CN215931657U - 一种pcb填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于湿制程工艺药水分析取样技术领域，具体涉及一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置。一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，按待检测药液流动方向顺序连通的采样模块、铜离子检测模块、铁离子检测模块和排液模块；所述采样模块包括顺序连通的进样泵、流量开关和流通杯，所述进样泵从槽液中取样，所述流通杯的输出口连通到铜离子检测模块的输入口。本实用新型能够做到一次取样，同时检测铜离子或者铁离子，实现了对多个槽位里的槽液的在线监测，能够节省人力资源，解决大趋势下用工难问题，并且缩短了取样和分析的时间，降低了监测成本，并能排除，数据处理过程中人为因素的影响，提升了检测效率和精确性。

Description

一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置

技术领域

本实用新型属于湿制程工艺药水分析取样技术领域，具体涉及一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置。

背景技术

PCB又称印刷电路板，是电子元器件的支撑体，也是电子元器件电气连接的载体，是重要的电子部件。其制造过程中的填孔工艺是通过浸渍药水来实现线路板通路的过程，药水的质量把控直接影响最终的成品率，因此需要实时检测镀铜填孔步骤的药液中的铜铁离子浓度，国内目前监测工艺药水的手段主要是通过人工取样再分析药水中铜铁离子的含量。人为因素对检测结果的影响较大，且单个槽液检测耗时较长，工艺产线较多时，只能将槽液浓度检测频率降低，这种方式不利于质量的控制。而且采用人工取样通过滴定法或者仪器法进行分析，这种方式的检测过程存在步骤多、耗时长、且取样点周边环境对人体危险性较大等问题，特别是：1)槽液都是化学试剂，腐蚀性强，酸气对人体的呼吸道和皮肤具有一定的危害，长此以往伤害较大；2)药液槽周边地形复杂，容易发生工伤事故；3)大环境条件下，驻点分析技术从业人员减少；4)多槽位人工取样和分析过程费时久，成本高；5)样品分析步骤多，人为因素影响大，增大了容错率；6)检测铜离子或者铁离子需要分两次取样，不能实现做到一次取样同时检测两种离子含量；7) 不能同时对多个槽位里的槽液进行监测。

发明内容

本实用新型PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，通过一次采样即可完成对铜铁离子的检测，并能布置多条并列的采样模块和标液模块，既能同步检测多条槽液，也能在监测中根据需要实时对检测模块进行校准，解决了现有技术中心采样对人体危害大，多槽位采样人工时高，检测效率低且检测结果不准确的缺陷。

为解决以上技术问题，目的之一是提出了一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其具体技术方案如下：

一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，按待检测药液流动方向顺序连通的采样模块、铜离子检测模块、铁离子检测模块和排液模块；所述采样模块包括顺序连通的进样泵、流量开关和流通杯，所述进样泵从槽液中取样，所述流通杯的输出口连通到铜离子检测模块的输入口。

所述采样模块还包括有回流管道，所述回流管道连通流通杯的回流口和槽液。

该分析装置还包括有第一切换阀组，所述采样模块有多个，所述第一切换阀组具有多个输入口，多个所述的采样模块并列设置且各自独立连接到第一切换阀组的输入口，所述第一切换阀组的输出口连通到铜离子检测模块的输入口，由第一切换阀组控制选择连通采样模块与铜离子检测模块。

所述第一切换阀组还具有一连通到标液瓶的输入口。

所述采样模块、铜离子检测模块、铁离子检测模块和排液模块集成设置在移动柜体中。

该分析装置还包括有稀释液模块，所述稀释液模块包括按稀酸液流向顺序串联的酸液桶、酸液输送泵和稀酸计量器，所述稀酸计量器的出口端连通到铁离子检测模块的输入口，所述铁离子检测模块的输入口连通到排液模块。

所述铁离子检测模块包括顺序串联的第二切换阀组、反应杯、检测输送泵和铁离子检测器，所述第二切换阀组的第一进液口与铜离子检测模块的出液端相连通，所述稀酸计量器的出口端连通到第二切换阀组的第二进液口。

所述第二切换阀组包括两个切换阀，两个切换阀之间通过一定长度的固定内径连接管相连通实现计量，第二切换阀组还设置有一个连通到排液模块的出液口。

所述酸液桶另有一出液口通过清洗泵连通到反应杯的进液口。

所述第一切换阀组还具有一连通到酸液桶的输入口。

本实用新型一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，通过一条检测线路，利用铜离子检测模块检测完毕后的药液进一步进行铁离子检测；此外，还可以设置多条并联的采样模块，分别取样不同的药液槽，并利用标样对检测模块的精确度进行修正；本实用新型能够做到一次取样，同时检测铜离子或者铁离子，实现了对多个槽位里的槽液的在线监测，无需再进行多次人工取样；即可以避免取样时周边地形与环境对人体可能造成的伤害；还能够节省人力资源，解决大趋势下用工难问题，并且缩短了取样和分析的时间，降低了监测成本，并能排除，数据处理过程中人为因素的影响，提升了检测效率和精确性，具有广泛的推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置的结构示意图；

