TWI513859B - 製造可撓性印刷電路板的電鍍設備 - Google Patents

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TWI513859B TW102131339A TW102131339A TWI513859B TW I513859 B TWI513859 B TW I513859B TW 102131339 A TW102131339 A TW 102131339A TW 102131339 A TW102131339 A TW 102131339A TW I513859 B TWI513859 B TW I513859B
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Description

製造可撓性印刷電路板的電鍍設備
本發明係關於一種製造可撓性印刷電路板的電鍍設備，特別是關於一種具有分隔槽的電鍍設備。
傳統用於製造可撓性印刷電路板的電鍍設備通常具有卷對卷(roll-to-roll)結構，即待鍍件係在上述電鍍設備中，利用複數個導輪以水平或垂直方式連續輸送。由於盛裝於電鍍槽體內的電鍍溶液會隨著電鍍時間愈長，降低電鍍溶液中金屬離子的濃度，因此需要持續灌注新鮮的電鍍溶液於電鍍槽體中，以形成一連續式的電鍍設備。
舉例來說，一般傳統的鍍銅線製程係大部分製作於可撓性軟板上。其中，無論是水平或垂直的電鍍方式，在形成盲孔或加厚銅膜時，通常槽內只有一或二電鍍陽極，即僅電鍍軟板之單面或同時電鍍軟板之雙面。然而上述電鍍方式往往需要較長的電鍍時間，增加時間和設備的成本。
再者，一般可撓性待鍍件包含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚亞醯胺(polyimide,PI)，其係經由蒸鍍 (evaporation)、濺鍍(sputtering)或化學沉積法(chemical deposition)形成一導電層，用以做為電鍍的導電前端材料。然而，由於導電層係為一極薄的金屬層(例如銅膜)，因此無法如傳統製程使用夾具固定待鍍件，而需要使用陰極輪，形成輸送帶及提供陰極電性。
在傳統的電鍍設備中，舊電鍍溶液及新鮮電鍍溶液之間會產生金屬離子濃度的差異。且使用攪拌裝置對解決上述問題的成效有限。另一方面，以攪拌裝置混合新、舊電鍍溶液時，不易控制電鍍溶液中金屬離子的正確濃度，以及待鍍件的二側係屬於高電流區，可能造成不同批次的電鍍層厚度不均，因此提升金屬離子的濃度均勻性更顯為重要。
因此，目前亟需一種新的製造可撓性印刷電路板的電鍍設備，以解決傳統電鍍設備所產生的缺失。
本發明係提供一種電鍍設備，用以解決傳統電鍍設備的缺失，並且達到電鍍溶液均勻混合及提升電鍍效率的目的。
本發明之一態樣在於提供一種電鍍設備。此電鍍設備包含一槽體、複數個導輪、至少一陰極輪、至少一電鍍陽極、以及一分隔槽。其中，槽體係用以盛裝一電鍍溶液，且當電鍍溶液盛裝於槽體中時具有一液面。
諸導輪係設置於槽體中，且以一輸送路徑連續輸送 一待鍍件。其中待鍍件在出輸送路徑之至少一部份中係浸於電鍍溶液之液面下。
陰極輪係設置於槽體中且電鍍溶液之液面上，且不接觸電鍍溶液。陰極輪係提供陰極電性於該待鍍件，還原電鍍溶液中的金屬離子，形成金屬層於待鍍件上。
電鍍陽極係設置於輸送路徑上，且浸於電鍍溶液之液面下。其中電鍍陽極係平行或垂直設置於待鍍件之平面上。電鍍陽極係氧化產生金屬離子於電鍍溶液中，使金屬離子於具有陰極電性的待鍍件還原，形成金屬層。
分隔槽係設置於槽體中，且分隔槽之至少一側面具有複數個通孔。其中電鍍溶液係經由分隔槽通入槽體之中，且實質上係噴射向靠近電鍍陽極的待測件。
根據本發明之一實施例，上述輸送路徑包含U字型、V字形或三角形。
根據本發明之一實施例，上述輸送路徑為U字型。
根據本發明之一實施例，上述導輪係呈水平、垂直或與液面具有一夾角。
根據本發明之一實施例，上述陰極輪之材料係為金屬，或金屬與非金屬所組成的複合材料。
根據本發明之一實施例，上述陰極輪之材料係為不鏽鋼、銅、鈦、或上述金屬與非金屬所組成的複合材料。
根據本發明之一實施例，上述陰極輪係呈水平、或與液面具有一夾角。
根據本發明之一實施例，上述電鍍設備更包含至少 一減壓槽，且設置於槽體中，用以減少待鍍件被電鍍溶液沖擊產生擾動，而影響鍍膜層厚度的均勻性。
根據本發明之一實施例，上述減壓槽具有複數個通孔。
