专利名称：电镀设备电流密度实时监测装置及方法
技术领域：
本发明属于印制线路板电镀技术领域，具体涉及的是一种电镀设备电流密度实时监测装置及方法。
背景技术：
随着电子产品向轻薄短小的方向发展，印制电路板(下简称PCB)所承载的功能性、扩展性越来越丰富，而PCB的密集化、多层化设计趋势，也使PCB内的导通孔径越来越小、传输导线越来越细。
电镀是PCB生产制程中非常重要的工序；其是指借助外界直流电的作用，在溶液中进行电解反应，使导电体例如金属的表面沉积上一层金属或合金层的过程。PCB电镀后的美观或效果如何，与电流密度大小有直接关系，电流密度越小，其PCB的表面会越美观，反之则会出现高低不平，带来各种品质隐患。PCB在电镀时，会依据PCB内的导通孔径、导体线径以及露铜率，并结合需要电镀的厚度，设计出合适的电流密度，使其在一定时间内电镀完成后，能够达到质量要求。而目前在PCB电镀生产过程中，电流密度容易受到电镀设备整流机以及电缆线等因素的影响，使电流密度存在高低起伏或者断电丢失的现象，如果电流密度比实际设置偏低，那么在单位时间内所电镀完成的厚度比实际要求的要薄，对于电源产品、大功率设备、通信控制等产品将带来严重的影响，因过电量不足会造成功能欠佳或失效；如果电流密度比实际设置偏高，那么在单位时间内所电镀完成的厚度比实际要求的要厚，其次因电流密度过高，在微导通孔的孔口边缘受高区影响，容易造成孔口铜偏厚，从而影响药水的交换，而孔中铜偏薄存在容易被击穿形成开路的隐患；如果电流密度不稳定高低变化，会导致每批次PCB的铜厚不一致，在线路蚀刻过程中受不均匀的影响，容易出现蚀刻过度或蚀刻不净的问题，从而造成开短路现象；而如果电流密度出现断电丢失，则会造成导通孔径无法电镀铜厚，形成开路的问题。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种电镀设备电流密度实时监测装置及方法，以实现对电镀时电流密度的实时监测，将PCB生产过程中的电流密度快速、准确的体现出来，以提升PCB的产品质量、降低企业的生产成本。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种电镀设备电流密度实时监测装置，包括电镀缸(I)，所述电镀缸⑴内设置有电镀液(2)，以及阳极(3)和阴极(4)，所述阳极⑶和阴极⑷分别与设置在电镀缸⑴上端的导电杆(5)电连接，且所述导电杆(5)上设置有霍尔电流传感器(6)，所述霍尔电流传感器(6)用于实时监测导电杆(5)中的电流密度；PLC控制器(7)，与霍尔电流传感器(6)数据通讯连接，用于设置电镀产品时导电杆(5)的电流密度范围，并获取霍尔电流传感器(6)所监测导电杆(5)中的电流密度；处理器(8)，与PLC控制器(7)数据通讯连接，用于将PLC控制器(7)获取的电流密度对应存储到存储模块(11)中，并判断PLC控制器(7)获取的电流密度是否位于电镀产品时导电杆(5)的电流密度范围内，并产生处理分析结果；整流机(9)，与导电杆(5)电连接，并与PLC控制器(7)数据通讯连接，用于从PLC控制器(7)获取、更新导电杆(5)的电流设置值，并按电流设置值输出电流到导电杆(5)；所述PLC控制器(7)通过霍尔电流传感器(6)获取导电杆(5)中的电流密度值，并发送给处理器(8)，处理器(8)判断该电流密度值是否位于电镀产品时导电杆(5)的电流密度范围内，如果是，则结束；如果否，则 产生报警信号。优选地，所述霍尔电流传感器(6)位于导电杆(5)上，且不与导电杆(5)接触。优选地，所述处理器(8)还连接有一报警模块(10)，所述报警模块(10)用于获取处理器(8)发出的报警信号，并进行报警提示。另外，本发明还提供了一种电镀设备电流密度实时监测方法，包括SI、通过PLC控制器设置电镀缸电镀产品时导电杆的电流密度范围；S2、整流机更新上述电流密度范围，并输出位于该电流密度范围内的电流值到导电杆；S3、霍尔电流传感器监测导电杆中的电流密度，并实时发送给PLC控制器；S4、PLC控制器将获取的导电杆电流密度发送给处理器，处理器对该电流密度进行处理分析，并与PLC控制器设置的导电杆电流密度范围进行比较；如果在该范围内，则返回步骤S3 ;如果不在该范围内，则产生报警信号，发送给报警模块，进行报警。优选地，S3包括霍尔电流传感器在一定周内内监测导电杆中的电流密度，并实时发送给PLC控制器。