CN218262786U - 一种三价铁溶铜循环补给装置 - Google Patents

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Abstract

一种三价铁溶铜循环补给装置，包括电镀液循环机构、三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构，所述电镀液循环机构具有进口和出口，所述三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构均与电镀液循环机构连接且沿电镀液循环机构内部电镀液的流向依次设置，所述电镀液循环机构用于驱动电镀液进行循环运动并使其先后经过三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构，所述三价铁离子生成机构用于将电镀液中的二价铁离子转换成三价铁离子，所述电镀铜离子生成机构用于通过纯铜与电镀液中的三价铁离子反应生成二价铁离子和电镀铜离子。

Description

一种三价铁溶铜循环补给装置
技术领域
本实用新型涉及电镀生产技术领域，具体是一种三价铁溶铜循环补给装置。
背景技术
PCB(Printed Circuit Board)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体，垂直连续电镀线(英文名Vertical Consecutive Plating，简称VCP)被广泛应用在PCB的电镀生产，近年来，印制电路板的发展以及产业规模越来越大，对VCP的要求也越来越高。
电镀生产时，PCB作为VCP的阴极，VPC对其电镀主槽体中的电镀液进行抽取并将其喷淋到该阴极上，实现对PCB进行镀铜，当VCP采用磷铜球作为阳极时，其位于电镀主槽体内的电镀液中并进行溶解，以作为电镀铜离子(Cu2+)的补充，磷铜球存在阳极膜，使得其在溶解过程中会产生阳极泥，其存在需要定期对VPC进行停机并通过人工对电镀主槽体进行保养与清洗，增加了劳动量，清洗后还产生大量废水，不利于环保，且磷铜球暴露在空气中会造成阳极膜钝化，需要通过微蚀操作对钝化的阳极膜进行去掉，浪费磷铜球。
当VCP采用不溶性阳极时，需要向电镀主槽体的电镀液添加氧化铜粉作为电镀铜离子的补充，能避免阳极泥带来的问题，但由铜转化成氧化铜粉的成本高，使得氧化铜粉的单价要远远高于磷铜球以及纯铜料，增加了企业的成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种三价铁溶铜循环补给装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种三价铁溶铜循环补给装置，包括电镀液循环机构、三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构，所述电镀液循环机构具有进口和出口，所述三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构均与电镀液循环机构连接且沿电镀液循环机构内部电镀液的流向依次设置，所述电镀液循环机构用于驱动电镀液进行循环运动并使其先后经过三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构，所述三价铁离子生成机构用于将电镀液中的二价铁离子转换成三价铁离子，所述电镀铜离子生成机构用于通过纯铜与电镀液中的三价铁离子反应生成二价铁离子和电镀铜离子。
进一步地，所述电镀液循环机构包括管道、溢流阀和循环泵，所述溢流阀和循环泵均连接在管道上，所述溢流阀、三价铁离子生成机构、电镀铜离子生成机构和循环泵沿管道内部电镀液的流向依次设置。
进一步地，所述三价铁离子生成机构包括第一容纳槽体、第一迂回导向结构和多组电离机构，所述第一容纳槽体的进液口与电镀液循环机构连接，所述第一容纳槽体的出液口与和电镀铜离子生成机构的进液口连接，所述第一迂回导向结构安装在第一容纳槽体内，所述第一迂回导向结构与第一容纳槽体之间形成第一迂回流道，多组所述电离机构均位于第一迂回流道内。
进一步地，所述电离机构包括电源、阴极装置和阳极装置，所述电源位于第一容纳槽体外，所述阴极装置和阳极装置均位于第一迂回流道内且分别与电源的负极和正极电性连接。
