一种垂直连续电镀填孔线的制作方法

本发明涉及线路板的电镀技术，尤其是一种应用于高密度线路板/积层多层板的垂直连续电镀填孔线。

背景技术：

在高密度互连板的电镀中，为实现高密度化的要求，随着板的层数不断增加，孔的不断缩小，孔的厚径比也在增大。目前，这些微孔已经普遍小于0.15mm，乃至小于30~50μm，对于这样微小且高厚径比的孔中进行电镀，与常规印制电路板的孔电镀有较大的区别。当不通孔的孔深度深或厚径比大时，如采用水平式电镀，位于高密度互连板下表面的不通孔因难于赶走孔内气体，镀液很难进入孔内，因此现有水平式电镀技术存在的问题为：填孔外观不均匀、细致，有麻点和针孔，镀层厚度不均匀，孔壁镀层的厚度与板面镀层厚度相差太大，并产生镀层与基体结合不牢固等不良现象。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种垂直连续电镀填孔线，其应用于高密度互连板（HDI）/积层多层板(BUM)的填孔电镀中，具有良好的电镀分布、灌孔和填孔能力，并能获得稳定的电镀质量。

本发明的技术方案为：一种垂直连续电镀填孔线，包括并列设置的若干条分线，其特征在于：每条分线均包括依次连接的送料机构、前处理装置、前移载装置、电镀预处理装置、若干级电镀铜缸、后移载装置、后处理装置和退镀装置。

所述的前处理装置包括入料机构、除油机构和分级前处理机构，所述的入料机构包括导柱A和导轨A，所述的导轨A由动力机构驱动能在导柱A上进行升降，除油机构包括导柱B、导轨B、拨块安装架组件一，所述的导轨B下方设有除油槽，拨块安装架组件一安装在导柱B上，在拨块安装架组件一中，拨块安装架一能在推移马达驱动下横向运动，拨块安装架一上等间距地铰接有若干个拨块，分级前处理机构包括前处理支撑架、立柱、导轨C、拨块安装架组件二，所述的导轨C下方自右向左依次设置有若干级处理槽，导轨C由动力机构驱动能沿立柱上下升降，拨块安装架组件二安装在立柱上且结构与拨块安装架组件一相同。

所述的分级前处理机构中，立柱分为立柱一和立柱二，立柱一上安装有滑架组件一，立柱二上安装有滑架组件二，滑架组件一和滑架组件二之间固定有吊臂，前处理支撑架上安装有升降马达和链轮，吊臂上安装有链轮和导轨C，链条穿过各个链轮并由升降马达驱动而实现吊臂及导轨C的上下运动。

所述的滑架组件一包括贴紧在立柱一的侧面的两个导轮和一个压轮，每个导轮内均安装有导轮轴，导轮轴一端锁紧在吊臂一端的吊臂侧板上，压轮通过压轮轴安装在U型压轮座上，U型压轮座固定在吊臂侧板上；所述的滑架组件二包括四块滑架侧板和贴紧在立柱二各侧面的四个导轮，每个导轮内均安装有导轮轴，导轮轴两端固定在对应的滑架侧板上。

所述的前移载装置包括移载支撑架、移载导轨和若干个移载机构，所述的移载导轨位于移载支撑架上，移载机构包括基座、安装在基座上的导柱D、驱动基座和导柱D沿移载导轨运动的横移电机、安装在导柱D上的台车和导轨D、驱动台车和导轨D上下运动的升降电机，所述的台车包括台座、导轮和提升滑槽，导轮贴紧在导柱D的一侧面，导轮内安装有导轮轴，导轮轴两端锁紧在台座上，导柱D另一侧面设有导柱滑轨，提升滑槽固定在台座内侧且与导柱滑轨活动配合，台座外侧安装有提升吊臂。

所述的电镀预处理装置包括分级预处理机构，分级预处理机构包括预处理支撑架、导柱E、导轨E、拨块安装架组件三，所述的导轨E下方自左向右依次设置有若干级处理槽，导轨E由动力机构驱动能沿导柱E上下升降，拨块安装架组件三安装在导柱E上，在拨块安装架组件三中，拨块安装架三上设有拨块并由推移马达驱动横向运动。