优选地，S4还包括PLC控制器将获取的导电杆电流密度发送给处理器，处理器对该电流密度进行处理分析后，将导电杆电流密度值存储到存储模块中。本发明与现有技术相比，有益效果在于本发明提供的电镀设备电流密度实时监测装置及方法，通过预先设置导电杆的电流密度范围，并通过霍尔电流传感器对导电杆的电流密度进行实时监测，将获取的监测结果对应发送给处理器，通过处理器对该监测结果进行分析，判断是否在预先设置的电流密度范围内，如果超出设置范围，则对应报警，提醒用户进行改进。本发明能够快速、准确的对电镀时导电杆电流密度的监测，有效避免了因电流密度过大、过小或断电而出现的产品报废问题，而且本发明提升了 PCB的产品质量、降低了企业的生产成本。
图I为本发明电镀设备电流密度实时监测装置的原理框图。图2为本发明的工作原理流程图。图中标识说明电镀缸I、电镀液2、阳极3、阴极4、导电杆5、霍尔电流传感器6、PLC控制器7、处理器8、整流机9、报警模块10、存储模块11。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参阅图I所示，图I为本发明电镀设备电流密度实时监测装置的原理框图。本发明提供的是一种电镀设备电流密度实时监测装置，其主要用于解决目前电镀作业时，电流密度容易受到电镀设备整流机以及电缆线等因素的影响，而出现电流密度高低起伏或者断电丢失的问题，从而导致线路板电镀完成后，容易出现线路板的品质问题。
其中该电镀设备电流密度实时监测装置包括有电镀缸1、PLC控制器7、处理器8和整流机9。电镀缸I内设置有电镀液2,电镀液2内设置有阳极3和用于固定线路板的阴极4，所述阳极3和阴极4分别与设置在电镀缸I外部的导电杆5电连接，而每个导电杆5上均设置有一个用于实时监测导电杆5中电流密度的霍尔电流传感器6，且所述霍尔电流传感器6位于导电杆5上或将导电杆5包覆，但是不与导电杆5接触。PLC控制器7,与霍尔电流传感器6数据通讯连接,用于设置电镀产品时导电杆5的电流密度范围，并获取霍尔电流传感器6所监测导电杆5中的电流密度值；处理器8，与PLC控制器7数据通讯连接，用于将PLC控制器7获取的电流密度对应存储到存储模块11中，并判断PLC控制器7获取的电流密度是否位于电镀产品时导电杆5的电流密度范围内，如果在，则结束；如果不在，则产生报警信号给报警模块10，而报警模块10则对应进行报警；而且通过处理器8还可以进行查询、读取存储在存储模块11中的电流密度值。整流机9，与导电杆5电连接，且同时与PLC控制器7数据通讯连接，用于从PLC控制器7获取电流、以及更新导电杆5的电流设置值，并按电流设置值输出电流到导电杆5。本装置工作原理如下首先在PLC控制器上设置需要电镀缸电镀生产时的导电杆电流密度值；然后在PLC控制器上设置整流机上的电流输出值；电镀缸的导电杆通过与整流机连接，而对应产生电流，而阳极钛篮挂在导电杆上也让电镀液产生电流值，对线路板进行电镀处理。霍尔电流传感器设置在导电杆处，在设定的周期时间内可以实时获取导电杆的电流密度值，并将该电流密度值发送给处理器，处理器判断该电流密度值是否位于预先设置的电镀产品时导电杆的电流密度范围内，如果是，则进入下一个周期时间，实时获取导电杆的电流密度；如果否，则产生报警信号，发送给报警模块，进行报警提示。通过本装置对电镀电流密度的实时监测，可以及时检阅、警报电镀设备的电流密度具体数据以及超范围现象，可以有效减少因电流密度不稳定、断电丢失等现象所带来的产品质量报废、生产成本增加以及生产效率低的问题。本装置可以有效提升电流密度的监测频率，真正做到实时、及时，能够避免因员工的遗漏检测而带来线路板加工批量性的问题；本装置实现了自动监测，节省人工成本，避免了因员工长时间在电镀车间监测工作而存在的健康问题以及劳动强度大的问题。以上是对本发明电镀设备电流密度实时监测装置的说明，下面将结合附图2对本发明电镀设备电流密度实时监测方法做进一步的描述。
