一种电镀用铜离子补充装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电镀用铜离子补充装置及方法，所述装置包括一个壳体，所述壳体内设有过滤层，壳体内位于所述过滤层的一侧设有放置腔，另一侧设有出液管道，壳体内贯穿过滤层设有进液管，所述进液管的出液口位于放置腔内。本发明专利技术提供的装置中设有过滤结构，能够避免细小的铜粒随电镀液流出，使得该装置内部可以填充小粒径的铜粒用于向电镀液中补充铜离子，大大提高铜粒的比表面积，从而可以用更少量的铜球实现相同的溶铜速率，可大幅度减小前期开线的成本。所述装置同样适用于其他金属电镀过程中金属离子的补充，具有良好的经济效益和应用前景。

A Copper Ion Supplementary Device and Method for Electroplating

The invention relates to a copper ion replenishing device and method for electroplating. The device comprises a shell with a filter layer in which a placing cavity is arranged on one side of the filter layer, a liquid outlet pipe is arranged on the other side, and a liquid inlet pipe is arranged through the filter layer in the shell, and the liquid outlet of the liquid inlet pipe is located in the placing cavity. The device provided by the invention has a filter structure, which can avoid the small copper particles flowing out with the electroplating bath, so that the device can be filled with small size copper particles to supplement copper ions in the electroplating bath, greatly improving the specific surface area of copper particles, so that the same copper dissolution rate can be achieved with fewer copper balls, and the cost of opening the wire in the early stage can be greatly reduced. The device can also be used to supplement metal ions in other metal plating processes, and has good economic benefits and application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种电镀用铜离子补充装置及方法
本专利技术涉及电镀领域，具体涉及一种电镀用铜离子补充装置及铜离子补充方法。
技术介绍
电镀是在含有预镀金属的电镀液中，以被镀基体金属为阴极，通过电解作用，使镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，进而形成镀层。其形成的镀层表面美观，还能增强基体金属的抗腐蚀性、增加硬度、防止磨耗以及提高导电性、光滑性和耐热性，近年来得到了广泛应用。其中，电镀液的主要成分为主盐(提供电沉积金属的离子)、导电盐(用于增加溶液的导电能力)、阳极活性剂(促进阳极溶解、提高阳极电流密度)以及缓冲剂(调节和控制溶液酸碱度)和部分添加剂(改善镀层的性能和电镀质量的作用)。随着电镀的进行，主盐中提供电沉积金属的离子不断的消耗，电镀液的电流密度和电镀效果随之降低，进而影响了电镀效果。因此，需要对电镀液及时的补充待镀金属离子。在PCB电镀铜过程中，铜离子的补充有多种方式，例如可以将磷铜球装入钛篮中作为可溶性阳极，随着电镀的进行，作为阳极的磷铜球逐渐溶解出铜离子，实现铜的补充。这种方法是最传统的补充铜离子的方法，应用很广，但由于使用含磷铜球，电镀液中磷含量会增加，容易造成电镀液的污染，影响电镀效果。而磷对人体、环境均有害，因而对电镀液排放提出了更高的要求，在生产时应尽量避免。此外，还可以通过加入氧化铜粉的方式补充铜离子，但氧化铜粉很难溶解，溶解不充分时，固体颗粒会影响电镀效果，因此这种方式同样难以得到有效推广。另一种能够有效补充铜离子的方式为：向电镀液中添加纯铜球，利用电镀液中添加的高价态氧化性金属离子。如三价铁或高价钒来溶解纯铜球实现铜离子的补充，这种方式避免了前两者的缺点，同时低价态的金属离子，可在阳极上被氧化，重新成为高价态。然而，采用这种方式对铜离子进行补充，开线初期需要大量的铜球，用量可达数吨，价值几十万元，增大了开线的前期投入，不利于企业对成本的控制。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种电镀用铜离子补充装置及方法，所述设置设有过滤结构，能够避免细小的铜粒随电镀液流出，使得该装置内部可以填充小粒径的铜粒用于向电镀液中补充铜离子，大大提高铜粒的比表面积，从而可以用更少量的铜球实现相同的溶铜速率，可大幅度减小前期开线的成本，具有良好的经济效益和应用前景。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种电镀用铜离子补充装置，所述装置包括一个壳体，所述壳体内设有过滤层，壳体内位于所述过滤层的一侧设有放置腔，另一侧设有出液管道，壳体内贯穿过滤层设有进液管，所述进液管的出液口位于放置腔内。优选地，所述出液管道与过滤器连接，所述过滤器内设有过滤柱，用于对电镀液进行二次过滤。优选地，所述过滤层为纤维过滤层，进一步优选为聚丙烯纤维(PP棉)缠绕而成。优选地，所述进液管位于壳体中心轴线上。