运用载具采逐片连续生产的化学沉积设备的制作方法

本实用新型为一种电路板的化学沉积方法的技术领域，尤其指一种采逐片渐进式移动而达连续生产的化学沉积设备。

背景技术：

在习用化学镍金制程中，是利用单一吊篮将多片电路板为一组，将所述电路板依序上升、下降及移动至各化学溶液槽或各类槽室内进行相关作业，以满足大量生产的需。其具体流程为上料→清洁→水洗→微蚀→水洗→酸洗→水洗→预浸→活化→水洗→化学沉镍→水洗→化学沉金→水洗→烘干→下料。所采用的生产设备，如图1所示，多个反应槽室呈直线状依序排形成一生产线，包括：清洁槽101及多个水洗槽102、微蚀槽103及多个水洗槽104、酸洗槽105及多个水洗槽106、预浸槽107、交换位槽108、活化槽109、多个化学沉镍槽110及多个水洗槽111、多个化学沉金槽112及多个水洗槽113、最后至干燥槽114。生产作业方式是将多片(例如20～60片)电路板为一组，呈垂直状插置于吊篮115内，本实施例是利用两台龙门式天车116、117，带动吊篮115垂直升降且而于前述反应槽室依序移动。当吊篮115由龙门式天车116依序移动至交换位槽108后，将由龙门式天车117接手移动至后续反应槽室内作业。

在前述生产设备中，每组吊篮115的多片电路板皆需下降至各槽室内，完成相关作业后上升，之后再移动至下一个槽室，因体积庞大，负载重量极重，一个人无法搬动，需要较大的机构作动空间，因此机台纵向高度高(可达4米)，宽度达2米(若含操作人员的作动平台，宽度可达4米)。虽然整条生产线可设计一机壳封闭，但庞大的生产线并无法有效的封闭，若产线发生小故障，也必须打开操作窗口加以排除，过程中容易让制程中有害气体飘散，影响操作者的健康。

再者，每个槽室皆必须容纳吊篮垂直放入，并且让液体完全浸泡电路板，相对地所需容量大，基本上每个槽所需液体可达500升，故制程中各种反应槽液的需求量大，槽体尺寸大造价也高。另外生产后的大量废液处理也是一个成本负担。

在后段制程中由于仍然是采用容纳直立式多片电路板的吊篮来移动，经水洗后的干燥作业中，容易使电路板表面残留干燥后的水渍，影响电路板质量，因此电路板仍须再进行一次后处理，即单独将每片电路板水平输送，进行水洗、吹干、烘干等作业，而增加额外的生产成本。综合以上所述习用方式存在着许多缺点，极需改善。

因此本发明人思考是否能针对习用制程加以分析及改善，期待提出较佳及创新的方式，分析习用制程，其可分为三个大部份：前处理、沉积制程、以及后处理，前处理包括：清洁→水洗→微蚀→水洗→酸洗→水洗。沉积制程包括：预浸→活化→水洗→化学沉镍→水洗→化学沉金→水洗。后处理包括：水洗→烘干。为此本发明人思考改变习用以吊篮一次吊挂大量电路板的生产模式，本实用新型改采逐片移动生产的模式，其中在前处理及后处理作业中，该电路板皆采水平逐片渐进式移动，在沉积制程中，电路板则包括水平逐片渐进式移动及直立式逐片渐进式移动。在前处理及后处理皆有相关的设备可以采用，但本实用新型改良后的沉积制程并无相关设备可以采用，因为沉积反应所需时间较长，例如沉积镍需20～30分、沉积金需10分钟以上，若采用水平渐进式移动，所需的槽体长度尺寸将非常巨大，化学反应液所需量也非常多，成本太高根本无法导入生产，因此本实用新型针对沉积制程开发一组运用载具采用逐片连续生产的化学沉积设备及方法，采用直立式逐片渐进式移动，使本实用新型的此制程能顺利运行。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种化学沉积设备，主要在化学沉积生产作业中，由载具承载电路板采用垂直式逐片生产模式在沉积槽内移动，由初始位置移动至最终位置的停留时间，完成沉积反应槽内金属沉积于电路板的作业。

