CN214088703U - 端子局部电解遮蔽设备及连续端子电解设备 - Google Patents

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门松明珠
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周爱和
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Abstract

本实用新型涉及电解表面处理技术领域,尤其涉及一种端子局部电解遮蔽设备及连续端子电解设备,通过第一传送带对料带的一面进行全遮蔽,第二传送带对料带的另一面进行部分遮蔽,可以对料带伸出第二传送带的外周缘的一部分进行加工处理以实现局部加工的目的,解决了现有设备无法有效对料带单面局部部位进行加工的问题,将脉冲周期性逆向电流施加在连续端子素材的局部表面进行电解,将连续端子素材表面的电解贵金属调节控制成为所需的贵金属膜厚分布均匀并具有优异的耐腐蚀性能。

Description

端子局部电解遮蔽设备及连续端子电解设备
技术领域
本实用新型涉及电解表面处理技术领域,尤其涉及一种端子局部电解遮蔽设备及连续端子电解设备。
背景技术
贵金属表面处理技术自从在电子行业中推广应用以来,得到了迅猛飞速的发展。尤其是镀金表面处理技术和工艺,由于镀金层具有良好的耐腐蚀性能,有良好的延展性、焊锡性、导电性和导热性,并且化学性质稳定,抗变色能力强,因此,镀金的各种各样技术和工艺现已广泛应用于智能手机,计算机,汽车,航天航空等精密电子产业以及电视和电冰箱等一般民用电子产品,另外在装饰品等加工领域也有广泛的应用。
为了充分利用自然界中有限的金等贵金属资源,在对各种连续金属端子的电子产品进行贵金属表面电解处理时,只需要在产品的有效功能区域上析出贵金属。这就要求贵金属电解技术必须满足:只能在电子产品的局部析出贵金属。基于这种特殊的贵金属电解技术的要求,在近代金属表面电解处理发展史上,贵金属电解技术特别是金电解技术的研究得到了空前的发展,涌现出许许多多的局部电解技术。
贵金属的局部电解技术,有采用表面处理溶液深度控制的浸渍方法、控制局部区域的刷镀方法、尤其是近年来针对电解产品的形状和特性采用各种掩蔽方法来进行局部表面处理的贵金属电解技术得到了更广泛的发展和应用,逐渐形成了各种各样的贵金属局部电解方法和设备。
在专利文献1(美国专利No.3,723,283)提供了一种表面处理系统,用于条状电子元件连续端子的生产加工。该系统能连续地使条状端子素材在两个柔性带状垫片之间通过,该垫片不是由马达驱动,而仅是空转。垫片按产品规格要求开有喷孔,并且在一个垫片内有电解溶液喷射入口管,而在另一个垫片内有电解溶液出口管,使电解液与其他部分保持接触,并使电解液在待电解条状端子素材和单独设置的电极之间,完成仅对端子素材的预定部分进行电解、而被垫片掩蔽的端子素材不被表面电解的局部装置。虽然,该垫片掩蔽装置通过将电解溶液喷射到端子素材来代替电解溶液的浸渍方法,提高了端子产品的电解效率;但是它不适用于本实用新型的特定的贵金属电解溶液,即特定的贵金属电解溶液不能进行喷射溶液的方法,而只能采用浸渍电解生产加工连续端子产品。此外,柔性带状垫片的运转没有采用马达驱动,在长时间连续生产中无法维持运转的稳定性和均匀性,使产品质量不能保证均匀一致,导致生产效率降低、生产成本增加。
专利文献2(美国专利No.5,045,167)公开了一种连续电镀装置,包括可沿连续路径移动的环形载体,沿着所述载体路径的第一处设置的产品镀覆区,在该处条状金属素材被镀覆喷头喷出的贵金属溶液镀覆(点镀)。所述环形载体上至少有一个独立安装的镀覆喷头,包括镀覆溶液的贮存槽,在贮存槽中设有阳极,该阳极使镀覆溶液带正电;以及遮蔽的镀覆孔,镀覆溶液通过该孔喷射到带负电的条状金属素材,完成仅对条状金属素材的指定单面局部进行镀覆、而被遮蔽的条状金属素材不被镀覆的连续电镀装置。
虽然,该实用新型的连续装置能对连续金属带单面局部进行镀覆,得到所述产品规格的生产加工镀覆产品;但是,该设备制作复杂,日常生产和设备维护中存在管理难度大、不易操作、不易检查、不易调节、不易维修等缺陷;此外,溶液供应采用喷射方法,不适用于本实用新型的特定的贵金属电解溶液,即特定的贵金属电解溶液不能进行喷射溶液的方法。
在专利文献3(CN108779567A)中所描述的一种连续端子材料的电解加工方法包括如下步骤:将连续端子划分为从端子材料定位孔边缘向中心区域依次分布的废料区(A)、接触区(B)及非接触区(C)。对废料区(A)进行表面绝缘处理,以使废料区(A)失去金属属性。将端子材料浸入贵金属电解溶液中,电解加工端子材料,电解加工过程中,经过绝缘处理的废料区(A)无法电解沉积贵金属。能够降低贵金属的用量,降低成本。但是,该方法只局限于连续端子的双面同时电解加工,对单面局部电解加工的要求不能满足。
在专利文献4(CN106329288A)中公开了一种端子局部屏蔽方法,将端子不需要电镀的部位,用绝缘膜处理;将端子放入镀槽内,在端子表面进行电解加工;随后,将电解加工的端子上的绝缘膜去除掉,得到镀覆端子产品。本实用新型的优点在于,电解加工生产效率高、产品质量合格率高。
然而,在该方法中,需要胶带作为消耗品,并且由于需要胶带的附着步骤和胶带的去除步骤,所以成本比在镀覆材料的整个表面上镀覆的成本高,此外,可能存在缺陷,即在镀覆之后胶带的粘合剂保留在镀覆材料上。
专利文献5(CN207596984U)本实用公开了一种端子局部连续电镀装置,应用于先进制造与自动化技术领域,具体为表面处理技术领域。该装置通过仿工件形体设置放置电解溶液槽,上水座内部设置两层稳流板,使得电镀液到达工件放置槽时与工件接触趋于平稳,电镀液与工件接触平稳,提高电镀质量,同时开放式的放置电解溶液槽,能实现工件的连续性局部选择电解加工,提高生产效率,解决了现有技术中电解溶液的液位不够稳定,局部电解区域不准确,从而导致电解产品质量下降和产品生产成本上升的问题。
但是,该方法生产加工的电解产品由于采用直流电源进行电解生产,电解金属膜厚分布存在不均匀的现象,没能节省在产品端部电解析出的多余贵金属。
专利文献6(如本专利JP1995-268680A号)提供了一种局部电镀设备,用于选择电镀弧形工件顶端部分的单面局部区域,该顶端部分以预定的间距对准并平行地支撑。一对掩模构件,用于从两侧对大量的针状工件进行掩模,从而留下尖端部分的一个表面,并且进行电镀以使电镀液与从掩模构件露出的顶端部分的一个单面局部接触。并且,在加工机构中,一对掩模构件中的一个掩模罩,具有供弧形工件嵌合的多个槽,另一个掩模构件具有与该沟槽嵌合的多个凸出部。一对掩模构件被设置成将弧形工件与凹槽和凸出部夹在中间,并且将弧形工件的顶端部分的一个表面暴露于另一掩模构件的特点。
