线材电(dian)镀的设备
发布时间:2018/11/29 08:28:08
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基于(yu)线材电镀的特点,线材电镀(du)工艺在很大程度上与设备有很密切的相(xiang)关性,采用(yong)不同(tong)的设备,要用不(bu)同的电镀工(gong)艺(yi),包括镀(du)液和(he)操(cao)作条件。
对(dui)于采用常规工艺将线材成卷挂入电镀(du)的工艺(yi),只适用于小批量和少量线材的电镀,这时可(ke)以沿(yan)用传统电镀(du)工艺的设备。我们这里所说的线材(cai)电镀设备是指(zhi)以连续电镀生产方式工作的线材电镀设备。
常规线材电镀设备
(1)线材运送(song)动力装置
线材电镀的(de)设备与普通电镀(du)最大的区别是有一组(zu)提供线材运(yun)动的牵引装置,通常(chang)称为(wei)收放线机。流行的是以收线机为主动轮,放线机是从动轮。让(rang)安放(fang)在放(fang)线机上的(de)成卷线材在收线机主动轮的牵(qian)引下,通(tong)过阴极导电辊获得电流供应的同时转向进入镀槽(cao),经两个压线轮的导向(xiang)由镀槽另一端出来经导电辊再(zai)进入下(xia)个流程(cheng)。这种装置的动力可以是单机式(shi),也可以是多头式的。多头式是在一个较大的(de)动力源驱动下,同时让多个收(shou)线轮进行收线作业(ye),让更多的线材平行地在镀槽(cao)中电镀,从而提高电镀(du)产能。
电子(zi)电(dian)镀由于场地和规(gui)模的原因,多采用(yong)单头式往复走线(xian)方式,并且采用高速走线方式来提高效率。
(2)镀(du)槽
线材电镀用的(de)镀槽基(ji)本上(shang)是纵向长度较长的镀槽,以让线材在镀槽中(zhong)受镀(du)时间得(de)到保证。当走线速度一定时,镀槽越长,受镀时间也越多。因此(ci),当走线速度提高,受镀时间(jian)就会减少,厚度达不到工艺(yi)的要求(qiu)。这时就要延(yan)长镀槽来保证受镀时间(jian)。有(you)时镀槽的(de)长度要达到几十(shi)米至上百米。但同一个镀槽(cao)做得太长不仅制造上有困难,而且镀(du)液的管理也麻烦了许多。为此,可以采用多槽串联方式,让线材在导(dao)电辊的(de)引(yin)导下通过多个镀(du)槽,每一个(ge)镀槽都有压线轮,两个镀(du)槽之间装一个导电辊,就可以(yi)重复镀程。
需要指出的是,实际(ji)的线材电镀生产线的镀槽和(he)前后处理槽加起来(lai)会达到几十个,一个完全的线材电(dian)镀自动生产线全(quan)长可达150m,包(bao)括线材的去油、酸蚀、活(huo)化后镀后处(chu)理,都可以在线上进行。所有这些工作槽的结构基本上与电镀槽是类似的,只是导电(dian)辊可以改成不导电的引导轮,但有(you)些工作槽则要加入加温等辅助设备。
(3)导(dao)电辊
线材电镀的导(dao)电辊是(shi)将线材与电源阴极连接的重要(yao)设备,要求有良好的导电性和耐磨(mo)性(xing),为了让导电(dian)辊(gun)不影响线材的走(zou)行速(su)度,一般导电辊(gun)也是与收线(xian)机(ji)的主转速同步旋转。对于旋转的(de)导电辊,为了保证与阴极的(de)有效连接,导电辊的两端除了装有轴承外,还要有与(yu)电源相连接的类似发电机(ji)电刷式的石墨导电机构,以保证电流能顺利地通过线材。对于前、后(hou)处(chu)理(li)槽,导电辊不与电源连接,且可以改用其他(ta)耐腐(fu)蚀的非金属材料,如陶瓷或(huo)工程塑料(liao)等。
(4)压(ya)线轮
压线轮的作(zuo)用是让(rang)线材能在镀槽内完成(cheng)电镀过程。根据镀槽的不同结构可以是(shi)全浸式,也可以是半浸式的。半浸式的压线轮不在(zai)镀槽内,而是只让压轮的一部分浸入(ru)到镀液中。半浸(jin)式的好处是压轮的中轴在镀槽液面以上,方(fang)便安装和维护(hu)。所用(yong)材料也要求(qiu)是耐腐蚀(shi)的,特别是对于采(cai)用(yong)酸性镀液工艺的设备,都要考虑(lv)设备防腐问题。
(5)镀液循环与过滤装置
对于电子(zi)电镀,由于对镀层有较高的要求,对镀液的管理也是(shi)十分重要的。线材电(dian)镀由于电阻比常规电镀要高得多,一般都要在较高的电流密度下工作,有(you)时高达300A/dm2,这时镀液升温非常快,主盐金属离子消(xiao)耗(hao)也很快,要求(qiu)槽液(ye)有较大的容量(liang),以便即时(shi)降(jiang)温和补充,但是(shi)由于工艺布(bu)局的限(xian)制,工作镀(du)槽的容量往往是有限的,为了解决这个问题,可以(yi)在(zai)槽体下部(bu)或槽边或其他不(bu)影响生产线布局的(de)情况下,另外以(yi)大于工作槽2~5倍的容积(ji)另设一个与工作槽(cao)连通的循环(huan)过滤槽,配上过滤机,必要(yao)时还可以配上热交换装置,有些没有热交(jiao)换器的电镀厂将冰(bing)块封装在塑料袋或塑料桶里,放在循环槽中也可以解决燃眉之急。
