溶铜粒缸循环系统的制作方法

1.本发明涉及电镀技术领域，特别涉及一种溶铜粒缸循环系统。


背景技术：

2.随着近年来电子设备领域的高速发展，印刷线路板在数量以及质量上的需求都在不断提高。而垂直连续电镀(vcp)是制作印刷线路板中的重要工艺，vcp所采用的药水成分、电极材料、电解方案与电解设备都将直接影响产品的产量和品质。传统vcp主要使用铜球以及不溶性材料作为阳极，铜球阳极在电解过程中溶解产生阳极泥，阳极泥堆积后需要对设备定期保养清洗，导致铜球浪费、产生废水、大量人力劳动以及无法自动化等问题；不溶性阳极采用氧化铜粉作为电镀铜离子补充，氧化铜粉溶解缓慢，电镀后镀层易产生颗粒，影响产品质量，同时粉末在添加过程中容易泄漏导致污染环境，并且将铜转化成氧化铜粉的成本高、工艺流程长还会污染空气环境。
3.为解决传统vcp的弊端，三价铁溶铜技术应运而生。现有vcp技术中通过将三价铁溶铜槽和vcp电镀槽通过过滤泵浦相连，三价溶铜槽内以三价铁离子在酸性条件下作为氧化剂，氧化铜单质得到铜离子，溶出来的铜离子补充电解液内减少的铜离子，同时三价铁转化成二价铁，高铜离子浓度的电解液被泵浦抽到vcp电镀主槽，并在产品表面析出铜单质，vcp主槽内相对低铜离子浓度的电解液流向三价铁溶铜槽的方式形成一个平衡的循环系统。然而，溶铜槽内靠近反应区域和远离反应区域的铜离子浓度不均匀，这使得送入电镀槽内的离子浓度无法保证，直接影响电镀效果。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种溶铜粒缸循环系统，旨在解决现有三价铁溶铜技术的电镀线因药水循环不佳，镀层质量难以把控的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的溶铜粒缸循环系统，包括：
6.铜槽；
7.溶铜槽，所述溶铜槽包括并排设置的第一级槽和第二级槽，所述第一级槽通过第一管路与所述铜槽连通，所述第二级槽通过第二管路与所述铜槽连通，所述第一级槽用于生成铜离子，所述第一级槽和第二级槽的顶部通过溢流孔连通；
8.以及引流装置，所述引流装置设于所述第二级槽内，所述引流装置用于引流由所述溢流孔溢出的药液。
9.在一实施例中，所述引流装置包括引流板，所述引流板设于所述第二级槽两相对内侧壁之间，所述引流板一端与其中一内侧壁连接，另一端向下倾斜延伸，且与另一内侧壁间隔设置。
10.在一实施例中，所述引流板的数量为多个，多个所述引流板沿所述第二级槽的深度方向间隔设置，且相邻两引流板连接的所述第二级槽的内侧壁不同。
11.在一实施例中，最上方的所述引流板连接所述第二级槽设有所述溢流孔的内侧
壁，且连接位置靠近所述溢流孔的下边缘处。
12.在一实施例中，所述第一级槽和第二级槽之间还连通有内循环管路，所述内循环管路用于将所述第二级槽内的药液通入所述第一级槽内。
13.在一实施例中，所述第一级槽内设有内循环管，所述内循环管铺设于所述第一级槽底部，且与所述第二级槽连通，所述第二级槽底部连通有循环出口，所述内循环管路与所述内循环管和循环出口连通。
14.在一实施例中，所述第一级槽内靠近底部的位置设有铜粒篮，所述铜粒篮用于防止放入所述第一级槽内的纯铜下沉。
15.在一实施例中，所述第一级槽底部连通有药液进口，所述第一管路连通所述铜槽和药液进口。
16.在一实施例中，所述溶铜槽内设有分隔所述第一级槽和第二级槽的隔板，所述溢流孔贯通所述隔板，且靠近所述隔板的顶部设置。
17.在一实施例中，所述隔板上设有罩设所述溢流孔的溢流防护罩，所述溢流防护罩用于阻挡所述第一级槽内的杂质进入所述第二级槽内。
18.本发明技术方案通过所述第一管路将所述铜槽内含有fe
3+
的药液输入所述第一级槽内，第一级槽内的纯铜与与fe
3+
发生反应，fe
3+
将纯铜不断咬蚀，形成大量的fe
2+
和cu
2+
，即形成含有一定浓度fe
2+
和cu
2+
的药液。随着所述第一级槽内的药液增多，所述第一级槽内的药液由顶部的溢流孔溢流至所述第二级槽内，再通过所述第二管路将所述第二级槽内含有fe
2+
和cu
2+
的药液输入所述铜槽内，cu
2+
发生还原反应电镀至所述铜槽内的阴极件上，fe
2+
发生氧化反应生成fe
3+
，反应过后的fe
3+
再输送至所述第一级槽内与纯铜反应，继续生成fe
2+
和cu
2+