但是,该设备制作复杂,日常生产和设备维护中存在管理难度大、不易操作、不易检查、不易调节、不易维修等缺陷。
专利文献7(日本专利JP第3461832B2)提供了一种用于电解处理连续端子材料通过设备的电解加工区的装置,其中端子材料与电解溶液接触,所述用于传输的装置仅在所述限定区域内与电解溶液接触。用于掩蔽端子材料的掩蔽装置,具有环形链条的输送装置提供用于将端子材料与掩蔽装置对准和定位,并且对设备进行掩蔽一种连续运动的导电处理材料,具有向处理材料供应电解液的装置以作为一个电极的处理材料与作为另一电极的处理材料之间通过电流的装置。该设备可用于选择性地电解处理限定区域的功能。
但是,该设备也存在制作复杂,维护不易的问题。
专利文献8(日本专利JP 2018-165378 A)提供了一种在掩模构件的竖直方向上提供了多排开口,并且当从横向上的每个开口喷射供应镀覆溶液时,当喷射到排的开口的镀覆溶液由于重力的作用而下落时,它会干扰从顶部喷射到第二排及后续排的开口的镀覆溶液的喷射,因此金属材料在开口处露出发现镀覆溶液停留在表面附近并且金属离子没有被充分供应。因此,通过使从顶部开始的第二行和随后的行的开口具有不限制残留镀覆溶液的结构,可以防止部分镀覆的烧焦变色并在局部镀覆的区域内获得良好的镀覆层。
该种电解技术已广泛应用于生产加工设备中,适用于对单面局部电解产品的应用。在绝大多数情况下都可以取代环形载体(文献1、2、6、7)以及贴膜遮蔽(文献4、5)的电解加工方法。但是,上述方法无法适用于不能进行喷射方式的贵金属合金溶液。
非专利文献,中国材料科学与设备,2009,第1期,pp75.为连接器端子表面镀金产品提供了硝酸暴露实验方法,在一个密闭容器玻璃干燥器中放置浓硝酸按规定条件将试验样品置于硝酸溶液的上方,将盖置于容器上形成密闭体系,通过蒸发的二氧化氮气体充满密闭容器,评价产品的耐腐蚀性能。
专利文献1~8记载的各种各样的局部电解设备为贵金属局部表面电解提供了对各种各样复杂要求的连续金属端子的表面处理方法。但是,对于本实用新型要探讨的贵金属合金电解溶液不能使用喷射方式,而只能进行浸渍电解方法的限制,因此,所述文献1~8提供的电解技术都不能得到满意的结果。
此外,所有的局部电解处理设备的金属析出原理,都是通过窄缝将贵金属溶液喷射到连续金属端子表面得到电解处理产品,贵金属溶液的喷射强度及方向的均匀性直接影响贵金属表面处理的电解贵金属分布的均匀性及析出金属的性能和表面质量,在长时间连续表面处理生产过程中,要持续保持贵金属溶液喷射强度均匀不变和方向均匀性不变都具有很大难度。因此,贵金属膜厚分布不均匀导致贵金属的使用量增加,以及电解贵金属表面的耐腐蚀性能不足等缺陷,亟待开发更有效的电解方法及电解设备。
所述贵金属膜厚分布不均匀,是指在专利文献1~8中,使用遮蔽带对连续金属端子材料的局部进行电解的方法中,端子材料的非带电解区域与端子材料电解区域的界面(遮蔽带的附近部分)得到的电解膜厚存在偏低的问题,而在端子材料先端部及拐角部的电解膜厚存在偏高的问题。
针对不能使用喷射方法的贵金属合金电解溶液,要得到局部电解产品就局限于浸渍贵金属电解溶液的方法。因此,专利文献1~8记载的方法存在下述问题:
1)对不能使用喷射方法进行表面电解处理的贵金属合金电解溶液,现有技术无法满足产品规格要求;2)连续端子素材进行单面电解处理时贵金属膜厚分布不均匀;3)连续端子电解贵金属产品的耐腐蚀性能不充分;4)局部表面电解处理时,存在渗漏及渗漏电解析出贵金属的缺陷。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是:为了解决现有技术中局部电解设备结构复杂、效率低,维护成本高以及连续端子素材表面处理时贵金属膜厚分布不均匀的技术问题,本实用新型提供一种端子局部电解遮蔽设备及连续端子电解设备。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种端子局部电解遮蔽设备,用于对素材进行表面处理,素材采用金属材质,包括局部电解掩蔽治具,所述局部电解掩蔽治具包括:第一掩蔽皮带和第二掩蔽皮带,第二掩蔽皮带设置于第一掩蔽皮带的一侧,且与第一掩蔽皮带的输送向一致,第二掩蔽皮带与第一掩蔽皮带之间形成有沿输送方向延伸的通道,所述素材贯穿所述通道,素材的长度方向与皮带的输送方向相一致,素材夹紧在第一掩蔽皮带和第二掩蔽皮带之间,素材在第一掩蔽皮带上的正投影位于第一掩蔽皮带内,第二掩蔽皮带在素材上的正投影位于素材内,使得素材的一部分露出第二掩蔽皮带的外周缘。本实用新型的端子局部电解遮蔽设备通过第一传送带对料带的一面进行全遮蔽,第二掩蔽皮带对料带的另一面进行部分遮蔽,可以对料带伸出第二掩蔽皮带的外周缘的一部分进行加工处理以实现局部加工的目的,解决了现有设备无法有效对料带单面局部部位进行加工的问题,具有机械化程度高、结构简单、使用简便、无污染、成本低、效率高等优点。
进一步,具体地,所述第一掩蔽皮带的宽度不小于所述素材的宽度,所述第二掩蔽皮带的宽度小于所述素材的宽度。
进一步,具体地,所述第一掩蔽皮带内设置有第一张力控制组件,所述第一张力控制组件包括张紧轮和第一传动轮,所述张紧轮和第一传动轮构成第一掩蔽皮带的运动回路,所述第二掩蔽皮带内设置有第二张力控制组件,所述第二张力控制组件包括张紧轮和第二传动轮,所述张紧轮和第二传动轮构成第二掩蔽皮带的运动回路。
进一步,具体地,所述第一传动轮连接有第二齿轮,第二传动轮连接有第三齿轮,第二齿轮和第三齿轮相啮合,第二齿轮还啮合有调速齿轮,调速齿轮和电机的转动轴传动连接。
进一步,具体地,所述端子局部电解遮蔽设备还包括皮带导轨,皮带导轨与第一掩蔽皮带或第二掩蔽皮带滑动连接,以用于限定对应的第一掩蔽皮带或第二掩蔽皮带的运动轨迹。
进一步,具体地,所述局部电解掩蔽治具还包括电解装置,所述局部电解掩蔽治具设置在电解装置内,素材贯穿电解装置,电解装置内限定有充有电镀液的容纳腔,所述素材位于所述容纳腔且所述素材伸出所述第二掩蔽皮带的外周缘的一部分与所述电镀液接触,电解装置连接有脉冲逆向电源,脉冲逆向电源输出的施加在素材附近的电流进行周期性变化;当正向脉冲电流施加时在素材上电解析出金属膜,呈现脉冲正向波形;周期变化后逆向脉冲电流施加时对素材上的金属膜电解剥离,则呈现脉冲逆向波形。本实用新型端子局部电解遮蔽设备,将脉冲周期性逆向电流施加在连续端子素材的局部表面进行电解,将连续端子素材表面的电解贵金属调节控制成为所需的贵金属膜厚分布均匀并具有优异的耐腐蚀性能;对连续端子素材局部表面的调节与控制是通过传动电机精密调节系统、素材与环形遮蔽皮带之间的张力控制组件和电动装置传送环形遮蔽皮带的局部电解设备及方法来实现的;提高了连续端子产品质量合格率,节省了大量的贵金属使用量,使电解贵金属的生产成本得到大幅度降低等优点。
