一种锡铋合金电镀装置的制作方法

本实用新型属于电镀技术领域，具体涉及一种锡铋合金电镀装置。

背景技术：

锡是一种银白色的金属，无毒，具有良好的焊接和延展性等，在电子元件、印刷线路板中常作为镀锡保护层而被广泛应用，但金属锡有个致命的缺点，它在低于零下13度的温度下，就失去光泽，变成暗灰色，最后碎裂成粉末，即产生“锡疫”。同时，未染上“锡疫”的锡板，一旦和有“锡疫”的锡接触，也会产生灰色的斑点而逐渐“腐烂”掉。

现有一种镀锡铋合金锡铋合金铜包钢线的生产方法，该方法对铜包钢线的表面镀锡铋合金锡铋合金，有效防止“锡疫”的产生，但该方法通过在电镀液中使用甲基磺酸铋来提供金属铋离子，而甲基磺酸铋是一种有机化工原料，在生产、运输、存储以及用于生产时，对环境造成污染的风险性很大且成本较高。为避免使用甲基磺酸铋，现有技术中有使用金属锡和金属铋一起作为电镀时的阳极提供生产锡铋合金锡铋合金所需要的锡和铋，但金属锡元素与金属铋元素的溶解电位不同，同样的电位下，金属铋较金属锡不易被氧化溶解进入电镀液中，进而在电镀阴极被还原的比例失衡。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的在于克服现有的电镀锡铋合金合金工艺因金属锡元素和铋元素溶解电位不同使得金属锡和铋元素不能同时被氧化溶解进入电镀液来维持电镀液中锡铋合金离子浓度稳定进而导致由此得到的锡铋合金镀层质量不稳定的问题，进而提供一种锡铋合金电镀装置。

本实用新型提供一种锡铋合金电镀装置，具有电镀槽，其内设有电镀液，用于对处于所述电镀液中的阴极待镀对象进行电镀；

其特征在于，所述电镀槽内设有金属锡板和金属铋板作为阳极；

还包括第一整流器和第二整流器，所述第一整流器和第二整流器的正极分别与所述金属锡板和所述金属铋板连接，分别用于改变所述金属锡板和所述金属铋板上的电流值；

可编程逻辑控制器，其分别与所述第一整流器和所述第二整流器相连，并根据所述电镀液中铋离子和锡离子的浓度控制对所述金属锡板及所述金属铋板的输入电流值。

所述电镀槽中设有浓度传感器，其置于所述电镀液中，用于测量所述电镀液中铋离子和锡离子的浓度。

所述浓度传感器与所述可编程逻辑控制器相连，用于将测量的浓度数据传输给所述可编程逻辑控制器。

所述金属铋板与所述金属锡板分设于不同的电镀槽内，并通过导电钛板与所述电镀槽固定连接。

所述电镀槽上设有阳极接线端子，所述阳极接线端子与所述导电钛板相连接。

所述待镀对象为金属线材，所述金属线材与所述第一整流器和所述第二整流器的负极相连接。

所述电镀槽沿高度方向并列设置有多层，所述电镀槽两端设有导丝轮用于改变所述金属线材的方向和/或驱动所述金属线材。

所述金属线材的两端设有放线装置和收线装置，所述收线装置和/或所述导丝轮驱动所述金属线材在所述电镀槽中移动。

还包括电镀预处理机构，其设置于所述电镀槽与所述放线装置之间，其包括除油装置、超声波水洗装置以及去氧化层装置，所述待镀对象进入所述电镀槽之前从所述电镀预处理机构中通过。

还包括电镀后处理机构，所述电镀后处理机构设于所述电镀槽与所述收线装置之间，对已镀对象的表面进行处理。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的锡铋合金电镀装置，具有电镀槽，电镀槽内设有金属锡板和金属铋板作为阳极，金属锡板和金属铋板连接分别连接有第一整流器和第二整流器，第一整流器与第二整流器分别用于改变金属锡板和金属铋板上的电流值。第一整流器和第二整流器与可编辑逻辑控制器相连，利用可编辑逻辑控制器根据电镀液中铋离子和锡离子的浓度控制对金属锡板及金属铋板的输入电流值，可以避免在同样的电流下，金属铋较金属锡更易被氧化溶解进入电镀液中进而在电镀阴极被还原，导致金属线材上镀层中锡铋含量不符合电镀要求的情况发生。

2.本实用新型提供的锡铋合金电镀装置，电镀槽中设有浓度传感器，其置于电镀液中，浓度传感器与可编程逻辑控制器相连，用于将测量的浓度数据传输给可编程逻辑控制器。实现了实时检测电镀液中铋离子和锡离子的浓度，并根据检测结果实时调整阳极电流。

3.本实用新型提供的锡铋合金电镀装置，电镀槽沿高度方向并列设置有多层，电镀槽两端设有导丝轮用于改变金属线材的方向。多层布置的电镀槽可以在有限空间内对金属线材实现多次电镀，确保电镀效果，同时也减小了设备的占用空间，使得生产线紧凑高效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中的锡铋合金电镀装置的结构示意图；

