镀膜用导电装置及镀膜机的制作方法

1.本发明涉及电镀薄膜技术领域，特别是涉及一种镀膜用导电装置及镀膜机。


背景技术：

2.电镀是复合集流体铜膜生产的一道重要工序，整流器与导电辊、钛篮相连接，电流从整流器正极经过钛篮，流经镀液、导电机构和整流器负极，使整个电镀系统形成一个完成的回路，从而实现在镀膜产品上形成薄膜。
3.目前，导电辊通常为直径相同的管状结构，在镀膜过程中，导电辊与镀膜产品接触的同时，也会直接或间接与镀液(铜液)接触，在导电辊上形成返镀铜或铜沉积的现象，在长时间镀铜过程中，导电辊上的镀铜积累到一定程度后，会在其表面形成不规则形状的铜质结晶层，这层铜质结晶层在导电辊上分布极不均匀，导致导电辊局部位置形成铜渣或铜刺。镀膜产品在接触导电辊时，导电辊上形成的铜渣或铜刺会划伤镀膜产品表面沉积的铜膜，严重影响镀膜产品表面铜膜的电镀质量。并且，当导电辊上的铜质结晶层积累过厚时，还会影响镀膜产品表面铜膜的色度以及均匀性。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有导电装置在镀膜过程中，导电辊会直接或间接与镀液接触，在其表面出现返镀铜或铜沉积的现象，严重影响镀膜产品表面铜膜的镀膜质量的问题，提供一种镀膜用导电装置及镀膜机。
5.一种镀膜用导电装置，用于在镀膜产品表面电镀薄膜，包括：
6.机架，所述机架开设有容纳镀液的镀槽；
7.两个导电机构，两个所述导电机构均固定于所述机架上，且沿所述镀槽的深度方向间隔相对设置，所述导电机构包括导电辊、钛篮以及整流器，所述整流器的正极与所述钛篮电连接，所述整流器的负极与所述导电辊电连接，所述钛篮至少部分浸没于所述镀液内，所述导电辊沿其径向方向的一侧浸没于所述镀液内，其另一侧裸露于所述镀液外，所述导电辊在其轴向方向的横截面呈工字形；
8.当所述镀膜产品在通过所述导电机构时，所述镀膜产品的其中一面与两根所述导电辊中的其中一根接触，其另一面与另外一根所述导电辊接触。
9.上述镀膜用导电装置，机架开设有镀槽，镀槽可用于容纳镀液，两个导电机构均固定于机架上，实现两个导电机构与机架的固定连接。整流器的正极与钛篮电连接，整流器的负极与导电辊电连接，钛篮至少部分浸没于镀液内，导电辊沿其径向方向的一侧浸没于镀液内，导电辊的另一侧裸露于镀液外，整流器、钛篮、导电辊以及镀液形成一完整的电流回路，当镀膜产品在通过导电机构时，镀膜产品的其中一面与两根导电辊中的其中一根接触，并且镀膜产品的另一面与两根导电辊中的另外一根接触，以在镀膜产品两个表面电镀薄膜，实现镀膜产品的双面镀膜，提高在镀膜产品表面的电镀效率。并且导电辊在其轴向方向的横截面呈工字形，镀膜产品在电镀过程中，导电辊的中部既不与镀液接触，也不与镀膜产
品的中部接触，防止导电辊中部直接或间接与镀液接触，减弱在导电辊上出现返镀铜或铜沉积现象，降低导电辊划伤镀膜产品表面沉积薄膜的风险，显著提高镀膜产品的镀膜质量。
10.在其中一个实施例中，所述导电辊两端的直径为5cm-20cm，所述导电辊中间位置相较于其端部位置下凹1cm-3cm。
11.在其中一个实施例中，所述导电辊为内部中空的管状结构。
12.在其中一个实施例中，所述导电辊的材质为304不锈钢、316不锈钢中的其中一种。
13.在其中一个实施例中，所述导电机构还包括辅助阳极，所述整流器的正极与所述辅助阳极电连接。
14.在其中一个实施例中，所述辅助阳极的材质为钛金属，且在其表面均匀涂覆有铱金属层。
15.一种镀膜机，包括放卷机构、收卷机构以及如上述技术方案任一项所述的镀膜用导电装置，所述放卷机构与所述收卷机构均固定于所述机架上，且间隔设置于所述镀膜产品的输送路径上。
16.上述镀膜机，导电辊在其轴向方向的横截面呈工字形，镀膜产品在电镀过程中，导电辊的中部既不与镀液接触，也不与镀膜产品的中部接触，防止导电辊直接或间接与镀液接触，在导电辊上出现返镀铜或铜沉积现象，避免导电辊划伤镀膜产品表面沉积的薄膜，显著提高镀膜产品的镀膜质量。