所述的分线中，各级电镀铜缸上方均安装有电镀铜缸送板装置，电镀铜缸送板装置包括传送支撑架和安装在传送支撑架上的带电导轨、动力机构、输送链轮、输送链条，所述的动力机构驱动输送链条使得挂具沿输送链条和带电导轨进行同步传送，各级电镀铜缸上均设有喷流机构和整流机构，整流机构包括整流机和与整流机连接的阳极组件，整流机与带电导轨连接并使得带电导轨上的挂具导电，喷流机构包括喷管和设置在喷管上的混流喷咀，喷流机构通过喷流管路与外部的电镀铜缸主槽和电镀铜缸副槽连通，电镀铜缸主槽上设有铜粉添加机，喷流管路上设置有过滤器和循环泵，在电镀铜缸进料端和出料端的传送支撑架上设有入料拨块安装架组件和出料拨块安装架组件。

所述的电镀铜缸送板装置中，动力机构包括主传送马达、驱动链条、驱动链轮和传动轴，主传送马达固定在传送支撑架上，主传送马达通过驱动链条带动下方的驱动链轮旋转，驱动链轮与传动轴固定连接，传动轴一端通过轴承安装在传送支撑架侧部的轴承座上，传动轴另一端与输送链轮固定连接，主传送马达施加动力给输送链轮，再由输送链轮带动输送链条及挂具进行运动，同时输送链条的出料处还配置有挂具防跳感应器和挂具到位感应器。

所述的后移载装置设置在各级电镀铜缸的出料端，结构与前移载装置相同；所述的后处理装置包括分级后处理机构，分级后处理机构包括后处理支撑架、后立柱、后导轨和后拨块安装架组件，所述的后导轨下方自右向左依次设置有若干级处理槽，后导轨由动力机构驱动能沿后立柱上下升降，后拨块安装架组件安装在后立柱上且结构与各个拨块安装架组件相同；

所述的退镀装置包括退镀支撑架、退镀导柱、退镀导轨和退镀拨块安装架组件，退镀导轨下方自右向左设有若干级处理槽，退镀拨块安装架组件安装退镀导柱上且在结构和作用与前述的各个拨块安装架组件相同；

所述的自动上板装置包括上板支撑架和若干套上板机构，每套上板机构执行一条分线的上板动作，所述的上板机构包括横移电动缸、升降电动缸、翻转气缸和吸盘，所述的横移电动缸安装在上板支撑架上，横移电动缸内侧通过横移缸板安装有升降电动缸，升降电动缸上通过升降缸板安装有翻转气缸和缓冲器，翻转气缸和缓冲器均与吸盘臂转动码连接，吸盘臂转动码上安装有用于吸附线路板的吸盘。

所述的送料机构包括送料支柱、送料导轨、自动定位气缸、开夹气缸、开夹件和折板支撑气缸，所述的送料支柱上安装有送料导轨、开夹气缸、折板支撑气缸且上部通过自动定位气缸码安装有自动定位气缸，送料导轨上活动设置有挂具，送料导轨下方设有开夹件，开夹件呈F形且中部铰接在送料支柱上，开夹件的后端与开夹气缸的气缸杆顶部铰接，开夹气缸通过气缸杆的伸缩使开夹件前端能打开或关闭挂具底部的夹子，自动定位气缸能伸出气缸板并与挂具前部贴紧，折板支撑气缸能伸出折板并与挂具后部抵合，送料导轨下方还设有辅助定位件，所述的送料支柱上还安装有由推移马达驱动能左右运动的送料拨块安装架。

所述的分线中，送料机构的入料端与自动上板装置连接，自动上板装置的入料端设有上板传送带，后处理装置的出料端依次连接有中心定位机、转角机、水平干板机和自动收板机。

本发明的有益效果为：本发明所提供的垂直连续电镀填孔线，使位于高密度线路板盲孔、埋孔等填孔部位的镀层厚度均匀性、深镀能力、灌孔能力及结合力好，且外形美观，孔壁镀层与板面镀层厚度一致性好，操作、保养、维修更方便，结构紧凑，占用空间少，产生废气少，更环保。

