CN1148471C - 电镀机 - Google Patents

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Abstract

一种电镀机，包括电极定位装置、电解液传送装置、滚轮覆盖装置、在流过其中的电解液中溶解氧化铜粉末的装置以及可改变两滚轮之间的距离的装置。电极定位装置包括第一开口端和由两组连接件连接的第二端。电解液传送装置包括与电解液源连接的管和把电解液喷射到电极上的喷嘴。在电解液中溶解氧化铜粉末的装置包括上部室和下部室。可改变两滚轮之间距离的装置包括可装在该电镀机的壁上的主件和可相对该主件移动的副件。

Description

电镀机
技术领域
本发明涉及电镀机，特别涉及电镀印刷电路板(PCB)之类基片的机器。
背景技术
在现有电镀机中，待电镀的基片、例如印刷电路板的位置通常垂直，即其两主要表面面向两侧。基片的顶边或底边被夹住，然后向下放入一槽中进行处理，处理后从槽中向上取出。由于整个电镀过程包括若干步骤，比方说包括漂洗、电镀、清洗等等，因此必需把基片从一槽传送到下一槽。因此提出了“水平电镀机”，即基片位置水平，其正反两主要平面分别朝上和朝下。基片沿一水平路径相对电镀机从一槽到下一槽进行整个电镀过程。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种新电镀机，或至少提供一种有用的备选电镀机。其他各种目的可从下述说明中清楚看出。
按照本发明的第一方面，提供一种电极定位装置，该电极电镀至少一相对所述装置移动的基片，该装置包括第一端和第二端，所述第一端比所述第二端更靠近所述基片相对所述装置的移动路径；所述第一端包括一位于所述基片相对所述装置的移动路径的上游的第一边，其特征在于，所述第一边向所述第二端弯曲。
优选的是，所述装置包括使所述电极定位在靠近所述第一端的位置上的接合装置。
优选的是，所述接合装置至少包括两接合件，其中的至少一个接合件位于所述装置的两个相对壁的每一个上。
优选的是，所述两接合件与所述装置的所述第一端等距。
优选的是，所述接合装置至少包括四个接合件，其中的至少两个分别位于所述装置的两个相对壁的每一个上，从而所述电极可位于与所述装置的所述第一端不同距离的位置上。
优选的是，所述接合件彼此平行。
优选的是，至少一个所述接合件为一槽口。
优选的是，至少一个所述接合件为一台阶部。
优选的是，所述第二端包括一与一液体传送装置连接的间隙。
优选的是，所述装置用高绝缘性能的聚丙烯制成。
按照本发明的第二方面，提供一种电极定位装置，该电极电镀至少一相对所述装置移动的基片，该装置包括可更靠近所述基片相对所述装置的移动路径的一端，所述端包括位于所述基片相对所述装置的移动路径的上游的第一边和位于所述基片相对所述装置的移动路径的下游的第二边，其特征在于，所述装置包括连接所述第一与第二边的至少一第一部件和至少一第二部件，所述两连接件彼此不平行。
按照本发明的第三方面，提供一种电极定位装置，该电极电镀至少一相对所述装置移动的基片，该装置包括可更靠近所述基片相对所述装置的移动路径的一端，所述端包括位于所述基片相对所述装置的移动路径的上游的第一边和位于所述基片相对所述装置的移动路径的下游的第二边，其特征在于，所述装置包括至少第一组多个电绝缘的部件，这些部件连接基本上互相平行的所述第一边和第二边，所有与所述第一和第二边垂直和连接所述第一和第二边的直线的长度如不算与一个或多个所述连接部件重叠的部分基本上都相同。
按照本发明的第四方面，提供一种电镀机，该电镀机包括按本发明的一个或多个上述方面所述的一个或多个装置。
附图说明
下面结合附图说明本发明一实施例，附图中：
图1为本发明电镀机的侧视图；
图2A为本发明电极定位装置的仰视图；
图2B为图2A所示装置的端视图；
图2C为图2A所示装置的仰视立体图；
