了印制电路板的工装定位如图6所示；此时，印制电路板18的左右端部分别处于两个限位件9之间，且其前后端部分别处于两个挡板21之间，同时印制电路板18的后端面与限位件9的后端面平齐，印制电路板18的前端面与限位件9的前端面平齐；
S3、工人控制左限位机构2和右限位机构3的限位气缸8的活塞杆伸出，活塞杆带动限位件9朝向印制电路板18方向运动，当活塞杆伸出到一定距离后，左侧的限位件9卡入到印制电路板18的左端部，右侧的限位件9卡入到印制电路板18的右端部；随后工人控制后挡料机构6和前挡料机构5的挡料气缸14的活塞杆同步伸出，活塞杆带动挡板21朝向印制电路板18方向运动，当活塞杆完全伸出后，后侧的挡板21抵压在印制电路板18的后端面与两个限位件9的后端面所形成的平面上，前侧的挡板21抵压在印制电路板18的前端面与两个限位件9的前端面所形成的平面上，从而使印制电路板18进入到电镀工位如图7~9所示；此时，印制电路板18的左端面、凹槽的槽底与两个挡板21之间形成连通出液管15的密闭条形腔体17；
S4、工人将电源的负极接触在阶梯定位柱4上，同时将电源的正极接触到电极柱12的顶部；
S5、工人控制抽液泵启动，抽液泵将电镀槽内的电镀液抽出，抽出的电镀液顺次经抽液泵、软管16、进液管10、密闭条形腔体17、出液管15最后回流到回收罐内，其中电镀液在流经密闭条形腔体17时，由于阶梯定位柱4与印制电路板18接触，印制电路板18带负电，而电极柱12与密闭条形腔体17内的电镀液接触，电镀液带负电，在电流下，即可在印制电路板18的外端面上逐渐形成电镀铜层19；
S6、随着电镀的不断进行，电镀铜层19的厚度逐渐增加，密闭条形腔体17的空间相应变小，当电镀铜层19完全填充到密闭条形腔体17后，从进液管10流出的电镀液被形成的电镀铜层19堵住，进液管10内压力增加，泄压阀11打开，并排泄压，同时泄压阀11发出电信号给控制器，控制器接收到电信号口，通知工人切断电源；其中，在电镀过程中，密闭条形腔体17的空间大小决定了电镀出的电镀铜层19的厚度，而密闭条形腔体17的空间大小在电镀过程中始终不变，因此确保了电镀铜层19的厚度始终一致，因此相比传统的电镀装置，极大的提高了质量，同时确保了印制电路板18两侧的电镀铜层19的厚度也一致，提高了电镀精度，满足了高端客户的需求。
S7、工人控制限位气缸8的活塞杆缩回，活塞杆带动限位件9复位，同时控制挡料气缸14的活塞杆缩回，活塞杆带动挡板21复位，复位后，将支撑于阶梯定位柱4上的产品取下，从而最终电镀出带有电镀铜层的印制电路板，电镀出的成品印制电路板的结构如图10所示。因此，在整个电镀过程中，无需在印制电路板18的外部包裹干膜，而是直接工装定位后直接进行电镀，相比传统的电镀方式，不仅减轻了工人的工作强度，而且还提高了电镀板的电镀效率。
S8、当要改变电镀铜层19的厚度时，只需控制左限位机构2和右限位机构3中限位气缸8活塞杆的伸出距离，即改变密闭条形腔体17的空间大小，从而能够成型出不同厚度的电镀铜层，具有通用性更高的特点。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，其特征在于：它包括设置于工作台（1）台面上且左右相对立设置的左限位机构（2）和右限位机构（3），两个限位机构之间设置有固设于工作台（1）台面上的两根阶梯定位柱（4），所述工作台（1）的台面上还设置有前后相对立设置的前挡料机构（5）和后挡料机构（6），前挡料机构（5）设置于两个阶梯定位柱（4）的前侧，后挡料机构（6）设置于两个阶梯定位柱（4）的后侧，所述左限位机构（2）包括固设于工作台（1）上的机架（7）、固设于机架（7）上的限位气缸（8），限位气缸（8）的活塞杆朝右设置，且延伸端上固设有限位件（9），限位件（9）的右端面上开设有凹槽，凹槽的垂向高度等于印制电路板的厚度，限位件（9）的左端面上固设有连通其凹槽的进液管（10），进液管（10）上连接有泄压阀（11），限位件（9）的顶部嵌入有伸入于凹槽内的电极柱（12），电极柱（12）的底端面与凹槽的顶侧壁平齐；
所述后挡料机构（6）包括固设于工作台（1）台面上的支架（13）、固设于支架（13）上的挡料气缸（14），挡料气缸（14）纵向设置，挡料气缸（14）的活塞杆朝前设置，且延伸端上固设有挡板（21），所述前挡料机构（5）的挡板（21）上固设有出液管（15），出液管（15）贯穿挡板（21）设置。
2.根据权利要求1所述的一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，其特征在于：所述左限位机构（2）与右限位机构（3）左右对称设置。
3.根据权利要求2所述的一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，其特征在于：所述前挡料机构（5）与后挡料机构（6）前后对称设置。