，整个过程不断消耗纯铜，实现将铜电镀至阴极件上。由于所述第二级槽内的药液由所述第一级槽顶部溢流得到，所述第一级槽内的杂质一般沉积在靠近底部的位置，可保证溢流进入第二级槽内药液的纯净度。另一方面，所述第二级槽与发生反应第一级槽分隔开，更容易保证所述第二级槽内cu
2+
的浓度，即确保进行电镀时cu
2+
浓度的稳定。药液由所述第一级槽顶部溢流进入所述第二级槽内时，若直接由所述第二级槽的顶部落至底部，容易形成大量气泡，含有气泡的药液进入所述铜槽内进行电镀时，也会影响镀层的质量。通过设置所述引流装置，对所述溢流孔内溢流出的药液进行引流，使得药液按设定的流动方向流动，减缓其流动速度，避免其生成气泡影响电镀镀层质量。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本发明溶铜粒缸循环系统一实施例中溶铜槽的俯视图；
21.图2为本发明溶铜粒缸循环系统一实施例中溶铜槽的侧视图；
22.图3为本发明溶铜粒缸循环系统一实施例中第一级槽的侧视图；
23.图4为本发明溶铜粒缸循环系统一实施例中药液循环的流程示意图。
24.附图标号说明：
[0025][0026][0027]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030]
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0031]
本发明提出一种溶铜粒缸循环系统，可保证送入铜槽内用于电镀的药液无杂质、气泡且离子浓度均匀稳定，电镀镀层质量得以保证。
[0032]
请参阅图1、图2和图4，在本实施例中，所述溶铜粒缸循环系统包括铜槽10、溶铜槽20和引流装置。所述溶铜槽20包括并排设置的第一级槽21和第二级槽22，所述第一级槽21通过第一管路40与所述铜槽10连通，所述第二级槽22通过第二管路50与所述铜槽10连通，所述第一级槽21用于生成铜离子，所述第一级槽21和第二级槽22的顶部通过溢流孔231连通；所述引流装置设于所述第二级槽22内，所述引流装置用于引流由所述溢流孔231溢出的药液。
[0033]
具体的，以三价铁溶铜技术来说明，在电镀过程中所述溶铜粒缸循环系统内的药液循环。通过所述第一管路40将所述铜槽10内含有fe
3+
的药液输入所述第一级槽21内，第一级槽21内的纯铜与与fe
3+
发生反应，fe
3+
将纯铜不断咬蚀，形成大量的fe
2+
和cu
2+
，即形成含有一定浓度fe
2+
和cu
2+
的药液。随着所述第一级槽21内的药液增多，所述第一级槽21内的药
液由顶部的溢流孔231溢流至所述第二级槽22内，再通过所述第二管路50将所述第二级槽22内含有fe
2+
和cu
2+
的药液输入所述铜槽10内，cu
2+
发生还原反应电镀至所述铜槽10内的阴极件上，fe
2+
发生氧化反应生成fe
3+
，反应过后的fe
3+
再输送至所述第一级槽21内与纯铜反应，继续生成fe
2+
和cu
2+
，整个过程不断消耗纯铜，实现将铜电镀至阴极件上。由于所述第二级槽22内的药液由所述第一级槽21顶部溢流得到，所述第一级槽21内的杂质一般沉积在靠近底部的位置，可保证溢流进入第二级槽22内药液的纯净度。另一方面，所述第二级槽22与发生反应第一级槽21分隔开，更容易保证所述第二级槽22内cu
2+
的浓度，即确保进行电镀时cu
2+
浓度的稳定。药液由所述第一级槽21顶部溢流进入所述第二级槽22内时，若直接由所述第二级槽22的顶部落至底部，容易形成大量气泡，含有气泡的药液进入所述铜槽10内进行电镀时，也会影响镀层的质量。通过设置所述引流装置，对所述溢流孔231内溢流出的药液进行引流，使得药液按设定的流动方向流动，减缓其流动速度，避免其生成气泡影响电镀镀层质量。
[0034]
请参阅图2，在一实施例中，所述引流装置包括引流板30，所述引流板30设于所述第二级槽22两相对内侧壁之间，所述引流板30一端与其中一内侧壁连接，另一端向下倾斜延伸，且与另一内侧壁间隔设置。
[0035]
可以理解的是，溢出的药液流至所述引流板30上时，沿着所述引流板30向下倾斜延伸的方向流动，由于所述引流板30该端与所述第二级槽22的内侧壁间隔设置，药液最终通过所述引流板30和第二级槽22内侧壁之间的间隙流至所述第二级槽22底部。所述引流板30向下倾斜设置的角度越小，药液在所述引流板30上的流动得越平缓。
[0036]