图2为本实用新型中移动柜体的结构示意图；

图3为本实用新型中外接阀组板的结构示意图；

图4为本实用新型中各个模块在移动柜体内的布局示意图。

图中：10移动柜体、211铜离子检测器、212酸液输送泵、213清洗泵、214进样泵、215流量开关、216取样输送泵、217第一切换阀组、218铁离子检测器、219稀酸计量器、 220反应杯、221第二切换阀组、222检测输送泵、223隔离安装板、311标液瓶、312酸液桶、313废液桶、314排废泵、511流通杯、40滚轮组、80外接阀组板、801稀酸进口、 802排废口、803回流管道、804槽液、805预留口。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在可能的情况下，本申请中使用的相同或者相类似的附图标记指的是相同的部件。

如图1所示，一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，按待检测药液流动方向顺序连通的采样模块、铜离子检测模块、铁离子检测模块和排液模块；所述采样模块包括顺序连通的进样泵214、流量开关215和流通杯511，所述进样泵214从槽液804中取样，所述流通杯511的输出口连通到铜离子检测模块的输入口；采样模块自动取样，避免人工取样中化学药剂对人体的危害，进样泵214抽取的待检测药液会进入流量开关 215，根据流量开关215的流量来判断待检测药液是否真实抽取到，如待检测药液流体发生断流系统会发出报警提示，后续药液进入流通杯内511留存

在本实用新型中，所述铜离子检测模块包括有铜离子检测器211和取样输送泵216，所述铁离子检测模块包括有铁离子检测器218，铜离子检测器211量程为0-80g/L，铁离子检测器218量程为0-5g/L，铜离子检测器211、铁离子检测器218都是采用特定光谱波长的吸光光度法原理对铜离子、铁离子浓度进行测定，通过试验将信号值-浓度拟合为方程后，根据测定的信号值得出相应的铜离子、铁离子浓度。

此外，考虑到采样模块管路中可能自带药液残留可能会对检测结果造成的影响，为了能够降低系统性误差，所述采样模块还包括有回流管道803，所述回流管道803连通流通杯511的回流口和槽液804，在采样检测前先将抽取的药液循环回流一段时间实现对来采样管路的润洗；进行待检测药液采样时，多余的新鲜样品会通过流通杯511进入回流管路口803排入对应的槽液804中，分析过程中所需的待检测药液由流通杯511内抽取，以保证采样流体的稳定性，便于准确计量。

同时，为了能够提高监测效率，实现多道槽液的同步监测工作，本实用新型中，该分析装置还包括有第一切换阀组217，所述采样模块有多个，所述第一切换阀组217具有多个输入口，多个所述的采样模块并列设置且各自独立连接到第一切换阀组217的输入口，通过第一切换阀组217实现不同槽位槽液804浓度的交替分析；所述第一切换阀组 217的输出口连通到铜离子检测模块的输入口，由第一切换阀组217控制选择连通采样模块与铜离子检测模块；在本实施例中，共有三组并列的采样模块，因此第一切换阀组217 至少设置4个切换阀构成第一切换阀组217，保证至少有一个空余的切换阀接口为扩展功能使用；

为了能够进一步的提高本发明检测的精确度，所述第一切换阀组217还具有一连通到标液瓶311的输入口，所述标液瓶311内装有已经测定标准数值的药液；当本在线分析装置监测一段时间，检测结果可能不太准确时，通过第一切换阀组217将标液瓶311 内的药液送入到后续的检测模块中，将铜离子检测模块、铁离子检测模块的检测值与标准数值进行比较，来判断当前分析装置的检测误差；通常情况下，当偏差超出5％时，即需要用标准数值对信号值-浓度方程进行修订，以减小系统误差；

此外，所述第一切换阀组217还具有一连通到酸液桶312的输入口，每次进行铜离子检测时，利用该输入管路定量对待检测药液补液、冲洗管路，降低管道中的残留对检测结果的影响，降低系统误差；

因为铁离子检测器218的量程范围较小，因此在检测前需要对待检测药液进行稀释，该分析装置还包括有稀释液模块，由于铜、铁离子容易发生水解，为确保分析过程中减少发生可逆反应，用于稀释和洗涤的溶液均优选采用稀酸，保证待检测药液处于酸性环境，在本实施例中，所述稀酸优选为稀硫酸溶液；所述稀释液模块包括按稀酸液流向顺序串联的酸液桶312、酸液输送泵212和稀酸计量器219，所述稀酸计量器219的出口端连通到铁离子检测模块的输入口，所述铁离子检测模块的输入口连通到排液模块。