进一步,具体地,所述电解装置内还设置有电解阳极板,所述电解阳极板朝向所述素材伸出所述第二掩蔽皮带的外周缘的一部分,电解阳极板与脉冲逆向电源的阳极输出接头连接,素材延长度方向穿出第一掩蔽皮带和第二掩蔽皮带的部分上连接有阴极导电轮,阴极导电轮和与脉冲逆向电源的阴极输出接头连接。
进一步,具体地,所述局部电解掩蔽治具还包括基板,电解装置包括带有开口的内子槽,所述基板通过支架固定架设在内子槽内,所述第一掩蔽皮带和第二掩蔽皮带位于基板的下方。
进一步,具体地,所述电解装置还包括用于盛装电镀液的母槽,母槽和内子槽通过溶液输送管道相互连通,溶液输送管道上设置有溶液输送泵,母槽和内子槽之间还连通有回流管道。
进一步,为了保证素材直线传送,所述内子槽的两端开设有通孔,素材贯穿所述通孔,且内子槽外部靠近通孔处设置有成对的限位导正治具,素材夹紧在每对限位导正治具之间。
一种连续端子电解设备,包括多个所述的端子局部电解遮蔽设备,所述多个端子局部电解遮蔽设备从前往后并排间隔设置,素材从每个端子局部电解遮蔽设备的第一掩蔽皮带和第二掩蔽皮带之间经过。
本实用新型的有益效果是,本实用新型的端子局部电解遮蔽设备及连续端子电解设备,通过第一传送带对料带的一面进行全遮蔽,第二掩蔽皮带对料带的另一面进行部分遮蔽,可以对料带伸出第二掩蔽皮带的外周缘的一部分进行加工处理以实现局部加工的目的,解决了现有设备无法有效对料带单面局部部位进行加工的问题,具有机械化程度高、结构简单、使用简便、无污染、成本低、效率高等优点。
由于素材上靠近第二掩蔽皮带的位置存在液体流动死角,液体流动性弱,得到的金属离子少,因此素材上靠近第二掩蔽皮带的位置金属膜相对较薄,而素材上远离第二掩蔽皮带的位置,液体流动性强,得到的金属离子多,因此素材上远离第二掩蔽皮带的位置金属膜相对较厚,使得素材上出现金属膜电镀厚度不均的现象,而设置了脉冲逆向电源,能够使得素材表面为负极时,电解吸出金属离子,素材表面形成金属膜,然后,脉冲逆向电源将素材转变为阳极,此时素材表面的金属膜在阳极的作用下,电解剥离,且膜厚的位置离子剥离较多,膜薄的位置离子剥离较少,从而使得所需的贵金属膜厚分布均匀并具有优异的耐腐蚀性能;对连续端子素材局部表面的调节与控制是通过传动电机精密调节系统、素材与环形遮蔽皮带之间的张力控制组件和电动装置传送环形遮蔽皮带的局部电解设备及方法来实现的;提高了连续端子产品质量合格率,节省了大量的贵金属使用量,使电解贵金属的生产成本得到大幅度降低等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型实施例的连续端子电解设备的平面示意图;
图2为本实用新型实施例的局部电解遮蔽设备的平面示意放大图;
图3为本实用新型实施例的局部电解遮蔽设备的正面的立体示意图;
图4为本实用新型实施例的局部电解遮蔽设备的反面的立体示意图;
图5为本实用新型实施例的电解掩蔽治具的立体图;
图6为本实用新型实施例的电解掩蔽治具的仰视图;
图7为本实用新型实施例的电解掩蔽治具的电机动力组成的立体示意图;
图8为本实用新型实施例的电解掩蔽治具的张紧轮组成的立体示意图;
图9为本实用新型实施列的脉冲逆向电解脉冲波形和电解膜厚分布示意图;
图10为本实用新型实施列的非对称交流波形和电解膜厚分布示意图;
图11为本实用新型实施列的端子平面示意图及图8和图9的叠加示意图;
图12为本实用新型实施例1和对比试验1的端子切面图;
图13为本实用新型实施例1的端子平面示意图;
图14为本实用新型实施例1的端子膜厚测定点;
图15为本实用新型实施例2的端子平面示意图;
图16为本实用新型实施例2的端子膜厚测定点,贵金属电解区域扩大图;
图17为本实用新型实施例1的端子表面镀覆金的产品的硝酸暴露实验结果;
图18为本实用新型实施例2的端子表面镀覆金的产品的硝酸暴露实验结果;
图19为本实用新型实施例3的端子表面镀覆金的产品的硝酸暴露实验结果;
图20为本实用新型实施例样品1、2和3的硝酸暴露实验后的腐蚀率结果;
图中:连续端子电解设备1000;端子局部电解遮蔽设备510;
电解掩蔽装置300;外子槽310;内子槽320;阴极导电轮一330a,阴极导电轮二330b;电解阳极一340a,电解阳极二340b;进口限位导正治具350a,出口限位导正治具350b;母槽360;溶液输送泵370;溶液输送管道380;溶液回流管道390;
脉冲逆向电源200;正向脉冲电流设定210;逆向脉冲电流设定220;正向脉冲时间设定230;逆向脉冲时间设定240;阳极输出接头250;阴极输出接头 260;
电解掩蔽治具100;第一掩蔽皮带10;第二掩蔽皮带20;皮带导轨21;素材30;调速齿轮40;第二齿轮41;第三齿轮42;第一传动轮43;第二传动轮 44;张紧轮45;轴承46;螺钉47;螺母48;
电机50;马达座51;联轴器52;转动轴53;传动法兰54;法兰座55;
减速机60;基板70;支架80;水平调节脚81。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-3所示,是本实用新型实施例,一种连续端子电解设备1000包括多个端子局部电解遮蔽设备510,其中一个端子局部电解遮蔽设备510包括:局部电解掩蔽装置300和脉冲逆向电源200(也叫脉冲逆向电源或者脉冲逆向整流器)。
具体地,局部电解掩蔽装置包括子槽310、内子槽320、电解掩蔽治具100、母槽360、电解溶液输送泵浦370、溶液输送管道380和溶液回流管道390。
如图5和6所示,局部电解掩蔽治具100包括:第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20。具体地,第二掩蔽皮带20设置于第一掩蔽皮带10的一侧且与第一掩蔽皮带10的输送向一致,第二掩蔽皮带20与第一掩蔽皮带10之间形成有沿输送方向延伸的通道,通道内穿设有沿其输送方向延伸的待加工的素材30,素材30在第一掩蔽皮带10上的正投影位于第一掩蔽皮带10内,第二掩蔽皮带20 在素材30上的正投影位于素材30内,素材30的一部分露出第二掩蔽皮带20 的外周缘。
