CN107723766A - 用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置及其镀铜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置及其镀铜方法,电解镀铜装装置包括一电镀模块,其包括一U型槽,设置于电镀模块内,且具有一入料口及一出料口;多个滚筒,设置于U型槽中,移动一软性电路板;多个非可溶性阳极,设置于U型槽的内壁上;多个喷嘴数组,设置于多个非可溶性阳极上;以及一铜离子传感器,设置于U型槽中,且产生一感测值;一入料洁净槽,设置于U型槽的入料口,且沿水平方向移动软性电路板至入料口内;以及一出料洁净槽,设置于U型槽的出料口,且由出料口沿水平方向移出软性电路板。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解镀铜装置及其镀铜方法,尤指一种用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置及其镀铜方法。
背景技术
19世纪中期,世界各国经济与工业呈高速发展,于机械、汽车、造船、飞机等工业的制造发展过程中,对于产品表面的各种改善机械强度、装饰或其他特殊性能处理的需求逐渐浮现台面,于是,英国人与俄罗斯人分别独立地设计出金属电镀方法,且随着电化学(electrochemistry)理论的成熟,电镀原理与方法逐渐被世人理解并推广至全世界。十九世纪末期,人们发现硝酸银溶液与氢氧化钠、氨水及醛基物质反应之后,可于玻璃容器内壁上形成一层薄薄的金属银,而构成一镜面,即银镜效应(silver mirror reaction),引发人们开始探讨于非金属材质上进行金属镀膜的方法与技术。
至二十世纪初期,石化与塑料工业的发展带动各式塑料产品的诞生,人们对于在塑料材料上进行金属镀亦膜发展出业界标准。例如电子产品应用领域经常使用的软扁平电缆以及显示器上的可挠式光电板,其上的金属指状电极通常是以化学电解电镀铜质等导电良好的金属的方式完成,最传统的可挠式光电板的电镀方式是采用垂直式电镀法,成本低且速度快,然而随着所需的光电板尺寸越来越大,使用垂直式电镀法会受到地球的地心引力的影响,而使得光电板上所镀上的电极厚度均匀性不佳,后来人们发展出水平式的电镀法,其以水平方式输送故不受地心引力的影响。
然而,由于大尺寸具有表面张力不均匀等其他问题,因此维护水平式电镀法的电镀设备需要较高的成本,此外,水平式电镀法难以确保光电板相对两面上的镀膜厚度皆相同,且对于需进行双面镀膜时,镀膜速度与质量将难以提升。
因此,提出一种用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置及其镀膜方法,其以全程卷对卷(roll-to-roll)的传送方式,提升软性电路板于双面电解镀铜制程的速度,且制程期间能够确保镀膜具有均匀的镀膜厚度以及良好的质量,实为目前各界亟欲解决的技术问题。
发明内容
鉴于前述的现有技术的缺点,本发明的主要目的是提供一种用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其能以全程卷对卷(roll-to-roll)的传送方式,提升软性电路板于双面电解镀铜制程的速度,且制程期间能够确保镀膜具有均匀的镀膜厚度,以达到快速生产且镀膜质量佳的目的。
为了达到前述目的及其他目的,本发明的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置包括:一电镀模块,包括:一U型槽,设置于所述电镀模块内,且具有一入料口及一出料口;多个滚筒,设置于所述U型槽中,且移动一软性电路板;多个非可溶性阳极,设置于所述U型槽的内壁上;多个喷嘴数组,设置于所述多个非可溶性阳极上;以及一铜离子传感器,设置于所述U型槽中,且产生一感测值;一入料洁净槽,设置于所述U型槽的入料口,且具有一第一阴极滚轮以及与所述第一阴极滚轮的滚动方向相反的一第二阴极滚轮,其中,所述第一阴极滚轮与所述第二阴极滚轮并列设置于所述入料洁净槽中,且沿水平方向移动所述软性电路板至所述入料口内,其中,所述第一阴极滚轮接触所述软性电路板的上表面,所述第二阴极滚轮接触所述软性电路板的下表面;以及一出料洁净槽,设置于所述U型槽的出料口,且具有一第三阴极滚轮以及与所述第三阴极滚轮的滚动方向相反的一第四阴极滚轮,其中,所述第三阴极滚轮与所述第四阴极滚轮并列设置于所述出料洁净槽中,且由所述出料口沿水平方向移出所述软性电路板,所述第三阴极滚轮接触所述软性电路板的上表面,所述第四阴极滚轮接触所述软性电路板的下表面。