根據本發明之一實施例，上述減壓槽的諸通孔係通入電鍍溶液至槽體中，用以減少待鍍件被電鍍溶液沖擊產生擾動，而影響鍍膜層厚度的均勻性。
根據本發明之一實施例，上述減壓槽的諸通孔係用以形成複數個氣泡於電鍍溶液中，用以均勻混合電鍍溶液。
根據本發明之一實施例，上述減壓槽之材質包含一耐酸鹼材質。
根據本發明之一實施例，上述減壓槽之材質包含聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。
根據本發明之一實施例，上述電鍍陽極係為一金屬。
根據本發明之一實施例，上述電鍍陽極係為銅、不鏽鋼或鈦。
根據本發明之一實施例，上述電鍍陽極係為一鈦網或一鈦板。
根據本發明之一實施例，上述電鍍陽極的表面更包含氧化銥、氧化鉭或其組合。
根據本發明之一實施例，上述電鍍陽極係為二電鍍陽極，分別設置於輸送路徑之二端，且浸於電鍍溶液之該液面下。
根據本發明之一實施例，上述電鍍陽極對分別設置於U字型輸送路徑之二端，且浸於電鍍溶液之液面下。
根據本發明之一實施例，上述分隔槽之剖面係呈方形、倒三角形、三角形、或複數個管狀結構。
根據本發明之一實施例，上述分隔槽的諸通孔為圓孔狀或蜂巢狀。
根據本發明之一實施例，上述待鍍件包含一軟性印刷電路基板。
100、200a、200b、300、400a、400b‧‧‧電鍍設備
110、310、410‧‧‧槽體
120、320、420‧‧‧導輪
121、321、421‧‧‧陰極輪
130、330、430‧‧‧電鍍陽極
140、340、440a、440b、500a、500b‧‧‧分隔槽
141、212、441、510a、510b‧‧‧通孔
150、350、450‧‧‧電鍍溶液
151、451‧‧‧液面
160、360、460‧‧‧待鍍件
210a、210b‧‧‧減壓槽
211‧‧‧開口
A、B、C‧‧‧箭號
第1圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設備剖面示意圖；第2A及2B圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設備剖面示意圖，其中包含減壓槽；第3A圖係繪示第1圖之電鍍設備的俯視圖；第3B圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設備的俯視圖；第4A圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設備剖面示意圖，其中分隔槽之剖面呈倒三角形；第4B圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設備剖面示意圖，其中分隔槽之剖面呈三角形；以及第5A及5B圖係根據本發明之一實施例所繪示之分隔槽的通孔圖形。
接著以實施例並配合圖式以詳細說明本發明，在圖式或描述中，相似或相同的部分係使用相同之符號或編號。在圖式中，實施例之形狀或厚度可能擴大，以簡化或方便標示，而圖式中元件之部分將以文字描述之。可瞭解的是，未繪示或未描述之元件可為熟習該項技藝者所知之各種樣式。
第1圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設備100之剖面示意圖。在第1圖中，電鍍設備100包含一槽體110、複數個導輪120、至少一陰極輪121、至少一電鍍陽極130、以及一分隔槽140。
槽體110係用以盛裝一電鍍溶液150。其中電鍍溶液150盛裝於槽體110時，電鍍溶液150具有一液面151。在本發明之一實施例中，槽體係由一底板、二側板、及二溢流板所組成。在本發明之一實施例中，電鍍溶液包含一金屬離子，其中金屬離子可為銅離子、鈷離子、鎳離子、鋅離子、錫離子或銀離子，但不以此為限制。
導輪120係設置於槽體110中。其中，導輪120係在槽體中排列形成一輸送路徑，且以輸送路徑連續輸送一待鍍件160。在本發明之一實施例中，導輪係呈水平、垂直、或與液面具有一夾角。
待鍍件160在輸送路徑之至少一部份中係浸於電鍍溶液150之液面151下。在本發明之一實施例中，輸送路徑例如可為U字型、V字形或三角形，但不以此為限制。 在本發明之另一實施例中，輸送路徑係為U字型，如第1圖所示，其中一部分的輸送路徑係沉浸於電鍍溶液之液面下。在本發明之一實施例中，待鍍件包含可撓性印刷電路板(FPC)或可撓性銅箔基板(FCCL)，但不以此為限制。