换言之,根据本实用新型实施例的局部电解掩蔽治具100主要由第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20组成,第一掩蔽皮带10可设于第二掩蔽皮带20的一侧且与其间隔开相对设置。在第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20之间具有通道,在使用时,可以将待加工的长条形的带状的素材30放置于通道内。由于第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20的输送方向一致,因此,在第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20的作用下,被夹在通道内的素材30沿着同样的输送方向进行移动,自动化程度高,能够实现不间断加工生产,提高加工生产效率,降低成本。
此外,连续端子素材30在第一掩蔽皮带10上的正投影位于第一掩蔽皮带 10内,第二掩蔽皮带20在素材30上的正投影位于素材30内,素材30的一部分露出第二掩蔽皮带20的外周缘,也就是说,素材30沿水平方向临近第一掩蔽皮带10的一侧设有遮蔽面,素材30沿水平方向临近第二掩蔽皮带20的一侧设有待加工面。第一掩蔽皮带10需要对素材30的遮蔽面进行全遮蔽,第二掩蔽皮带20需要对素材30的待加工的面进行局部遮蔽。例如,在第一掩蔽皮带 10和第二掩蔽皮带20沿水平方向输送,第一掩蔽皮带10、第二掩蔽皮带20和连续端子素材30分别沿竖直方向延伸时,第一掩蔽皮带10沿宽度方向的尺寸可以大于或者等于遮蔽面沿宽度方向的尺寸。
需要说明的是,第二掩蔽皮带20沿宽度方向的尺寸可以有多种,但是第二掩蔽皮带20与素材30之间的关系需要满足使待加工面部分露出的目的,从而能够对露出的待加工的面进行局部加工。当第二掩蔽皮带20的上端与待加工面的上端持平时,第二掩蔽皮带20的宽度小于待加工面的宽度。当第二掩蔽皮带 20的上端高于待加工面的上端时,待加工面的下端露出第二掩蔽皮带20的下端的外周缘。当第二掩蔽皮带20的下端与待加工面的下端持平时,待加工面的上端露出第二掩蔽皮带20的上端的外周缘。当第二掩蔽皮带20的上端或者下端都与待加工面的上端或下端不能持平时,只需要满足第二掩蔽皮带20与待加工面具有部分重叠面,待加工面的部分未遮蔽即可。
由此,根据本实用新型实施例的局部电解掩蔽治具100,通过第一掩蔽皮带 10对素材30的遮蔽面进行全遮蔽,第二掩蔽皮带20对素材30的待加工的面进行部分遮蔽,可以对素材30露出第二掩蔽皮带20的外周缘的一部分进行加工处理以实现局部加工的目的,解决了现有设备无法有效对素材30的局部进行加工的问题,具有机械化程度高、结构简单、使用简便、无污染、成本低、效率高等优点。
根据本实用新型的一个实施例,第一掩蔽皮带10的宽度不小于连续端子素材30的宽度,第二掩蔽皮带20的宽度小于素材30的宽度。也就是说,素材30 穿过通道时,素材30的遮蔽面被第一掩蔽皮带10进行全遮蔽,素材30的待加工的面被第二掩蔽皮带20部分遮蔽,从而可以对素材30露出第二遮蔽皮带20 的外周缘的部分进行局部加工处理。
在本实用新型的一些具体实施方式中,素材30的两侧分别与第一掩蔽皮带 10和第二掩蔽皮带20止抵,可以夹紧素材30,不仅可以对素材30的无需加工的区域的密闭性起到保障,而且还能够防止素材30在加工过程中出现移位和脱落。
根据本实用新型的一个实施例,局部电解掩蔽治具100还包括张力控制组件,张力控制组件分别与第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20相连以控制第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20同步运行的同时,减少两条皮带与素材之间的张力。
可选地,张力控制组件包括:传动轮、转动轴53和调速齿轮40,转动轮与第一掩蔽皮带10或第二掩蔽皮带20相连,转动轴53与传动轮相连,调速齿轮 40通过转动轴53与传动轮相连并调节传动轮的转动速率,进而调控第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20进行同步运行的同时,减少两条皮带与素材之间的张力。
优选地,第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20为环形掩蔽皮带,具有加工容易来源广泛,价格低廉,占用空间小等优点。
根据本实用新型的一个实施例,局部电解掩蔽治具100还包括皮带导轨,皮带导轨与第一掩蔽皮带10或第二掩蔽皮20滑动连接以用于限定对应的第一掩蔽皮带10或第二遮掩皮带20的运动轨迹。
下面具体描述根据本实用新型实施例的局部电解掩蔽治具100的装配过程以及装配特征。
如图7和图8所示,减速机60和电机50构成电机动力组成部分,安装在马达座51上。马达座51中间留有孔,通过联轴器52、电机转动轴53、传动法兰54将动力传送给调速齿轮40。
其中,传动法兰54安装在法兰座55上,调速齿轮40、第二齿轮41、第三齿轮42啮合,第二齿轮41、第三齿轮42分别与第一传动轮43、第二传动轮44 相连,其中第一传动轮43与第一掩蔽皮带10相连,第二传动轮44与第二掩蔽皮带20相连,调速齿轮40通过转动轴53与传动轮相连并调节传动轮的转动速率带动传送带的运行。第一传动轮43与三个张紧轮45构成第一掩蔽皮带10的运动回路。
其中,张紧轮45和轴承46配合,用螺钉47固定在张紧轮45的一端,另一端通过六角螺母48固定在基板70上,第二传动轮44与三个张紧轮45构成第二掩蔽皮带20的运动回路。
基板70下表面上还设置皮带导轨21,皮带导轨21与第一掩蔽皮带10或第二掩蔽皮带20滑动连接以用于限定对应的第一掩蔽皮带10或第二掩蔽皮带20 的运动轨迹,通过第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20在接触素材30的部位通过皮带导轨21确保夹紧素材30并实现遮蔽的效果。
下面具体描述根据本实用新型实施例的局部电解设备500的配套过程以及装配特征。
如图3和4所示,将图3局部电解掩蔽治具100设置在内子槽320中,组装得到局部电解掩蔽装置300。反之,能从内子槽中简单拆解图4中的局部电解掩蔽治具100,具有结构简单、组装拆卸容易、使用简便、设备成本低、效率高等优点。
如图1所示,本实用新型实施列的端子局部电解遮蔽设备510包括:局部电解掩蔽装置300和脉冲逆向电源200。具体配套及装配步骤如下:
脉冲逆向电源200的阳极输出端250与局部电解掩蔽装置300的电解阳极板一340a及电解阳极板二340b用专用同轴电缆连接;电解阳极板一340a及电解阳极板二340b位于基本70下方且相对设置,电解阳极板一340a及电解阳极板二340b位于素材30的两侧,且与素材30不接触,另将脉冲逆向电源200的阴极输出端260与局部掩蔽电解装置300的阴极导电轮一330a及阴极导电轮一 330b用专用同轴电缆连接。通过该局部掩蔽电解设备510的电解工艺单元,既能对连续端子素材30进行局部电解掩蔽生产加工;根据连续端子素材30的贵金属镀层膜厚规格,可以通过选择3~9个单元的端子局部电解遮蔽设备510满足生产加工要求。