附图说明

图1为本发明的俯视图；图2为本发明的主视图；图3为本发明的主视局部放大图；图4为本发明电镀预处理装置及电镀铜缸部分的截面图；

图5为本发明前处理装置的主视图；图6为本发明前处理装置的截面图；图7为本发明前处理升降机构的放大图；图8为本发明前处理升降机构的俯视图；图9为本发明前处理滑架装配结构的示意图；

图10为本发明前移载装置的结构图；图11为本发明前移载装置的截面图；图12为本发明前移载装置之滑座的主视图；图13为本发明前移载装置之滑座的俯视图；图14为本发明前移载装置之滑座的左视图；

图15为本发明电镀铜缸送板装置的主视图；图16为本发明电镀铜缸送板装置的侧视图；

图17为本发明自动上板装置的主视图；图18为本发明自动上板装置的俯视图；图19为本发明自动上板装置的侧视图；

图20为本发明送料机构的主视图；图21为本发明送料机构之开夹气缸动作状态下的侧视图；图22为图21的局部放大图；

图中，1-上板传送带，2-自动上板装置，3-送料机构，4-前处理装置，5-前移载装置，58-电镀预处理装置，6-电镀铜缸，61-铜粉添加系统，62-电镀铜缸副槽，63-循环泵，7-后移载装置，8-后处理装置，9-退镀装置，10-挂具，12-中心定位机，13-转角机，14-水平干板机，15-自动收板机；

20-线路板，21-上板支撑架，22-横移电动缸，221-横移缸板，23-升降电动缸，231-升降缸板，24-翻转气缸，25-缓冲器，26-吸盘臂转动码，27-吸盘；

30-送料导轨，31-送料支柱，32-自动定位气缸，321-自动定位气缸码，33-开夹件，34-开夹气缸，35-折板支撑气缸，36-手动定位气缸，361-连接臂，362-手动定位件，37-水平定位槽，38-标尺，39-辅助定位件；

41-导轨A，42-导柱A，43-导轨B，44-导柱B，45-拨块安装架组件一，46-导轨C，461-立柱，48-拨块安装架组件二，481-推移马达；

47-前处理支撑架，471-升降马达，472-吊臂，4721-导向拉板，4722-链条，4723-链轮，4724-吊臂侧板，473-滑架组件一，4731-U型压轮座，4732-压轮，4733-立柱一，474-滑架组件二，4741-立柱二，4742-滑架侧板，4743-导轮轴，4744-轴承，4745-导轮，4746-轴套；50-移载支撑架，51-导轨D，52-导柱D，53-顶梁，54-台车，520-导柱滑轨，540-提升吊臂，541-台座，542-提升滑槽，543-导轮轴，544-轴承，545-导轮，546-轴套；64-传送支撑架，65-主传送马达，651-马达安装座，652-马达加强架，66-驱动链条，661-防护罩，67-驱动链轮，68-传动轴，69-轴承座，601-挂具防跳感应器，602-挂具到位感应器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1和图2所示，本发明所提供的垂直连续电镀填孔线，包括并列设置的若干条分线，其特征在于：每条分线均包括依次连接的送料机构3、前处理装置4、前移载装置5、电镀预处理装置58、若干级电镀铜缸6、后移载装置7、后处理装置8和退镀装置9，本实施例采用平行并列设置的A线和B线两条分线且上述各装置呈环状顺序连接，显然，该填孔线也可以对各装置采用直线式或其它形式进行分布。

如图3和图5所示，所述的前处理装置4包括入料机构、除油机构和分级前处理机构，带有线路板20的挂具10沿不同分线（A线、B线）在前处理装置4中同步运行，所述的入料机构包括导柱A2和导轨A41，所述的导轨A41由动力机构驱动能在导柱A2上进行升降，除油机构包括导柱B44、导轨B43、拨块安装架组件一45，所述的导轨B43下方设有除油槽，拨块安装架一能在推移马达481驱动下（传动可采用齿轮和齿条配合的方式）横向进行左右往复运动，拨块安装架一等间距地铰接有若干条拨块，对于在导轨B43上的挂具10，拨块向右运动时可越过挂具10顶部的拨杆，随后拨块向左运动时可实现对拨杆的顶推动作，从而实现拨块安装架一下方各挂具10的同步向左推进，分级前处理机构包括前处理支撑架47、立柱461、导轨C46、拨块安装架组件二48，所述的导轨C46下方自右向左依次设置有若干级处理槽，导轨C46由动力机构驱动能沿立柱461上下升降，拨块安装架组件二48结构与拨块安装架组件一45相同，起推动导轨C46上的挂具10向左推进的作用；