因此，在一实施例中，所述引流板30的数量为多个，多个所述引流板30沿所述第二级槽22的深度方向间隔设置，且相邻两引流板30连接的所述第二级槽22的内侧壁不同。
[0037]
通过增加所述引流板30的数量，来减小所述引流板30向下倾斜设置的角度，实现药液在所述第二级槽22内的平缓流动。多个所述引流板30沿所述第二级槽22的深度方向间隔设置，相邻两所述引流板30连接的所述第二级槽22的内侧壁不同，使得药液由上层所述引流板30与第二级槽22内侧壁之间的间隙流出时，可以落至下层所述引流板30上。具体的，相邻两所述引流板30分别连接的所述第二级槽22的相邻两内侧壁，例如所述第二级槽22呈长方体设置时，多个所述引流板30可依次连接所述第二级槽22内的四个内侧壁。多个所述引流板30也可以在所述第二级槽22相对两内侧壁上交替设置，药液由上层所述引流板30的下端与第二级槽22内侧壁之间的间隙流出至下层所述引流板30的上端，药液通过所述引流板30的引流在所述第二级槽22内沿蛇形流动。
[0038]
进一步的，多个所述引流板30沿所述第二级槽22的深度方向间隔设置时，最上方的所述引流板30连接所述第二级槽22设有所述溢流孔231的内侧壁，且连接位置靠近所述溢流孔231的下边缘处。药液由所述溢流孔231溢出后，可直接沿着所述引流板30的延伸方向流动，提升了所述引流板30对药液的引流效果。
[0039]
具体的，所述溶铜槽20内设有分隔所述第一级槽21和第二级槽22的隔板23，所述溢流孔231贯通所述隔板23，且靠近所述隔板23的顶部设置。所述溶铜槽20的形状不限，以所述溶铜槽20呈长方体设置为例，所述隔板23使得溶铜槽20的内部空间分隔成独立的两部分，形成并排设置的所述第一级槽21和第二级槽22，再通过在所述隔板23的顶部设置所述溢流孔231，限制所述第一级槽21的药液只能通过顶部的溢流孔231溢流至所述第二级槽22
内。
[0040]
考虑到虽然所述第一级槽21内的杂质主要沉积在靠近底部的位置，但仍存在部分杂质漂浮在所述第一级槽21顶部，容易通过所述溢流孔231进入所述第二级槽22内，最终可能影响铜槽10内电镀镀层的质量。因此，在一实施例中，所述隔板23上设有罩设所述溢流孔231的溢流防护罩232，所述溢流防护罩232用于阻挡所述第一级槽21内的杂质进入所述第二级槽22内。所述溢流防护罩232可以对进入所述第二级槽22的药液进行过滤，阻挡所述第一级槽21内漂浮的杂质。具体的，所述溢流防护罩232可以设于所述隔板23位于所述第一级槽21内的一侧，也可以设于所述隔板23位于所述第二级槽22内的一侧，还可以同时设置在所述隔板23的两侧。
[0041]
请参阅图2和图3，在一实施例中，所述第一级槽21底部连通有药液进口211，所述第一管路40连通所述铜槽10和药液进口211。所述第一管路40通过所述药液进口211将所述铜槽10内含有fe
3+
的药液输入所述第一级槽21内，所述药液进口211设置在所述第一级槽21底部，与发生反应的纯铜原料也靠近所述第一级槽21的底部放置，使得含有fe
3+
的药液输入所述第一级槽21内时，纯铜可在高浓度fe
3+
的环境下形成大量的fe
2+
和cu
2+
。随着反应地进行，fe
3+
被不断地消耗，使得所述第一级槽21内顶部药液的fe
3+
浓度远低于底部药液fe
3+
浓度，即进入所述第二级槽22内的药液主要包含fe
2+
和cu
2+
，而含有的fe
3+
浓度低，避免通入所述铜槽10的药液的fe
3+
浓度过高而影响电镀效率。
[0042]
相应的，在一实施例中，所述第一级槽21内靠近底部的位置设有铜粒篮70，所述铜粒篮70用于防止放入所述第一级槽21内的纯铜下沉。所述纯铜原料通常设置为颗粒形状，所述铜粒篮70上设有用于供药液通过的孔洞，该孔洞的内径小于纯铜颗粒的外径，以防止放入所述第一级槽21内的纯铜颗粒或者反应一段时间后的颗粒掉落而堆积在所述第一级槽21底部。一方面，铜粒篮70承载纯铜颗粒，含有fe
3+
的药液流经各个纯铜颗粒的表面，增大了纯铜颗粒的反应面积；另一方面，防止纯铜颗粒或反应剩余的物品堆积在第一级槽21底部而造成第一级槽21排水口的堵塞，以及增大第一级槽21的清洁难度。
[0043]
请参阅图1至图4，在一实施例中，所述第一级槽21和第二级槽22之间还连通有内循环管路60，所述内循环管路60用于将所述第二级槽22内的药液通入所述第一级槽21内。