较佳地,所述多个非可溶性阳极为一混合金属氧化物MMO,其由一钛金属芯表面涂覆铱氧化物而构成。
较佳地,本发明的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置还包括一逆渗透RO纯水装置,连接至所述入料洁净槽和/或所述出料洁净槽。
较佳地,本发明的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置还包括一铜离子产生器,连接至所述铜离子传感器,且依据所述感测值输入至少一铜离子至所述U型槽中。
较佳地,所述铜离子产生器包括一氧化铜分解装置、一碳酸铜分解装置和一硫酸铜分解装置中的一者或多者。
较佳地,所述软性电路板为聚酰亚胺PI和/或聚对苯二甲酸乙二酯PET所构成。
较佳地,本发明的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置还包括至少一伺服马达,设置于所述电镀模块的所述入料口和/或所述出料口,以移动所述软性电路板。
较佳地,所述U型槽中设置有硫酸铜溶液,所述入料洁净槽和/或所述出料洁净槽设置有去离子水。
较佳地,所述U型槽的底部设置有二帮浦。
在使用本发明的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置时,是通过所述入料洁净槽的所述第一阴极滚轮及所述第二阴极滚轮沿水平方向移动所述软性电路板,以洁净所述软性电路板的上表面及下表面;接着,将所述软性电路板由所述入料洁净槽移动至所述U型槽的所述入料口内,使所述软性电路板沿垂直方向向下移动,且通过设置于所述U型槽内的所述多个非可溶性阳极上的多个喷嘴数组对所述软性电路板进行镀铜步骤;所述软性电路板于进入所述U型槽之后,使所述软性电路板沿垂直方向向上移动,通过设置于所述U型槽内的所述多个非可溶性阳极上的所述多个喷嘴数组对所述软性电路板进行镀铜步骤,且将所述软性电路板由所述U型槽的所述出料口移动至所述出料洁净槽内;最后,通过所述出料洁净槽的所述第三阴极滚轮及所述第四阴极滚轮沿水平方向移动所述软性电路板,以洁净所述软性电路板的上表面及下表面。
由于本发明是采用结合水平式与垂直式的复合式(hybrid)制程设备,所述多个喷嘴数组与所述U型槽的设计可在兼顾制程速度的同时,让镀膜受地心引力的影响降到最低,而可兼顾镀膜厚度的均匀性,此外,阴极的电极性是以入、出料洁净槽的多个阴极滚轮进行接配,可简化并缩小电镀装置的体积;因此,本发明可达到快速生产且镀膜质量佳的目的。
鉴于前述的现有技术的缺点,本发明的另一目的是提供一种用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜方法,其能以全程卷对卷(roll-to-roll)的传送方式,提升软性电路板于双面电解镀铜制程的速度,且制程期间能够确保镀膜具有均匀的镀膜厚度,以达到低成本、快速且环保的目的。
为了达到前述目的及其他目的,本发明的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜方法包括下列步骤:一入料洁净步骤,通过一入料洁净槽的一第一阴极滚轮及一第二阴极滚轮沿水平方向移动一软性电路板,以洁净所述软性电路板的上表面及下表面;一向下电镀步骤,将所述软性电路板由所述入料洁净槽移动至一U型槽的一入料口内,使所述软性电路板沿垂直方向向下移动,且通过设置于所述U型槽内的多个非可溶性阳极上的多个喷嘴数组对所述软性电路板进行镀铜步骤;一向上电镀步骤,使所述软性电路板沿垂直方向向上移动,通过设置于所述U型槽内的所述多个非可溶性阳极上的所述多个喷嘴数组对所述软性电路板进行镀铜步骤,且将所述软性电路板由所述U型槽的一出料口移动至一出料洁净槽内;以及一出料洁净步骤,通过所述出料洁净槽的一第三阴极滚轮及一第四阴极滚轮沿水平方向移动所述软性电路板,以洁净所述软性电路板的上表面及下表面。
附图说明
图1是依据本发明用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置的一实施例,显示所述卷对卷双面电解镀铜装置的一电镀模块的结构示意图;