陰極輪121設置於槽體110中，且於電鍍溶液150之液面151上，未接觸電鍍溶液150。其中，陰極輪121係提供陰極電性於待鍍件160上，用以還原電鍍溶液150中的金屬離子，且形成金屬層於待鍍件上160。在本發明之一實施例中，陰極輪之材料係為金屬，例如可為不鏽鋼、銅、鈦或上述金屬與非金屬所組成的複合材料，但不以此為限制。在本發明之另一實施例中，陰極輪之表面係經過研磨拋光處理。
電鍍陽極130係設置於輸送路徑上，且浸於電鍍溶液150之液面151下。其中，電鍍陽極130係平行設置於待鍍件160之平面上。並且電鍍陽極130係提供陽極電性，且氧化產生金屬離子於電鍍溶液150中。在本發明之一實施例中，電鍍陽極係為二電鍍陽極，其係分別設置於輸送路徑之相異二端，且浸於電鍍溶液之液面下。在本發明之另一實施例中，二電鍍陽極係分別設置於U字型輸送路徑之相異二端，且浸於電鍍溶液之液面下，如第1圖所示。在本發明之又一實施例中，電鍍陽極係為一金屬，例如可為銅、不鏽鋼或鈦，但不以此為限制。在本發明之一實施例中，電鍍陽極係為一鈦網或一鈦板，其上更包含氧化銥、氧化鉭或其組合。
分隔槽140係設置於槽體110中，且分隔槽140之至少一側面具有複數個通孔141。其中，電鍍溶液150係經由分隔槽140通入槽體110之中，且實質上係噴射向靠近電鍍陽極130的待鍍件160。在本發明之一實施例中，分隔槽之剖面係呈方形、倒三角形、三角形、或複數個管狀結構。
在第1圖中，電鍍溶液150係依箭號A之方向注入分隔槽140中，且依箭號B之方向由通孔141噴射向靠近電鍍陽極130的待鍍件160。並且，過多的電鍍溶液150之液面151會高出槽體110，而如箭號C所示溢流出槽體110。
第2A圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設備200a剖面示意圖，其中包含減壓槽210a。在第2A圖中，電鍍設備200a之結構組成與第1圖相似，惟額外設置一減壓槽210a、二陰極輪121以及二電鍍陽極130，於電鍍設備200a中。
減壓槽210a係設置於槽體110之底部。其中，減壓槽210a具有一開口211，用以通入新鮮的電鍍溶液。並且，減壓槽210a亦具有複數個通孔212朝向槽體110之內部，用以均勻混合槽體110內之電鍍溶液。
於待鍍件160之二端，分別具有四陰極輪121及四電鍍陽極130。如此一來，便可同時電鍍待鍍件160之相異二表面，以加速電鍍效率，提升產能。
第2B圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設 備200b剖面示意圖，其中包含減壓槽210b。在第2B圖中，電鍍設備200b之結構組成與第2A圖相似，惟減壓槽210b係延伸至槽體110之二側。
由於減壓槽210b延伸至槽體110之二側，因此可藉由減壓槽210b上的通孔212，將新鮮的電鍍溶液噴射向靠近電鍍陽極的待鍍件，以減少待鍍件被電鍍溶液沖擊產生擾動，而影響鍍膜層厚度的均勻性。在本發明之一實施例中，減壓槽之材質包含一耐酸鹼材料。在本發明之另一實施例中，減壓槽之材質包含聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。
在本發明之一實施例中，藉由設置於待鍍件二端陰極輪與電鍍陽極的組合，可加速電鍍效率，並大幅提升產能。在本發明之一實施例中，待鍍件的電鍍速率可提升200%。
一方面，本發明之實施例所提供的電鍍設備皆具有分隔槽，用以供應新鮮且濃度準確的電鍍溶液至槽體中。由於電鍍溶液會隨著電鍍時間愈長，而降低電鍍溶液中金屬離子的濃度。因此在本發明之實施例中，藉由分隔槽上之通孔，可將新鮮且濃度準確的電鍍溶液噴射向靠近電鍍陽極的待鍍件，以有效提升待鍍件的鍍層品質。
另一方面，本發明之實施例所提供的電鍍設備皆具有二電鍍陽極，用以增加電鍍效率，提升產出效能。由於在電鍍設備中，待鍍件需靠近電鍍陽極才具有電鍍效果。因此在本發明之實施例中，藉由設置二電鍍陽極於輸送路 徑之相異二端，一方面可避免電場相互影響，另一方面可縮短相同鍍層厚度的電鍍時間，以提升產出效能。
第3A圖係繪示第1圖之電鍍設備100的俯視圖。在第3A圖中，待鍍件160順著位於槽體110二側的導輪120浸入電鍍溶液150中。分隔槽140係位於槽體110之中央處，其中分隔槽140二側的通孔141係依箭號B之方向，噴射新鮮的電鍍溶液150於待鍍件160上。
