一种电镀槽及电镀装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及电镀【技术领域】，具体为一种电镀槽及应用该电镀槽的电镀装置。电镀槽包括一槽体，槽体内相向的两槽壁上分别设有一壁面阳极，两壁面阳极之间设有至少一间隔阳极，壁面阳极和间隔阳极在槽体内等距分布；间隔阳极将槽体分成至少两个槽位，各槽位在间隔阳极的下方相互连通；间隔阳极由一绝缘板及分别设于绝缘板两面的单阳极组成。本发明在电镀槽中设间隔阳极，使各槽位内形成相对独立的电场，避免了两个缸体电流的交叉影响。间隔阳极与槽体底部之间预留间隙，使各槽体中的电镀液可相互流通。通过间隔阳极和循环过滤机构的配合，即可使电镀液充分混合，长时间保持均一性，又不会影响电镀环境的稳定性，从而提高镀层的均匀性。
【专利说明】-种电镀槽及电镀装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电镀【技术领域】，尤其涉及一种电镀槽及电镀装置。
【背景技术】
[0002] 印制电路板是电子元器件的支撑体，为电子元器件提供电气连接。印制电路板的 生产工艺流程一般为：开料一内层图形转移一内层蚀刻一层压一钻孔一沉铜一板电一外层 图形转移一蚀刻一阻焊一表面处理一成型加工。在表面处理中通常对印制电路板进行电镀 镍金或化学镍金处理。
[0003] 化学镍金最大的优点之一是工艺相对简单，只需使用两种关键的化学药水，即含 有次磷酸盐与镍盐的化学镀液与酸性金水。工艺一般经过酸洗一微蚀一活化一化学镀镍一 清洗一浸金等过程，关键步骤是在铜焊盘上自催化化学镀镍，通过控制时间和温度以及pH 等参数来控制镍镀层的厚度；再利用镀好的镍的活性，将镀好镍的焊盘浸入酸性的金水中， 通过化学置换反应将金从溶液中置换到焊盘表面，而部分表面的镍则溶入金水中，当置换 上来的金将镍层完全覆盖时，置换反应自动停止，然后清洗焊盘表面的污物即完成化学镍 金工艺。
[0004] 电镀镍金是通过施电的方式，在焊盘的铜基材上镀上一层低应力的镍，然后再在 镍上镀一层薄金，在电镀液一定的情况下，通过控制电镀时间来实现对镀层厚度的控制。其 它工艺环节如清洗、微蚀等与化学镍金的基本相同。
[0005] 无论是化学镍金还是电镀镍金，需要关注的是镀层均匀性、硬度、结构和可焊性 等。对于现有的电镀镍金工艺而言，普遍存在的问题是镀层的均匀性不能达到90%以上， 难以满足产品品质的要求（均匀性的检测方法是：在PCB板上开若干个等大的PAD并按 正常工序进行电镀镍金处理，然后测各PAD的镍金镀层的厚度，用公式（MAX-MIN)/平均 值X 2X100%进行计算）；并且因电镀槽中槽位之间的电流差较大，使得不同槽位中的电 镀液浓度相差较大，以及槽位中存在电镀液循环死角，使得电镀中消耗的金盐量增大。电镀 过程中，电镀环境的稳定性差，需要经常调试，而调试次数的增加会增大产品的品质隐患。
【发明内容】
[0006] 本发明针对电镀槽中电场存在交叉影响，电镀液循环效果不佳而需经常调试电镀 液，导致镀层均匀性差的问题，提供一种可减少电场交叉影响，增强电镀液循环效果，从而 提高镀层均匀性的电镀槽，以及应用该电镀槽的电镀装置。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，
[0008] -种电镀槽，包括一槽体，所述槽体内相向的两槽壁上分别设有一壁面阳极，所述 两壁面阳极之间设有至少一间隔阳极，所述壁面阳极和间隔阳极在槽体内等距分布；所述 间隔阳极将槽体分成至少两个槽位，所述各槽位在间隔阳极的下方相互连通；所述间隔阳 极由一绝缘板及分别设于绝缘板两面的单阳极组成。