素材30可以是由铜、镍、钴、钨、钼、铬和锌当中所选择的任意一个单体或铜、镍、钴、磷、钨、砷、钼、铬和锌当中所选择的任意两种或两种以上组成的合金;也可以是铁及其铁合金,还可以是各种不锈钢材料;所述所有金属材料可以是连续带材,也可以是连续引线框架材料。除此之外,凡是表面附有金属箔的材料都可以通过本实用新型的制造方法和制造设备进行局部表面电解的生产加工;例如,各种塑料薄膜的单面或者双面附有金属薄膜的材料都可以制造所需求的局部电解贵金属产品。
素材30的可选宽度范围7mm~80mm,优选范围8mm~70mm,更优选范围9mm~ 55mm;素材30可选厚度范围0.06mm~0.30mm,优选范围0.07mm~0.25mm,更优选范围0.09mm~0.20mm。
第一掩蔽皮带10可选宽度范围6mm~100mm;优选范围7mm~90mm,更优选范围8mm~80mm;所述掩蔽皮带可选厚度范围0.6mm~8mm。
第二掩蔽皮带20可选宽度范围6mm~100mm;优选范围6mm~70mm,更优选范围6mm~50mm;所述掩蔽皮带可选厚度范围0.6mm~8mm。
素材30的贵金属局部表面电解加工的可选高度范围0.5mm~10mm,优选范围0.5mm~7mm,更优选范围0.5mm~5mm。
脉冲逆向电源200输出的脉冲正反向电流的设定方法具体步骤如下:
(1)电解贵金属药水的脉冲周期性正向电流密度可选范围0.5A/dm2~ 10A/dm2,优选范围0.6A/dm2~7A/dm2,优选范围0.7A/dm2~5A/dm2;脉冲周期性反向电流密度可选范围5A/dm2~50A/dm2,优选范围7A/dm2~30A/dm2,更优选范围9A/dm2~20A/dm2
(2)脉冲周期性逆向电源输出的脉冲周期性正向电流可选范围0.5A~20A,优选范围0.5A~17A,优选范围0.5A~15A;脉冲周期性反向电流可选范围5A~ 100A,优选范围5A~80A,优选范围5A~70A。
(3)脉冲周期性逆向电源输出的所述正向脉冲时间可选范围5ms~50ms,优选范围5ms~40ms,更优选范围5ms~30ms;脉冲逆向电源输出的所述反向脉冲时间可选范围1ms~20ms,优选范围1ms~15ms,优选范围1ms~10ms。
(4)脉冲周期性逆向电源设定所述输出电流可依据下式算出:脉冲周期性逆向电源输出电流A=所述电解贵金属药水电流密度A/dm2×材料表面积dm2;脉冲周期性逆向电解技术对局部表面电解连续端子产品进行调节控制的端子局部电解遮蔽设备510是由脉冲逆向电源200和局部电解掩蔽装置300所组成。
端子局部电解遮蔽设备510可选个数是3~9个单元,优选范围3单元~7单元,更优选范围3单元~5单元。
调节控制各电解工艺设备单元可选脉冲周期性逆向电源输出电流各不相同,同时调节控制各电解工艺设备单元可选脉冲周期性逆向电源输出脉冲时间也各不相同,通过所选不同设定条件单元的各种排列组合,设计局部表面电解连续端子产品的试验方案并对实验结果优化处理,优选出最佳的局部表面电解连续端子的实验方法,得到连续端子产品生产要求的所需的连续端子产品的局部电解设备及方法。
通过局部电解设备及方法节省的贵金属使用量可依据下式算出:
贵金属节省数量克(G)=脉冲周期性逆向波(G)-非对称交流波(G)
所述连续端子的电解方法具有如下步骤:
S1:将素材30夹紧在第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20之间,使得素材 30沿通道输送方向向前运动,将素材30的一面被第一掩蔽皮带10全部遮蔽,且不与电镀液接触,素材30的另一面被第二掩蔽皮带20部分遮蔽,素材30的另一面外露的部分与电镀液接触,素材30的另一面外露的部分上进行电镀金属膜;
S2:脉冲逆向电源200输出的施加在素材30附近的电流进行周期性变化;
当正向脉冲电流施加时在素材30上电解析出金属膜,呈现脉冲正向波形;周期变化后逆向脉冲电流施加时对素材30上的金属膜电解剥离,则呈现脉冲逆向波形。
S3:素材30经过多个端子局部电解遮蔽设备的第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20之间,最终在素材30的另一面外露的部分上得到均匀的金属膜。
由此,根据本实用新型实施例的端子局部电解遮蔽设备510至少具有以下优点:
(1)提供电源,即可使设备运转,在使素材输送的同时,能够不间断地对其进行局部掩蔽电解贵金属的加工。
(2)能够实现机械化局部加工,无人为因素干扰,电解加工质量高。
(3)可以通过增加端子局部电解遮蔽设备510的数量,提高生产加工效率。
根据本实用新型实施例的端子局部电解遮蔽设备510,包括上述任一实施例的局部电解掩蔽治具100。
在本实用新型的具体实施方式中,局部电解掩蔽装置300还包括电解内子槽320,电解内子槽320内限定有充有电解溶液的容纳腔,素材30位于容纳腔内且素材30的露出第二遮蔽皮带20的外周缘的局部与电解溶液接触。母槽360 中装有电镀液,通过溶液输送泵的作用将电镀液从溶液输送管道380输送到内子槽320中,内子槽320中的电镀溶液能够通过溶液回流管道390回流至母槽 360中,使得电镀液能够充满在内子槽320中的基板70的下方。
如图3所示,内子槽320在基板70的下方通过4个水平调解脚81固定设置,水平调解脚81分别安装在80的底部,在进行电解时,素材30露出第二掩蔽皮带20的外周缘的一部分与电镀液接触,也就是说,素材30的遮蔽面与电解溶液不接触,素材30的待加工的面与电解溶液紧密接触,从而能够实现素材30 的局部表面电解的目的,需要说明的是,在生产加工过程中,可以根据电解产品所需要的质量及贵金属膜厚的要求,可以在3~9个单元的范围内选择端子局部电解遮蔽设备510的数量。
根据本实用新型的实施例1:
(1)连续端子材料(素材30):磷青铜材料,端子宽度13mm、宽度0.64mm、厚度0.16mm;对连续端子材料预先镀覆镍膜厚Min2.0μm,端子产品膜厚测定点:距端子先端1.7mm、及端子宽度中间0.32mm(图13、14)。
(2)连续端子电解产品规格:单面及侧面局部要求最低Min1.27μm的Rh/Ru;另一面不能附着铑钌;镀覆金膜厚0.03~0.05μm,范围与镀覆Rh/Ru一致,另一面不能附着金。
具体的连续端子产品的制造过程为:
采用通常的卷对卷连续端子表面处理生产线,通过放料缓冲机将连续端子材料导入电解脱脂槽清洗除去金属材料表面的油脂等,然后进入酸活化槽清洗进行活化处理,得到清洁的连续端子材料(素材30)。
