一种面向多规格基材的高兼容性柔性电镀生产线的制作方法

本发明涉及连续卷对卷电镀设备，具体涉及一种专门适配小批量、多品种生产场景，通过分段阳极阵列、槽内外全线可更换导电特性的模块化导辊来柔性兼容不同规格与材质基材的电镀生产线。

背景技术：

1、卷对卷连续电镀是柔性基材表面处理的核心工艺，广泛应用于电子电路、新能源、包装材料等领域。随着下游产品向多品种、小批量方向发展，一种并非追求极限产能，而是着重于在同一条小型产线上快速、低成本地切换生产不同材质、不同厚度、不同电镀工艺要求基材的高适应性电镀生产线，成为一种明确的技术需求。

2、现有卷对卷电镀设备普遍采用v型横截面的深槽结构。在该结构中，基材以倾斜角度进出镀液，其与阳极壁面的距离随走带位置不断变化。这种变化的极距导致电力线分布不稳定，基材在宽度方向和走带方向上均会出现镀层厚度不均匀的问题，尤其在基材的边缘区域，电力线的密集分布会产生边缘效应，导致边缘镀层明显偏厚。

3、为缓解边缘效应，常规做法是在阳极与基材之间加装物理屏蔽挡板。然而，物理挡板的位置和尺寸需要针对特定基材宽度进行调整。当生产线切换至不同宽度的基材时，操作人员必须停机并手动更换或调整挡板，换产耗时长，难以满足小批量柔性生产的需求。此外，针对不同物理特性的基材如极薄铜箔与较厚不锈钢带，其所需的阴极导电接触条件不同：极薄基材需要软质接触面防止划伤，而厚实基材需要硬质接触面确保低接触电阻。常规设备通常仅配备单一类型的导电辊，无法同时满足上述需求。这一问题在已公开的一些专利文献中同样存在，其公开的导辊系统均无法在同一条产线上实现对不同材质基材的导电接触适配。

4、更进一步地，传统设备中槽内所有与基材接触的导辊通常默认为金属导电辊并与阴极回路连通。这种“全导通”的设计在处理一些特殊基材时会引发严重的适应性问题。例如，对于已预镀了精细线路的基板或只需单面电镀的基材，非必要的槽内导电接触点会造成杂散电流泄漏和不可控的二次电镀，破坏已形成的镀层结构；对于易发生氢脆的高强度钢或特殊合金基材，非电镀区的导电辊表面因液膜和杂散电流产生的初生态氢会渗入基材晶格导致氢脆；对于对金属离子杂质极为敏感的贵金属电镀工艺，槽内处于电场中且未良好接地的金属辊可能因双极性效应而发生自身溶解，污染镀液。这些问题的根源在于槽内导辊的导电性无法根据基材特性和工艺要求进行灵活的区域性配置。不仅如此，在基材离开液面后的出料区域，同样存在因辊的导电特性与后续工艺不匹配而导致的问题，严重限制了小型柔性产线的基材适应范围。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有小型卷对卷电镀设备在应对多规格、多材质基材时，存在的电场分布适应性差、阳极端配置固化、导电接触模式单一、以及槽内外导电区域均不可灵活配置的问题，提供一种能够通过结构改进，专门适配小批量生产场景并实现快速换产的电镀生产线。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种面向多规格基材的高兼容性柔性电镀生产线，包括依次设置的放卷机构、电镀模块、回收槽、水洗槽、烘干装置和收卷机构。电镀模块包括至少一个具有矩形横截面的电镀槽体；进料导辊设置于电镀槽体的上方，用于引导基材进入电镀槽体；多组导辊设置于电镀槽体内部下方，用于引导基材在电镀槽体内形成包含水平浸没段的u型穿带路径；其中，至少一个导辊为可更换的模块化导辊，该模块化导辊以可拆卸方式安装为导电辊或不导电辊；多个阳极组件沿基材的宽度方向分段布设，并对称悬挂于u型穿带路径的水平浸没段两侧，每个阳极组件以可拆卸方式安装于槽体挂杆上，并可沿槽体挂杆进行横向位置调节；控制系统与各阳极组件电连接，用于根据基材的规格独立地控制每个阳极组件的输出电流；出料端可更换导辊机构设置于电镀槽体的出料侧且位于液面以上，该出料端可更换导辊机构包括一个可更换的模块化导辊，该可更换的模块化导辊以可拆卸方式安装为导电辊或不导电辊。水洗槽的数量为至少两个，呈多级串联排布，用于对基材进行逐级逆流漂洗。

