一种VCP垂直连续电化处理设备及其使用方法与流程

本发明属于金属表面处理，具体地，涉及一种vcp垂直连续电化处理设备及其使用方法。

背景技术：

1、金属表面处理是现代印刷电路板（pcb）制造的关键工序之一，其工艺性能直接决定pcb产品的导电稳定性、焊接可靠性、耐腐蚀性及整体使用寿命。目前，工业领域主流的pcb铜面表面处理镀层技术主要分为喷锡、化学镀与电镀（如vcp，中文全称为垂直连续电镀）三大类，三类工艺基于不同的反应原理实现金属镀层制备，各自存在固有技术优势与无法规避的行业短板，难以同时适配高精度、高效率、绿色化的现代pcb生产需求。

2、其中，喷锡工艺具备可焊性好、存储周期长、成本低廉的优点，适用于常规低精度pcb批量生产。但自身存在诸多固有缺陷：焊盘成型后呈弧形、平整度差，难以适配细间距bga及微型元件焊接，易出现立碑、少锡、桥接等不良问题；镀层厚度不均，密集过孔、盲孔易发生焊料堵孔故障；制程热冲击大，薄板、高层数板、高tg板材易出现板弯、分层、孔铜微裂等质量问题；同时作业高温、高噪音，助焊剂存在易燃风险，生产环保性与安全性较差，无法适配高端pcb生产需求。而现阶段pcb规模化生产普遍采用拼板加工工艺，将多块小型单元板拼接为整体大基板进行集中加工，以此提升材料利用率与整体生产效率。但拼板结构存在固有技术痛点：电镀前各小型单元板相互绝缘，且pcb表面绝大多数待处理焊盘为独立分布的孤立铜面导体块，各焊盘之间无导通回路。传统电镀工艺作业时，夹具仅能夹持拼板边缘工艺边，电流仅可通过辅助导线传导至金手指等少数连接点位，其余孤立铜焊盘无法构建完整阴极导电回路，无法实现电镀沉积作业。

3、针对上述问题，目前业界通用的解决方案为引线辅助电镀法，即人工为各孤立导电体单独连接导电引线，将所有引线集中汇集后接入电源负极，使孤立导电体形成阴极回路，置入电镀液中完成电镀作业，电镀完成后再通过机械铣削、切割或化学蚀刻方式去除导电引线。但该传统解决方案工序繁琐、作业流程冗长，需额外耗费大量人工与设备成本，生产效率极低，且引线去除过程易造成pcb焊盘损伤、基材划伤、尺寸偏差等二次不良问题，镀层一致性与产品良率难以保障，严重制约高精度pcb表面处理的自动化、连续化、规模化生产。

4、综上，现有pcb表面处理工艺中，电镀工艺受限于拼板孤立导电体无法自主导电的问题，无法实现连续自动化电镀生产，传统引线辅助电镀工艺弊端显著，无法满足pcb电路板更高的生产和应用需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种vcp垂直连续电化处理设备及其使用方法，解决现有技术中，拼板式印刷电路板表面孤立分布的铜面导体无法自主构建完整阴极导电回路，致使电镀工艺难以实现连续自动化生产，而传统引线辅助电镀工艺存在工序繁琐、生产效率低下、易造成焊盘与基材二次损伤、镀层质量稳定性差的缺陷，现有主流表面处理技术难以同时适配现代pcb生产需求的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种vcp垂直连续电化处理设备，包括固定框，设有两个，且二者呈中心对称布置设于电镀槽内，二者中间构成供电路板表面处理的连续作业通道；

4、移动框，由上板体和下板体构成，设于固定框内部，且在固定框内水平方向可调；

5、刷体驱动机构，包括分居上板体或下板体两侧的固定轴和移动轴，固定轴和移动轴上部及下部经环形输送件，沿其环形运动轨迹连接有均布的多个镀刷；

6、刷体馈电机构，包括连接上板体和下板体的结构方管，结构方管顶部经横置的第二上电排连接有纵向布置的第二接电柄；镀刷顶部固定连接有固定块；固定块上表面固定连接有枢轴螺钉；枢轴螺钉上转动连接有楔形块；枢轴螺钉对应楔形块下方的位置套设有扭转弹簧；

7、物料导电机构，包括承托设于结构方管中下部的多个装载篮，装载篮用于装载电化处理的原材料，各装载篮上部经连接板连接为一体，连接板上经横置的第一上电排连接有纵向布置的第一接电柄。

8、在一些实施例中，所述固定框由立板与横板拼接构成，其俯视投影为u形，且上板体对应设于固定框的上部，下板体对应设于固定框的下部，移动框的俯视投影为矩形；所述固定框上部的下表面、下部的上表面均固定连接有对称布置的滑轨；所述移动框上与各滑轨对应的位置均固定连接有滑块，且滑块与对应滑轨滑动配合。

9、在一些实施例中，所述刷体驱动机构还包括用于装配固定轴的固定座，用于装配移动轴的移动座；所述移动框上板体和下板体上均开设有滑槽，且移动座滑动装配于滑槽内；所述环形输送件可环绕所述固定轴与移动轴进行循环回转运动。