[0009] 所述绝缘板的底部伸出单阳极底部10-20CH1。
[0010] 所述绝缘板的底端与槽体底部相距5-15cm。
[0011] 所述壁面阳极和单阳极均为钼金钛网。
[0012] 所述各槽位均设有一循环过滤机构。
[0013] 所述循环过滤机构包括依次连接的抽液管、循环过滤泵、出液管和喷管；所述喷管 设于槽位的底部，所述抽液管的进水口伸至槽位的上部。
[0014] 所述喷管为长管，该长管上设有两排喷孔。
[0015] 所述喷孔的孔心与长管的最高点之间的弧度为31 /6_ 31 /3。
[0016] 一种电镀装置，包括电镀线天车、飞巴、镀品固定件和电镀槽，所述电镀槽的槽体 内相向的两槽壁上分别设有一壁面阳极，所述两壁面阳极之间设有至少一间隔阳极，所述 壁面阳极和间隔阳极在槽体内等距分布；所述间隔阳极将槽体分成至少两个槽位，所述各 槽位在间隔阳极的下方相互连通；所述间隔阳极由一绝缘板及分别设于绝缘板两面的单阳 极组成；所述镀品固定件与飞巴连接，所述飞巴分别卡设于槽位上，所述电镀线天车设于飞 巴的上方并可于电镀槽上方往复移动。所述壁面阳极和间隔阳极分别与电源的正极电连 接；所述飞巴与电源的负极电连接。
[0017] 优选的，所述壁面阳极和间隔阳极的两端均与电源的正极电连接；所述飞巴的两 端均与电源的负极电连接。
[0018] 所述镀品固定件为固定夹，所述的固定夹与飞巴固定连接。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在电镀槽中设置由单阳极、绝 缘板和单阳极依次夹合组成的间隔阳极，使得一个间隔阳极中的两单阳极分别位于两个不 同的槽位内，从而形成相对独立的电场，互不影响，避免了两个缸体电流的交叉影响。间隔 阳极与槽体底部之间预留间隙，使各槽位中的电镀液可相互流通；并且将间隔阳极与槽体 底部之间的间隙设为5-15cm，可使电镀液的流通交换程度最适合。间隔阳极的下端，绝缘 板凸出单阳极10-20cm，可使单阳极更易准确固定于绝缘板上。在每个槽位内均设置一循 环过滤机构，循环过滤机构的喷管上设置两排喷孔，可提高电镀液的循环效果，使各槽位中 电镀液的均匀性更好；综合电镀液的喷射压力和喷射方向而将喷孔设于离喷管最高点为 n /6_ /3弧度处，可获得最佳的循环效果。本发明的电镀槽及应用该电镀槽的电镀装置， 通过间隔阳极和循环过滤机构的配合，即可使电镀液充分混合，长时间保持均一性，又不会 影响电镀环境的稳定性，从而提高镀层的均匀性，使所有镀品的镀层均匀性均达到90%以 上。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本发明实施例1的电镀槽结构示意图；
[0021] 图2为本发明实施例1的电镀槽的俯视图；
[0022] 图3为本发明实施例1的电镀槽的剖视图；
[0023] 图4为本发明实施例1中的电镀槽（电镀过程）的剖面示意图；
[0024] 图5为本发明实施例1的电镀装置的结构示意图；
[0025] 图6为比较例2中的电镀槽的剖视图。
【具体实施方式】
[0026] 为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作 进一步介绍和说明。
[0027] 实施例1