特殊(shu)线材电(dian)镀设备
对于有些特(te)殊结构的线材,比如引线框、插(cha)脚等,就更需要专业的线材(cai)电镀设备。这类设备有时就是(shi)为了加工专用的引线而设(she)计的,称为专用设(she)备,由于引线和放线时所用的线卷架很像老式电影胶(jiao)片卷片盒,所以也叫做卷对卷(juan)电镀(du)设备。典型(xing)的(de)专用引线框电镀(du)设备是集(ji)成电路(IC)引线框的(de)连续电镀设(she)备(bei)。卷对卷电镀设(she)备的基本原理与常规线(xian)材电镀设备一样,由引线和放线机构与镀槽构(gou)成,但是结构要精密得多,并(bing)且也(ye)很小巧,因为这(zhe)类镀(du)液多数是贵金属电镀,不可能(neng)配(pei)制大(da)量(liang)的镀液,由于设备(bei)长度有限,所以必须采用高速电镀技术(shu)才(cai)能(neng)满足镀层厚度的要求。同样理由,为了节约贵(gui)金属材料,现在很多引线框采用的是局部电(dian)镀技术(shu),只对需(xu)要的部位进行电镀,因此,使这类设(she)备有很多的辅(fu)助设备和(he)工装来满足特(te)殊电镀(du)过(guo)程的需要。
(1)动力和镀槽这种设备的动力也是以收(shou)线卷(juan)为主动轮,由于线框架的(de)特殊形状而要求有很多导轮来保证线框的正常行走(zou)。引线框连续电(dian)镀的(de)镀槽在这种连续电镀设备中(zhong)比较特殊,几乎已经很难看出与普通(tong)镀槽有(you)什么相同之(zhi)处。这时因为在这(zhe)种生产线(xian)上,线框是以很快的(de)速度(du)从各工艺流程(cheng)的镀槽中穿过,镀液(ye)和各种前、后处理液有时是以喷射的方式与线框接触的,清洗也是如(ru)此,因此,镀槽只是概(gai)念槽,可能采取的是(shi)其他装载镀液的(de)方式。
(2)局部(bu)镀装置
局部镀在IC引线框电镀中是常(chang)用的方法,但是工艺比较复杂。引线框的局部镀工艺与常(chang)规电镀中的局部镀不同,不是在(zai)被(bei)镀(du)产品(pin)表(biao)面采用绝缘(yuan)胶之类的涂覆法,而是由设(she)备来保(bao)证只在产品的局部镀覆(fu),因此,线框局部镀的关键是在设备上。局部镀根据所采用的(de)镀覆(fu)方式的不同而有连(lian)续镀方式和间歇镀方式。
①压板式局部镀装置。这种局部镀是间歇镀方式。让引线框(kuang)平行进入由模具引导的局(ju)部镀(du)机构,这(zhe)时模(mo)具相当于镀槽,模具(ju)上的孔(kong)位对应的是需要镀覆(fu)的部位,上面由(you)有(you)一定压力硅胶带压住,压力保持在(zai)使线(xian)框受镀的一面与(yu)模(mo)具紧贴而不让镀液外泄。阳极喷嘴通过模具的(de)孔向线框需要(yao)镀覆的部位喷(pen)射镀(du)液(ye),引线框则要与电源的阴(yin)极相连接。压板喷镀设备长约800mm,当待镀线框进(jin)入后(hou),喷嘴即喷出镀液,5~10s后(hou)停止,收线轮动作让已经电镀的部位(wei)走出,下(xia)一轮是局部镀开始。
这种(zhong)平板局部镀设备比较简单,模具容(rong)易制作,但由于受阳极喷嘴分布和镀液供给方(fang)式的影响,镀层厚度的均匀性较差。
②镀轮式局部镀装置(zhi)。镀轮式喷镀是连续(xu)局部(bu)镀装置,因此生产效率比较高。IC线(xian)框由引导轮导(dao)入喷镀机,受镀面与喷(pen)镀机上喷嘴对应,在(zai)喷(pen)镀机的(de)半圆形模(mo)具的上部由压带导轮提供一组不(bu)停转动的硅胶带,通(tong)过(guo)并压紧喷镀(du)机上部半圆处,正好与进入喷镀机的IC线框的背(bei)部相对应,将压力传至IC线框,使其受镀面与(yu)喷(pen)镀机工作面有(you)紧密配合而(er)又能顺利通过镀头(tou)。这样,随着引导轮的引导,IC线框经过喷镀机时,与喷嘴对应的(de)部位就镀上(shang)了镀层。这种方(fang)法可(ke)以连续(xu)地进行喷镀(du),从而(er)有较高的(de)生产效率。
由于这种局(ju)部镀是在(zai)运动中进(jin)行,镀层的厚度均匀,镀(du)层的质(zhi)量也有所提高,但是设备(bei)的结构比较(jiao)复杂,喷嘴模具加工要求较高,因(yin)而设备(bei)成本(ben)会较高(gao)。