一种用于PCB水平电镀工序中的喷淋装置的制作方法

本实用新型属于电镀领域，尤其涉及一种用于pcb水平电镀工序中的喷淋装置。

背景技术：

pcb(printedcircuitboard)，中文名称为印刷线路板，简称印刷版，是电子工业的重要部件之一。在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品的印刷版的设计、文件编制和制造。印刷版的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本，甚至导致商业竞争的成败。

其中电镀工艺是pcb生产工艺流程中不可缺少的一个环节，占有很重要的地位。对于电镀工艺来说，以往在pcb行业中绝大部分都是采用可溶性阳极的电镀方法。但其存在很大的缺陷，可溶性阳极所需的金属是由一种金属或合金铸成后再冲制成不同形状装入阳极袋内。但是阳极袋内的铜球，在溶解时，铜球的尺寸、形状和表面积会发生变化，从而影响电流密度和电力线分布，最终影响镀层的一致性。

此外，可溶性阳极要达到很好的电镀效果，还必须有下面的一些要求：

1)阳极电流密度必须适当，高电流密度时，阳极极化增加，阳极表面因氧化而形成钝化膜，而使阳极溶解太慢或停止溶解，形成不溶解阳极，产生氧气，消耗镀液金属离子而必须补充金属盐。

2)可溶性阳极一般是要含0.03％～0.06％的磷，因为它可以帮助阳极溶解且可以避免高的电极极化和阳极表面的钝化。但使用含磷阳极后，费用会增加。且为了避免阳极泥污染镀液，且含磷阳极须外罩上阳极袋，且阳极袋须定期进行处理和更换。

3)可溶性阳极如果是铜块放在钛篮里，且铜块没有完全装满或铜块发生“桥接”，则钛篮表面保护性的钛氧化层会受到损坏。

针对可溶性阳极尚存在的问题，不溶性阳极也就应运而生并不断得到发展。

在使用不溶性阳极的pcb电镀工序中，阴阳两极及溶铜槽发生的主要反应如下：阳极：fe²⁺→fe³⁺+e^-，2h2o→o2+4h⁺+4e^-(副反应)，阴极：cu²⁺+2e^-→cu。溶铜槽：fe³⁺+cu→fe²⁺+cu²⁺+e^-。

一般酸性镀铜阳极体系中都含有改善镀层晶粒的有机添加剂。这些有机添加剂必须维持在某一特定的浓度上才能生产出合格质量的产品。虽然理论上，fe²⁺→fe³⁺+e^-，而o2+4h⁺+4e^-→2h2o(aq)，由两个反应的标准电极电势可知，在阳极发生的是二价铁离子转化为三价铁离子的反应。但在实际工况中，却有大量氧气析出，从而造成电镀液中添加剂被大量破坏，从而大大提高了生产成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于pcb水平电镀工序中的喷淋装置，该装置结构简单，成本低廉，且可以有效避免氧气的析出，进而避免氧气对添加剂的破坏，从而可大大降低生产成本。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种用于pcb水平电镀工序中的喷淋装置，该喷淋装置包括中通的管子、若干组喷嘴、用于连接不溶性阳极的钛包铜导线、上部阳极、下部阴极、阴极覆铜板以及用于连接阴极的导电夹；

所述若干组喷嘴均匀间隔分布在管子上且与管子连通；

所述上部阳极与钛包铜导线连接，所述钛包铜导线与下部阴极连接；

所述导电夹与阴极覆铜板连接；

所述阴极覆铜板位于上部阳极和下部阴极之间；

所述阴极覆铜板的上方和下方均设置有中通的管子和若干组喷嘴。

进一步：所述管子呈圆柱形，所述管子的上端和下端均交错开孔。

进一步：所述管子由高性能聚丙烯(pph)或者高密度聚乙烯(hdpe)或者聚四氟乙烯(ptfe)或者聚偏氟乙烯(pvdf)或者玻璃钢(frp)或者有机玻璃(pmma)制成。

进一步：所述喷嘴呈中空的圆柱形。

进一步：所述喷嘴由高性能聚丙烯(pph)或者高密度聚乙烯(hdpe)或者聚四氟乙烯(ptfe)或者聚偏氟乙烯(pvdf)或者玻璃钢(frp)或者有机玻璃(pmma)制成。

进一步：所述喷嘴的一侧朝向阴极覆铜板，所述喷嘴的另一侧朝向阳极。

进一步：所述管子与喷嘴攻丝通过螺纹连接。

进一步：所述管子和喷嘴焊接固定。

与现有技术相比，本申请所具有的有益效果是：

1.通过在喷淋装置上设置更多的喷嘴，可以明显地增强电镀液的涌动循环，其中喷嘴一侧朝向阴极覆铜板，另一侧朝向阳极，可以有效增强阳极周围电镀液的流动循环，从而降低了浓差极化，使阳极fe²⁺→fe³⁺+e^-的反应能够持续进行，避免了阳极析氧副反应的发生，进而避免了氧气对电镀液中添加剂的破坏，从而降低了不必要的消耗和浪费，大大降低了pcb电镀工序中的生产成本，具有很可观的经济效益；