[0028] 参照图1-3,本实施例提供的一种电镀槽10,包括槽体、壁面阳极12、单阳极15、绝 缘板14、循环过滤泵16、抽液管11、出液管17和喷管19。其中，绝缘板14为PP绝缘板，在 PP绝缘板的两平面上分别固定一单阳极15,并使PP绝缘板的底部凸出单阳极15底端边缘 15cm，单阳极15、PP绝缘板、单阳极15依次叠合从而构成间隔阳极。另外，喷管19为一长 管，并且抽液管11、循环过滤泵16、出液管17和喷管19依次连接，构成循环过滤机构。所 述的壁面阳极12和单阳极15均为钼金钛网。
[0029] 槽体为一方形槽，在槽体内相向的两槽壁上分别安设有一壁面阳极12,在两壁面 阳极12的中间固定一个间隔阳极，并且使间隔阳极与两壁面阳极12之间的距离相等，且两 壁面阳极12的一端和间隔阳极的一端分别与电源的正极电连接，间隔阳极的底端与槽体 底部相距10cm，使间隔阳极与槽体底部之间形成一空隙。壁面阳极12与间隔阳极之间的 槽体作为一槽位18,两槽位18通过间隔阳极底部的空隙相互连通。每一槽位18的两端分 别设置一用于固定飞巴的挂位13。此外，每一槽位18均设有一循环过滤机构，即抽液管11 的进水口伸至槽位18的上部，抽液管11的另一端则与循环过滤泵16连接，循环过滤泵16 再与出液管17的一端连接，出液管17的另一端与喷管19连接。喷管19则设在槽位18的 底部中间，喷管19上并距喷管19最高点/4(弧度）处设置两排喷孔191，使喷孔191的 喷液方向与坚直方向之间的角度为45°。
[0030] 参照图4, 一种电镀装置由上述的电镀槽10,飞巴20以及电镀线天车30组成。飞 巴20上固定连接有多个镀品固定件21，所述镀品固定件21为固定夹。飞巴20通过电镀槽 10上的挂位13挂设于电镀槽10的上方，且飞巴的一端与电源的负极电连接。电镀线天车 30则设于飞巴20的上方，并可在电镀槽10上方往复移动。
[0031] 使用该种电镀装置对PCB进行电镀镍金处理。
[0032] 电镀镍：首先将镍电镀液通入电镀槽10中，然后通过飞巴20中的固定夹将PCB40 夹紧（已对PCB40进行脱脂、水洗、微蚀、水洗、活化等前处理），并通过电镀线天车30将飞 巴20移至电镀槽10中，使飞巴20挂设于电镀槽10的挂位13上，被固定夹固定的PCB40 则浸泡在镍电镀液中，如图5所示。开启循环过滤机构，抽液管11吸取槽位18上部的镍电 镀液，经过循环过滤泵16过滤后流经出液管17并进入喷管19,最后由喷管19中的喷孔喷 回槽位18中，与槽位18中的镍电镀液充分混合。镍电镀液的喷出方向与坚直方向呈45°。 接着将电源的正极分别与壁面阳极12和间隔阳极连通，电源的负极则分别与PCB40连通， 使PCB40成为阴极，开始镀镍。镀镍工序完成后，通过电镀线天车30将飞巴20抬起，从而 将PCB40从电镀槽10中移出。
[0033] 镍电镀液：Ni2+65-75g/L，NiCl210-30g/L，H3B0 339-45g/L，pH = 3. 8-4. 4。
[0034] 电镀金：对已进行镀镍处理的PCB依次进行水洗、活化和水洗，然后以与电镀镍时 相同的方式将PCB移入装有金电镀液的电镀槽中，使PCB完全浸泡于金电镀液中。开启循 环过滤机构，抽液管吸取槽位上部的金电镀液，经过循环过滤泵过滤后流经出液管并进入 喷管，最后由喷管中的喷孔喷回槽位中，与槽位中的金电镀液充分混合。金电镀液的喷出方 向与坚直方向呈45°。接着将电源的正极分别与壁面阳极和间隔阳极连通，电源的负极则 分别与PCB连通，使PCB成为阴极，开始镀金。镀金工序完成后，通过电镀线天车将飞巴抬 起，从而将PCB从电镀槽中移出。接着对PCB进行水洗及泡DI水等后续工序并吹干，完成 PCB的电镀镍金处理。经电镀镍金处理的PCB记为B1。