本实用新型的次要目的是提供一种运用载具采逐片生产的化学沉积方法及设备，此方式能广泛应用于化学沉积镍、化学沉积金、化学沉积铜、化学沉积钖、化学沉积银等作业。

为达上述的目的，本实用新型运用载具逐片连续生产的化学沉积设备，包括：沉积反应槽、多个载具、移动机构及两组拨动机构，该沉积反应槽是于两个槽壁顶面各设有一排位置相对的齿条，该齿条是由多个单向斜齿所构成；该载具包括一横杆及两承架，该两承架呈对称状固定于该横杆，该两承架于另一侧具有一开口，由此开口放入电路板，该载具是由该横杆两侧架设于位置相对的两个该单向斜齿内；该移动机构安装于该沉积反应槽外壁，负责带动两组拨动机构同步产生往复移动，且每次仅移动一个该单向斜齿的距离；每一组拨动机构包括多个可被转动的拨动件，该横杆的两侧位置分别有一个该拨动件与之对应，当该移动机构带动该拨动机构向前移动时，该拨动件会推动该横杆沿着该单向斜齿的斜面缓慢上升至最高点后，掉落下一级的该单向斜齿内，当该移动机构带动该拨动机构向后移动时，该拨动件可被旋转而解除与横杆接触的状态。

分析本实用新型的设备的运作方法为：使用载具将至少一电路板采直立式承载着；该载具将该电路板移入一沉积反应槽内进行化学沉积反应，该沉积反应槽内依序设有初始位置、多个中继位置、以及最终位置；由移动机构带动该载具依序由该初始位置、多个该中继位置、移动至该最终位置，利用该电路板在沉积反应槽内等留预定时间，完成该沉积反应槽内金属沉积于该电路板的作业。

本实用新型运用的沉积制程设备，不同于以往采用吊篮式一次承载20～60几片电路板的生产模式，主要是采用逐片电路板以渐进式移动进行化学沉积作业，在预浸、活化作业中，电路板采水平逐片渐进式移动，在后续化学沉积反应中则采用直立式逐片渐进式移动。此设计不仅能大幅使整体设备尺寸缩小，让设备造价成本降低，生产速度快，且能持维良好的生产质量。

本实用新型运用载具逐片连续生产的化学沉积设备，是利用该载具承载着电路板在化学沉积槽内逐片移动，载具每一次沿原本的单向斜齿移动后掉落至次一级单向斜齿所产生的振动，可让因沉积反应而附着于电路板表面的气泡分离，本实用新型多达数10次以上的振动，能有效地消除气泡附着情形，另外不断地振动也能增加反应液与电路板接触，增加沉积速率，借此提升生产速率及维持生产质量，又能满足运用载具逐片连续生产的目的。