图3A为本发明液体传送装置的局部侧视剖面图；
图3B为图3A所示装置的端视剖面图；
图3C为图3A所示装置的俯视图；
图3D为图3A所示液体传送装置的一喷嘴的端视图；
图3E为图3D所示液体传送装置该喷嘴的仰视立体图；
图4A为示出图2A所示电极定位装置与图3A所示液体传送装置的连接的局部立体图；
图4B为图4A所示电极定位装置与液体传送装置的连接的端视剖面图；
图5A为本发明一覆盖一圆柱形物体的装置的局部立体图；
图5B为图5A所示布置的分解图；
图5C为图5A所示覆盖装置的另一种布置的端视剖面图；
图6A为本发明混合装置的剖面图；
图6B为图6A所示装置的立体图；
图6C为用于图6A所示装置的一多孔桶的俯视图；
图6D为图6C所示多孔桶的侧视图；
图6E为进行混合操作时图6A所示装置顶部的剖面图；
图6F示出图6C所示多孔桶的上部的工作情况；
图6G示出图6C所示多孔桶的下部的工作情况；
图7A为可改变两滚轮之间距离的装置的正视图；
图7B为图7A所示装置的侧视图；
图7C为图7A所示装置装在另一物体的一壁中的分解图；以及
图7D示出图7A所示装置与两滚轮一起使用。
具体实施方式
图1为本发明电镀机10的一部分的侧视剖面图。应该看到，图1只简示出本发明电镀机10的布置。因此，为简明起见，某些组件未示出。电镀机10在虚线I-I的右边部分为一内盛液体、例如电解液的槽12，电镀机10在虚线I-I的左边部分为槽12的外部。
一印刷电路板14(在电镀过程中用作阴极)水平放置而可在箭头A所示方向上相对电镀机10移动。电镀机10包括：若干液体传送装置16，其中有几个与电极定位装置18连接；若干上部滚轮20A和下部滚轮20B，其中的一上部滚轮20A和一下部滚轮20B用一对覆盖装置22覆盖；以及若干可改变各对滚轮20A与20B之间的距离的装置24。
图2A-2C示出本发明电极定位装置18，一电极、例如阳极可如下所述安装其上。电极定位装置18的横截面呈梯形，包括两侧壁30和一底面，该底面上有若干连接两侧壁30的宽度相同的肋条32。两侧壁30与肋条32用电绝缘材料、例如高绝缘性能的聚丙烯制成一体。
图2B所示印刷电路板14以箭头B所示方向向电极定位装置18移动。由于印刷电路板14很薄，槽12中的液体的流速很高，因此印刷电路板14的前边34会激烈振动而被电极定位装置18卡住。电极定位装置18的底面的上游端36和下游端38因此都向电极定位装置18的另一开口边40弯曲。这种布置大大减少了印刷电路板14的前边34被电极定位装置18卡住的可能性。
两侧壁30上有相对的两台阶部42A和两相对的槽口42B。所有这些台阶部42A和槽口42B都互相平行，每一个台阶部和槽口如下所述供一阳极板的一侧边插入。这种布置可使该阳极板嵌入在电极定位装置18中，并可位于与其底面不同距离处。电极定位装置18的开口边40可如下所述与一液体传送装置连接。
从图2A可清楚看出，肋条32分成两组，同一组中的所有肋条互相平行，彼此之间的间距相同。还可看到，分列在一连接电极定位装置18底面的平行两边44与46、与该两边垂直的中心轴线II-II两边的这两组肋条32与该中心轴线的夹角相等。
该电极定位装置18布置成：在印刷电路板14以箭头C所示方向向电极定位装置18移动时边44首先碰到印刷电路板14的前边34。从图2A清楚可见，这两组肋条32从电极定位装置18的上游边44到下游边46以相反方向斜向离开轴线II-II。如前所述，印刷电路板14的前边34会激烈振动而被电极定位装置18卡住。本布置即使在印刷电路板14的前边34如此振动时也能确保两前角48不被肋条32卡住，从而不被电极定位装置18卡住。