4.根据权利要求3所述的一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，其特征在于：所述限位件（9）的纵向宽度等于印制电路板的纵向宽度。
5.根据权利要求4所述的一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，其特征在于：所述进液管（10）的外延伸端上连接有软管（16），软管（16）的另一端连接有抽液泵。
6.根据权利要求5所述的一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，其特征在于：所述工作台（1）的底表面上固设有多根支撑于地面上的支撑腿。
7.根据权利要求6所述的一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，其特征在于：所述限位件（9）和工作台（1）均为绝缘材料，所述阶梯定位柱（4）为导电材料。
8.根据权利要求7所述的一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，其特征在于：所述限位件（9）的顶部开设有连通凹槽的通孔，所述电极柱（12）嵌入于通孔内。
9.根据权利要求8所述的一种在印制电路板上电镀等厚度铜层的电镀装置，其特征在于：该电镀装置还包括控制器，所述控制器与抽液泵、泄压阀（11）的电磁阀经信号线电连接。
10.根据权利要求9所述电镀装置在印制电路板上电镀等厚度铜层的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、工人在待电镀的印制电路板（18）上钻出两个与两个阶梯定位柱（4）相对应的定位孔（20）；将抽液泵的抽液管伸入到电镀槽内的电镀液中，将出液管（15）的末端口伸入到回收罐内；
S2、工人将印制电路板（18）上的两个定位孔（20）分别套装设在两个阶梯定位柱（4）的小柱体上，且将印制电路板（18）支撑于两个阶梯定位柱（4）的台阶上，从而实现了印制电路板的工装定位；此时，印制电路板（18）的左右端部分别处于两个限位件（9）之间，且其前后端部分别处于两个挡板（21）之间，同时印制电路板（18）的后端面与限位件（9）的后端面平齐，印制电路板（18）的前端面与限位件（9）的前端面平齐；
S3、工人控制左限位机构（2）和右限位机构（3）的限位气缸（8）的活塞杆伸出，活塞杆带动限位件（9）朝向印制电路板（18）方向运动，当活塞杆伸出到一定距离后，左侧的限位件（9）卡入到印制电路板（18）的左端部，右侧的限位件（9）卡入到印制电路板（18）的右端部；随后工人控制后挡料机构（6）和前挡料机构（5）的挡料气缸（14）的活塞杆同步伸出，活塞杆带动挡板（21）朝向印制电路板（18）方向运动，当活塞杆完全伸出后，后侧的挡板（21）抵压在印制电路板（18）的后端面与两个限位件（9）的后端面所形成的平面上，前侧的挡板（21）抵压在印制电路板（18）的前端面与两个限位件（9）的前端面所形成的平面上，从而使印制电路板（18）进入到电镀工位；此时，印制电路板（18）的左端面、凹槽的槽底与两个挡板（21）之间形成连通出液管（15）的密闭条形腔体（17）；
S4、工人将电源的负极接触在阶梯定位柱（4）上，同时将电源的正极接触到电极柱（12）的顶部；
S5、工人控制抽液泵启动，抽液泵将电镀槽内的电镀液抽出，抽出的电镀液顺次经抽液泵、软管（16）、进液管（10）、密闭条形腔体（17）、出液管（15）最后回流到回收罐内，其中电镀液在流经密闭条形腔体（17）时，由于阶梯定位柱（4）与印制电路板（18）接触，印制电路板（18）带负电，而电极柱（12）与密闭条形腔体（17）内的电镀液接触，电镀液带负电，在电流下，即可在印制电路板（18）的外端面上逐渐形成电镀铜层（19）；
S6、随着电镀的不断进行，电镀铜层（19）的厚度逐渐增加，密闭条形腔体（17）的空间相应变小，当电镀铜层（19）完全填充到密闭条形腔体（17）后，从进液管（10）流出的电镀液被形成的电镀铜层（19）堵住，进液管（10）内压力增加，泄压阀（11）打开，并排泄压，同时泄压阀（11）发出电信号给控制器，控制器接收到电信号口，通知工人切断电源；
S7、工人控制限位气缸（8）的活塞杆缩回，活塞杆带动限位件（9）复位，同时控制挡料气缸（14）的活塞杆缩回，活塞杆带动挡板（21）复位，复位后，将支撑于阶梯定位柱（4）上的产品取下，从而最终电镀出带有电镀铜层的印制电路板。
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