进一步地，所述电镀铜离子生成机构包括第二容纳槽体、第二迂回导向结构和多组电镀拖缸板机构，所述第二迂回导向结构安装在第二容纳槽体内，所述第二迂回导向结构与第二容纳槽体之间形成第二迂回流道，多组所述电镀拖缸板机构均安装在第二迂回流道内。
进一步地，还包括第三容纳槽体、第三迂回导向结构和多组铜箔包，所述第三容纳槽体的进液口和出液口分别与第二容纳槽体的出液口和电镀液循环机构连接，所述第三迂回导向结构安装在第三容纳槽体内，所述第三迂回导向结构与第三容纳槽体之间形成第三迂回流道，多组所述铜箔包均位于第三迂回流道内。
进一步地，还包括过滤器，所述过滤器连接在电镀液循环机构上。
进一步地，还包括铜离子浓度检测仪和控制器，所述铜离子浓度检测仪连接在电镀液循环机构上，所述三价铁离子生成机构、电镀铜离子生成机构和铜离子浓度检测仪沿电镀液循环机构内部电镀液的流向依次设置且均与控制器电性连接。
本实用新型的有益效果：
电镀液循环机构的进口和出口分别与电镀主槽体的下出液口和上进液口连接，在电镀液循环装置的驱动作用下，电镀主槽体中的电镀液进入电镀液循环机构并先后经过三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构，通过三价铁离子生成机构使电镀液中的二价铁离子进行氧化反应以生成三价铁离子即Fe2+-e→Fe3+，最终得到高浓度Fe3+的电镀液，其从三价铁离子生成机构出来后便进入电镀铜离子生成机构，其通过纯铜与电镀液中的三价铁离子反应生成二价铁离子和电镀铜离子即Cu0+2Fe3+→2Fe2++Cu2+，最终得到具有高浓度Cu2+以及低浓度Fe3+的电镀液，其继续在电镀液循环机构的驱动作用下，回流到电镀主槽体中，最终实现对其内部电镀液的电镀铜离子进行补充。
本实用新型通过三价铁离子对纯铜进行溶解代替磷铜球作为阳极溶解或氧化铜粉溶解作为电镀铜离子的补充，能避免由阳极泥引起的问题，且本实用新型结构简单，制造成本低，纯铜的单价远低于氧化铜粉的单价，长期使用本实用新型，能够降低企业的成本。
附图说明
图1：一种三价铁溶铜循环补给装置的俯视示意图。
图2：一种三价铁溶铜循环补给装置的前视示意图。
图3：图1的局部示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步说明：
请参照图1和图2，一种三价铁溶铜循环补给装置，包括电镀液循环机构1、三价铁离子生成机构2和电镀铜离子生成机构3，电镀液循环机构1具有进口和出口，进口和出口分别与电镀主槽体A1的下出液口和上进液口连接，三价铁离子生成机构2和电镀铜离子生成机构3均与电镀液循环机构1连接且沿电镀液循环机构1内部电镀液的流向依次设置，电镀液循环机构1用于驱动电镀液进行循环运动并使其先后经过三价铁离子生成机构2和电镀铜离子生成机构3，三价铁离子生成机构2用于将电镀液中的二价铁离子转换成三价铁离子，电镀铜离子生成机构3用于通过纯铜与电镀液中的三价铁离子反应生成二价铁离子和电镀铜离子。
请参照图1和图2，电镀液循环机构1包括管道11、溢流阀12和循环泵13，溢流阀12和循环泵13均连接在管道11上，溢流阀12、三价铁离子生成机构2、电镀铜离子生成机构3和循环泵13沿管道11内部电镀液的流向依次设置。溢流阀12用于对管道11中的压力进行稳压，循环泵13用于驱动管道11中的电镀液进行循环运动。
请参照图3，三价铁离子生成机构2包括第一容纳槽体21、第一迂回导向结构22和多组电离机构23，第一容纳槽体21的进液口与电镀液循环机构1的管道11连接，第一容纳槽体21的出液口与和电镀铜离子生成机构3的进液口连接，第一迂回导向结构22安装在第一容纳槽体21内，第一迂回导向结构22与第一容纳槽体21之间形成第一迂回流道，多组电离机构23均位于第一迂回流道内。
请参照图3，第一迂回导向结构22包括至少两片第一导流板221，至少两片第一导流板221均安装在第一容纳槽体21内且将其分隔成至少三个第一腔室，第一导流板221左右方向一侧与第一容纳槽体21的内侧壁之间间隔形成第一过液口，相邻第一过液口的方向相反，至少三个第一腔室和至少两个第一过液口结合形成第一迂回流道。