[0035] 金电镀液：金含量 2-6g/L，Ni2+200ppm，Cu2+20ppm，pH4. 6-4. 8,比重 1. 09-1. 14,温 度 33-37 °C。
[0036] 实施例2
[0037] 本实施例的电镀槽与实施例1的电镀槽基本相同，不同之处在于：间隔阳极的底 端与槽体底部相距15cm。
[0038] 本实施例的电镀装置与实施例1的电镀装置基本相同，不同之处在于：实施例1的 电镀装置中的电镀槽用本实施例的电镀槽替换。
[0039] 并如实施例1中所述的电镀镍金方法对PCB进行电镀镍金处理。经电镀镍金处理 的PCB记为B2。
[0040] 实施例3
[0041] 本实施例的电镀槽与实施例1的电镀槽基本相同，不同之处在于：间隔阳极的底 端与槽体底部相距5cm。
[0042] 本实施例的电镀装置与实施例1的电镀装置基本相同，不同之处在于：实施例1的 电镀装置中的电镀槽用本实施例的电镀槽替换。
[0043] 并如实施例1中所述的电镀镍金方法对PCB进行电镀镍金处理。经电镀镍金处理 的PCB记为B3。
[0044] 实施例4
[0045] 本实施例的电镀槽与实施例1的电镀槽基本相同，不同之处在于：在喷管上，喷孔 设于与喷管最高点相距n /3 (弧度）处。
[0046] 本实施例的电镀装置与实施例1的电镀装置基本相同，不同之处在于：实施例1的 电镀装置中的电镀槽用本实施例的电镀槽替换。
[0047] 并如实施例1中所述的电镀镍金方法对PCB进行电镀镍金处理。经电镀镍金处理 的PCB记为B4。
[0048] 实施例5
[0049] 本实施例的电镀槽与实施例1的电镀槽基本相同，不同之处在于：在喷管上，喷孔 设于与喷管最高点相距n /6 (弧度）处。
[0050] 本实施例的电镀装置与实施例1的电镀装置基本相同，不同之处在于：实施例1的 电镀装置中的电镀槽用本实施例的电镀槽替换。
[0051] 并如实施例1中所述的电镀镍金方法对PCB进行电镀镍金处理。经电镀镍金处理 的PCB记为B5。
[0052] 实施例6
[0053] 本实施例的电镀槽与实施例1的电镀槽基本相同，不同之处在于：两壁面阳极的 两端和间隔阳极的两端分别与电源的正极电连接。
[0054] 本实施例的电镀装置与实施例1的电镀装置基本相同，不同之处在于：实施例1的 电镀装置中的电镀槽用本实施例的电镀槽替换，且天巴的两端分别与电源的负极电连接。
[0055] 并如实施例1中所述的电镀镍金方法对PCB进行电镀镍金处理。经电镀镍金处理 的PCB记为B6。
[0056] 在其它实施方案中，构成间隔阳极的绝缘板除PP绝缘板外还可使用其它具有绝 缘性的板材。并且，还可根据设计需要在槽体内设置3个或更多的间隔阳极，间隔阳极在两 壁面阳极之间等距排列，即壁面阳极与相邻隔间隔阳极之间的距离等于两相邻间隔阳极之 间的距离。可根据槽位的大小在每一槽位的底部设置两根喷管或更多的喷管。此外，间隔 阳极中，还可以设置PP绝缘板的底部突出单阳极底端边缘10-20cm。
[0057] 比较例1
[0058] 本比较例的电镀槽与实施例1的电镀槽基本相同，不同之处在于：间隔阳极的底 端与槽体底部相距20cm。
[0059] 本实施例的电镀装置与实施例1的电镀装置基本相同，不同之处在于：实施例1的 电镀装置中的电镀槽用本实施例的电镀槽替换。
