專利名稱：噴射式電鍍法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴射式電鍍法，特別是涉及一種將電鍍的離子供應(yīng)與還原分離為一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)及二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)，可用在自動連續(xù)式電鍍板狀被電鍍件，如印刷電路板的電鍍方法及集成電路內(nèi)的導(dǎo)線架(LEADFRAME)，并能克服一般浸泡式電鍍的被電鍍件孔內(nèi)的氣泡無法消除的噴射式電鍍法。
工業(yè)產(chǎn)品的電鍍的作用在于對產(chǎn)品表面提供一個(gè)保護(hù)層及增進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品表面的美觀，在電子工業(yè)方面則是在印刷電路板(以下簡稱PC板)的板面與孔內(nèi)電鍍，一般在PC板的表面與孔內(nèi)鍍上一層銅金屬，能使PC板電路顯影與蝕刻。
如

圖1所示，以往的電鍍方法是浸泡式電鍍法，大多數(shù)的金屬都可作為電鍍材料，常用的為鎳、鉻、鎘、銅、銀、鋅、金及錫等，電鍍的方法是將被電鍍件11及可電解的純金屬12置放在同一電鍍槽13內(nèi)且浸泡在電解液14中，可電解的純金屬12為陽極15，被電鍍件11為陰極16，該電解液14為電鍍金屬鹽的溶液，所用的電流為6-24伏特的直流電，通電時(shí)，陽極15的可電解的純金屬12解離為金屬離子至電解液14中，而由于陰陽極的電位差，使該電解液14中的金屬離子還原沉積在被電鍍件11表面上，而電解液14中的金屬離子，則由陽極15的可電解的純金屬12材料持續(xù)補(bǔ)充。
電子工業(yè)的PC板已由單面發(fā)展為雙面多層電路板，特別是雙面電鍍的PC板，在已覆有銅層的基板上鉆數(shù)個(gè)小孔，以插設(shè)一些電連接雙面電路板的電子零件或用于層間線路與表面線路的導(dǎo)通，因此需要對這些小孔電鍍，以往對小孔的電鍍是如圖1所示的浸泡式電鍍，以銅塊為陽極15、被鍍的PC板為陰極16，使PC板的各小孔孔壁鍍上一層銅金屬，但是，以往的電鍍方法對電鍍該P(yáng)C板上的小孔孔壁的方法仍有以下的缺點(diǎn)一、一般的浸泡式電鍍在電解液中會產(chǎn)生氫氣泡，特別是電連接陰極會產(chǎn)生氫氣泡，并且容易附著在電鍍的PC板的小孔內(nèi)，而該小孔內(nèi)的氣泡并不容易消除，而造成小孔孔壁無法電鍍或電鍍不均勻的缺點(diǎn)。
二、該P(yáng)C板的小孔孔壁無法電鍍或電鍍不均勻的缺點(diǎn)，會造成PC板的質(zhì)量下降或不能使用，次品率極高，且增加電子工業(yè)的成本。
三、以往的浸泡式電鍍槽陽極的尺寸是固定的，但是陰極的工件尺寸不一定相同，所以會因?yàn)殛帢O的被電鍍件與陽極的電極尺寸不同而造成的尖端放電效應(yīng)，使被電鍍件周圍的鍍層不均勻，并且會影響后續(xù)工序的進(jìn)行(如蝕刻)加工。
四、在PC板的電鍍作業(yè)時(shí)，各PC板需先吊裝上架，鍍好后再卸下鍍好的PC板，作業(yè)上依賴于人工，所以制程比較復(fù)雜，人為造成的錯誤率高。
本發(fā)明主要目的是提供一種可使板狀被電鍍件上的小孔孔壁被電鍍及電鍍均勻的噴射式電鍍法。
本發(fā)明的第二目的是提供一種可克服以往孔內(nèi)陰極產(chǎn)生氣泡的噴射式電鍍法。
本發(fā)明的第三目的是提供一種將電鍍的離子供應(yīng)與還原分離為一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)及二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)，能自動連續(xù)式快速電鍍被電鍍件及其小孔孔壁的噴射式電鍍法。
