一种电镀夹具和使用电镀夹具的电路板电镀方法与流程

本发明涉及印制电路板电镀领域，特别是一种电镀夹具和使用电镀夹具的电路板电镀方法。

背景技术：

电镀金层因具有良好的耐蚀性、可焊性，低表面接触电阻，以及高红外线辐射系数和反射系数，故非常适用于微波传输，是微波印制电路板表面镀覆广泛采用的方式之一。微波印制电路的电镀金通常直接在表面线路铜层上进行，中间没有镍阻挡层。这是因为镍具有室温铁磁性，会对微波传输带来不利影响，通常不被用于微波和毫米波电路。金、铜都属于面心立方的晶格结构体系，两者之间容易互相扩散。铜上直接镀金时，若金镀层较薄，则铜和金在存储、高温组装和长时间使用过程中会互扩散，导致金丝焊接性能降低。据ipc-2252-2002《射频/微波电路板设计指南》，通常要求镀金层厚度在3.8μm以上，以保证金丝焊接的长期可靠性。

微波印制电路片目前最广泛的应用方式为，采用导电胶将电路片背面和金属壳体粘接固定，电路片正面则采用金丝、金带焊接，以实现与其它电路、芯片的互联。正面金层需有一定厚度以满足金丝金带焊接的要求；背面金层通常则仅起到防氧化和接地良好的作用。

绝大多数微波印制电路产品，背面是需要保留大面积金属(铜箔)的。这些大面积金属(铜箔)的存在，造成了电镀过程不必要的贵金属(金)的消耗。为了尽量减少背面镀层对贵金属(金)的消耗，通常采用背面粘贴绝缘层，并进行两次电镀的方式实现。第一次电镀采用较短的时间，使电路片正面两面均镀上一层薄金，然后在电路片背面粘贴绝缘防护层，进行第二次电镀，使正面金层继续生长至需要的厚度。

此种操作方式在生产中存在以下的局限性：(1)正面金层经历了两次电镀，且中间存在断续和停顿，用于清洁、烘干、贴膜等环节，存在镀层不连续、附着力变差的隐患；(2)对于有金属化过孔的电路板，第二次电镀时由于背面绝缘防护膜的存在，使通孔变成了盲孔结构，溶液交换困难，从而孔内镀金的效果很差，而且盲孔内的清洗也变得更困难，容易存在镀液残留；(3)电镀金溶液温度高达60℃，长期电镀会造成绝缘膜溶解污染镀液，镀液寿命降低；(4)镀金溶液普遍采用剧毒的氰化亚金钾药水体系，孔内残留镀液、废弃绝缘膜处理环节，进一步增加了电镀过程的安全隐患。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种电镀夹具和使用电镀夹具的电路板电镀方法。

本发明采用的技术方案如下：一种电镀夹具，包括夹具把手、连接固件、导电支架和导电夹点，所述导电支架包括在竖直方向上分布的至少一排含两条相对的导电边条，所述相对的两条导电边条处于同一水平高度，在竖直方向上设置导电边条的连接固件将导电边条固定，并与上方的夹具把手固定连接，所述每条导电边条上至少设置一个导电夹点，导电边条上除和导电夹点接触之外的部分均包有绝缘外套。

进一步的，所述相对的两条导电边条之间的距离取值范围为3～60mm。

进一步的，相邻导电夹点的距离设置为：与待电镀电路片在水平方向的尺寸相同或略小。

进一步的，所述导电夹点装夹电路片的方式为螺纹固定或弹片固定。

进一步的，所述导电夹点适合装夹的电路片尺寸厚度范围0.05mm～5mm。

进一步的，所述连接固件包括导电支架延长连接件、紧固件，所述导电支架延长连接件下半段设置在竖直方向上与导电边条连接将不同排的导电边条固定，所述导电支架延长连接件上半段设置在导电支架和夹具把手之间用于固定连接，所述紧固件采用t型螺栓，设置在导电支架延长连接件上半段，将电镀夹具和阴极杆固定并实现电导通。

进一步的，电镀时，电镀液位在导电支架延长连接件上半段，电镀挂具在位于电镀液位以下的部分均设置有绝缘外套。

本发明还公开了一种使用电镀夹具的电路板电镀方法，包括以下过程：

步骤s1，用相对的导电边条将至少两张测试电路片相对夹持，所述测试电路片的背面相对，所述测试电路片的正面朝向夹具外侧；

步骤s2，将夹持好的测试电路片进行电镀，并计算镀层厚度相对生长系数其中，分别为电路片背面、正面金层的平均厚度；

步骤s3，根据相对生长系数，计算归一化电镀总面积和归一化总电流；

步骤s4，按照步骤s1的夹持方式，步骤s3的归一化总电流，进行正式产品的电镀。

进一步的，如果需电路的电路片产品背面和正面的镀层面积比变化范围较大，在步骤s3之前，重复步骤s1和步骤s2，确定镀层厚度相对生长系数与面积比的趋势关系图；再根据正式产品的镀层面积比，确定镀层厚度相对生长系数；再进行步骤s3和步骤s4。

进一步的，所述步骤s3中，归一化电镀总面积s归一＝s正+t×s背，归一化总电流i归一＝d×s归一，其中s正、s背分别为电路片正面、背面镀层的面积；d为电流密度。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明采用双排装挂的电镀夹具，在结构上实现电路片互相遮蔽，电镀过程中减少电路片背面电力线的分布。本发明同时提供了利用该电镀夹具进行电镀的计算和装夹方法：根据镀层厚度相对生长系数t，计算归一化电镀总面积s归一、归一化总电流i归一，按照电路片正面向外的方式进行装夹。待镀电路片全程仅需经历一次电镀，即可达到正面厚(金)、背面薄(金)的效果，有效降低背面电镀贵金属(金)的不必要消耗。同时避免了现有二次电镀技术存在的镀层不连续、不适用金属化过孔产品、镀液受污染、废弃剧毒物质处理等系列不足问题。