如图6、图7和图8所示，所述的分级前处理机构中，前处理支撑架47两侧设有立柱一4733和立柱二4741，立柱一4733上安装有滑架组件一473，立柱二4741上安装有滑架组件二474，滑架组件一473和滑架组件二474之间固定有吊臂472，前处理支撑架47顶部安装有升降马达471和两个链轮4723，吊臂472顶部中间固定有导向拉板4721，导向拉板4721两侧的吊臂472上各固定一个链轮4723，导轨C46安装在吊臂472底部，链条4722穿过升降马达471的齿轮、导向拉板4721及各个链轮4723，通过升降马达471驱动链条4722能实现吊臂472及导轨C46的上下运动；

如图8和图9所示，所述的滑架组件一473包括贴紧在矩形立柱一4733的侧面的两个导轮和一个压轮4732，两个导轮4745对称设置，导轮内通过轴承安装有一根导轮轴，导轮轴一端锁紧在吊臂472一端的吊臂侧板4724上，导轮轴伸出导轮的部分安装有轴套，压轮4732通过压轮轴安装在U型压轮座4731上，U型压轮座4731固定在吊臂侧板4724上，进一步地，滑架组件一473中的导轮和压轮4732的数量可以增加，以提升上下运动的稳定性；所述的滑架组件二474包括四块滑架侧板4742和贴紧在方形立柱二4741各侧面的四个导轮4745，每个导轮4745内均通过轴承4744安装有一根导轮轴4743，导轮轴4743两端固定在对应的滑架侧板4742上，导轮轴4743伸出导轮4745的部分安装有轴套4746，所述的四个导轮4745也可以分为两对，进一步地，滑架组件二474内可以设置多个导轮组，每组导轮可以包括两个或四个导轮4745，以形成更稳定的运动结构；

如图5所示，所述的前处理装置4的工作过程为：带有线路板20的挂具10自送料导轨30上传送至导轨A41后，导轨A41下降至除油槽中与导轨B43对接，然后在拨块安装架一的推动下逐步向左前进，然后导轨C46下降与导轨B43对接，拨块安装架一向左推动挂具10进入导轨C46后返回，完成除油后挂具10随导轨C46上升并受拨块安装架二的推动向左前进一步，然后导轨C46再次下降使得挂具10上的线路板20浸入到热水洗槽中，此时导轨C46的入料端可再次导入下一挂具10，上一挂具10带着线路板20顺序经过分级前处理机构的各个处理槽后（可依次设热水洗、水洗、蚀刻、微蚀、水洗等作业槽），该挂具10随导轨C46再次上升且导轨C46与前移载装置5中的导轨D51对接，之后挂具10在拨块安装架二向左推动下进入导轨D51并开始前移载工序。

如图10、11所示，所述的前移载装置5包括移载支撑架50、移载导轨和若干个移载机构，本实施例中A线和B线各有一个移载机构，所述的移载导轨位于移载支撑架50的顶梁53上，所述的移载机构包括基座、安装在基座上的导柱D52、驱动基座和导柱D52沿移载导轨运动的横移电机、安装在导柱D52上的台车54和导轨D51、驱动台车54和导轨D51上下运动的升降电机，如图12、13和14所示，所述的台车54包括台座541、导轮546和提升滑槽542，导轮546贴紧在矩形导柱D52一侧面，导轮546内通过轴承544安装有一根导轮轴543，导轮轴543两端锁紧在台座541上，导轮轴543伸出导轮546的部分安装有轴套546，矩形导柱D52另一侧面设有导柱滑轨520，提升滑槽542固定在台座541内侧且与导柱滑轨520活动配合，台座541外侧安装有提升吊臂540。