以下配合图式及组件符号对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

附图说明

图1为习用化学镍金制程设备的示意图。

图2A为本实用新型所开发的沉积制程设备的示意图。

图2B为本实用新型沉积制程设备中，电路板移动状态的侧视示意图。

图2C为本实用新型沉积制程设备中，电路板移动状态的俯视示意图。

图3为本实用新型所开发的沉积制程设备运作的流程图。

图4为本实用新型运用载具采逐片连续生产的化学沉积方法的流程图。

图5为本实用新型运用载具采逐片连续生产的化学沉积设备的立体图。

图6为本实用新型运用载具采逐片连续生产的化学沉积设备的分解图。

图7为本实用新型的载具的立体放大图。

图8为本实用新型的移动机构及拨动机构的局部放大立体图。

图9为本实用新型实际运作的局部放大图(一)。

图10为本实用新型实际运作的局部放大图(二)。

图11为本实用新型实际运作的局部放大图(三)。

图12为本实用新型实际运作的局部放大图(四)。

附图标记说明：

清洁槽 101

水洗槽 102

微蚀槽 103

水洗槽 104

酸洗槽 105

水洗槽 106

预浸槽 107

交换位槽 108

活化槽 109

化学沉镍槽 110

水洗槽 111

化学沉金槽 112

水洗槽 113

干燥槽 114

吊篮 115

龙门式天车 116

龙门式天车 117

预浸槽 20

活化槽 21

翻转机构 22

化学沉镍槽 23

水洗槽 24

化学沉金槽 25

回收水洗槽 26

输送机构 27

载具 A

电路板 B

第一移载机构 281

第二移载机构 282

回收循环移载机构 283

沉积反应槽 40

槽壁 41

齿条 42

单向斜齿 421

载具 50

横杆 51

承架 52

开口 53

连接杆 54

持杆 55

保持片 551

移动机构 60

轨道架 61

轨道 611

框架 62

导轮 621

第一动力件 63

作动杆 631

拨动机构 70

拨动件 71

上枢接点 711

下枢接点 712

连动片 72

第二动力件 73

具体实施方式

首先针对本实用新型在沉积制程中所开发的设备作一说明。此设备是运用于化学镍钯金沉积制程，该设备是安装于电路板皆采水平逐片渐进式移动的前处理及后处理设备之间。本实用新型的设计精神为采逐片移动生产的模式，完成电路板沉积作业。

如图2A所示，本实用新型的沉积制程设备包括依序串联排列的预浸槽20、活化槽21、翻转机构22、化学沉镍槽23、多个水洗槽24、化学沉金槽25、回收水洗槽26、以及输送机构27。多个载具A，该载具A负责承载一电路板进行相关化学沉积作业。另外还包括第一移载机构281、第二移载机构282，以及回收循环移载机构283，此类移载机构负责移动该载具A至相关的作业槽中。在本图中该移动相关机构皆未绘出，仅用示意的方块表示。另外请参阅图2B、图2C所示，为电路板B于各槽室内作业中的状态，其中在预浸槽20及活化槽21呈水平渐进式移动，之后在翻转机构22则会由水平状态调整为垂直状态。之后在化学沉镍槽23、多个水洗槽24、化学沉金槽25、以及回收水洗槽26皆为垂直状态，最后沉积完成电路板B又会呈水平状态由输送机构27输送至后处理设备中。

如图3所示，为本实用新型所开发的沉积制程设备运作的流程图。请配合参阅图2A及图2B所示，此设备运用方法的步骤如下：

步骤301：逐片电路板B利用输送滚轮采水平方式依序进入该预浸槽20，进行反应前的预浸处理。

步骤302：逐片电路板B利用输送滚轮采水平方式依序进入该活化槽21内，使电路板上的裸铜表面先行置换着一层极薄钯金属。

步骤303：电路板B移动至翻转机构22，经翻转机构22的旋转夹持单元221将电路板B送入载具A内；此机构是用以将原本采用水平移动的电路板B改为垂直式，以便进行后续的化学沉积作业。

步骤304：载具A承载电路板B进入化学沉镍槽23，由左边的初始位置移动至中间的多个中继位置，最后至最右边的最终位置，所停留的时间会使得电路板B的铜表面沉积一层镍。其中在槽内的移动方式采用渐进式，即一次仅移动一小距离，须移动多次才能由初始位置移动至最终位置。

步骤305：由第一移载机构281将载具A上升移出化学沉镍槽23，向右移动一距离后下降移入水洗槽24。于水洗槽24内进行电路板的清洗作业。参阅图2A，水洗槽24包括多个槽，左侧具有多个水洗室241及右侧为一个滴干室242。在实际的运作模式中，第一移载机构281一次会吊起5个载具A，上升后仅移动一个槽室的距离后就下降，使载具A进入水洗槽24的第一个作业室内，之后依序重复移动，在本实施例中，第一移载机构281需作动5次载具A才会进入化学沉金槽25。