附图说明

图1本发明一种电镀夹具的结构示意图。

图2为图1的电镀夹具进行电镀时的示意图。

图3是本发明实施例涉及多种类产品电镀时，确定的镀层厚度相对生长系数与面积比的趋势关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，一种电镀夹具，包括夹具把手4-1、连接固件4-3、导电支架1和导电夹点2，所述导电支架包括在竖直方向上分布的至少一排含两条相对的导电边条1-1(图1的实施例展示了上中下三排)，每排相对的两条导电边条处于同一水平高度(里面的一条导电边条在图中不能看出)，这里总共有6个导电边条，在竖直方向上设置导电边条的连接固件4-3将导电边条固定，并与上方的夹具把手4-1固定连接，所述每条导电边条上至少设置一个导电夹点2(图1中实施例设置了3个)，导电夹点2与导电边条电导通，用于夹持待镀电路片，导电边条1-1上除和导电夹点2接触之外的部分均包有绝缘外套。

优选地，所述相对的两条导电边条之间的距离取值范围为3～60mm。

优选地，同一导电边条上的导电夹点数量大于1个时，相邻导电夹点的距离设置为：与待电镀电路片在水平方向的尺寸相同或略小，即应使待镀电路片在水平方向紧邻或稍有重叠。当有重叠时，不应覆盖电路片上的图形。这样设置导电夹点的距离，电镀过程可以更好阻挡电力线通过电路片之间的间隙到达背面，从而抑制电路片背面镀层厚度的增长。

优选地，所述导电夹点装夹电路片的方式为螺纹固定或弹片固定。

优选地，所述导电夹点适合装夹的电路片尺寸厚度范围0.05mm～5mm。

优选地，所述连接固件包括导电支架延长连接件4-3、紧固件4-2，所述导电支架延长连接件下半段设置在竖直方向上与导电边条连接将不同排的导电边条1-1固定，所述导电支架延长连接件上半段设置在导电支架1和夹具把手之间用于固定连接，所述紧固件4-2采用t型螺栓，设置在导电支架延长连接件上半段，将电镀夹具和阴极杆7固定并实现电导通。

如图1和如图2的实施例中，虚线为电镀液位3，电镀时，电镀液位3在导电支架延长连接件上半段，电镀挂具在电镀液位3以下的部分均设置有绝缘外套，避免电镀时被镀上冗余的镀层。图2中5为电镀槽体，6为待电镀的电路片。6-1为电路片的正面，6-2为电路片的背面。

本发明还公开了一种使用电镀夹具的电路板的电镀方法，这里使用的电镀夹具可以是本发明中的电镀夹具，或者不限于本发明的电路夹具，但是电路夹具需要具有相对的导电边条将两张电路片相对夹持，包括以下过程：

步骤s1，用相对的导电边条将至少两张测试电路片相对夹持，所述两张测试电路片的背面相对，所述测试电路片的正面朝向夹具外侧；

所述电路片的正面，指的是后期需要金丝金带焊接，需要较厚镀层的图形面。如图2的实施例中，每个导电夹点装夹1个电路片6，共装夹了18张电路片；装夹时，电路片的正面6-1朝向夹具的外侧，使两排电路片的背面6-2相对。

其次，准备测试用待镀电路片，其正面、背面的电路图形同正式产品类似。

步骤s2，电镀夹具固定在导电阴极杆7上，将夹持好的测试电路片进行电镀，并计算镀层厚度相对生长系数其中，分别为电路片背面、正面金层的平均厚度；

测试时，电镀所需电流计算方法：按照测试电路片电镀总面积(s总＝s正+s背)、所需的电流密度d，计算电镀所需总电流(i总＝d×s总)。

步骤s3，根据相对生长系数，计算归一化电镀总面积和归一化总电流；

归一化电镀总面积s归一＝s正+t×s背，归一化总电流i归一＝d×s归一，其中s正、s背分别为电路片正面、背面镀层的面积；d为电流密度。

步骤s4，按照步骤s1的夹持方式，步骤s3的归一化总电流，进行正式产品的电镀。

优选地，涉及多种类产品时的电镀方法调整：

镀层厚度相对生长系数t与待镀电路片图形面积比(s比＝s背/s正)、以及电镀金夹具的相对间距l大小密切相关。相对间距l一定时，s比越大，镀层厚度相对生长系数t越小；图形面积比一定时，l越大，镀层厚度相对生长系数t也越大。

当涉及的电路片产品种类较多，图形面积比值范围变化较大时，需进行多轮步骤s1和步骤s2的测试和计算，确定镀层厚度相对生长系数与面积比的趋势关系图。在正式产品电镀时，根据待镀产品的图形面积比值和趋势关系图，确定不同的镀层厚度相对生长系数。然后再按照步骤s3计算归一化电镀总面积，归一化总电流；按照步骤s4来进行电镀。当夹具相对距离l改变时，镀层厚度相对生长系数与面积比的趋势关系图也要做相应的测试和调整。

附图3实施例中，给出了某一夹具相对距离l固定的条件下，经过对多种类产品进行多轮测试和计算，得出的镀层厚度相对生长系数与面积比的趋势关系图实例。在正式产品电镀时，根据待镀产品的图形面积比s比，在趋势关系图中确定其对应的镀层厚度相对生长系数。然后再按照步骤s3计算归一化电镀总面积，归一化总电流；按照步骤s4来进行电镀。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，如相对距离l范围的改变、镀种类型的改变、夹点数量和装夹方式的改变等，都应该属于本发明权利要求保护的范围。