第3B圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設備300的俯視圖。在第3B圖中，電鍍設備300包含一槽體310、複數個導輪320、至少一陰極輪321、至少一電鍍陽極330、以及一分隔槽340。其中，槽體310係用以盛裝一電鍍溶液350。導輪320係在槽體中排列形成一輸送路徑，且以輸送路徑連續輸送一待鍍件360。電鍍陽極330係設置於輸送路徑上，且平行設置於待鍍件360之平面上。
分隔槽340係位於槽體310之中央處，其中分隔槽340二側的通孔係依箭號B之方向，噴射新鮮的電鍍溶液350於待鍍件360上。
與第3A圖相異之處在於，第3B圖中電鍍設備300的導輪320及陰極輪321皆垂直於電鍍溶液350的液面。其中，導輪320係設置於槽體310中，且位於電鍍溶液350的液面下；而陰極輪321則設置於槽體310外，未接觸電鍍溶液350。當待鍍件360設置於輸送路徑上時，待鍍件360係位於電鍍溶液350下，且垂直於電鍍溶液350的液面。
第4A圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設 備400a剖面示意圖，其中分隔槽440a之剖面呈倒三角形。在第4A圖中，電鍍設備400a包含一槽體410、複數個導輪420、至少一陰極輪421、至少一電鍍陽極430、以及一分隔槽440a。
電鍍設備400a之導輪420係形成一V字型輸送路徑，並且藉由V字型輸送路徑連續輸送一待鍍件460。其中，由於輸送路徑係呈V字型，因此分隔槽440a之剖面則呈倒三角形。新鮮的電鍍溶液450係依箭號A之方向，藉由分隔槽440a上的通孔441，將電鍍溶液450依箭號B之方向，噴射至靠近電鍍陽極430的待鍍件460上。並且，由於過多的電鍍溶液450之液面451會依箭號C之方向，溢流出槽體410。
其中，陰極輪421係提供陰極電性於待鍍件460上，用以還原電鍍溶液450中的金屬離子，且形成金屬層於待鍍件上460。並且電鍍陽極430係提供陽極電性，且氧化產生金屬離子於電鍍溶液450中。
在本發明之一實施例中，陰極輪之材料係為金屬，例如可為不鏽鋼、銅或鈦，但不以此為限制。在本發明之另一實施例中，陰極輪之表面係經過研磨拋光處理。在本發明之又一實施例中，電鍍陽極係為一金屬，例如可為銅、不鏽鋼或鈦，但不以此為限制。在本發明之一實施例中，電鍍陽極係為一鈦網或一鈦板，其上更包含氧化銥、氧化鉭或其組合。
第4B圖係根據本發明之一實施例所繪示之電鍍設 備400b剖面示意圖，其中分隔槽440b之剖面呈三角形。在第4B圖中，電鍍設備400b包含一槽體410、複數個導輪420、至少一電鍍陽極430、以及一分隔槽440b。
電鍍設備400a之導輪420係形成一三角形輸送路徑，並且藉由三角形輸送路徑連續輸送一待鍍件460。其中，由於輸送路徑係呈三角形，因此分隔槽440b之剖面則呈三角形。新鮮的電鍍溶液450係依箭號A之方向，藉由分隔槽440b上的通孔441，將電鍍溶液450依箭號B之方向，噴射至靠近電鍍陽極430的待鍍件460上。並且，由於過多的電鍍溶液450之液面451會依箭號C之方向，溢流出槽體410。
其中，陰極輪421係提供陰極電性於待鍍件460上，用以還原電鍍溶液450中的金屬離子，且形成金屬層於待鍍件上460。並且電鍍陽極430係提供陽極電性，且氧化產生金屬離子於電鍍溶液450中。
在本發明之一實施例中，陰極輪之材料係為金屬，例如可為不鏽鋼、銅或鈦，但不以此為限制。在本發明之另一實施例中，陰極輪之表面係經過研磨拋光處理。在本發明之又一實施例中，電鍍陽極係為一金屬，例如可為銅、不鏽鋼或鈦，但不以此為限制。在本發明之一實施例中，電鍍陽極係為一鈦網或一鈦板，其上更包含氧化銥、氧化鉭或其組合。
第5A及5B圖係根據本發明之一實施例所繪示之分隔槽500a及500b的通孔510a及510b圖形。一般來說， 分隔槽上的通孔圖形例如可為圓孔狀、蜂巢狀、三角形、方形、或其他幾何圖形，但不以此為限制。在本發明之一實施例中，分隔槽500a上的通孔510a圖形係為圓孔狀，如第5A圖所示。在本發明之另一實施例中，分隔槽500b上的通孔510b圖形係為蜂巢狀，如第5B圖所示。
在本發明之實施例中，由於分隔槽可直接供應新鮮且濃度準確的電鍍溶液於靠近電鍍陽極的待鍍件上，因此可明顯提升鍍層的品質。另外，藉由設置減壓槽於電鍍設備上，可取代傳統攪拌式的混合法，達到快速均勻混合的效果，並且亦可補充新鮮的電鍍溶液於槽體中。另一方面，藉由設置二電鍍陽極於待鍍件的輸送路徑上，可縮短相同鍍層厚度的電鍍時間，且大幅提升電鍍設備的產能。