图2是依据本发明用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置的所述实施例,显示所述卷对卷双面电解镀铜装置的多组串接时的使用示意图;
图3是依据本发明用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置的所述实施例,显示所述卷对卷双面电解镀铜装置的俯视结构示意图;
图4是依据本发明用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置的所述实施例,显示得到卷对卷双面电解镀铜装置的外部电路连接示意图;
图5是依据本发明用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜方法的一实施例,显示所述卷对卷双面电解镀铜方法的流程步骤示意图。
附图标记说明:
10-电镀模块;11-U型槽;111-入料口;112-出料口;12-滚筒;120-软性电路板;13-非可溶性阳极;131-阳极网状过滤器;14-喷嘴数组;15-铜离子传感器;150-铜离子产生器;16-帮浦;20-入料洁净槽;21-第一阴极滚轮;22-第二阴极滚轮;30-出料洁净槽;31-第三阴极滚轮;32-第四阴极滚轮;40-伺服马达;50-逆渗透纯水装置。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。本发明也可通过其他不同的具体实例加以施行或应用,本发明说明书中的各项细节还可基于不同观点与应用在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
须知,本说明书所附图式绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技艺的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
以下依据本发明的一实施例,描述一用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置及其镀铜方法。
请参阅图1至图4所示,本发明的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置包括:一电镀模块10、一入料洁净槽20及一出料洁净槽30。
电镀模块10包括一U型槽11、多个滚筒12、多个非可溶性阳极13、多个喷嘴数组14及一铜离子传感器15。其中,U型槽11设置于电镀模块10内,且具有一入料口111及一出料口112,入料口111用以将欲镀物料输送至电镀模块10中,出料口112用以将已镀成品输出于电镀模块10外;依据本发明的实施例,U型槽11中设置有硫酸铜溶液。
多个滚筒12设置于U型槽11中,且移动一软性电路板120,依据本发明的实施例,软性电路板120为聚酰亚胺(polyimide,PI)和/或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,PET)所构成,软性电路板120受多个滚筒12的转动,而于U型槽中移动。
多个非可溶性阳极13设置于U型槽11的内壁上;依据本发明的实施例,各多个非可溶性阳极13为一混合金属氧化物(mixed metal oxide,MMO),其由一钛金属芯(titanium)表面涂覆10~12g/m2的铱氧化物(IrO2)而构成,在本发明的实施例中,各多个非可溶性阳极13还包括一阳极网状过滤器(anode mask filter)131,其可由至少一钛金属篮(titaniumbaskets)所构成,用以防止电镀时多个非可溶性阳极13的氧化物等微粒污染软性电路板120产生的氧化物等微粒污染软性电路板120。
多个喷嘴数组14设置于多个非可溶性阳极13上,使其与多个非可溶性阳极13有同样的电极性;依据本发明的实施例,多个喷嘴数组14由200个戟状喷嘴所构成,是在软性电路板120输入U型槽11与输出U型槽时呈垂直方向的期间,多个喷嘴数组14对软性电路板120进行双面含铜物质喷镀。