步骤306：由第一移载机构281将水洗槽24内的载具A移动至该化学沉金槽25内，由左边初始位置移动至中间的多个中继位置，最后至右边最终位置，所停留的时间会使得该电路板的铜表面沉积一层金。其中移动方式采用渐进式，即一次仅移动小距离，须移动多次才能由初始位置移动至最终位置。

步骤307：由第二移载机构282将载具A上升移出化学沉金槽25，向右移动一距离后下降移入回收水洗槽26，以清洗及回收电路板表面带出的反应金液，回收水洗槽26也包括多个槽。第二移载机构282的作动方式也与前述第一移载机构281相同。

步骤308：载具A最后由第二移载机构282移近输送机构27，使电路板B由垂直状改为水平状逐片移动至下一道作业。之后就会于后处理设备进行水洗及烘干作业。清空后的载具A会经由回收循环移载机构283移动至化学沉镍槽23处，以进行下一次的处理。

借由本实用新型所开发的沉积制程设备及运作方法，能大幅使整体设备尺寸缩小，设备造价成本降低，相对所需安装的工厂面积减少，整体而言能减少设备投资金额。另外生产过程中也能减少用水量、化学反应液使用量及用电量，降低生产成本，使产品更具市场竞争力。另外设备也能更有效地封闭，减少生产过中有害气体外泄，进而提供更安全的工作环境。

在上述设备中，该化学沉镍槽23及化学沉金槽25是运用载具逐片连续生产的化学沉积方法，不同于以往采吊篮式一次承载20～60几片电路板的生产模式，为此本实用新型设计了一种运用载具逐片连续生产的化学沉积设备及方法，使之能运用于该化学沉镍槽23及化学沉金槽25的沉积作业。

如图4所示，本实用新型运用载具逐片生产的化学沉积方法的流程图。其步骤包括：

如步骤401，使用载具将至少一电路板采直立式承载着；

如步骤402，该载具将该电路板移入一沉积反应槽内进行化学沉积反应，该沉积反应槽依序设有初始位置、多个中继位置、以及最终位置；

如步骤403，由移动机构推动该载具依序由该初始位置、多个该中继位置、移动至该最终位置，过程中利用该电路板在该沉积反应槽内等留时间，完成该沉积反应槽内金属沉积于该电路板的作业。

另外该移动机构带动该载具移动至两相邻位置时，由前一级位置的最底点移动至最高点后，再垂直掉落于次一级位置，前述两相邻位置包括由该初始位置与中继位置、两相邻的中继位置、以及该中继位置至该最终位置。此目的是为了产生振动，消除电路板表面可能附着的气泡，该气体是因沉积反应所生成。另外振动也能增加反应液与电路板接触，增加沉积速率。

上述运用载具逐片连续生产的化学沉积方法，可以设计许多具体的设备达到此目的，本实施例就其中一种设备作说明：如图5及图6所示，为本实用新型运用载具逐片连续生产的化学沉积设备的立体图及分解图。本实用新型包括：一沉积反应槽40、多个载具50、一移动机构60及两组拨动机构70。

该沉积反应槽40为一长方型开口向上的槽体，在长边的两个槽壁41顶面各设有一排位置相对的齿条42，该齿条42是由多个单向斜齿421所构成。

如图6所示，该载具50包括一横杆51及两承架52，该两承架52呈对称状固定于该横杆51，该承架52局部弯曲呈钩状，该两承架52于另一侧具有一开口53，该开口53可供放入电路板。在实际的作业中，该载具50是由该横杆51两侧架设于位置相对的两个该单向斜齿421上(如图5)。该载具50进一步包括有多个连接杆54，该连接杆54横向结合于两承架52之间，以维持整体的刚性。另外该载具50还包括一保持杆55，该保持杆55结合于该两承架52的最底部位置，该保持杆55两端各设有垂直状的保持片551。两个该保持片551之间的距离，恰好为电路板最大尺寸的宽度。