10、在一些实施例中，还包括传动张紧机构，包括转动装配于移动框上板体和下板体上的轴杆，且轴杆布置于移动框靠近移动座的一侧；所述轴杆上对应移动框各高度的位置处均固定套装有主动锥齿轮；所述移动座靠近轴杆的一侧开设有螺纹孔，所述螺纹孔内并设有螺纹杆，且二者螺纹配合；所述螺纹杆的外端固定连接有从动锥齿轮；轴杆通过主动锥齿轮与从动锥齿轮的啮合传动带动螺纹杆同步转动；螺纹杆的轴向位置固定，在螺纹杆与螺纹孔的螺纹传动作用下，带动移动座沿水平方向往复移动。

11、在一些实施例中，还包括镀刷调距机构，包括固定连接于固定框中部的轴承座，轴承座内转动装配有主动转轴；所述固定框上对应轴承座两侧的位置均转动装配有从动转轴；所述主动转轴的中部设置有锥齿轮换向器，主动转轴通过锥齿轮换向器向两侧的从动转轴传递动力；所述从动转轴的上下两端均固定套装有调节齿轮；所述移动框上与两侧调节齿轮对应的位置均固定连接有齿条；齿条与对应调节齿轮相互啮合。

12、在一些实施例中，所述环形输送件为链条；所述结构方管上对应链条高度的位置处固定设置有导轨，所述导轨对链条形成支撑与限位。

13、在一些实施例中，所述结构方管的中下部位置固定连接有支撑板，且装载篮经支撑板承托设于结构方管上。

14、在一些实施例中，所述刷体馈电机构与物料导电机构均位于固定轴和移动轴上环形输送件的环形运动轨迹所围合的空间内部；相邻镀刷之间的间距为5-20mm。

15、一种vcp垂直连续电化处理设备的使用方法，包括以下步骤：

16、s100：根据待加工工件的材质、尺寸及表面处理工艺要求，将对应工艺的反应原料装填至各装载篮内；

17、s200：根据待加工工件的厚度参数，操作镀刷调距机构，通过主动转轴、锥齿轮换向器、从动转轴及调节齿轮与齿条的啮合传动，驱动两侧移动框沿滑轨同步水平移动，将两组镀刷的相对间距调整至与工件厚度适配；

18、s300：操作传动张紧机构，通过轴杆、主动锥齿轮与从动锥齿轮的啮合传动带动螺纹杆转动，借助螺纹配合驱动移动座沿滑槽水平位移，调节固定轴与移动轴的轴距，将链条张紧度校准至设定范围，消除链条松弛余量；

19、s400：向刷体馈电机构的第二接电柄接入第一极性直流电源，电流经第二上电排、楔形块、枢轴螺钉、以及扭转弹簧传导至被接触的镀刷，使镀刷整体带对应电极性；向物料导电机构的第一接电柄接入第二极性直流电源，电流经第一上电排、连接板传导至各装载篮及内部的反应原料，使反应原料带相反电极性；

20、s500：驱动固定轴旋转，带动上下两条环形输送件沿环形轨迹同步循环运转，环形输送件携带各镀刷以设定线速度沿其运动轨迹连续移动，位于电路板正反两面的镀刷在作业时移动方向相反；

21、s600：电路板以垂直姿态连续匀速送入两组镀刷之间的表面处理区域，保持电路板待处理表面与镀刷刷丝相抵接，实现电镀或电解。

22、在一些实施例中，所述s400中，靠近电路板一侧的第二接电柄所接入的第一极性直流电源为负极，背离电路板一侧的第二接电柄所接入的第一极性直流为正极，用于电路板电镀和镀刷刷丝自洁；

23、或，靠近电路板一侧的第二接电柄所接入的第一极性直流电源为正极，背离电路板一侧的第二接电柄不接入电源，第一接电柄接负极，用于电路板电解退镀。

24、本发明的有益效果：

25、1.本发明采用镀刷接触式馈电方案，可使电路板表面孤立分布的铜面导体通过与镀刷刷丝的接触接入阴极回路，在电路板孤立铜焊盘上实现直接电镀所需金属层，从而成为电路板喷锡，化锡等最终表面处理制程的替代工艺。同时也可以摆脱传统引线辅助电镀工艺（如电镀金手指）工序复杂、效率低下、易造成基板与焊盘二次损伤的弊端。

26、2.本发明采用垂直连续进给配合双侧环形运动镀刷的作业模式，电路板以垂直姿态匀速通过作业通道，正反两面镀刷同步反向运行，刷丝与板面均匀柔性接触，作业区域电场分布稳定可控，可适配细间距bga焊盘等pcb的表面处理需求，避免了喷锡工艺平整度差、焊料堵孔、热冲击板弯等质量缺陷。

27、3.本发明集成镀刷调距机构，可根据待加工电路板的厚度参数，快速调节双侧镀刷的相对间距，适配不同规格、不同厚度工件的加工要求；集成传动张紧机构一方面方便作业人员拆装维护，另一方面能够维持链条的张紧度，保证镀刷刷丝与pcb表面精准接触。

28、4.本发明采用极性可切换的双馈电结构，仅通过调整电源接入方式即可快速切换电镀加工与电解退镀两种工作模式，同时满足工件镀覆生产与镀层回收再加工的多元工艺需求；还可实现镀刷刷丝的在线自清洁，避免刷丝表面镀层堆积影响加工效果，有效延长镀刷使用寿命，降低设备运维成本与耗材消耗。