雖然本發明之實施例已揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定為準。
100‧‧‧電鍍設備
110‧‧‧槽體
120‧‧‧導輪
121‧‧‧陰極輪
130‧‧‧電鍍陽極
140‧‧‧分隔槽
141‧‧‧通孔
150‧‧‧電鍍溶液
151‧‧‧液面
160‧‧‧待鍍件
A、B、C‧‧‧箭號

Claims (17)

  1. 一種電鍍設備，係包括：一槽體，用以盛裝一電鍍溶液，其中該電鍍溶液盛裝於該槽體中時具有一液面；複數個導輪，設置於該槽體中；至少一陰極輪，設置於該槽體中且該電鍍溶液之該液面上，且不接觸該電鍍溶液，其中該陰極輪與該些導輪形成一輸送路徑連續輸送一待鍍件，其中任相對二導輪與該液面係具有一夾角，使得該輸送路徑成為一U字型輸送路徑、一V字型輸送路徑或一三角形輸送路徑；並且，該待鍍件在該輸送路徑之至少一部分中係浸於該電鍍溶液之該液面下；至少一電鍍陽極，設置於該輸送路徑上，且浸於該電鍍溶液之該液面下，其中該電鍍陽極係平行設置於該待鍍件之平面上；以及一分隔槽，係設置於該槽體中並由一底板、二側板、及二溢流板所組成，且該分隔槽之該二側板係具有複數個通孔，使得該電鍍溶液能夠經由其一側板上的複數個通孔通入該分隔槽之中，且實質上係噴射向靠近該電鍍陽極的該待鍍件；進一步地，電鍍溶液經由另一側板上的複數個通孔離開該分隔槽。其中，所述電鍍溶液係注入該分隔槽中，且該電鍍溶液 係經由該二側板上的該複數個通孔而進一步地注入該槽體中，且實質上該電鍍溶液係被噴射向靠近該電鍍陽極的該待鍍件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍設備，其中該陰極輪之材料係為金屬、或金屬與非金屬所組成之複合材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍設備，其中該陰極輪係呈水平、垂直或與液面具有一夾角。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍設備，更包含至少一減壓槽，設置於該槽體中，用以減少待鍍件被電鍍溶液沖擊產生擾動。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍設備，其中該電鍍陽極係為一金屬。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍設備，其中該電鍍陽極係為銅、不鏽鋼或鈦。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍設備，其中該電鍍陽極係為二電鍍陽極，分別設置於該輸送路徑之二端，且浸於該電鍍溶液之該液面下。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍設備，其中該分隔槽之剖面係呈方形、倒三角形、三角形、或複數個管狀結構。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍設備，其中該分隔槽的該些通孔為圓孔狀或蜂巢狀。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍設備，其中該待鍍件包含一軟性印刷電路基板。
  11. 如申請專利範圍第2項所述之電鍍設備，其中該陰極輪之材料係為不鏽鋼、銅、鈦、或該些金屬與非金屬所組成之複合材料。
  12. 如申請專利範圍第4項所述之電鍍設備，其中該減壓槽具有複數個通孔。
  13. 如申請專利範圍第4項所述之電鍍設備，其中該減壓槽之材質包含一耐酸鹼材質。
  14. 如申請專利範圍第6項所述之電鍍設備，其中該電鍍陽極係為一鈦網或一鈦板。。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之電鍍設備，其中該減壓槽的該些通孔係通入該電鍍溶液至該槽體中，用以減少待鍍件被電鍍溶液沖擊產生擾動。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之電鍍設備，其中該耐酸鹼材質包含聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之電鍍設備，其中該電鍍陽極之表面具有氧化銥、氧化鉭或其組合。
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