CN102791084A

CN102791084A - 一种印制电路板通孔镀铜装置

Info

Publication number: CN102791084A
Application number: CN2012103038054A
Authority: CN
Inventors: 周国云; 何为; 王守绪; 周珺成; 陶志华; 张怀武; 肖强
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2012-11-21

Abstract

一种印制电路板通孔镀铜装置，属于印制电路板制造领域。包括电源、槽体、阳极磷铜板、隔离板、抽水泵；需要通孔镀铜的印制电路板夹持于隔离板上，二者相互配合将槽体隔离成两个电镀子槽；抽水泵将一个电镀子槽的镀铜液抽至另一个电镀子槽，使两个电镀子槽的镀液面形成一个设定的高度差，并在镀铜过程中维持设定的高度差。本发明基于强制对流电镀铜原理，利用印制电路板两侧镀液面高度差形成的压力差实现镀液在印制电路板通孔内快速交换，并通过抽水泵维持印制电路板两侧的压力差。通过调整通孔两侧镀液压力差，可使镀液流经不同直径的通孔，从而实现通孔、特别是高厚径比微小通孔电镀过程中孔内溶液快速交换，提高印制电路板通孔电镀铜的深度能力。

Description

一种印制电路板通孔镀铜装置

技术领域

本发明属于印制电路板制造领域，涉及到印制电路板通孔金属化加工方法及设备，尤其是通孔镀铜装置。

背景技术

通孔电镀铜是印制电路板制造流程中通孔金属化必不可少的工序，其主要作用是实现印制电路板上下层之间的电气连接。电镀需要使用电镀槽，电镀槽的设计对通孔电镀的质量有直接的影响。根据电镀铜的方法不同，现在使用的通孔镀铜装置主要有传统打气摇摆式电镀槽、脉冲电镀槽、负压电镀槽等三类。

传统打气摇摆式电镀槽的结构及工作原理是：使用机械方法左右摇摆阴极电路板，电镀液中打气加速镀液交换速率，阳极采用磷铜球或磷铜板，阴阳极之间加以直流电源。对于大直径，低厚径比的通孔，打气摇摆式电镀槽是一类廉价、操作性较好的装置，在印制电路板通孔电镀中广泛应用，但是对于高厚径比的通孔，摇摆式电镀槽很难满足电镀要求，特别是微小孔。脉冲电镀槽是对传统打气摇摆式电镀槽的进行了改进，阳极采用的钛网，不使用磷铜，电镀过程中需不断地添加消耗的硫酸铜。阴阳极之间加以脉冲直流电源，可以很好地提高印制板孔壁与板面的镀铜厚度比，即深度能力。脉冲电镀槽可操作性强，电镀效果好，但该设备投入大，镀液维护难度高。另外，对于微小通孔镀铜，该电镀槽难以实现通孔内镀液交换，无法达到电镀要求。

针对强制对流电镀的方法，刘德波等发明了PCB板通孔负压电镀槽。该电镀槽可通过喷射形成压力从而提高镀液在通孔内的交换速率，具体结构及工作原理是：在阴极下方一侧安装一排喷流方向平行于印制电路板面的喷嘴，印制电路板异侧的喷嘴交错排列，阳极采用磷铜，采用直流电源电镀。由于印制电路板的同一个孔的两侧电镀液流速不同而形成负压，从而提升电镀液在孔中的交换速度和效果，但该电镀槽在通孔两侧形成的负压较小，镀液在孔内交换速度缓慢，对于微小孔，甚至无法交换。同时，喷射提高了印制板板面镀液交换速率，从而增加了板面铜厚，难以提高通孔的深度能力。（参考文献:[1]刘德波,孔令文.PCB板负压电镀方法.中国发明专利.CN200610061541.0）

发明内容

本发明提供一种印制电路板通孔镀铜装置，该装置基于强制对流电镀铜原理，利用印制电路板将电镀槽隔离成高、低液面两个电镀子槽，在印制电路板两侧形成高低位镀液液面，利用印制电路板两侧镀液面高度差形成的压力差实现镀液在孔内快速交换，并通过抽水泵维持印制电路板两侧的压力差。通过调整通孔两侧镀液压力差，可使镀液流经不同直径的通孔，从而实现通孔，特别是微小通孔电镀过程中孔内溶液快速交换，提高印制电路板通孔电镀铜的深度能力。