如图4所示，所述的电镀预处理装置58包括分级预处理机构，且A线和B线各设一个，包括预处理支撑架、导柱E、导轨E、拨块安装架组件三，所述的导轨E下方自左向右依次设置有若干级处理槽，导轨E由动力机构驱动能沿导柱E上下升降，拨块安装架组件三的结构与拨块安装架组件一45、二相同，起推动导轨E上的挂具10向右逐步推进的作用。

如图1和图4所示，所述的分线中，各级电镀铜缸6上方均安装有电镀铜缸送板装置，电镀铜缸送板装置包括传送支撑架64和安装在传送支撑架64上的带电导轨、动力机构、输送链轮、输送链条，所述的动力机构驱动输送链条使得挂具10沿输送链条和带电导轨进行传送，具体的，挂具10上的棘轮沿输送链条、挂具10主体沿带电导轨进行同步运动，各级电镀铜缸6上均设有喷流机构和整流机构，整流机构包括整流机和与整流机连接的阳极组件，整流机与带电导轨连接并使得带电导轨上的挂具10导电，从而使得挂具10及挂具10底部的线路板20构成阴极组件，喷流机构包括喷管和设置在喷管上的混流喷咀，喷流机构通过喷流管路与外部的电镀铜缸主槽和电镀铜缸副槽62连通，电镀铜缸主槽上设有铜粉添加机，喷流管路上设置有过滤器和循环泵63，从而构成一个电解药水循环流动系统，其中，每条分线均需设置一个电镀铜缸副槽62，但各条分线可共享一个电镀铜缸主槽以集中添加铜粉，作为各级电镀铜缸6的辅助动力，在进料端和出料端设有入料拨块安装架组件和出料拨块安装架组件。

如图15和图16所示，具体地，所述的电镀铜缸送板装置中，动力机构包括主传送马达65、驱动链条66、驱动链轮67和传动轴68，主传送马达65安装在传送支撑架64的马达安装座651上并用马达加强架652固定，主传送马达65通过驱动链条66带动下方的驱动链轮67旋转，驱动链轮67与传动轴68固定连接，驱动链条66和驱动链轮67外设有防护罩661，传动轴68一端通过轴承安装在传送支撑架64侧部的轴承座69上，传动轴68另一端与输送链轮固定连接，主传送马达65施加动力给输送链轮，再由输送链轮带动输送链条及挂具10进行运动，同时输送链条的出料处还配置有挂具防跳感应器601和挂具到位感应器602。

如图1和图2所示，所述的后移载装置7设置在各级电镀铜缸6的出料端，结构与前移载装置5相同；所述的后处理装置8包括分级后处理机构，且A线和B线各设一个，包括后处理支撑架、后立柱、后导轨和后拨块安装架组件，所述的后导轨下方自右向左依次设置有若干级处理槽，如设为3级水洗槽，后导轨由动力机构驱动能沿后立柱上下升降，后拨块安装架组件结构与前述的各个拨块安装架组件相同，能推动后导轨上的挂具10及线路板20向左逐步推进；所述的退镀装置9包括退镀支撑架、退镀导柱、退镀导轨和退镀拨块安装架组件，退镀导轨下方自右向左设有若干级处理槽，退镀拨块安装架组件结构和作用与前述的各个拨块安装架组件相同；

如图1所示，所述的分线中，送料机构3的入料端与自动上板装置2连接，自动上板装置2的入料端设有上板传送带1，后处理装置8的出料端依次连接有中心定位机12、转角机13、水平干板机14和自动收板机15。

如图17、图18和图19所示，所述的自动上板装置2包括上板支撑架21和若干套上板机构，每套上板机构执行一条分线的上板动作，本实施例中为对称设置的两套且分别对应A线和B线，所述的上板机构包括横移电动缸22、升降电动缸23、翻转气缸24和吸盘27，所述的横移电动缸22安装在上板支撑架21上，横移电动缸22内侧通过横移缸板221安装有升降电动缸23，升降电动缸23上通过升降缸板231安装有翻转气缸24和缓冲器25，翻转气缸24和缓冲器25均与吸盘臂转动码26连接，吸盘臂转动码26上安装有用于吸附线路板20的吸盘27，线路板20先被吸附至吸盘27上，然后吸盘27随升降缸板231沿升降电动缸23向上运动，此时升降电动缸23受横移电动缸22同步向前运动，横移向前运动至一定距离时，翻转气缸24动作使得吸盘27向上旋转90°，使得线路板20和水平面相垂直，然后继续前进至送料机构3出进行对位、夹紧以便将线路板20固定在挂具10上；