3、作为本发明的优选方案，阳极组件的数量为四个，其中两个对应基材的中心区域，另外两个对应基材的边缘区域；控制系统通过切断或降低对应边缘区域的阳极组件的输出电流，实现无需物理挡板的电气分段屏蔽。进一步地，阳极组件采用不溶性阳极组件，并在切断或降低输出电流时自动切换至阴极保护电位状态。

4、作为本发明的另一优选方案，出料端可更换导辊机构中安装的导电辊为软质导电辊，其表面包覆有聚氨酯或橡胶材料；安装的不导电辊的表面包覆有绝缘材料。电镀槽体的数量可以为两个，呈一字型串联排布，分别用于预镀或底层电镀以及加厚或面层电镀；水洗槽的数量为至少两个，呈多级串联排布，构成多槽电镀与多级逆流漂洗的组合配置。需要说明的是，电镀槽体和水洗槽的具体数量均可根据实际工艺需要灵活增减，不限于实施例中所示出的具体数量。

5、作为本发明的另一优选方案，控制系统包括hmi触控屏和电控机柜，电控机柜内存储有对应不同规格基材的配方数据，控制系统响应于配方选择分别向各电镀槽体的阳极组件的整流电源独立下达协同控制指令。在执行一键换产流程时，控制系统首先根据配方分配阳极电流，接着调整走带张力，再启动循环泵和镀液加热系统，最后在工艺参数稳定后开始走带电镀。

6、作为本发明的另一优选方案，电镀模块还包括液路循环过滤系统，其过滤罐通过管路与电镀槽体的底部入液口连接，使镀液在电镀槽体内形成自下向上的翻转流动。

7、作为本发明的另一优选方案，阳极组件以可拆卸方式安装于槽体挂杆上的具体结构为：阳极组件通过挂钩或螺栓连接件固定悬挂于槽体挂杆上。出料端可更换导辊机构的可更换的模块化导辊和槽内导辊中的模块化导辊，均采用统一的快装式机械接口，该快装式机械接口为快卸式轴承座或锥度配合结构。

8、作为本发明一个特别重要的优化方案，操作人员可使用同一规格的备用辊，在全线所有可更换辊位之间灵活调配。当需要更换辊的类型时，只需松开快装接口，将整个辊体模块从支架上取下，再装入另一种类型的辊体模块并锁紧即可，整个过程在数分钟内完成。通过这种全线统一的模块化设计，极大地降低了小型生产线用户管理备件的复杂性和换产的作业时间，将整条产线的导电区域配置能力整合为一个高度灵活的、可由操作人员在生产现场即时调整的系统。

9、本发明具有以下有益效果：

10、1.通过矩形槽体与u型穿带路径配合，在水平浸没段形成基材与阳极组件的恒定间距，配合沿宽度方向分段布设的多个阳极组件及其独立电流控制，可根据基材规格实现差异化的电场调控，有助于消除边缘效应。

11、2.出料端可更换导辊机构设置于电镀槽体的出料侧且位于液面以上，并采用可更换的模块化设计，允许操作人员根据基材的后续工艺要求，灵活选择在该位置安装导电辊或不导电辊。这种设计配合槽内导辊的模块化，将整条产线的导电区域配置能力从槽内延伸至槽外出料段，实现了全线导电策略的无缝定制。

12、3.控制系统通过配方调用向各电镀槽体的阳极组件的整流电源独立下达协同控制指令，实现阳极电流分配的自动切换，使得换产操作无需机械改装即可由设备自动完成。

13、4.阳极组件采用不溶性阳极组件并在断电时自动切换至阴极保护电位状态，可以防止阳极组件因断电而产生杂散电流，有助于延长阳极组件使用寿命。

14、5.矩形槽体、分段阳极组件和全线可配置的模块化导辊系统的整合有助于实现协同增效的技术效果：分段阳极组件的电气屏蔽依赖于矩形槽体提供的恒定极距，而槽内导辊和出料端可更换导辊机构的导电性选择，则为整条产线提供了一个可按需编排的“导电通道地图”，三者通过控制系统和现场快装接口协同管理，有效缩短了不同品种间的换产时间，以满足灵活生产的需求。