然后,在采用端子局部电解遮蔽设备510进行电解处理之前,对前处理后的连续端子材料进行预镀Rh/Ru工艺,在连续端子材料的镍层上形成0.1μm的 Rh/Ru合金。
随后,在第一端子局部电解遮蔽设备,连续端子材料的左右两侧设有电解阳极板一340a及电解阳极板二340b,电解阳极板一340a及电解阳极板二340b与脉冲逆向电源200的阳极输出250连接;进口处阴极导电轮一330a和出口处阴极导电轮二330b与脉冲逆向电源260的阴极输出连接;进口处有导正治具350a 和出口处的导正治具350b;另一方面如图4所示,连续端子材料进入掩蔽电解治具,其中的一面与第一掩蔽皮带10接触全部被遮蔽,另一面与第二掩蔽皮带 20接触,除需要电解的区域露出外也都被遮蔽;此外,基板70上还设置掩蔽皮带导轨21,掩蔽皮带导轨21与第一掩蔽皮带10或第二掩蔽皮带20滑动连接以用于限定对应的第一掩蔽皮带10或第二掩蔽皮带20的运动轨迹,通过第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20在接触素材30的部位通过掩蔽皮带导轨21确保夹紧素材30并实现遮蔽的效果。
同样,第二端子局部电解遮蔽设备至第七端子局部电解遮蔽设备的连接方式与第一端子局部电解遮蔽设备的连接方式相同。详细内容如图1和图2所示。
由于连续端子材料的镀覆层规格Min1.27μm,属于膜厚高的产品。预镀铑钌工段镀覆0.1μm,因此,在后续需要都镀覆Min1.17μm的Rh/Ru。优选7个单元的掩蔽电解设备进行局部掩蔽电解处理;将七台脉冲逆向电源的制造局部镀覆Rh/Ru的总额度设为21等分,每一等份为0.051~0.057μm;例如实验条件No.1的脉冲逆向电源占15份,处理后需要达到的Rh/Ru膜厚范围0.835~ 0.907μm,脉冲逆向电源第2至6台脉冲逆向电源各占1份,用每台脉冲逆向电源处理后,材料表面的Rh/Ru膜厚范围都要满足0.055~0.060μm(详见表1)。
表1 7台脉冲逆向电源制造镀覆表面膜厚的分配额度单位:μm
Figure DEST_PATH_GDA0003100243160000211
Figure DEST_PATH_GDA0003100243160000221
连续端子掩蔽电解设备制造生产线的运行速度优选为3.5m/min;当7台脉冲逆向电源采用表1中条件No.7时,7次电解的Rh/Ru膜厚范围均在0.167~ 0.181μm,即7台脉冲逆向电源所设定的正反向脉冲电流和正反向脉冲时间条件相同,所得到的从最下层到表层的膜厚以及致密度相差很小,连续端子材料表面特性均匀一致。
当采用条件No.1时,脉冲逆向电源需要设定较大正向脉冲电流和较长的正向脉冲时间,而反向脉冲电流的设定值要小,反向脉冲时间的设定需较短;得到的电解Rh/Ru粗糙度较大而且致密度较差;随后六台脉冲逆向电源的设定条件与条件No.7比较是较小的正向脉冲电流和较长的正向脉冲时间,而反向脉冲电流的设定值与条件No.7相比稍大,反向脉冲时间要比No.7短很多;因此所得到的膜厚在达到产品规格的同时,与条件No.7相比表面致密度较好。
当采用条件No.2至No.6时,连续端子材料表面膜厚在达到要求的同时,致密度范围在条件No.1和No.7之间。
当采用条件No.13时,六台脉冲逆向电源需要设定较小的正向脉冲电流和较长的正向脉冲时间,而设定大的反向脉冲电流和很短的反向脉冲时间;得到的 Rh/Ru镀层膜厚较薄并且致密度较好。最后一台脉冲逆向电源的设定条件是较大的正向脉冲电流和较长的正向脉冲时间,而设定较大的反向脉冲电流和较短的反向脉冲时间,因此所得到的表面膜厚在达到产品规格的同时,与条件No.7相比表面致密稍差。
当采用条件No.8至No.12时,连续端子材料膜厚在达到要求的同时,致密度处在条件No.7和No.13之间。
得到的Rh/Ru连续端子材料经过充分水洗后,用局部掩蔽电解设备600进行电解得到满足产品规格要求的Au0.10μm的最终产品。
通过上述比较实验,本实施列的最佳条件是No.5。
根据本实用新型的另一个对比实施例:
试验条件,用七台与非对称交流波整流器相同的型号代替脉冲逆向电源之外,其它试验步骤与实施例1相同。在产品测定点处Rh/Ru膜厚达到≧1.27μm符合产品规格。
如图9和图10所示,当分别用脉冲周期性逆向波和一般常用的非对称交流波进行电解所得到的贵金属膜厚分布状况完全不同。用脉冲逆向电源,通过施加的正向脉冲波对连续端子材料表面电解析出金属,设定的正向脉冲时间结束后,自动切换成逆向脉冲波对连续端子材料表面电解剥离金属,逆向脉冲波电流优选剥离端子表面电流密度较高的区域,例如端子的先端部或拐角处;同样,逆向脉冲时间结束后,再自动切换成正向脉冲电流波,如此循环往复周期性电解的结果达到金属膜厚分布均匀的结果(图9)。反之,常用的非对称交流波电源,对连续端子表面的电解过程,只有在材料表面电解析出,随着电解析出的积累,当平坦部的测定点达到规格要求时在端子的先端部或拐角处的膜厚要比平坦区域增加许多(图10)。
从图9和图10可以看出,以平坦部的测定点达到规格要求为基准,非对称交流波电源电解析出的贵金属量比脉冲周期性逆向波电源要多很多。可从下式求解节省的贵金属使用量:
节省贵金属(%)=(非对称交流波-脉冲周期性逆向波)/非对称交流波。
根据本实用新型的实施例2:
(1)连续端子素材:磷青铜材料,端子宽度15mm、宽度0.64mm、厚度0.16mm;对连续端子材料预先镀覆镍膜厚Min2.0μm,端子产品膜厚测定点:距端子先端2mm、及端子宽度中间0.32mm(图15和图16)。
表2:9台脉冲逆向电源制造镀覆表面膜厚的分配额度单位:μm
Figure DEST_PATH_GDA0003100243160000241
Figure DEST_PATH_GDA0003100243160000251
Figure DEST_PATH_GDA0003100243160000261
(2)连续端子电解产品规格:单面及侧面局部要求最低Min1.52μm的钯镍;另一面不能附着钯镍;镀覆金膜厚0.03~0.05μm,范围与镀覆Pd/Ni一致,另一面不能附着金。
具体的连续端子产品的制造过程为:
采用通常的卷对卷连续端子表面处理生产线,通过放料缓冲机将连续端子材料导入电解脱脂槽清洗除去金属材料表面的油脂等,然后进入酸活化槽清洗进行活化处理,得到清洁的连续端子材料。
然后,在采用掩蔽电解设备进行电解处理之前,对前处理后的连续端子材料进行预镀Pd/Ni工艺,在连续端子材料的镍层上形成0.1μm的Pd/Ni合金。