本發(fā)明的主要特征在于將離子供應(yīng)與還原分離為一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)及二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)，在該一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)中提供含有金屬離子的電解液，并導(dǎo)入該二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)中所提供的二個(gè)以上設(shè)有多數(shù)個(gè)噴孔且電性為陽極的噴鍍管中，使PC板為陰極并輸送通過噴鍍管，以進(jìn)行連續(xù)自動化噴鍍，從而達(dá)到針對板狀被電鍍件小孔孔壁進(jìn)行電鍍及電鍍均勻的效果，并克服以往電鍍時(shí)產(chǎn)生氣泡的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的方法包括一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)，其是利用電解方法使金屬離子釋放在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐?；二次元噴?還原)系統(tǒng)，其是提供二個(gè)以上設(shè)在被電鍍件輸送路徑上的噴鍍管，各噴鍍管上連續(xù)以適當(dāng)間隔設(shè)有二個(gè)以上并排的噴孔，將含有金屬離子的電解液分別導(dǎo)入各噴鍍管內(nèi)并自各噴孔均勻噴灑出帶有金屬離子的電解液，該噴鍍管電連接陽極電性，并使被電鍍件為陰極并連續(xù)輸送通過各噴鍍管，將金屬離子還原沉積在陰極的被電鍍件上穿設(shè)的小孔孔壁上。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明圖1是以往槽狀浸泡式電鍍法的示意圖；圖2是本發(fā)明的方法較佳實(shí)施例的示意圖3是本發(fā)明的方法較佳實(shí)施例的二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)的局部示意圖；圖4是本發(fā)明方法產(chǎn)生電鍍用金屬離子的第一較佳實(shí)施例的示意圖；圖5是本發(fā)明方法產(chǎn)生電鍍用金屬離子的第二較佳實(shí)施例的示意圖。
如圖2所示，本發(fā)明主要是將電鍍過程的金屬離子供應(yīng)與還原分離為一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)2及二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)3。
該一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)2是利用電解方法使金屬離子釋放在適當(dāng)?shù)碾娊庖?1中，并抽取含有金屬離子的電解液21提供給二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)3所需的金屬離子。
該二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)3提供多數(shù)個(gè)設(shè)在被電鍍件4輸送路徑上的噴鍍管31，各噴鍍管31上連續(xù)以適當(dāng)?shù)拈g隔設(shè)有多數(shù)個(gè)并排的噴孔311，將含有金屬離子的電解液21分別導(dǎo)入各噴鍍管31內(nèi)并自其各噴孔311均勻噴灑出帶有金屬離子的電解液21，該噴鍍管31電連接陽極電性，并使該被電鍍件4為陰極并連續(xù)輸送通過各噴鍍管31，該噴鍍管31噴灑在被電鍍件4上的電解液21中的金屬離子會還原沉積在陰極的該被電鍍件4表面上，特別是能均勻地噴灑在該被電鍍件4上穿設(shè)的小孔411的孔壁(圖3所示)，就可達(dá)到該被電鍍件4表面及其小孔孔壁連續(xù)均勻電鍍的目的。另外，在該噴鍍管31下方提供一個(gè)電鍍液回流槽32，可收集消耗掉金屬離子的電解液21并再循環(huán)抽取回流至該一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)2中去補(bǔ)充金屬離子。
該一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)2可充分提供電鍍用的金屬離子，本發(fā)明以兩個(gè)較佳實(shí)施例說明其產(chǎn)生金屬離子的方法第一種方法，如圖4所示，利用陽極解離金屬離子的效率高于金屬離子在陰極還原沉積的效率來產(chǎn)生含有金屬離子的電解液，其方法是將可電解金屬22置入多數(shù)個(gè)浸在可電解金屬22金屬鹽溶液中的非消耗性籃框23中，該籃框23可以是一種如鈦合金的金屬籃框，只提供導(dǎo)電作用而非消耗作用，且該各籃框23間隔連接至一陰陽極可逆直流供應(yīng)器24(如圖2)，該陰陽極可逆直流供應(yīng)器24能使各籃框23分別產(chǎn)生正、負(fù)極直流電，而經(jīng)過一段設(shè)定的時(shí)間后交換極性，使該各籃框23內(nèi)的可電解金屬22交替在陽極時(shí)消耗產(chǎn)生的金屬離子，而利用陽極解離金屬離子的效率高于在金屬離子在陰極還原沉積的效率，同時(shí)在金屬離子欲沉積在陰極時(shí)逆轉(zhuǎn)極性，使陰極轉(zhuǎn)為陽極釋放出金屬離子且反向再推回金屬離子，使電極的極性可以交替變更，而交相釋放金屬離子，以產(chǎn)生含有金屬離子的電解液21，將含有金屬離子的電解液21抽出就可以提供該二次元電鍍(還原)系統(tǒng)3所需的金屬離子，而該交替消耗的陽極金屬可避免在同一電極解離金屬使陽極消耗過快的缺點(diǎn)，拉長補(bǔ)充可電解金屬的時(shí)間，也可避免該電解液21中的金屬離子還原沉積在陰極上的缺點(diǎn)。
第二種方法，如圖5所示，是在電解槽的陽極25及陰極26之間設(shè)置一個(gè)電透析膜27，該可電解金屬22設(shè)有陽極25并浸在電解液21中，陰極26則是一導(dǎo)電性電極28并浸在導(dǎo)電性的稀酸溶液29中，該電透析膜27具有不讓金屬離子通過且能導(dǎo)電的特性，且能維持該陽極25與陰極26的電性連接通路，因此連接該陽極25的可電解金屬22可以持續(xù)釋放離子在電解液中，但會被該電透析膜27隔開不會沉積在該陰極26的電極28上，使該電解液21充滿金屬離子，將該含有金屬離子的電解液21抽出就可以提供該二次元電鍍(還原)系統(tǒng)3所需的金屬離子。
如圖2、3所示，該被電鍍件4以雙面電鍍的PC板41為例，在該一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)2內(nèi)以銅金屬為正電極并在該電解液21解離出銅離子，含有銅離子的電解液21經(jīng)過循環(huán)泵51抽取至該分離的二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)3，并導(dǎo)入多數(shù)個(gè)上、下對應(yīng)設(shè)在該P(yáng)C板41輸送路徑上的噴鍍管31內(nèi)且從該噴鍍管31噴孔311均勻噴灑出帶有金屬離子的電解液21在PC板的上、下板面，使噴灑的電解液形成一道連續(xù)的水簾，該噴鍍管31是電連接陽極電性，提供電鍍時(shí)的陽極電性，所以該噴鍍管31必須是非電解消耗性的材料，可以是鈦合金的金屬，只提供該電解液21的電性而本身不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或解離金屬離子，且該P(yáng)C板41的連續(xù)輸送是由多數(shù)個(gè)連續(xù)間隔著各噴鍍管31排列的輸送滾輪52輸送，而在適當(dāng)位置的滾輪52是連接陰極電性的陰極導(dǎo)電輪53，使通過該噴鍍管31的PC板41成為陰極的電性，藉此，該噴鍍管31噴灑在PC板41上電解液21的銅金屬離子會沉積在陰極的PC板41上，使該P(yáng)C板41上所穿設(shè)的數(shù)個(gè)小孔的孔壁電鍍均勻，所以，使該P(yáng)C板41連續(xù)通過該多數(shù)個(gè)噴鍍管31，就可將該P(yáng)C板41的各小孔孔壁連續(xù)電鍍上一層銅鍍層；而在噴鍍時(shí)流下的電解液21，經(jīng)由設(shè)在下方的該電鍍液回流槽32收集后，再由該循環(huán)泵51抽取循環(huán)回流至一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)2中去補(bǔ)充金屬離子。
藉由上述構(gòu)造，本發(fā)明將電鍍的金屬離子供應(yīng)與還原分離為一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)2及二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)3，并利用該一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)2持續(xù)產(chǎn)生包含有可電解金屬離子的電解液21，及持續(xù)供應(yīng)連續(xù)輸送的PC板41或被電鍍件4電鍍所需的金屬離子，使該被電鍍件4或PC板41及其上的各小孔孔壁能直線自動連續(xù)輸送并且進(jìn)行快速電鍍，本發(fā)明所能達(dá)到的功效如下一、利用噴鍍管31所噴出電解液21的水柱，能破壞在陰極的PC板41小孔內(nèi)所產(chǎn)生及附著的氣泡，并不斷地提供新的電解液，克服一般浸泡式被電鍍件4小孔孔壁內(nèi)氣泡無法消除的缺點(diǎn)，使該被電鍍件4(特別是印刷電路板)小孔的孔壁電鍍均勻。