[0044]
具体的，所述第一级槽21内设有内循环管61，所述内循环管61铺设于所述第一级槽21底部，且与所述第二级槽22连通，所述第二级槽22底部连通有循环出口221，所述内循环管路60与所述内循环管61和循环出口221连通。
[0045]
由上述可知，当所述第二级槽22内药液中fe
3+
浓度过高时，再输送至所述铜槽10内则会影响电镀的效率。因此，为进一步限制所述第二级槽22内药液中fe
3+
浓度，当fe
3+
浓度过高时，通过所述内循环管路60将所述第二级槽22内的药液输送至所述第一级槽21内，而所述循环管路与所述第一级槽21内底部铺设的内循环管61连通，使得药液又循环排出至所述第一级槽21底部，即靠近纯铜原料的位置，使fe
3+
继续与纯铜原料反应。而反应后fe
3+
浓度低的药液由所述第一级槽21顶部溢流至所述第二级槽22内，以降低所述第二级槽22内药液的fe
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浓度，经所述内循环管路60多次循环作用后，可以将所述第二级槽22内药液的fe
3+
浓度调整至适宜数值。
[0046]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其
他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种溶铜粒缸循环系统，其特征在于，包括：铜槽；溶铜槽，所述溶铜槽包括并排设置的第一级槽和第二级槽，所述第一级槽通过第一管路与所述铜槽连通，所述第二级槽通过第二管路与所述铜槽连通，所述第一级槽用于生成铜离子，所述第一级槽和第二级槽的顶部通过溢流孔连通；以及引流装置，所述引流装置设于所述第二级槽内，所述引流装置用于引流由所述溢流孔溢出的药液。2.如权利要求1所述的溶铜粒缸循环系统，其特征在于，所述引流装置包括引流板，所述引流板设于所述第二级槽两相对内侧壁之间，所述引流板一端与其中一内侧壁连接，另一端向下倾斜延伸，且与另一内侧壁间隔设置。3.如权利要求2所述的溶铜粒缸循环系统，其特征在于，所述引流板的数量为多个，多个所述引流板沿所述第二级槽的深度方向间隔设置，且相邻两引流板连接的所述第二级槽的内侧壁不同。4.如权利要求3所述的溶铜粒缸循环系统，其特征在于，最上方的所述引流板连接所述第二级槽设有所述溢流孔的内侧壁，且连接位置靠近所述溢流孔的下边缘处。5.如权利要求1所述的溶铜粒缸循环系统，其特征在于，所述第一级槽和第二级槽之间还连通有内循环管路，所述内循环管路用于将所述第二级槽内的药液通入所述第一级槽内。6.如权利要求5所述的溶铜粒缸循环系统，其特征在于，所述第一级槽内设有内循环管，所述内循环管铺设于所述第一级槽底部，且与所述第二级槽连通，所述第二级槽底部连通有循环出口，所述内循环管路与所述内循环管和循环出口连通。7.如权利要求1所述的溶铜粒缸循环系统，其特征在于，所述第一级槽内靠近底部的位置设有铜粒篮，所述铜粒篮用于防止放入所述第一级槽内的纯铜下沉。8.如权利要求1所述的溶铜粒缸循环系统，其特征在于，所述第一级槽底部连通有药液进口，所述第一管路连通所述铜槽和药液进口。9.如权利要求1所述的溶铜粒缸循环系统，其特征在于，所述溶铜槽内设有分隔所述第一级槽和第二级槽的隔板，所述溢流孔贯通所述隔板，且靠近所述隔板的顶部设置。10.如权利要求9所述的溶铜粒缸循环系统，其特征在于，所述隔板上设有罩设所述溢流孔的溢流防护罩，所述溢流防护罩用于阻挡所述第一级槽内的杂质进入所述第二级槽内。

技术总结
本发明公开一种溶铜粒缸循环系统，涉及电镀技术领域。所述溶铜粒缸循环系统包括铜槽、溶铜槽和引流装置；所述溶铜槽包括并排设置的第一级槽和第二级槽，所述第一级槽通过第一管路与所述铜槽连通，所述第二级槽通过第二管路与所述铜槽连通，所述第一级槽用于生成铜离子，所述第一级槽和第二级槽的顶部通过溢流孔连通；所述引流装置设于所述第二级槽内，所述引流装置用于引流由所述溢流孔溢出的药液。本发明技术方案可保证送入铜槽内用于电镀的药液无杂质、气泡且离子浓度均匀稳定，电镀镀层质量得以保证。质量得以保证。质量得以保证。


技术研发人员：陈德和
受保护的技术使用者：江西宇宙智能装备有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/8/5