17.在其中一个实施例中，还包括多个张紧元件，多个所述张紧元件均固定于所述机架上，且均匀分布于所述放卷机构与所述收卷机构之间。
18.在其中一个实施例中，还包括两个喷淋元件，两个所述喷淋元件均固定于所述机架上，所述喷淋元件具有喷淋口，两个所述喷淋口中的其中一个朝向两根所述导电辊中的其中一根，其另一个朝向两根所述导电辊中的另外一根。
19.在其中一个实施例中，还包括加热元件，所述加热元件固定于所述机架上。
附图说明
20.图1为本发明提供的镀膜用导电装置的俯视图；
21.图2位本发明提供的镀膜机的主视图。
22.附图标记：
23.100、镀膜用导电装置；
24.110、机架；
25.120、导电机构；121、导电辊；122、钛篮；123、整流器；124、辅助阳极；
26.200、镀膜产品；
27.300、镀膜机；
28.310、放卷机构；320、收卷机构；330、张紧元件。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
35.下面结合附图介绍本发明实施例提供的技术方案。
36.如图1所示，本发明提供了一种镀膜用导电装置100，镀膜用导电装置100包括机架110与两个导电机构120，镀膜用导电装置100用于在镀膜产品200表面电镀薄膜。
37.机架110开设有镀槽(图示未示出)，镀槽能够容纳镀液，镀液既可用于在镀膜产品200上形成薄膜，也可用于电流的导通。其中，机架110可以通过铸造、模压等方式一体成型有镀槽，以简化机架110的成型工艺，节省机架110的制造成本；镀槽也可以是在机架110成型之后，通过其他辅助工具另外开设而成。镀液可以为铜液、铁液等可在镀膜产品200表面形成薄膜的流体介质，在本实施方式中仅以铜液为代表。
38.两个导电机构120均通过螺接、焊接等方式固定于机架110上，以实现两个导电机构120与机架110的固定连接。并且两个导电机构120沿镀槽的深度方向间隔相对设置，即两个导电机构120之间具有间隙，在本实施方式，两个导电机构120在竖直方向上间隔设置。导电机构120包括导电辊121、钛篮122以及整流器123，导电辊121与钛篮122均固定于机架110上，整流器123的正极与钛篮122电连接，整流器123的负极与导电辊121电连接，钛篮122至少部分浸没于镀液内，在导电辊121的径向方向上，导电辊121的一侧浸没于镀液内，导电辊
121的另一侧裸露于镀液外，由于镀液具有导电性，整流器123、钛篮122、导电辊121以及镀液形成一完整的电流回路，提供镀膜产品200过程中的电流。并且导电辊121在其轴向方向的横截面呈工字形，镀膜产品200在电镀过程中，导电辊121的中部既不与镀液接触，也不与镀膜产品200的中部接触，防止导电辊121中部直接或间接与镀液接触，减弱在导电辊121上出现返镀铜或铜沉积现象，降低导电辊121划伤镀膜产品200表面沉积薄膜的风险，显著提高镀膜产品200的镀膜质量。
39.当镀膜产品200在通过导电机构120时，镀膜产品200的其中一面与两根导电辊121中的其中一根接触，并且镀膜产品200的另一面与两根导电辊121中的另外一根接触，以在镀膜产品200两个表面电镀薄膜，提高在镀膜产品200表面的电镀效率。
40.为了使导电辊121在其轴向方向的横截面呈工字形，一种优选实施方式，如图1所示，导电辊121两端的直径为5cm-20cm，导电辊121中间位置相较于其端部位置下凹1cm-3cm，换言之，导电辊121呈两端大、中间小的圆柱结构，即导电辊121中间位置的直径小于导电辊121两端位置的直径。镀膜产品200在电镀过程中，导电辊121的中部既不与镀液接触，也不与镀膜产品200的中部接触，防止导电辊121中部直接或间接与镀液接触，减弱在导电辊121上出现返镀铜或铜沉积现象，降低导电辊121划伤镀膜产品200表面沉积薄膜的风险，显著提高镀膜产品200的镀膜质量。