请参照图3，电离机构23包括电源、阴极装置231和阳极装置232，电源位于第一容纳槽体21外，阴极装置231和阳极装置232均位于第一迂回流道内且分别与电源的负极和正极电性连接，电源为直流电源。
阴极装置231包括阴极固定架和阴极板，阴极固定架安装在第一容纳槽体21上，阴极板安装在阴极固定架上且位于第一迂回流道内，阴极板与电源的负极电性连接。
阴极板为不锈钢板或CCL板或钛板。
请参照图3，阳极装置232镜像设置在阴极装置231的两侧，阳极装置232包括阳极固定架和不溶性阳极，阳极固定架安装在第一容纳槽体21上，不溶性阳极安装在阳极固定架上且位于第一迂回流道内，不溶性阳极与电源的正极电性连接。
请参照图1和图3，电镀铜离子生成机构3包括第二容纳槽体31、第二迂回导向结构和多组电镀拖缸板机构33，第二迂回导向结构安装在第二容纳槽体31内，第二迂回导向结构与第二容纳槽体31之间形成第二迂回流道，多组电镀拖缸板机构33均安装在第二迂回流道内。
请参照图3，第二迂回导向结构包括多片第二导流板321，多片第二导流板321均安装在第二容纳槽体31内且将其分隔成多个第二腔室，第二导流板321前后方向一侧与第二容纳槽体31的内侧壁之间间隔形成第二过液口，相邻第二过液口的方向相反，多个第二腔室和多个第二过液口结合形成第二迂回流道。
电镀拖缸板机构33包括电镀拖缸板本体和拖缸板固定架，电镀拖缸板本体通过拖缸板固定架安装在第二容纳槽体31体内，电镀拖杆版本体与拖缸板固定架之间可拆卸连接。
请参照图3，还包括第三容纳槽体34、第三迂回导向结构35和多组铜箔包36，第三容纳槽体34的进液口和出液口分别与第二容纳槽体31的出液口和电镀液循环机构1的管道11连接，第三迂回导向结构35安装在第三容纳槽体34内，第三迂回导向结构35与第三容纳槽体34之间形成第三迂回流道，多组铜箔包36均位于第三迂回流道内。
请参照图3，第三迂回导向结构35包括至少两片第三导流板351，至少两片第三导流板351均安装在第三容纳槽体34内且将其分隔成至少三个第三腔室，第三导流板351左右方向一侧与第三容纳槽体34的内侧壁之间间隔形成第三过液口，相邻第三过液口的方向相反，至少三个第三腔室和至少两个第三过液口结合形成第三迂回流道。
通过第一迂回流道、第二迂回流道和第三迂回流道分别使第一容纳槽体21、第二容纳槽体31和第三容纳槽体34中的电镀液进行迂回运动，实现延长电镀液的行进路径，使其能充分进行反应，以提高电镀铜离子的生成率。
铜箔包36包括方形钛网蓝子、PP网袋和铜箔边角废料，铜箔边角废料位于PP网袋中，PP网袋位于方形钛网蓝子中。
请参照图1，还包括过滤器4，其用于对不溶性颗粒进行过滤，防止电镀后的外观上带有颗粒，影响质量，过滤器4连接在电镀液循环机构1的管道11上且位于循环泵13和电镀主槽体A1之间。
还包括铜离子浓度检测仪和控制器，铜离子浓度检测仪连接在电镀液循环机构1的管道11上且位于过滤器4和电镀主槽体A1之间，三价铁离子生成机构2、电镀液循环机构1和铜离子浓度检测仪均与控制器电性连接且均通过其进行控制，三价铁离子生成机构2、电镀液循环机构1、铜离子浓度检测仪和控制器均与供电电源电连接。
铜离子浓度检测仪用于检测电镀液中的铜离子浓度，当检测到铜离子的浓度值超过设定的浓度上限值时，控制器控制电源使阴极装置231和阳极装置232均进行反向电解，当铜离子浓度值回归到设定的浓度范围值内时，控制器控制电源使阴极装置231和阳极装置232均停止反向电解，最终实现通过控制铜离子的浓度来控制电镀铜的厚度。
工作原理：
管道11的进口和出口分别与电镀主槽体A1的下出液口和上进液口连接，在电镀液循环装置的驱动作用下，电镀主槽体A1中的电镀液进入管道11的进口、溢流阀12、第一迂回流道、第二迂回流道、第三迂回流道、循环泵13、过滤器4、铜离子浓度检测仪，最后从管道11的出口回流到电镀主槽体A1中。
位于第一迂回流道的电镀液与阴极板及不溶性阳极进行接触，阴极板的主要作用是与不溶性阳极构成回路，因此可减少阴极板的体积，以减少阴极板反应的面积，使得阴极板上的次要反应可不计，主要反应是不溶性阳极上的反应，电镀液中二价铁离子在不溶性阳极上的反应为Fe2+-e→Fe3+，实现通过三价铁离子生成机构2使电镀液中的二价铁离子进行氧化反应以生成三价铁离子，最终得到高浓度Fe3+的电镀液。