图2为实施例1中电镀槽内结构示意图。

附图标记说明：

1-金属线材；2-电镀槽；3-电镀预处理机构；4-电镀后处理机构；5-放线装置；6-收线装置；7-导丝轮；21-第一整流器；22-第二整流器；23-金属锡板；24-金属铋板；25-可编程逻辑控制器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种锡铋合金电镀装置，其结构如图1所示，用作对金属线材1表面进行锡铋合金的电镀处理，包括电镀槽2、放线装置5、收线装置6、电镀预处理机构3以及电镀后处理机构4。电镀池设有电镀液，用于对处于电镀液中的待镀对象进行电镀。电镀池内设有金属锡板23和金属铋板24作为阳极，金属锡板23和金属铋板24连接分别连接于第一整流器21和第二整流器22的正极，第一整流器21与第二整流器22分别用于改变金属锡板23和金属铋板24上的电流值。第一整流器21和第二整流器22与可编辑逻辑控制器相连，利用可编辑逻辑控制器根据电镀液中铋离子和锡离子的浓度控制对金属锡板23及金属铋板24的输入电流值，可以避免在同样的电流下，金属铋较金属锡更易被氧化溶解进入电镀液中进而在电镀阴极被还原，导致金属线材1上镀层中锡铋含量不符合电镀要求的情况发生。

本实施例中的电镀槽2中还设有浓度传感器，其置于电镀液中，用于对电镀液中的铋离子和锡离子的浓度进行检测。浓度传感器与可编程逻辑控制器25相连，用于将测量的浓度数据传输给可编程逻辑控制器25，实现了实时检测电镀液中铋离子和锡离子的浓度，并根据检测结果实时调整阳极电流。

本实施例中，可编程逻辑控制器25与外置交流电连接，所述可编程控制器与所述金属锡板23以及所述可编程控制器及金属铋板24之间分别设置有第一整流器21和第二整流器22，用于将交流电转化成对应的直流电。可编程逻辑控制器25与所述第一整流器21、所述第二整流器22之间通过RS485通讯协议完成数据的发送与接收，当然，也可以采用其他工业通讯协议，如：modbus-RTU或modbus–TCP协议。

具体的，本实施例中控制电镀锡铋合金的过程如下：

设定好可编程逻辑控制器25中ISn、P1、P2及P4参数的值，测定电镀液中铋离子的当前浓度并在可编程逻辑控制器25中设定P3参数的值，可编程逻辑控制器25根据IBi与ISn的函数关系式计算IBi值；

由可编程逻辑控制器25根据IBi值输出相应的电流信号；

可编程逻辑控制器25控制第一整流器21及第二整流器22分别提供给金属锡板23电流ISn及金属铋板24电流IBi。

其中：IBi与ISn的函数关系式为：

IBi＝ISn×P1×P2/P3×P4

式中：IBi表示金属铋板24上的输入电流值；ISn表示金属锡板23的输入电流值；

P1表示铋板上输入电流值与锡板上输入电流值的比值，由可编程逻辑控制器25预先设定；

P2表示电镀液中铋离子的标准浓度，由可编程逻辑控制器25预先设定；

P3表示电镀液中铋离子的当前浓度；

P4表示人工修正参数，一般设置为1。

在本实施例1中，由浓度传感器测量电镀液中铋离子的当前浓度，并将测量的浓度数据直接传输给可编程逻辑控制器25，可编程逻辑控制器25根据该数据及IBi与ISn的函数关系式计算得到IBi值，并根据IBi值实时控制调整由第二整流器22提供给金属铋板24上的输入电流值。

本实施例中的金属锡板23与金属铋板24分设于不同的电镀槽2内，可以金属锡板23和金属铋板24分别施加不同的电流，避免了设在同一电镀槽2内电流相互影响的情况发生。

本实施例中金属锡板23与金属铋板24均均通过导电钛板安装在电镀池内，导电钛板与电镀槽2固定连接。电镀槽2上设有阳极接线端子，阳极接线端子与导电钛板相连接，利用导电钛板与接线端子连接可以保证稳定的电连接。

本实施例中的金属线材1与阴极连接，具体的，本实施例中的金属线材1为钢盘条，并在金属线材1的两端设有放线装置5和收线装置6，放线装置5和导丝轮7驱动金属线材1在电镀槽2中移动。并且在收线装置6上还设有动力控制装置，根据金属线材1中的张力大小调整金属线材1的运行速度，防止金属线材1断裂。

如图1所示，本实施例中的电镀槽2沿高度方向并列设置有多层，电镀槽2两端设有导丝轮7用于改变金属线材1的方向，或者带有驱动装置的导丝轮7能够驱动金属线材1的运动。多层布置的电镀槽2可以在有限空间内对金属线材1实现多次电镀，确保电镀效果，同时也减小了设备的占用空间，使得生产线紧凑高效。

如图1所示，本实施例中的锡铋合金电镀装置还包括电镀预处理机构3，其设置于电镀槽2与放线装置5之间，其包括除油装置、超声波水洗装置以及去氧化层装置，金属线材1进入电镀槽2之前从电镀预处理机构3中通过，将金属线材1表面的油和氧化层去除，保持待镀的金属线材1表面洁净，确保锡铋合金的电镀效果。

如图1所示，本实施例中电镀槽2与收线装置6之间还设有电镀后处理机构4，对已镀的金属线材1的表面进行处理。具体包括电镀液回收装置、超声波水洗、电镀液中和装置、模具抛光装置、表面保护装置、表面干燥装置和表面检测装置，用于将已镀金属线材1表面的残余电镀液清理干净，并对电镀层进行保护和检测，使得成品质量完好。

作为可替换的实施方式，本实施例中也可不设有放线装置5，而直接利用收线装置6为金属线材1的运动提供动力。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。