该移动机构60是安装于该沉积反应槽40外壁，负责带动两组拨动机构70同步产生往复移动，且每次仅移动一个该单向斜齿421的距离。该移动机构60包括轨道架61、框架62及第一动力件63。该轨道架61环设且固定于该沉积反应槽40外壁，即固定于两侧该槽壁41上。该轨道架61上另固定着两组轨道611，该两组轨道611位置分别位于该沉积反应槽40两侧长边外壁处。该框架62呈长方型框体，尺寸大于该沉积反应槽40尺寸，组装状态是套置于该沉积反应槽40外围。请一并参阅图8，该框架62底部设有多个导轮621，该导轮621能在该轨道611上运行。该第一动力件63固定于该轨道架61，另设有可伸缩的作动杆631与该框架62结合，在本实施例中第一动力件63为气压缸、油压缸、电动伸缩杆等其中一种机构。在该第一动力件63作动时，该作动杆631伸出或缩回，进而带动该框架62产生线性的往复移动。

两组拨动机构70，分别位于该框架62的两个长边外壁。每一组该拨动机构70包括多个拨动件71、连动片72、第二动力件73，每个该拨动件71具有上枢接点711及下枢接点712，该上枢接点711安装枢接于框架62外壁，该下枢接点712安装枢接于该连动片72，该连动片72受该第二动力件73驱动而能产生往复运动。在本实施例中第二动力件73为气压缸、油压缸、电动伸缩杆等其中一种机构。如图5所示，该载具50的横杆51两端会延伸出该沉积反应槽40外，并分别有一个拨动件71与之对应。该拨动件71受该移动机构60所驱动，每次利用该拨动件71推动该载具50的横杆51，使横杆51由所在处的单向斜齿421向后一级的单向斜齿421移动。

接着就实际的作动方式作一说明：

如图9所示，为了方便解说，仅提供本设备左前半部结构放大图，多个该载具50也未没有全部都放置于该沉积反应槽40。在作业的初期，如先前段落所述，会先将该电路板放入该载具50的承架52内，并将该载具50放入该沉积反应槽40内，该横杆51左右两区段分于位于相对的单向斜齿421上，另外与之相对的两个该拨动件71位置对应该横杆51两端。在本实施例中，最左边的单向斜齿421处，即为该载具50在该沉积反应槽40的初始位置。后续各齿即为中继位置。

如图10所示，该移动机构60的第一动力件63作动，该作动杆631伸长，使得该框架62向右侧方向平移。带动枢接于该框架62的该拨动件71向右拨动。使该横杆51沿着该单向斜齿421最低点向最高点移动。

如图11所示，在该横杆51由先一级单向斜齿421掉落于次一级的单向斜齿421后。该第二动力件73作动，使该连动片72向右移动，因枢接关系，该拨动件71顶端会大幅向左偏移，最使该拨动件71顶面的最高位置低于该单向斜齿421的最低位置。

如图12所示，该第一动力件63的作动杆631缩回，连带使该框架62退回起始位置。此过程中该拨动件71呈向左偏移状态，故移动时不会与该横杆51接触。

在该框架62退回至初始位置后，该第二动力件73再次作动使该连动片72退回原位，就能呈现如图9的状态，等待另一个载具50放入该沉积反应槽40内。

综合以上所述，本实用新型运用载具逐片生产的化学沉积设备，利用该移动机构60所产动的往复运动，让放入于该沉积反应槽40的载具50一次移动一个单向斜齿421的距离，借此逐步由初始位置、多个该中继位置、移动至最终位置，过程中所等留的时间，就能完成金属沉积于该电路板的作业。另外该载具50每一次掉落至次一级单向斜齿421所产生的振动，可让因沉积反应而附着于电路板表面的气泡分离，多达数10次以上的振动，能有效地消除气泡附着情形，另外不断地振动也能增加反应液与电路板接触，增加沉积速率，借此维持着生产质量，又能满足运用载具逐片生产的目的。

以上所述者仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。