41.在具体设置时，导电辊121两端的直径可以为5cm、10cm、15cm、20cm中的一种，当然，导电辊121两端的直径并不局限于上述范围值，还可以为5cm-20cm这一范围内的其他数值。另外，对于导电辊121的不同安装工艺或成型工艺等，导电辊121两端的直径不局限于上述直径设置范围，可根据导电辊121的安装工艺或成型工艺等，具体设置导电辊121的两端直径。
42.为了节省导电辊121的制造成本，一种优选实施方式，如图1所示，导电辊121为内部中空的管状结构，导电辊121在成型过程中所需的材料减少，可节省导电辊121的制造成本。并且对于机架110的承载强度要求较低，可实现镀膜用导电装置100的轻量化设计。
43.为了便于导电辊121的制造成型，一种优选实施方式，如图1所示，导电辊121的材质为304不锈钢、316不锈钢中的其中一种。由于304不锈钢与316不锈钢均具有优异的成型性，便于导电辊121的制造成型，并且不锈钢还具有优异的耐蚀性、强韧性等，可显著提高导电辊121的使用寿命，防止导电辊121在长时间使用过程中产生变形等不良现象。
44.当然，在其他实施方式中，导电辊121还可以为其他具有优异的成型性与导电性的材质制备而成，如：316l不锈钢，对于导电辊121的具体材质，本发明不做限制，可根据工艺需求或预算成本具体选择。
45.为了进一步提高镀膜产品200的镀膜质量，一种优选实施方式，如图1所示，导电机构120还包括辅助阳极124，整流器123的正极与辅助阳极124电连接。由于导电辊121沿其轴向方向的横截面为工字形，导致导电辊121中间位置的导电能力较弱，整流器123、辅助阳极124、导电辊121以及镀液形成一完整的电流回路，与整流器123、钛篮122、导电辊121以及镀液形成的电流回路共同增强导电辊121的导电能力，弥补了导电辊121中部的电流密度较小的缺点，大大提升了镀膜产品200表面形成薄膜的均匀性，以提高镀膜产品200的镀膜质量。
46.其中，辅助阳极124的材质为钛金属，由于钛金属不溶于强酸，在与镀液接触时，不易发生变形、腐蚀等不良现象，有助于延长辅助电极的使用寿命。但是钛金属的导电性较
弱，故在其表面均匀涂覆有铱金属层，能够增强辅助阳极124的导电性，弥补了导电辊121中部的电流密度较小的缺点，大大提升了镀膜产品200表面形成薄膜的均匀性，以提高镀膜产品200的镀膜质量。
47.另外，如图1与图2所示，本发明还提供了一种镀膜机300，镀膜机300包括放卷机构310、收卷机构320以及如上述技术方案任一项的镀膜用导电装置100，放卷机构310通过螺接、焊接等方式固定于机架110上，收卷机构320也通过螺接、焊接等方式固定于机架110上，以实现放卷机构310、收卷机构320的安装固定。放卷机构310、收卷机构320间隔设置于镀膜产品200的输送路径上，放卷机构310用于自动化输送电镀前的镀膜产品200，收卷机构320用于自动化收取电镀后的镀膜产品200。
48.上述镀膜机300，导电辊121在其轴向方向的横截面呈工字形，镀膜产品200在电镀过程中，导电辊121的中部既不与镀液接触，也不与镀膜产品200的中部接触，防止导电辊121直接或间接与镀液接触，在导电辊121上出现返镀铜或铜沉积现象，避免导电辊121划伤镀膜产品200表面沉积的薄膜，显著提高镀膜产品200的镀膜质量。
49.为了提高镀膜产品200表面的镀膜质量，一种优选实施方式，如图1与图2所示，镀膜机300还包括多个张紧元件330，多个张紧元件330均通过螺接、铆接等方式固定于机架110上，并且多个张紧元件330均匀分布于放卷机构310与收卷机构320之间，换言之，多个张紧元件330均匀分布于镀膜产品200的输送路径上。当镀膜产品200在经过张紧元件330时，张紧元件330可对镀膜产品200进行张紧，保证镀膜产品200的表面平整度，进一步提高镀膜产品200表面形成薄膜的均匀性，以提高镀膜产品200表面的镀膜质量。