第二方面，本专利技术提供了一种电镀用铜离子补充方法，采用第一方面所述的装置进行铜离子的补充，具体为：向放置腔中堆填铜粒，然后将电镀液通过进液管注入放置腔内，电镀液在铜粒间的缝隙流动补充铜离子，经过过滤层过滤后由出液管道流出。优选地，所述电镀液从出液管道流出后进入过滤器中，利用其中的过滤柱进行二次过滤。优选地，所述放置腔中堆填铜粒的粒径≤7mm，优选为3-5mm。作为优选的技术方案，本专利技术所述电镀用铜离子的补充方法可以为：向放置腔中堆填粒径≤7mm的铜粒，然后将电镀液通过进液管注入放置腔内，电镀液在铜粒间的缝隙流动补充铜离子，经过过滤层过滤后由出液管道流出，进入过滤器中进行二次过滤，然后进入电镀装置用于电镀。与现有技术方案相比，本专利技术至少具有以下有益效果：(1)本专利技术提供的装置内部能够填充小粒径(≤7mm)的铜粒，大大提高铜粒的比表面积，从而可以用更少量的铜球实现相同的溶铜速率，可大幅度减小前期开线的成本。所述装置内设有过滤结构，能够在补充铜离子的过程中有效避免小粒径铜粒被电镀液带出而造成的资源浪费和对后续电镀过程的不利影响。(2)除了电镀铜外，本专利技术所提供的装置和方法同样适用于其他金属电镀过程中金属离子的补充，例如电镀镍等，具有良好的经济效益和广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例1中提供的电镀用铜离子补充装置的结构示意图；图中：1-壳体，2-进液管，3-过滤层，4-放置腔，5-过滤器，6-过滤柱。下面对本专利技术进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本专利技术的简易例子，并不代表或限制本专利技术的权利保护范围，本专利技术的保护范围以权利要求书为准。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术在具体实施例部分提供了一种电镀用铜离子补充装置，所述装置包括一个壳体，所述壳体内设有过滤层，壳体内位于所述过滤层的一侧设有放置腔，另一侧设有出液管道，壳体内贯穿过滤层设有进液管，所述进液管的出液口位于放置腔内。所述放置腔用于堆填铜粒，以向电镀液中及时补充铜离子。所述过滤层用于对补充铜离子后的电镀液进行过滤，可实现对细小铜粒(粒径≤7mm)的充分过滤，避免铜粒进入被电镀液带出。所述进液管贯穿过滤层设置，出液口位于放置腔内，用于向放置腔中通入待补充铜离子的电镀液，其中，进液管的出液口优选靠近壳体的底部，有利于电镀液与铜粒的充分接触。优选地，本专利技术在所述补充装置外可设置二级过滤装置，所述二级过滤装置为过滤器，与上述补充装置的出液管道连接。所述过滤器内设有过滤柱，用于对经过过滤层过滤后的电镀液进行二次过滤，以完全除去电镀液中的铜粒，避免微小的铜粒进入电镀槽。优选地，所述过滤层为纤维过滤层，优选为聚丙烯纤维缠绕而成，其可实现对细小铜粒(粒径≤7mm)的充分过滤，避免铜粒进入被电镀液带出。优选地，所述进液管位于壳体中心轴线上，能够使电镀液在铜粒中的流动更均匀，有效避免局部铜粒消耗过快，提高了放置腔内铜粒利用率以及电镀液中铜离子的补充速率。本专利技术对于各个部件的尺寸不做具体限定，应根据实际生产工况进行合理设置。示例性的，所述进液管的直径可以为30-100mm，所述壳体的外径可以为100-300mm,所述壳体的高度可以为800-1200mm，但非仅限于此。本专利技术在具体实施方式中还提供了一种电镀用铜离子补充方法，采用上述的装置对电镀液进行铜离子的补充，具体操作为为：向放置腔中堆填铜粒，然后将电镀液通过进液管注入放置腔内，电镀液在铜粒间的缝隙流动补充铜离子，经过过滤层过滤后由出液管道流出。优选地，所用铜粒的粒径≤7mm，例如可以是1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm或7mm等。相对于直径较大的铜球而言，上述粒径范围内的铜粒具有更大的比表面积，从而可以用更少量的铜粒实现相同的溶铜速率，降低应用成本。在电镀液补充铜离子的过程中，铜粒过大时会增加开线初期的投入，不利于成本控制；而铜粒过小则增加了过滤的难度，铜粒易随着电镀液穿过过滤层进入电镀装置中，并且增大电镀液流动的阻力。因此，所述铜粒的粒径优选为3-5mm。优选地，所述放置腔中铜粒的填充厚度在400-700mm，优选为500-600mm，但非仅限于此。其实际的填充厚度应根据装置中放置腔的高度和生产过程中对铜离子的补充量进行具体调整。为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，本专利技术的典型但非限制性的实施例如下：实施例1本实施例提供了一种电镀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电镀用铜离子补充装置，其特征在于，所述装置包括一个壳体，所述壳体内设有过滤层，壳体内位于所述过滤层的一侧设有放置腔，另一侧设有出液管道，壳体内贯穿过滤层设有进液管，所述进液管的出液口位于放置腔内。

【技术特征摘要】
1.一种电镀用铜离子补充装置，其特征在于，所述装置包括一个壳体，所述壳体内设有过滤层，壳体内位于所述过滤层的一侧设有放置腔，另一侧设有出液管道，壳体内贯穿过滤层设有进液管，所述进液管的出液口位于放置腔内。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述出液管道与过滤器连接。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤器内设有过滤柱。4.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述过滤层为纤维过滤层，优选为聚丙烯纤维过滤层。5.如权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述进液管位于壳体中心轴线上。6.一种电镀用铜离子补充方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的装置进行铜离子的补充，具体为：向放置腔中堆填...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建松，刘江波，章晓冬，苏向荣，
申请(专利权)人：广东天承科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44