在本实用新型中，所述铁离子检测模块包括顺序串联的第二切换阀组221、反应杯220、检测输送泵222和铁离子检测器218，所述第二切换阀组221的第一进液口与铜离子检测模块的出液端相连通，所述稀酸计量器219的出口端连通到第二切换阀组221的第二进液口；在进行稀释时，用酸液桶315内的稀酸将待检测药液推送入反应杯220内，稀硫酸通过酸液输送泵212抽取，稀酸计量器219控制流量；而后由酸液桶312内另一路稀酸通道通过清洗泵213根据抽取的时间来确定抽入反应杯220，实现对待检测药液的定量稀释。反应杯220内充分搅拌后的稀释样品经由检测输送泵222送入铁离子检测器218完成浓度检测，检测完的废液由废液桶313统一收集并通过排废口802导入到指定的废液收集装置，酸液桶312补液是通过稀酸进口801实现。

考虑到环保的因素，减少检测完毕后的废弃酸液，所述铁离子检测模块内设置有定量加液模块，所述铜离子检测模块检测完毕的药液分为两部分，一部分通过定量加液模块取样后由酸液输送泵212和清洗泵213控制稀释到铁离子检测模块的测定范围内；另一部分直接送入到排液模块；在本实用新型中，所述定量加液模块为第二切换阀组221 内包括的两个切换阀，两个切换阀之间通过特定长度的固定内径连接管相连通实现计量，第二切换阀组221还设置有一个连通到排液模块的出液口；在稀释时，先由酸液输送泵 212将第二切换阀组221内的定量待检测药液推送入反应杯220内，而后由清洗泵213 抽取一定量的稀酸到反应杯220内，抽取量由抽取时间来确定，这样既可降低稀释所用的稀酸量，减少需要排放的废液。

如图2所示，本实用新型PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置中的所述采样模块、铜离子检测模块、铁离子检测模块和排液模块集成设置在移动柜体10中，所述移动柜体10底部装有滚轮组以便于移动工作，便于适应现场工位环境的需求，柜体10表面还装有外接阀组板80；

如图3所示，所述稀酸进口801、排废口802、回流管道803的接口和槽液804的取样口都集成在了外接阀组板80；另外，为了便于扩展功能，所述外接阀组板80上预留有若干的预留口805。

如图4所示，为了优化布局，所述移动柜体10内由隔离安装板223分隔为若干区域，合理化布局每个区域内的设备，以便于工作人员对本分析装置进行操作和检修，提升工作效率。

尽管参考附图中出示的具体实施方式将对本申请进行描述，但是应当理解，在不背离本申请教导的精神和范围和背景下，本申请的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置可以有许多变化形式。本领域技术普通技术人员还将意识到有不同的方式来改变本申请所公开的的实施例中的参数，均落入本申请和权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：按待检测药液流动方向顺序连通的采样模块、铜离子检测模块、铁离子检测模块和排液模块；所述采样模块包括顺序连通的进样泵(214)、流量开关(215)和流通杯(511)，所述进样泵(214)从槽液(804)中取样，所述流通杯(511)的输出口连通到所述铜离子检测模块的输入口。

2.如权利要求1所述的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：所述采样模块还包括有回流管道(803)，所述回流管道(803)连通所述流通杯(511)的回流口和槽液(804)。

3.如权利要求2所述的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：该分析装置还包括有第一切换阀组(217)，所述采样模块有多个，所述第一切换阀组(217)具有多个输入口，多个所述的采样模块并列设置且各自独立连接到所述第一切换阀组(217)的输入口，所述第一切换阀组(217)的输出口连通到所述铜离子检测模块的输入口，由所述第一切换阀组(217)控制选择连通所述采样模块与所述铜离子检测模块。

4.如权利要求3所述的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：所述第一切换阀组(217)还具有一连通到标液瓶(311)的输入口。

5.如权利要求1所述的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：所述采样模块、所述铜离子检测模块、所述铁离子检测模块和所述排液模块集成设置在移动柜体(10)中。

6.如权利要求1～5中任意一权利要求所述的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：该分析装置还包括有稀释液模块，所述稀释液模块包括按稀酸液流向顺序串联的酸液桶(312)、酸液输送泵(212)和稀酸计量器(219)，所述稀酸计量器(219)的出口端连通到所述铁离子检测模块的输入口，所述铁离子检测模块的输入口连通到排液模块。

7.如权利要求6所述的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：所述铁离子检测模块包括顺序串联的第二切换阀组(221)、反应杯(220)、检测输送泵(222)和铁离子检测器(218)，所述第二切换阀组(221)的第一进液口与所述铜离子检测模块的出液端相连通，所述稀酸计量器(219)的出口端连通到所述第二切换阀组(221)的第二进液口。

8.如权利要求7所述的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：所述第二切换阀组(221)包括两个切换阀，两个切换阀之间通过一定长度的固定内径连接管相连通实现计量，第二切换阀组(221)还设置有一个连通到所述排液模块的出液口。

9.如权利要求8所述的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：所述酸液桶(312)另有一出液口通过清洗泵(213)连通到反应杯(220)的进液口。

10.如权利要求4所述的PCB填孔工艺药水在线铜铁离子分析装置，其特征在于：所述第一切换阀组(217)还具有一连通到酸液桶(312)的输入口。

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