50.其中，张紧元件330为张紧轮或张紧弹簧，以保证镀膜产品200在经过张紧元件330时，张紧元件330可对镀膜产品200进行张紧，保证镀膜产品200的表面平整度。当然，张紧元件330不局限于上述提供的张紧轮或张紧弹簧，还可以为其他能够张紧镀膜产品200的元件，对于张紧元件330的具体类型，本发明不做限制。
51.为了减弱在导电辊121上出现返镀铜或铜沉积现象，一种优选实施方式，如图1与图2所示，镀膜机300还包括两个喷淋元件(图示未示出)，两个喷淋元件均通过螺接、铆接等方式固定于机架110上。喷淋元件具有喷淋口，两个喷淋口中的其中一个朝向两根导电辊121中的其中一根，两个喷淋口中的另外一个朝向两根导电辊121中的另外一根。通过喷淋元件喷射出的清洗介质对导电辊121进行清洗，以对残留于导电辊121上的镀液进行清洗，防止残留于导电辊121上的镀液长时间暴露于空气中，在导电辊121上出现返镀铜或铜沉积现象。
52.其中，喷淋元件为喷淋头，以对残留于导电辊121上的镀液进行清洗。当然，喷淋元件不局限于上述提供的喷淋头，还可以为其他能够清洗残留于导电辊121上的镀液的元件，对于喷淋元件的具体类型，本发明不做限制。
53.为了提高镀膜机300在镀膜产品200上的电镀效率，一种优选实施方式，如图1与图2所示，镀膜机300还包括加热元件(图示未示出)，加热元件通过螺接、焊接等方式固定于机架110上，加热元件可加速镀膜产品200表面薄膜的成形速率，提高镀膜机300在镀膜产品200上的电镀效率。
54.其中，加热元件为烘箱，加热元件能够加速镀膜产品200表面薄膜的成形速率。当然，加热元件不局限于上述提供的烘箱，还可以为其他能够加速镀膜产品200表面薄膜成形
速率的元件，对于加热元件的具体类型，本发明不做限制。
55.下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的阐述。
56.需要说明的是，实施例中均采用方阻均匀性与薄膜表面孔洞形貌来表现镀膜产品表面的镀膜质量。使用四探针测试仪测量镀膜产品200表面形成薄膜的电阻，并且将电镀后的镀膜产品200展开，通过ccd相机(工业相机)对展开后的镀膜产品200表面形成的薄膜情况进行摄像，通过观测孔洞数量以及孔洞直径大小以表示镀膜产品200表面的镀膜质量。
57.实施例1
58.选择在聚丙烯膜的表面进行电镀薄膜，聚丙烯膜的厚度为6μm，导电辊121为现有导电辊121，未设置辅助阳极124。
59.镀液成分：130g/l硫酸铜，140g/l硫酸，60mg/l盐酸，8ml/l光亮剂。
60.抗氧化液：dp-a剂5ml/l，dp-b剂10ml/l，工艺温度20-30℃，ph 1.8-3.5。
61.烘箱设置温度：80℃。
62.聚丙烯膜的输送线速度：2m/min。
63.聚丙烯膜其中一面(以下均以a面替代)总电流：1152a；聚丙烯膜另外一面(以下均以b面替代)总电流：1164a。
64.聚丙烯膜在输送过程中的张力：80n。
65.结果见表1与表2：
66.表1 1200m聚丙烯膜不同位置a面与b面方阻
67.镀膜位置(m)5015025035045055065075085095010501150a面方阻222021232322232422211919b面方阻192122222423232220211919
68.表2聚丙烯膜表面薄膜的孔洞检测数据
[0069][0070]
通过表1与表2可知，在未设置辅助阳极124的情况下，当使用现有导电辊121对聚丙烯膜进行电镀薄膜时，使用四探针测试仪测量1200m范围内的聚丙烯膜表面形成薄膜的电阻，聚丙烯膜a面的方阻均匀性为11.6％，聚丙烯膜b面的方阻均匀性为11.6％。通过ccd相机对展开后1200
㎡
范围内的聚丙烯膜表面形成薄膜情况进行摄像，总孔洞个数为1752
个，各区间内孔洞直径均偏大。
[0071]
实施例2
[0072]
选择在聚丙烯膜的表面进行电镀薄膜，聚丙烯膜的厚度为6μm，导电辊121为本发明使用的导电辊121(导电辊121沿其轴向方向的横截面为工字形)，未设置辅助阳极124。
[0073]