随后,在第一端子局部电解遮蔽设备,连续端子材料的左右两侧设有电解阳极板一340a和电解阳极板二340b,电解阳极板一340a和电解阳极板二340b 与脉冲逆向电源200的阳极输出250连接;进口处阴极导电一330a和出口处阴极导电二330b与脉冲逆向电源260的阴极输出连接;进口处有导正治具350a 和出口处的导正治具350b;另一方面如图4所示,连续端子材料进入电解掩蔽治具,其中的一面与第一掩蔽皮带10接触全部被遮蔽,另一面与第二掩蔽皮带 20接触,除需要电解的区域露出外也都被遮蔽;此外,基板70上还设置掩蔽皮带导轨21,掩蔽皮带导轨21与第一掩蔽皮带10或第二掩蔽皮带20滑动连接以用于限定对应的第一掩蔽皮带10或第二掩蔽皮带20的运动轨迹,通过第一掩蔽皮带10和第二掩蔽皮带20在接触素材30的部位通过掩蔽皮带导轨21确保夹紧素材30并实现遮蔽的效果。
同样,第二端子局部电解遮蔽设备至第七端子局部电解遮蔽设备的连接方式与第一端子局部电解遮蔽设备的连接方式相同。详细内容如图1和图2所示。
连续端子的电解膜厚规格Min1.52μm,属于高膜厚的产品。预镀钯镍工段电解膜厚0.1μm,因此,在后续需要电解Min1.42μm的Pd/Ni。优选9个单元的局部电解设备进行局部掩蔽电解处理;将九台脉冲逆向电源510至590的制造局部镀覆Pd/Ni的总额度设为27等分,每一等份为0.052~0.056μm;例如实验条件No.1的脉冲逆向电源占17份,处理后需要达到的Pd/Ni膜厚范围 0.894~0.957μm,脉冲逆向电源的8台脉冲逆向电源各占1份,用每台脉冲逆向电源处理后,材料表面的Pd/Ni膜厚范围都要满足0.052~0.056μm(详见表2)。
端子局部电解遮蔽设备制造生产线的运行速度优选为3.0m/min;当9台脉冲逆向电源采用表1中条件No.8时,9次电解的Pd/Ni膜厚范围均在0.157~ 0.168μm,即9台脉冲逆向电源所设定的正反向脉冲电流和正反向脉冲时间条件相同,所得到的从最下层到表层的膜厚以及致密度相差很小,连续端子材料表面特性均匀一致。
当采用条件No.1时,第二台脉冲逆向电源的17等份需要设定较大正向脉冲电流和较长的正向脉冲时间,而反向脉冲电流的设定值要小,反向脉冲时间的设定需较短;得到的电解Pd/Ni膜厚较厚而且致密度稍差;随后一台脉冲逆向电源的3等份设定相对较小的正向脉冲电流和较长的正向脉冲时间,而反向脉冲电流的设定值要小;后续七台脉冲逆向电源的各1等份设定条件与条件No.8 比较是较小的正向脉冲电流和较长的正向脉冲时间,而反向脉冲电流的设定值与条件No.8相比稍大,反向脉冲时间要比No.8短很多;因此所得到的膜厚在达到产品规格的同时,与条件No.8相比表面致密度较好。
当采用条件No.2至No.7时,引线框架材料表面膜厚在达到要求的同时,致密度范围在条件No.1和No.8之间。
当采用条件No.15时,七台脉冲逆向电源需要设定较小的正向脉冲电流和较长的正向脉冲时间,而设定大的反向脉冲电流和很短的反向脉冲时间;得到的 Pd/Ni镀层膜厚较薄并且致密度好;随后的脉冲逆向电源采用与No.8同样的条件得到相对致密度较好的表面;最后一台脉冲逆向电源的设定条件是较大的正向脉冲电流和较长的正向脉冲时间,而设定较大的反向脉冲电流和较短的反向脉冲时间,因此所得到的表面膜厚在达到产品规格的同时,与条件No.8相比表面致密度稍差。
当采用条件No.8至No.14时,连续端子材料膜厚在达到要求的同时,致密度处在条件No.9和No.15之间。
得到的Pd/Ni连续端子材料经过充分水洗后,用局部电解掩蔽设备600进行电解得到满足产品规格要求的Au0.10μm的最终产品。
通过上述比较实验,本实施列的最佳条件是No.6。
根据本实用新型的实施例3:
(1)连续端子材料:磷青铜材料,端子宽度13mm、宽度0.64mm、厚度0.16mm;对连续端子材料预先镀覆镍膜厚Min2.0μm,端子产品膜厚测定点:距端子先端1.7mm、及端子宽度中间0.32mm(图13和14)。
(2)连续端子电解产品规格:单面及侧面局部要求最低Min0.38μm的钯镍;另一面不能附着钯镍;镀覆金膜厚≧0.76μm,范围与镀覆Pd/Ni一致,另一面不能附着金。
具体的连续端子产品的制造过程为:
采用通常的卷对卷连续端子表面处理生产线,通过放料缓冲机将连续端子材料导入电解脱脂槽清洗除去金属材料表面的油脂等,然后进入酸活化槽清洗进行活化处理,得到清洁的连续端子材料。
然后,如图15所示,在采用掩蔽电解设备510进行电解处理之前,对前处理后的连续端子材料进行预镀Pd/Ni工艺500,在连续端子材料的镍层上形成 0.1μm的Pd/Ni合金。
随后,在第一掩蔽电解设备510,连续端子材料的左右两侧设有阳极板340a 和340b与脉冲逆向电源200的阳极输出250连接;进口处阴极导电330a和出口处阴极导电330b与脉冲逆向电源260的阴极输出连接;进口处有导正治具 350a和出口处的导正治具350b;另一方面如图4所示,连续端子材料进入掩蔽电解治具,其中的一面与第一掩蔽皮带10接触全部被遮蔽,另一面与第二掩蔽皮带20接触,除需要电解的区域露出外也都被遮蔽;此外,基板70上还设置掩蔽皮带导轨21,掩蔽皮带导轨21与第一掩蔽皮带10或第二遮蔽皮带20滑动连接以用于限定对应的第一掩蔽皮带10或第二遮蔽皮带20的运动轨迹,通过第一掩蔽皮带10和第二遮蔽皮带20在接触素材30的部位通过掩蔽皮带导轨21 确保夹紧素材30并实现遮蔽的效果。
同样,掩蔽电解设备520至掩蔽电解设备600的连接方式与第一局部掩蔽电解设备510的连接方式相同。详细内容如图2和图17所示。
连续端子材料的规格Min0.38μm钯镍的产品。连续端子材料掩蔽电解设备制造生产线的运行速度优选为3.0m/min;预镀钯镍镀覆0.08μm,在后续需要镀覆Min0.30μm的Pd/Ni。优选3个单元的掩蔽电解设备进行局部掩蔽电解处理;将三台脉冲逆向电源510至530的制造局部镀覆Pd/Ni的总额度设为3等分,每一等份平均要镀覆0.10μm;脉冲逆向电源的设定条件采用实施例2的最佳条件。
钯镍连续端子材料,用纯水进行充分水洗后,用掩蔽电解设备540设定常用非对称交流波电流预镀金0.08μm,后续需要镀覆Min0.68μm的Au,采用6 台脉冲逆向电源的掩蔽电解设备550至600;脉冲逆向电源的设定条件采用实施例1的最佳条件进行电解得到满足产品规格要求的Au0.76μm的最终产品。
根据本实用新型的一个连续端子产品的耐腐蚀性试验实施例:
耐腐蚀性试验样品采用同种端子材料如图13所示。
样品1:Ni、2.0μm,Rh/Ru、1.27μm,Au、0.03~0.05μm;按实施例1的 No.5制备。