与肋条32的这一布置有关的另一特征是，连接边44与46、与这两边垂直的所有直线被肋条32挡住的长度都相等。这就是说，这些直线不被肋条32挡住的长度都相等。这一结果是靠肋条32彼此相间距的方式而得。以肋条32A和32B为例，可以看到，连接肋条32A与边46连接处的中点与肋条32B与边44连接处的中点的直线III-III与两边44和46都垂直。所有其他各对肋条32的情况也都如此。这种布置的目的是，只要印刷电路板14在电极定位装置18上方或下方通过的速度大致不变，则不管印刷电路板14的实际速度如何，印刷电路板14表面上的每一点在电镀过程中经过装在电极定位装置18中的阳极板的时间都相同。这就确保印刷电路板14的电镀处处均匀。
图3A-3E为图1所示液体传送装置16的各视图。液体传送装置16包括两个主要部件，即一细长形管50和一横截面一般呈Y形的细长形喷嘴52，它们可拆开或固定地连接在一起。管50有一圆形外壁54，其上有若干通向一形成在喷嘴52的两半部60之间的空腔58的孔56(图3A中只示出两个这样的孔)。如图3C所示，这些孔56布置在管50的外壁54的一直线上。喷嘴52包括一细长形、大致连续的间隙62，该间隙被若干薄隔板64分隔，图3A中示出两块这样的薄隔板。隔板64把两半部60连接在一起并为喷嘴50提供支撑。这些隔板64还把喷嘴52的空腔58分隔成若干室。
工作时，液体、例如用于电镀的电解液以图3A中箭头D所示方向流入管50中。由于管50的一端66闭合，因此液体只能经孔56流入喷嘴52的空腔58中。尽管存在有隔板64，但液体沿间隙62的整个长度不断流出间隙62。
图4A和4B示出液体传送装置16与阳极定位装置18的连接。可以看到，液体传送装置16与阳极定位装置18可滑动地套在一起。特别是，喷嘴52的间隙62正对、从而可把液体喷向一在电镀过程中用作阳极、可用钛制成的多孔金属板68。尽管在图4A和4B中该阳极板68的位置很靠近肋条32，但阳极板68也可放置在两槽口42B之间而离肋条32较远。
在工作时发现，阳极板68周围区域需要很快补充电解液，废电解液应从这一区域冲走。液体传送装置16与阳极定位装置18之间的本布置可确保在把新鲜电解液传送到阳极板68周围区域的同时用从喷嘴52的间隙62喷出的新鲜电解液喷流冲走这一区域中的废电解液。
回到图1，可以看到，印刷电路板14可经过多对正对的阳极定位装置，其中，阳极板68位于靠近印刷电路板14的移动路径的位置上。本布置有如下优点：
(a)虽然阳极板68可位于靠近印刷电路板14的移动路径的位置上，但阳极板与印刷电路板14并不直接接触，从而防止电路短路；
(b)阳极板68可位于与印刷电路板14的移动路径不同距离的位置上，因此阳极板68与印刷电路板14之间的距离可变；以及
(c)液体传送装置16与阳极定位装置18容易连接和拆开。
图5A-5C示出在槽12的外部区域使用覆盖装置22。如前所述，槽12中的液体在电镀机10工作时流速可很高。因此液体会从槽12溅到金属滚轮20A上，从而形成电连接，使得金属滚轮20A被电镀。因此使用覆盖装置22防止金属滚轮20A被电镀。
电从一外部电源(未示出)经导线72和一转动传电装置74传给金属滚轮20A，该转动装置还使滚轮20A可以图5A所示箭头E的方向转动。在滚轮20A相反一端的另一转动传电装置也使滚轮20A以同一方向转动。滚轮20A的转动使印刷电路板14以图5A中箭头F的方向移动。电还从该外部电源传给印刷电路板14，从而印刷电路板14在电镀过程中用作阴极。覆盖装置22呈细长形，用聚氯乙烯之类的电绝缘塑料制成。
如图5C所示，除了滚轮20A，印刷电路板14的移动路径下方还有一金属滚轮20B，滚轮20A和20B都用覆盖装置22盖住。覆盖装置22包括两外壁75(其一部分的横截面在覆盖装置22的整个长度上呈弧形)和其深度大致与滚轮20A和20B的直径相同的一空腔76，从而两壁75可盖住滚轮20A和20B的大部分外表面，在图5C所示布置中，滚轮20A以箭头G所示方向转动，而滚轮20B以箭头H所示方向转动，从而以箭头J所示方向移动印刷电路板14。还可看到，每一覆盖装置22包括比壁75厚的两腿部。印刷电路板14下方的覆盖装置22还包括一孔80，因此溅到空腔76中的液体可流出该覆盖装置22。