铜离子传感器15设置于U型槽11中,用以感测U型槽11中的铜离子浓度是否落于正常数值的范畴之内,且产生一感测值;依据本发明的实施例,还包括一铜离子产生器150,铜离子产生器150连接至铜离子传感器15,且依据铜离子传感器15的感测值输入至少一铜离子至U型槽11中,用以补充电镀时电镀液耗损的铜离子,使U型槽11中的铜离子浓度稳定,以维护连续镀膜期间的质量;其中,铜离子产生器150可包括一氧化铜分解装置、一碳酸铜分解装置和一硫酸铜分解装置中的一者或多者,在本发明的实施例中,铜离子产生器150为氧化铜(CuOx)分解装置。
依据本发明的实施例,U型槽11的底部设置有二帮浦16,二帮浦16分别设置于U型槽11底部的相对角落,用以防止电镀时多个非可溶性阳极13的氧化物等微粒污染软性电路板120。
依据本发明的实施例,入料洁净槽20设置于U型槽11的入料口111,且具有一第一阴极滚轮21以及与第一阴极滚轮21的滚动方向相反的一第二阴极滚轮22,其中,第一阴极滚轮21与第二阴极滚轮22并列设置于入料洁净槽20中,且沿水平方向移动软性电路板120至入料口111内,其中,第一阴极滚轮21接触软性电路板120的上表面,第二阴极滚轮22接触软性电路板120的下表面,用以洁净未镀铜的软性电路板120的上、下表面,且使软性电路板120带有与第一阴极滚轮21、第二阴极滚轮22相同的电极性。
依据本发明的实施例,出料洁净槽30设置于U型槽11的出料口112,且具有一第三阴极滚轮31以及与第三阴极滚轮31的滚动方向相反的一第四阴极滚轮42,其中,第三阴极滚轮31与第四阴极滚轮32并列设置于出料洁净槽30中,且由出料口112沿水平方向移出软性电路板120,其中,第三阴极滚轮31接触软性电路板120的上表面,第四阴极滚轮32接触软性电路板120的下表面,用以洁净已镀铜的软性电路板120的上、下表面,且使软性电路板120带有与第三阴极滚轮31、第四阴极滚轮32相同的电极性。
依据本发明的实施例,还包括至少一伺服马达40及一逆渗透(reverse osmosis,RO)纯水装置50,至少一伺服马达40设置于电镀模块10的入料口111和/或出料口112,且用以移动软性电路板120;逆渗透纯水装置50连接至入料洁净槽20和/或出料洁净槽30,在本发明的实施例中,入料洁净槽20和/或出料洁净槽30设置有去离子水,逆渗透纯水装置50用以持续对入料洁净槽20和/或出料洁净槽30供应去离子水,以维护洁净效能与镀膜质量。
请参阅图5所示,在使用本发明的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置时,还包括下列步骤:一入料洁净步骤S1,通过入料洁净槽的第一阴极滚轮及第二阴极滚轮沿水平方向移动软性电路板,以洁净软性电路板的上表面及下表面;一向下电镀步骤S2,将软性电路板由入料洁净槽移动至U型槽的入料口内,使软性电路板沿垂直方向向下移动,且通过设置于U型槽内的多个非可溶性阳极上的多个喷嘴数组对软性电路板进行镀铜步骤;一向上电镀步骤S3,使软性电路板沿垂直方向向上移动,通过设置于U型槽内的多个非可溶性阳极上的多个喷嘴数组对软性电路板进行镀铜步骤,且将软性电路板由U型槽的出料口移动至出料洁净槽内;以及一出料洁净步骤S4,通过出料洁净槽的第三阴极滚轮及第四阴极滚轮沿水平方向移动软性电路板,以洁净软性电路板的上表面及下表面。
在实际操作本发明时,可依需求连续串接多组设备以进行连续镀膜操作,请参阅图2所示。
由于本发明是采用结合水平式与垂直式的复合式(hybrid)制程设备,多个喷嘴数组14与U型槽11的设计可在兼顾制程速度的同时,让镀膜受地心引力的影响降到最低,而可兼顾镀膜厚度的均匀性,此外,阴极的电极性是以入料洁净槽20、出料洁净槽30的多个阴极滚轮进行接配,可简化并缩小电镀装置的体积;以及,U型槽11底部设置的二帮浦16及各多个非可溶性阳极13还包括一阳极网状过滤器131可防止电镀时多个非可溶性阳极13的氧化物等微粒污染软性电路板120产生的氧化物等微粒污染软性电路板120;因此,本发明可达到快速生产且镀膜质量佳的目的。
尽管已参考本申请的许多说明性实施例描述了实施方式,但应了解的是,本领域技术人员能够想到多种其他改变及实施例,这些改变及实施例将落入本公开原理的精神与范围内。尤其是,在本公开、图式以及所附申请专利范围的范围内,对主题结合设置的组成部分和/或设置可作出各种变化与修饰。除对组成部分和/或设置做出的变化与修饰之外,可替代的用途对本领域技术人员而言将是显而易见的。