本发明技术方案如下：

一种印制电路板通孔镀铜装置，如图1所示，包括电源1、槽体2、阳极磷铜板3、隔离板6、抽水泵7；所述隔离板6上固定有印制电路板夹持装置；所述印制电路板通孔镀铜装置使用时：槽体2内盛镀铜液；需要通孔金属化镀铜的印制电路板8夹持于隔离板6上，二者相互配合将槽体2隔离成两个电镀子槽4和5；两块阳极磷铜板3分别置于两个电镀子槽4和5的镀铜液中；电源1阳极与阳极磷铜板3电连接，电源1阴极与需要通孔金属化镀铜的印制电路板8电连接；抽水泵7将一个电镀子槽的镀铜液抽至另一个电镀子槽，使两个电镀子槽的镀液面形成一个设定的高度差，并在印制电路板通孔镀铜过程中维持设定的高度差。

所述印制电路板通孔镀铜装置还可配置液面高度差测量装置（各种刻度尺或液面高度计）。所述印制电路板通孔镀铜装置还具有控制装置，所述控制装置能够根据两个电镀子槽的镀液面高度差的测量结果调节抽水量大小，以维持两个电镀子槽的镀液面高度差在设定值的误差范围内。

所述印制电路板通孔镀铜装置中，包括槽体、隔离板和水泵，以及液面高度差测量装置均需采用耐酸、耐硫酸铜腐蚀的材料制作。

本发明工作原理及有益效果可描述如下：

本发明基于强制对流电镀铜原理，利用印制电路板将电镀槽隔离成高、低液面两个电镀子槽，在印制电路板两侧形成高低位镀液液面，利用印制电路板两侧镀液面高度差形成的压力差实现镀液在印制电路板通孔9内快速交换，并通过抽水泵维持印制电路板两侧的压力差。高位槽的电镀液通过通孔不断地流向低位槽，使用水泵将低位槽电镀液抽到高位电镀液槽中，保证电镀过程中通孔两侧压力恒定。通过调整通孔两侧镀液压力差，可使镀液流经不同直径的通孔，从而实现通孔、特别是高厚径比微小通孔电镀过程中孔内溶液快速交换，提高印制电路板通孔电镀铜的深度能力。

附图说明

图1为本发明的通孔镀铜的电镀槽示意图。

图中：1表示电源；2表示槽体；3表示阳极磷铜板；4表示高镀液面子槽；5表示低镀液面子槽；6表示隔离板；7表示抽水泵；8表示需要通孔金属化镀铜的印制电路板；9表示需要通孔金属化镀铜的印制电路板上的通孔。

具体实施方式

使用ABS树脂制作电镀槽槽体，槽体中间制作两条凹槽。槽体尺寸为20cm×15cm×40cm，凹槽尺寸与隔离板尺寸匹配，为0.8cm宽，0.8cm深。分别在凹槽两侧贴上标尺，由于ABS是透明的，可以很容易读出液面高度。

隔离板使用ABS树脂，使用两块夹板。第一夹板厚度为0.5cm，第二夹板厚度为0.8cm，第一夹板尺寸为12cm×16cm，第二夹板为15cm×45cm。两块夹板在相同的区域预留印制电路板电镀窗口，夹板使用PVC塑料螺丝将印制电路板夹置在预留窗口。印制电路板预留窗口大小为8cm×8cm。

安装小型水泵将低位槽镀液抽到高位槽中。根据电镀过程中镀液的液面变化调整水泵的抽水量。

槽体阳极安装4cm×30cm的磷铜板，高位镀液槽和低位槽各使用两块磷铜板。

Claims

1.一种印制电路板通孔镀铜装置，包括电源（1）、槽体（2）、阳极磷铜板（3）、隔离板（6）、抽水泵（7）；所述隔离板（6）上固定有印制电路板夹持装置；所述印制电路板通孔镀铜装置使用时：槽体（2）内盛镀铜液；需要通孔金属化镀铜的印制电路板（8）夹持于隔离板（6）上，二者相互配合将槽体（2）隔离成两个电镀子槽（4和5）；两块阳极磷铜板（3）分别置于两个电镀子槽（4和5）的镀铜液中；电源（1）阳极与阳极磷铜板（3）电连接，电源（1）阴极与需要通孔金属化镀铜的印制电路板（8）电连接；抽水泵（7）将一个电镀子槽的镀铜液抽至另一个电镀子槽，使两个电镀子槽的镀液面形成一个设定的高度差，并在印制电路板通孔镀铜过程中维持设定的高度差。

2.根据权利要求1所述的印制电路板通孔镀铜装置，其特征在于，所述印制电路板通孔镀铜装置还具有液面高度差测量装置。

3.根据权利要求2所述的印制电路板通孔镀铜装置，其特征在于，所述液面高度差测量装置包括各种刻度尺或液面高度计。

4.根据权利要求1所述的印制电路板通孔镀铜装置，其特征在于，所述印制电路板通孔镀铜装置还具有控制装置，所述控制装置能够根据两个电镀子槽的镀液面高度差的测量结果调节抽水量大小，以维持两个电镀子槽的镀液面高度差在设定值的误差范围内。