二、克服該P(yáng)C板41的小孔孔壁無法電鍍或電鍍不均勻的缺點(diǎn)，使該P(yáng)C板41在電鍍過程中的次品率減低，可降低電子工業(yè)的成本及提高競爭力。
三、陰極的PC板41通過陽極噴鍍管的平行電解液水柱，使其板面面積被連續(xù)平行對流噴出的電解液水簾所覆蓋(接觸水簾的板面才能電鍍)，使鍍層均勻地鍍覆在該被電鍍件4的各小孔孔壁內(nèi)，沒有以往因工件與電極尺寸差異所造成的尖端放電效應(yīng)。
四、利用分離的該一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)2及二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)3，達(dá)到該被電鍍件4如印刷電路板的小孔孔壁連續(xù)式快速電鍍，使電鍍作業(yè)完全自動化，可提高生產(chǎn)效率，降低成本的目的。
權(quán)利要求
1.一種噴射式電鍍法，將電鍍過程的金屬離子供應(yīng)與還原分離為一次元電解(離子供應(yīng))系統(tǒng)及二次元噴鍍(還原)系統(tǒng)，其特征在于該一次元電解系統(tǒng)是利用電解方法使金屬離子釋放在電解液中，并抽取含有金屬離子的電解液提供給二次元噴鍍系統(tǒng)所需的金屬離子；該二次元噴鍍系統(tǒng)提供二個(gè)以上設(shè)在被電鍍件輸送路徑上的噴鍍管，該噴鍍管電連接陽極電性，并使該被電鍍件為陰極并連續(xù)輸送通過各噴鍍管，將該含有金屬離子的電解液分別導(dǎo)入各噴鍍管內(nèi)并由該噴鍍管將電解液噴灑在被電鍍件上，噴灑在被電鍍件上的電解液中的金屬離子還原沉積在陰極的被電鍍件上，消耗掉金屬離子的電解液則回收并循環(huán)回流至該一次元電解系統(tǒng)中去補(bǔ)充金屬離子。
2.如權(quán)利要求1所述的噴射式電鍍法，其特征在于該二次元電鍍系統(tǒng)的各噴鍍管上連續(xù)間隔地設(shè)有二個(gè)以上并排且用于噴灑電解液的噴孔。
3.如權(quán)利要求1所述的噴射式電鍍法，其特征在于該二次元電鍍系統(tǒng)的各噴鍍管下方是一個(gè)收集電解液的電鍍液回流槽。
4.如權(quán)利要求1所述的噴射式電鍍法，其特征在于該二次元電鍍系統(tǒng)的各噴鍍管是鈦合金金屬。
5.如權(quán)利要求1所述的噴射式電鍍法，其特征在于該被電鍍件的連續(xù)輸送方法是提供二個(gè)以上連續(xù)間隔排列的輸送滾輪以輸送被電鍍件，且一滾輪是連接陰極電性使通過的被電鍍件成為陰極的陰極導(dǎo)電輪。
6.如權(quán)利要求1所述的噴射式電鍍法，其特征在于該二次元電鍍系統(tǒng)中，各電鍍槽的各噴鍍管設(shè)在各電鍍槽中的被電鍍件輸送路徑的上方及下方。
7.如權(quán)利要求1所述的噴射式電鍍法，其特征在于該一次元電解系統(tǒng)具有一個(gè)陰陽極可逆直流供應(yīng)器，分別電連接二個(gè)以上浸在金屬鹽溶液中的可電解金屬，并使各金屬的極性可交替變更，且交互釋放金屬離子在電解液中。
8.如權(quán)利要求1所述的噴射式電鍍法，其特征在于該一次元電解系統(tǒng)在該電解槽的陽極及陰極之間設(shè)置一個(gè)電透析膜，以可電解金屬為陽極并浸在該電解液中，陰極是一個(gè)導(dǎo)電性電極并浸在導(dǎo)電性的稀酸中，該電透析膜使金屬離子不能通過且能導(dǎo)電，并維持該陽極與陰極的電性連接，使陽極可以持續(xù)釋放離子在該電解液中，并使該電解液充滿金屬離子。
全文摘要
一種噴射式電鍍法,將離子供應(yīng)與還原分離為一次元電解系統(tǒng)及二次元噴鍍系統(tǒng),在該一次元電解系統(tǒng)中提供含有金屬離子的電解液,并導(dǎo)入該二次元噴鍍系統(tǒng)中所提供的多數(shù)個(gè)設(shè)有多數(shù)個(gè)噴孔且電性為陽極的噴鍍管,使印刷電路板為陰極輸送通過噴鍍管,以進(jìn)行連續(xù)自動化噴鍍,而達(dá)到可對板狀被電鍍件小孔孔壁進(jìn)行電鍍及電鍍均勻的效果。
文檔編號C25D5/00GK1174249SQ9610944
公開日1998年2月25日 申請日期1996年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月16日
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