[0060] 并如实施例1中所述的电镀镍金方法对PCB进行电镀镍金处理。经电镀镍金处理 的PCB记为B7。
[0061] 比较例2
[0062] -种电镀槽，如图6所不，包括一方形槽体，在槽体内相向的两槽壁上分别固设一 钼金钛网作为阳极，在槽体的中间再设一钼金钛网作阳极，三个钼金钛网将槽体分隔成两 个槽位，并且两槽位通过中间的钼金钛网底部的空隙连通。在槽体中设置一循环过滤机构， 该循环过滤机构由依次连接的一抽液管、一循环过滤泵、一出液管及两喷管组成。两喷管分 别设于两槽位的底部，抽液管的进水口则伸至其中一槽位的上部。所述的喷管上并位于喷 管的最高点设有一排喷孔。
[0063] 该比较例的电镀装置与实施例1的电镀装置基本相同，不同之处在于：实施例1的 电镀装置中的电镀槽用本实施例的电镀槽替换。
[0064] 并如实施例1中所述的电镀镍金方法对PCB进行电镀镍金处理。经电镀镍金处理 的PCB记为B8。
[0065] 分别根据实施例1-5和比较1-2所述进行生产，每天生产面积为60m2/d。实施例 1-5和比较1-2处理的PCB(B1-B7)的电镀效果如下表所示。
[0066]
【权利要求】
1. 一种电镀槽，包括一槽体，其特征在于：所述槽体内相向的两槽壁上分别设有一壁 面阳极，所述两壁面阳极之间设有至少一间隔阳极，所述壁面阳极和间隔阳极在槽体内等 距分布；所述间隔阳极将槽体分成至少两个槽位，所述各槽位在间隔阳极的下方相互连通； 所述间隔阳极由一绝缘板及分别设于绝缘板两面的单阳极组成。
2. 根据权利要求1所述一种电镀槽，其特征在于：所述绝缘板的底部伸出单阳极底部 10_20cm。
3. 根据权利要求2所述一种电镀槽，其特征在于：所述绝缘板的底端与槽体底部相距 5_15cm。
4. 根据权利要求3所述一种电镀槽，其特征在于：所述壁面阳极和单阳极均为钼金钛 网。
5. 根据权利要求1所述一种电镀槽，其特征在于：所述各槽位均设有一循环过滤机构。
6. 根据权利要求5所述一种电镀槽，其特征在于：所述循环过滤机构包括依次连接的 抽液管、循环过滤泵、出液管和喷管；所述喷管设于槽位的底部，所述抽液管的进水口伸至 槽位的上部。
7. 根据权利要求6所述一种电镀槽，其特征在于：所述喷管为一长管，该长管上设有两 排喷孔。
8. 根据权利要求7所述一种电镀槽，其特征在于：所述喷孔的孔心与长管的最高点之 间的弧度为Π /6-31/3。
9. 一种电镀装置，包括电镀线天车、飞巴、镀品固定件和电镀槽，其特征在于： 所述电镀槽的槽体内相向的两槽壁上分别设有一壁面阳极，所述两壁面阳极之间设有 至少一间隔阳极，所述壁面阳极和间隔阳极在槽体内等距分布；所述间隔阳极将槽体分成 至少两个槽位，所述各槽位在间隔阳极的下方相互连通；所述间隔阳极由一绝缘板及分别 设于绝缘板两面的单阳极组成； 所述镀品固定件与飞巴连接，所述飞巴分别卡设于槽位上，所述电镀线天车设于飞巴 的上方并可于电镀槽上方往复移动；所述壁面阳极和间隔阳极分别与电源的正极电连接； 所述飞巴与电源的负极电连接。
10. 根据权利要求9所述一种电镀装置，其特征在于：所述壁面阳极和间隔阳极的两端 均与电源的正极电连接；所述飞巴的两端均与电源的负极电连接。
【文档编号】C25D17/02GK104302815SQ201480001106
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】朱拓, 姜雪飞, 韩焱林, 田小刚 申请人:深圳崇达多层线路板有限公司