2.此外，若将朝向喷嘴的一侧将喷嘴插在阳极的孔上，则喷嘴可以更好地促进阳极周围电镀液涌动，而进一步降低了浓差极化，有效避免了阳极析氧副反应的发生，从而避免了氧气对电镀液添加剂的消耗，大大降低了生产成本；

3.经测试验证，本发明能够很好地通过解决阳极析氧问题，而将添加剂的消耗大幅度降低，具有显著的效果和经济性。

附图说明

图1为本实用新型该喷淋装置的结构示意图；

图2为本实用新型最优喷淋装置的结构示意图。

其中：1、管子；2、喷嘴；3、钛包铜导线；4、上部阳极；5、阴极覆铜板；6、下部阴极；7、导电夹。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

实施例1

如图1所示，一种用于pcb水平电镀工序中的喷淋装置，该喷淋装置包括中通的管子1、若干组喷嘴2、用于连接不溶性阳极的钛包铜导线3、上部阳极4、下部阴极6、阴极覆铜板5以及用于连接阴极的导电夹7。

若干组喷嘴2均匀间隔分布在管子1上且与管子1连通。

上部阳极4与钛包铜导线3连接，所述钛包铜导线3与下部阴极6连接。

导电夹7与阴极覆铜板5连接。

阴极覆铜板5位于上部阳极4和下部阴极6之间。

阴极覆铜板5的上方和下方均设置有中通的管子1和若干组喷嘴2。

管子1呈圆柱形，所述管子1的上端和下端均交错开孔，管子1由高性能聚丙烯(pph)或者高密度聚乙烯(hdpe)或者聚四氟乙烯(ptfe)或者聚偏氟乙烯(pvdf)或者玻璃钢(frp)或者有机玻璃(pmma)制成。

喷嘴2呈中空的圆柱形，喷嘴2由高性能聚丙烯(pph)或者高密度聚乙烯(hdpe)或者聚四氟乙烯(ptfe)或者聚偏氟乙烯(pvdf)或者玻璃钢(frp)或者有机玻璃(pmma)制成。

喷嘴2的一侧朝向阴极覆铜板5，所述喷嘴2的另一侧朝向阳极。

管子1与喷嘴2攻丝通过螺纹连接或者焊接固定。

工作原理：该喷淋装置的安装位置，可以将整个喷淋装置安装在阳极和阴极覆铜板5之间，也可以根据现有设备情况进行调整，将上部阳极4和下部阳极6对应位置打孔，喷嘴2插在阳极的孔上，从而使阳极周围的电镀液涌动情况更好，而进一步降低浓差极化，有效避免了阳极析氧副反应的发生，从而避免了氧气对电镀液添加剂的消耗，大大降低了生产成本。

一种用于pcb水平电镀工序中的喷淋装置的使用方法，具体包括以下步骤：

首先，将设计制作好的喷淋装置安装在电镀设备上。

之后，开启电镀设备，开启并调节好与喷淋装置相关的压力泵。

将化学沉铜工序处理后的覆铜板作为阴极，连续传送，观察电镀槽内液面循环涌动情况，观察阳极表面有无氧气析出，经过一段时间的电镀后，测试添加剂含量，并计算添加剂的消耗量。

电镀一段时间后，测试电镀液中添加剂的含量，并计算其消耗量，其添加剂的消耗量如表1所示。

与此同时，给出了在改进前的测试中(其他测试条件完全相同)的添加剂消耗量，其添加剂的消耗量如表2所示。

表1使用本发明的喷淋装置后的添加剂消耗量

表2使用原有的喷淋装置后的添加剂消耗量

改进前由于喷嘴2只是朝向阴极覆铜板5方向，而并没有朝向阳极方向，电镀过程中，开启喷淋和循环后，观察到电镀槽内的电镀液很平静，几乎没有涌动，阳极周围析氧严重，电镀液内有大量细小气泡，使得电镀液很浑浊；而使用新的喷淋装置，开启喷淋和循环后，一部分喷嘴2能够直接朝向阳极喷电镀液，可以观察到电镀液的涌动很剧烈，阳极周围并无氧气析出，电镀液非常清澈透明。

而由表1和表2对比可知，在使用原有的喷淋装置时，两种添加剂的消耗量均非常大，远远超出了标准消耗量的范围，生产成本很高；而使用本发明的喷淋装置后，电镀过程中观察到阳极表面没有氧气析出，电镀液非常清澈，不浑浊，且添加剂的消耗量大幅度降低，在标准消耗量范围内，从而大大降低了生产成本。

实施例2

如图2所示，一种用于pcb水平电镀工序中的喷淋装置，与实施例1的不同之处在于，阴极覆铜板5上方的管子1和喷嘴2可以喷淋上部阳极4，阴极覆铜板5下方的管子1和喷嘴2可以喷淋下部阴极6。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。