电镀拖缸板和铜箔边角废料是并列关系，两者的作用相同，均是用作反应生成电镀铜离子的纯铜料，采用其中一种时，可取消另一种，比如当缺少铜箔边角废料时，采用电镀拖缸板，位于第二迂回流道的该电镀液与电镀拖缸板进行接触，该电镀液中的三价铁离子与电镀拖缸板本体上的铜箔反应生成电镀铜离子即Cu0+2Fe3+→2Fe2++Cu2+，这时大多数的三价铁离子被转换成二价铁离子，三价铁离子的浓度大幅降低，最终得到具有高浓度Cu2+以及低浓度Fe3+的电镀液，其最终回流到电镀主槽体A1中，实现对其内部电镀液的电镀铜离子进行补充。
以上并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡依据本实用新型技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种三价铁溶铜循环补给装置，其特征在于：包括电镀液循环机构、三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构，所述电镀液循环机构具有进口和出口，所述三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构均与电镀液循环机构连接且沿电镀液循环机构内部电镀液的流向依次设置，所述电镀液循环机构用于驱动电镀液进行循环运动并使其先后经过三价铁离子生成机构和电镀铜离子生成机构，所述三价铁离子生成机构用于将电镀液中的二价铁离子转换成三价铁离子，所述电镀铜离子生成机构用于通过纯铜与电镀液中的三价铁离子反应生成二价铁离子和电镀铜离子。
2.根据权利要求1所述的一种三价铁溶铜循环补给装置，其特征在于：所述电镀液循环机构包括管道、溢流阀和循环泵，所述溢流阀和循环泵均连接在管道上，所述溢流阀、三价铁离子生成机构、电镀铜离子生成机构和循环泵沿管道内部电镀液的流向依次设置。
3.根据权利要求1所述的一种三价铁溶铜循环补给装置，其特征在于：所述三价铁离子生成机构包括第一容纳槽体、第一迂回导向结构和多组电离机构，所述第一容纳槽体的进液口与电镀液循环机构连接，所述第一容纳槽体的出液口与和电镀铜离子生成机构的进液口连接，所述第一迂回导向结构安装在第一容纳槽体内，所述第一迂回导向结构与第一容纳槽体之间形成第一迂回流道，多组所述电离机构均位于第一迂回流道内。
4.根据权利要求3所述的一种三价铁溶铜循环补给装置，其特征在于：所述电离机构包括电源、阴极装置和阳极装置，所述电源位于第一容纳槽体外，所述阴极装置和阳极装置均位于第一迂回流道内且分别与电源的负极和正极电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种三价铁溶铜循环补给装置，其特征在于：所述电镀铜离子生成机构包括第二容纳槽体、第二迂回导向结构和多组电镀拖缸板机构，所述第二迂回导向结构安装在第二容纳槽体内，所述第二迂回导向结构与第二容纳槽体之间形成第二迂回流道，多组所述电镀拖缸板机构均安装在第二迂回流道内。
6.根据权利要求5所述的一种三价铁溶铜循环补给装置，其特征在于：还包括第三容纳槽体、第三迂回导向结构和多组铜箔包，所述第三容纳槽体的进液口和出液口分别与第二容纳槽体的出液口和电镀液循环机构连接，所述第三迂回导向结构安装在第三容纳槽体内，所述第三迂回导向结构与第三容纳槽体之间形成第三迂回流道，多组所述铜箔包均位于第三迂回流道内。
7.根据权利要求1所述的一种三价铁溶铜循环补给装置，其特征在于：所述电镀铜离子生成机构包括第三容纳槽体、第三迂回导向结构和多组铜箔包，所述第三容纳槽体的进液口和出液口分别与三价铁离子生成机构的出液口和电镀液循环机构连接，所述第三迂回导向结构安装在第三容纳槽体内，所述第三迂回导向结构与第三容纳槽体之间形成第三迂回流道，多组所述铜箔包均位于第三迂回流道内。
8.根据权利要求1所述的一种三价铁溶铜循环补给装置，其特征在于：还包括过滤器，所述过滤器连接在电镀液循环机构上。
9.根据权利要求1所述的一种三价铁溶铜循环补给装置，其特征在于：还包括铜离子浓度检测仪和控制器，所述铜离子浓度检测仪连接在电镀液循环机构上，所述三价铁离子生成机构、电镀铜离子生成机构和铜离子浓度检测仪沿电镀液循环机构内部电镀液的流向依次设置且均与控制器电性连接。
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