镀液成分：130g/l硫酸铜，140g/l硫酸，60mg/l盐酸，8ml/l光亮剂。
[0074]
抗氧化液：dp-a剂5ml/l，dp-b剂10ml/l，工艺温度20-30℃，ph 1.8-3.5。
[0075]
烘箱设置温度：80℃。
[0076]
聚丙烯膜的输送线速度：2m/min。
[0077]
聚丙烯膜a面总电流：1152a；聚丙烯膜b面总电流：1164a。
[0078]
聚丙烯膜在输送过程中的张力：80n。
[0079]
结果见表3与表4：
[0080]
表3 1200m聚丙烯膜不同位置a面与b面方阻
[0081]
镀膜位置(m)5015025035045055065075085095010501150a面方阻181922232323232320192018b面方阻192022232423242221211819
[0082]
表4聚丙烯膜表面薄膜的孔洞检测数据
[0083][0084][0085]
通过表3与表4可知，在未设置辅助阳极124的情况下，当使用本发明使用的导电辊121对聚丙烯膜进行电镀薄膜时，使用四探针测试仪测量1200m范围内的聚丙烯膜表面形成薄膜的电阻，聚丙烯膜a面的方阻均匀性为12.2％，聚丙烯膜b面的方阻均匀性为14.3％。通过ccd相机对展开后1200
㎡
范围内的聚丙烯膜表面形成薄膜情况进行摄像，总孔洞个数为492个，各区间内孔洞直径均偏小。
[0086]
实施例3
[0087]
选择在聚丙烯膜的表面进行电镀薄膜，聚丙烯膜的厚度为6μm，导电辊121为本发明使用的导电辊121(导电辊121沿其轴向方向的横截面为工字形)，并设置有辅助阳极124。
[0088]
镀液成分：130g/l硫酸铜，140g/l硫酸，60mg/l盐酸，8ml/l光亮剂。
[0089]
抗氧化液：dp-a剂5ml/l，dp-b剂10ml/l，工艺温度20-30℃，ph 1.8-3.5。
[0090]
烘箱设置温度：80℃。
[0091]
聚丙烯膜的输送线速度：2m/min。
[0092]
聚丙烯膜a面总电流：1152a；聚丙烯膜b面总电流：1164a。
[0093]
辅助阳极124a面总电流：52a；辅助阳极124b面总电流：64a。
[0094]
聚丙烯膜在输送过程中的张力：80n。
[0095]
结果见表5与表6：
[0096]
表5 1200m聚丙烯膜不同位置a面与b面方阻
[0097]
镀膜位置(m)5015025035045055065075085095010501150a面方阻222121202222222222212019b面方阻202122222222212220211919
[0098]
表6聚丙烯膜表面薄膜的孔洞检测数据
[0099][0100]
通过表5与表6可知，在设置有辅助阳极124的情况下，当使用本发明使用的导电辊121对聚丙烯膜进行电镀薄膜时，使用四探针测试仪测量1200m范围内的聚丙烯膜表面形成薄膜的电阻，聚丙烯膜a面的方阻均匀性为7.3％，聚丙烯膜b面的方阻均匀性为7.3％。通过ccd相机对展开后1200
㎡
范围内的聚丙烯膜表面形成薄膜情况进行摄像，总孔洞个数为456个，各区间内孔洞直径显著减小。
[0101]
综上所述，当使用本发明的导电辊121(导电辊121沿其轴向方向的横截面为工字形时)，聚丙烯膜表面形成薄膜的孔洞数量明显减小，并且各区间内孔洞直径均偏小，表明镀膜产品200在电镀过程中，导电辊121上出现返镀铜或铜沉积的现象已得到减弱，导电膜对镀膜产品200表面沉积薄膜划伤的风险降低，镀膜产品200的镀膜质量显著提高。另外，当设置有辅助阳极124时，由于导电辊121中部的电流密度增加，大大提升了镀膜产品200表面形成薄膜的均匀性，进一步提高了镀膜产品200的镀膜质量。
[0102]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0103]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。