样品2:Ni、2.0μm,Pd/Ni、1.52μm,Au、0.03~0.05μm;按实施例2的 No.6制备。
样品3:Ni、2.0μm,Pd/Ni、0.38μm,Au、≧0.76μm;按实施例3的最佳条件制备。
硝酸暴露试验:连接器端子表面镀覆金的产品硝酸暴露实验,依据非参考文献方法实施并评价产品的耐腐蚀性能;试验时间2小时。
实验结果如图17至图20所示,根据样品腐蚀程度的结果判断耐腐蚀性能。
【连续端子产品的耐腐蚀性试验】
耐腐蚀性试验样品采用同种端子材料如图13所示。
样品1:Ni、2.0μm,Rh/Ru、1.27μm,Au、0.03~0.05μm;按实施例1的 No.5制备。
样品2:Ni、2.0μm,Pd/Ni、1.52μm,Au、0.03~0.05μm;按实施例2的 No.6制备。
样品3:Ni、2.0μm,Pd/Ni、0.38μm,Au、≧0.76μm;按实施例3的最佳条件制备。
硝酸暴露试验:连接器端子表面镀覆金的产品硝酸暴露实验方法,依据非参考文献方法评价产品的耐腐蚀性能;试验时间2小时。
实验结果如图17至图19所示,样品1几乎不被腐蚀具有十分优异的耐腐蚀性能;Rh/Ru合金起到了十分重要的作用。样品2和样品3都有不同程度的腐蚀, Pd/Ni合金耐耐腐蚀性能与Rh/Ru合金比较差距很大。
如图20所示,用微小方格实验方法统计试验后被腐蚀面积的百分比,样品1 的腐蚀率只有0.03%;与样品1有同样金膜厚的样品2的腐蚀率11.13%;而厚金样品3的腐蚀率2.03%与薄金样品1比较,厚金的耐腐蚀性能远远不如薄金样品,其根源在于采用脉冲周期性逆向电解技术电解析出的Rh/Ru合金镀层具有十分优异的耐腐蚀性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种端子局部电解遮蔽设备,用于对素材(30)进行表面处理,其特征在于:包括局部电解掩蔽治具(100),所述局部电解掩蔽治具(100)包括:第一掩蔽皮带(10)和第二掩蔽皮带(20),第二掩蔽皮带(20)设置于第一掩蔽皮带(10)的一侧,且与第一掩蔽皮带(10)的输送向一致,第二掩蔽皮带(20)与第一掩蔽皮带(10)之间形成有沿输送方向延伸的通道,所述素材(30)贯穿所述通道,素材(30)的长度方向与皮带的输送方向相一致,素材(30)夹紧在第一掩蔽皮带(10)和第二掩蔽皮带(20)之间,素材(30)在第一掩蔽皮带(10)上的正投影位于第一掩蔽皮带(10)内,第二掩蔽皮带(20)在素材(30)上的正投影位于素材(30)内,使得素材(30)的一部分露出第二掩蔽皮带(20)的外周缘。
2.如权利要求1所述的端子局部电解遮蔽设备,其特征在于:所述第一掩蔽皮带(10)的宽度不小于所述素材(30)的宽度,所述第二掩蔽皮带(20)的宽度小于所述素材(30)的宽度。
3.如权利要求1所述的端子局部电解遮蔽设备,其特征在于:所述第一掩蔽皮带(10)内设置有第一张力控制组件,所述第一张力控制组件包括张紧轮(45)和第一传动轮(43),所述张紧轮(45)和第一传动轮(43)构成第一掩蔽皮带(10)的运动回路,
所述第二掩蔽皮带(20)内设置有第二张力控制组件,所述第二张力控制组件包括张紧轮(45)和第二传动轮(44),所述张紧轮(45)和第二传动轮(44)构成第二掩蔽皮带(20)的运动回路。
4.如权利要求3所述的端子局部电解遮蔽设备,其特征在于:所述第一传动轮(43)连接有第二齿轮(41),第二传动轮(44)连接有第三齿轮(42),第二齿轮(41)和第三齿轮(42)相啮合,第二齿轮(41)还啮合有调速齿轮(40),调速齿轮(40)和电机(50)的转动轴(53)传动连接。
5.如权利要求4所述的端子局部电解遮蔽设备,其特征在于:还包括皮带导轨(21),皮带导轨(21)与第一掩蔽皮带(10)或第二掩蔽皮带(20)滑动连接,以用于限定对应的第一掩蔽皮带(10)或第二掩蔽皮带(20)的运动轨迹。
6.如权利要求5所述的端子局部电解遮蔽设备,其特征在于:还包括电解装置(500),所述局部电解掩蔽治具(100)设置在电解装置(500)内,素材(30)贯穿电解装置(500),电解装置(500)内限定有充有电镀液的容纳腔,所述素材(30)位于所述容纳腔且所述素材(30)伸出所述第二掩蔽皮带的外周缘的一部分与所述电镀液接触,电解装置(500)连接有脉冲逆向电源(200),脉冲逆向电源(200)输出的施加在素材(30)附近的电流进行周期性变化;当正向脉冲电流施加时在素材(30)上电解析出金属膜,呈现脉冲正向波形;周期变化后逆向脉冲电流施加时对素材(30)上的金属膜电解剥离,则呈现脉冲逆向波形。
7.如权利要求6所述的端子局部电解遮蔽设备,其特征在于:所述电解装置(500)内还设置有电解阳极板,所述电解阳极板朝向所述素材(30)伸出所述第二掩蔽皮带的外周缘的一部分,电解阳极板与脉冲逆向电源(200)的阳极输出接头(250)连接,素材(30)延长度方向穿出第一掩蔽皮带(10)和第二掩蔽皮带(20)的部分上连接有阴极导电轮,阴极导电轮和与脉冲逆向电源(200)的阴极输出接头(260)连接。
8.如权利要求7所述的端子局部电解遮蔽设备,其特征在于:所述局部电解掩蔽治具(100)还包括基板(70),电解装置(500)包括带有开口的内子槽(320),所述基板(70)通过支架(80)固定架设在内子槽(320)内,所述第一掩蔽皮带(10)和第二掩蔽皮带(20)位于基板(70)的下方。
9.如权利要求6所述的端子局部电解遮蔽设备,其特征在于:所述电解装置(500)还包括用于盛装电镀液的母槽(360),母槽(360)和内子槽(320)通过溶液输送管道(380)相互连通,溶液输送管道(380)上设置有溶液输送泵(370),母槽(360)和内子槽(320)之间还连通有溶液回流管道(390)。
10.如权利要求8所述的端子局部电解遮蔽设备,其特征在于:所述内子槽(320)的两端开设有通孔,素材(30)贯穿所述通孔,且内子槽(320)外部靠近通孔处设置有成对的限位导正治具,素材(30)夹紧在每对限位导正治具之间。
11.一种连续端子电解设备,包括多个如权利要求1-10任一项所述的端子局部电解遮蔽设备,所述多个端子局部电解遮蔽设备从前往后并排间隔设置,素材(30)从每个端子局部电解遮蔽设备的第一掩蔽皮带(10)和第二掩蔽皮带(20)之间经过。
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CN112853442A (zh) * 2021-01-13 2021-05-28 杨木兰 一种半导体集成电路封装器件加工装置

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