Claims (10)
1.一种用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其特征在于,包括:
一电镀模块,包括:
一U型槽,设置于所述电镀模块内,且具有一入料口及一出料口;
多个滚筒,设置于所述U型槽中,且移动一软性电路板;
多个非可溶性阳极,设置于所述U型槽的内壁上;
多个喷嘴数组,设置于所述多个非可溶性阳极上;以及
一铜离子传感器,设置于所述U型槽中,且产生一感测值;
一入料洁净槽,设置于所述U型槽的入料口,且具有一第一阴极滚轮以及与所述第一阴极滚轮的滚动方向相反的一第二阴极滚轮,其中,所述第一阴极滚轮与所述第二阴极滚轮并列设置于所述入料洁净槽中,且沿水平方向移动所述软性电路板至所述入料口内,其中,所述第一阴极滚轮接触所述软性电路板的上表面,所述第二阴极滚轮接触所述软性电路板的下表面;以及
一出料洁净槽,设置于所述U型槽的出料口,且具有一第三阴极滚轮以及与所述第三阴极滚轮的滚动方向相反的一第四阴极滚轮,其中,所述第三阴极滚轮与所述第四阴极滚轮并列设置于所述出料洁净槽中,且由所述出料口沿水平方向移出所述软性电路板,所述第三阴极滚轮接触所述软性电路板的上表面,所述第四阴极滚轮接触所述软性电路板的下表面。
2.如权利要求1所述的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其特征在于,所述多个非可溶性阳极为一混合金属氧化物MMO,其由一钛金属芯表面涂覆铱氧化物而构成。
3.如权利要求1所述的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其特征在于,还包括一逆渗透RO纯水装置,连接至所述入料洁净槽和/或所述出料洁净槽。
4.如权利要求1所述的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其特征在于,还包括一铜离子产生器,连接至所述铜离子传感器,且依据所述感测值输入至少一铜离子至所述U型槽中。
5.如权利要求4所述的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其特征在于,所述铜离子产生器包括一氧化铜分解装置、一碳酸铜分解装置和一硫酸铜分解装置中的一者或多者。
6.如权利要求1所述的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其特征在于,所述软性电路板为聚酰亚胺PI和/或聚对苯二甲酸乙二酯PET所构成。
7.如权利要求1所述的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其特征在于,还包括至少一伺服马达,设置于所述电镀模块的所述入料口和/或所述出料口,以移动所述软性电路板。
8.如权利要求1所述的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其特征在于,所述U型槽中设置有硫酸铜溶液,所述入料洁净槽和/或所述出料洁净槽设置有去离子水。
9.如权利要求1所述的用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜装置,其特征在于,所述U型槽的底部设置有二帮浦。
10.一种用于软性电路板的卷对卷双面电解镀铜方法,其特征在于,包括下列步骤:
一入料洁净步骤,通过一入料洁净槽的一第一阴极滚轮及一第二阴极滚轮沿水平方向移动一软性电路板,以洁净所述软性电路板的上表面及下表面;
一向下电镀步骤,将所述软性电路板由所述入料洁净槽移动至一U型槽的一入料口内,使所述软性电路板沿垂直方向向下移动,且通过设置于所述U型槽内的多个非可溶性阳极上的多个喷嘴数组对所述软性电路板进行镀铜;
一向上电镀步骤,使所述软性电路板沿垂直方向向上移动,通过设置于所述U型槽内的所述多个非可溶性阳极上的所述多个喷嘴数组对所述软性电路板进行镀铜步骤,且将所述软性电路板由所述U型槽的一出料口移动至一出料洁净槽内;以及
一出料洁净步骤,通过所述出料洁净槽的一第三阴极滚轮及一第四阴极滚轮沿水平方向移动所述软性电路板,以洁净所述软性电路板的上表面及下表面。
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