如图3、图20、图21和图22所示，所述的送料机构3包括送料支柱31、送料导轨30、自动定位气缸32、开夹气缸34、开夹件33和折板支撑气缸35，所述的送料支柱31上安装有送料导轨30、开夹气缸34、折板支撑气缸35且上部通过自动定位气缸码321安装有自动定位气缸32，送料导轨30上活动设置有挂具10，送料导轨30下方设有开夹件33，开夹件33呈F形且中部铰接在送料支柱31上，开夹件33的后端与开夹气缸34的气缸杆顶部铰接，开夹气缸34通过气缸杆的伸缩使开夹件33前端能打开或关闭挂具10底部的夹子，自动定位气缸32能伸出气缸板并与挂具10前部贴紧，折板支撑气缸35能伸出折板并与挂具10后部抵合，送料导轨30下方还设有辅助定位件39；

当线路板20由自动上板装置2输送时，送料机构3先启动自动定位气缸32、折板支撑气缸35并与辅助定位件39配合将挂具10固定，再由开夹气缸34伸出气缸杆并驱动开夹件33将夹子打开，当自动上板装置2将线路板20输送至夹子处时，开夹气缸34缩回气缸杆并拉离开夹件33使夹子闭合，随后自动上板装置2及相关部件复位，从而完成线路板20的夹料动作，所述的送料支柱31上还安装有由推移马达驱动能左右运动的送料拨块安装架组件，送料拨块安装架底部均匀设置的若干条拨块起到推动送料导轨30上各挂具10同步向左推进的作用。

本发明由A线和B线两条线构成，其作进程包括如下步骤：

1、自动上板：使用推车将线路板20送入传送带，然后由自动上板装置2的吸盘27吸取线路板20，并进行横移、升降、翻转等动作，使线路板20到达A线和B线的送料机构3处；

2、送料：A线和B线分别进行送料，由送料机构3的挂具10对线路板20进行夹紧，先打开挂具10底部的夹子，感应输送到位的线路板20后，合上夹子，上料机构也可采用人工模式，人工送料机构3通过手动定位气缸36驱动连接臂361来调节手动定位件362，并借助水平定位槽37和标尺38的配合，使得线路板20能准确定位并夹紧在挂具10上；

3、前处理：A线送料机构3和B线送料机构3分别将线路板20输送至对应的前处理工序，前处理工序的各环节因实际需要进行设置，如采用，7次除油——2次热水洗——3次水洗——2次蚀刻——1次微蚀——1次水洗；

4、前移载和电镀预处理：A线和B线的传送机构具有进行上下和左右运动的功能，从而将线路板20自动移载至电镀预处理装置58处，该工序可以为2次酸洗，电镀预处理装置58位于电镀铜缸6初始级的进料端；

5、电镀：A线和B线分别进行，线路板20依次经过若干级电镀铜缸6进行电镀，初始级电流较小并起到对预电镀的作用，电镀铜缸6两侧安装有阳极，线路板20上的挂具10导电并构成阴极，阳极和阴极连接在（可设定电流大小的整流机上，电镀铜缸6上安装有循环喷流装置和线路板20导向机构，电镀铜缸6通过管路与外部的输送泵、过滤筒、电镀铜缸副槽62顺序连接而实现药水的循环输送，当药水内的铜离子浓度下降时，可经铜粉添加系统补充，为保持药水浓度不变，副槽则需定期定量添加药水；

6、后移载：后移载装置7与前移载装置5结构相同，作用为将电镀完毕后的线路板20输送至后处理装置8处；

7、后处理：采用和前处理相同的传送结构，区别在于一般进行3次水洗即可；

8、挂具退镀：挂具10在电镀过程中会镀上铜，经退镀工序中的水洗、烘干处理后供循环使用；

9、自动出料：经水洗后的线路板20先传送至中心定位机12，再依次通过转角机13（使线路板20与干板机进行水平对接）、水平干板机14到自动收板机15，从而获得成品。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。