如前所述，电镀机10的槽12中盛有用来电镀的电解液。电解液中比方说铜离子的浓度在电镀过程中会降低，因此必需设法排走槽12中的废电解液(即铜离子浓度低的电解液)、提高该电解液的铜离子浓度，使经补充的电解液流回槽12中。图6A和6B分别为在电镀机10中用来补充电解液的混合装置82的剖面图和立体图。混合装置82包括一上部室84和一下部室86。低铜离子浓度的电解液经输入管90的出口88泵入上部室84的下部。把氧化铜粉末之类固态化合物从顶部开口92倒入上部室84而溶解在电解液中。铜离子浓度提高的电解液经从上部室84上部伸出的输出管94流入下部室86后经导管96比方说用泵排出。
上部室84中套有一用聚氯乙烯之类与化合物不起化学反应的材料制成的多孔桶98。下面说明桶98的结构和作用。在上部室84的上部与下部之间、在上部室84的圆形壁100与多孔桶98的壁102之间有一环形圈104。
如图6C和6D所示，多孔桶98有一闭合底，其壁102上有32排孔106。上部10排孔106的方向正对多孔桶98的纵向中心轴线108。而下部22排孔106与多孔桶98的纵向中心轴线108斜交成45°。环形圈104位于上部第10排与第11排孔之间，即位于这两类孔106之间。图6F详细示出多孔桶98的壁102上的上部10排孔106的方向。箭头示出经补充的电解液离开多孔桶98的内部空腔后从输出管94流出上部室84。可以看到，上部10排孔106的方向正对多孔桶98的纵向中心轴线108。换句话说，对于上部10排孔106来说，任一孔106的纵向轴线位于通过桶98的纵向中心轴线108和该孔106的平面上；而对于下部22排孔106来说，其纵向轴线与通过桶98的纵向中心轴线108和该孔的平面斜交成45°。
如图6G所示，低铜离子浓度的电解液以高速从输入管90的孔88(只示出其中之一)喷入上部室84。可以看到，电解液与通过多孔桶98的纵向轴线108和输入管90的垂直部分的平面成直角地喷入上部室。可以看到，在这种布置下，电解液在上部室84中旋转，从而形成图6A、6B和6E所示紊流。这一紊流确保固态化合物即本例中的氧化铜粉末在全部溶于电解液中前都在紊流中。这就提高了氧化铜粉末在电解液中的溶解性，确保不会有未溶解的氧化铜粉末流出上部室84。
以下因素进一步促使生成紊流：
(A)由于下部22排孔106与多孔桶98的纵向轴线108斜交成45°，因此电解液只能以这一角度流入多孔桶98的内部空腔；以及
(B)环形圈104也促使紊流的生成和保持。
应该看到，改变固体化合物送入上部室84的速率即可调节流出上部室84的电解液中的化合物的浓度。
众所周知，待电镀的基片、例如印刷电路板的厚度可有不同。因此电镀机应能电镀一定厚度范围内的基片。图7A-7D示出一可根据基片厚度改变两正对的滚轮之间的距离的装置24。
装置24由一主件110和一副件112构成。主件110呈细长形，其一端有一圆柱形孔114，另一端有一细长形开口116。副件112包括制成一体的一主体118和一舌部120。舌部120上也有一孔122。副件112的主体118插入在主件110的开口116中，从而副件112可相对主件110滑动。舌部120比细长形开口116宽而伸展在细长形开口116下方(见图7D)，因此在主件110与副件112套在一起时，舌部120可盖住细长形开口116。从图7C可见，主件110可紧固在一机器、比方说电镀机10的一壁124上。
使用时，如图7D所示，下部滚轮128的轴126穿过主件110的孔114并穿过电镀机10的壁124。轴126和主件110的孔114的大小做成：在轴126穿过孔114时，接触区域水密，从而电解液无法漏出电镀机10。应该看到，图中只示出电镀机10的一边，电镀机10的另一边的布置与此相同。因此下部滚轮128可围绕其轴126转动。同样，上部滚轮132的轴130穿过舌部120上的孔122并穿过主件110的细长形开口116。因此上部滚轮132可围绕其轴130转动，它们的接触区域也水密。应该看到，两轴126和130互相平行而位于同一平面内。在用比方说槽12外部的一电动机驱动滚轮128和132时或滚轮128和132与一外部电源电连接时，轴126和130必需穿过电镀机10的壁124。
当滚轮128与132之间没有物体时，上部滚轮132处于其最低位置而接靠下部滚轮128。但当印刷电路板14在滚轮128与132之间移动时，它垂直向上顶起上部滚轮132。副件112从而随着上部滚轮132的向上移动相对主件垂直向上移动。这使得上部滚轮132继续围绕其轴130转动。当印刷电路板14离开滚轮128与132之间的间隙时，上部滚轮132向下回到其最低位置。
在这种布置下，同一电镀机10不必更换部件即可加工不同厚度的基片。可以看到，尽管上部滚轮132向上移动，但舌部120仍伸展在主件110的细长形开口116下方而密封该开口，从而防止电解液流出电镀机10。
应该看到，以上只示出一个实施例，因此可在本发明的精神内实施本发明以及对本发明作出种种修正和变动。

Claims (12)

1、一种电极定位装置(18)，该电极电镀至少一相对所述装置移动的基片(14)，该装置(18)包括第一端和第二端(40)，所述第一端比所述第二端更靠近所述基片相对所述装置的移动路径；所述第一端包括一位于所述基片(14)相对所述装置(18)的移动路径的上游的第一边(36)，其特征在于，所述第一边(36)向所述第二端(40)弯曲。
2、按权利要求1所述的装置(18)，其特征在于，所述第一端包括一位于所述基片(14)相对所述装置(18)的移动路径的下游、向所述第二端(40)弯曲的第二边(38)。
3、按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置包括使所述电极定位在靠近所述第一端的位置上的接合装置。
4、按权利要求3所述的装置，其特征在于，所述接合装置至少包括两接合件，其中的一个接合件位于所述装置的两个相对壁的一个上。
5、按权利要求4所述的装置，其特征在于，所述接合件与所述装置的所述第一端等距。
6、按权利要求4所述的装置，其特征在于，所述接合装置至少包括两对接合件，其中的每对接合件分别位于所述装置的两个相对壁的每一个上，从而所述电极可位于与所述装置的所述第一端不同距离的位置上。
7、按权利要求4所述的装置，其特征在于，所述接合件彼此平行。
8、按权利要求4所述的装置，其特征在于，至少一个所述接合件为一槽口。
9、按权利要求4所述的装置，其特征在于，至少一个所述接合件为一台阶部。
10、按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二端包括一与一液体传送装置连接的间隙。
11、按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置用高绝缘性能的聚丙烯制成。
12、一种包括按上述权利要求1所述的电极定位装置的电镀机，该电极电镀至少一相对所述装置移动的基片(14)，该电极定位装置(18)包括第一端和第二端(40)，所述第一端比所述第二端更靠近所述基片相对所述装置的移动路径；所述第一端包括一位于所述基片(14)相对所述装置(18)的移动路径的上游的第一边(36)，其特征在于，所述第一边(36)向所述第二端(40)弯曲。
CNB981193552A 1998-05-20 1998-09-21 电镀机 Expired - Fee Related CN1148471C (zh)

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