请参见图2所示，图2为本发明的工作原理流程图。本发明还提供了一种电镀设备电流密度实时监测方法，其具体包括步骤如下SI、通过PLC控制器设置电镀缸电镀产品时导电杆的电流密度范围； S2、整流机更新上述电流密度范围，并输出位于该电流密度范围内的电流值到导电杆；S3、霍尔电流传感器监测导电杆中的电流密度，并实时发送给PLC控制器；霍尔电流传感器在一定周内内监测导电杆中的电流密度，并实时发送给PLC控制器，此处一定周期是指用于自行设定的时间周期，可以为I分钟、5分钟或I个小时等，具体 时间根据不同的电镀要求设定。S4、PLC控制器将获取的导电杆电流密度发送给处理器，处理器对该电流密度进行处理分析，并与PLC控制器设置的导电杆电流密度范围进行比较；如果在该范围内，则返回步骤S3 ;如果不在该范围内，则产生报警信号，发送给报警模块，进行报警。PLC控制器将获取的导电杆电流密度发送给处理器，处理器对该电流密度进行处理分析后，将导电杆电流密度值存储到存储模块中，以便于后续通过处理器从存储模块中查询或读取导电杆的电流密度值。本发明通过预先设置导电杆的电流密度范围，并通过霍尔电流传感器对导电杆的电流密度进行实时监测，将获取的监测结果对应发送给处理器，通过处理器对该监测结果进行分析，判断是否在预先设置的电流密度范围内，如果超出设置范围，则对应报警。采用上述方式，本发明可以及时、随时监测电镀电流密度的变化状况，并在电镀电流出现异常时，快速准确的做出判断对策，有效提升了电镀现场的管理能力，为管理决策提供了有效支持。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电镀设备电流密度实时监测装置，其特征在于包括 电镀缸(I)，所述电镀缸(I)内设置有电镀液(2)，以及阳极(3)和阴极(4)，所述阳极(3)和阴极⑷分别与设置在电镀缸⑴上端的导电杆(5)电连接，且所述导电杆(5)上设置有霍尔电流传感器(6)，所述霍尔电流传感器(6)用于实时监测导电杆(5)中的电流密度； PLC控制器(7)，与霍尔电流传感器(6)数据通讯连接，用于设置电镀产品时导电杆(5)的电流密度范围，并获取霍尔电流传感器(6)所监测导电杆(5)中的电流密度； 处理器(8)，与PLC控制器(7)数据通讯连接，用于将PLC控制器(7)获取的电流密度对应存储到存储模块(11)中，并判断PLC控制器(7)获取的电流密度是否位于电镀产品时导电杆(5)的电流密度范围内，并产生处理分析结果； 整流机(9)，与导电杆(5)电连接，并与PLC控制器(7)数据通讯连接，用于从PLC控制器(7)获取、更新导电杆(5)的电流设置值，并按电流设置值输出电流到导电杆(5)； 所述PLC控制器(7)通过霍尔电流传感器(6)获取导电杆(5)中的电流密度值，并发送给处理器(8)，处理器(8)判断该电流密度值是否位于电镀产品时导电杆(5)的电流密度范围内，如果是，则结束；如果否，则产生报警信号。
2.根据权利要求I所述的电镀设备电流密度实时监测装置，其特征在于所述霍尔电流传感器(6)位于导电杆(5)上，且不与导电杆(5)接触。
3.根据权利要求I所述的电镀设备电流密度实时监测装置，其特征在于所述处理器(8)还连接有一报警模块(10)，所述报警模块(10)用于获取处理器(8)发出的报警信号，并进行报警提示。
4.一种电镀设备电流密度实时监测方法，其特征在于包括 51、通过PLC控制器设置电镀缸电镀产品时导电杆的电流密度范围； 52、整流机更新上述电流密度范围，并输出位于该电流密度范围内的电流值到导电杆； 53、霍尔电流传感器监测导电杆中的电流密度，并实时发送给PLC控制器； 54、PLC控制器将获取的导电杆电流密度发送给处理器，处理器对该电流密度进行处理分析，并与PLC控制器设置的导电杆电流密度范围进行比较；如果在该范围内，则返回步骤S3 ;如果不在该范围内，则产生报警信号，发送给报警模块，进行报警。
5.根据权利要求4所述的电镀设备电流密度实时监测方法，其特征在于S3包括 霍尔电流传感器在一定周内内监测导电杆中的电流密度，并实时发送给PLC控制器。
6.根据权利要求4所述的电镀设备电流密度实时监测方法，其特征在于S4还包括 PLC控制器将获取的导电杆电流密度发送给处理器，处理器对该电流密度进行处理分析后，将导电杆电流密度值存储到存储模块中。
全文摘要
本发明公开了一种电镀设备电流密度实时监测装置及方法，包括S1、通过PLC控制器设置电镀缸电镀产品时导电杆的电流密度范围；S2、整流机更新上述电流密度范围，并输出位于该电流密度范围内的电流值到导电杆；S3、霍尔电流传感器监测导电杆中的电流密度，并实时发送给PLC控制器；S4、PLC控制器将获取的导电杆电流密度发送给处理器，处理器对该电流密度进行处理分析，并与PLC控制器设置的导电杆电流密度范围进行比较；如果在该范围内，则返回步骤S3；如果不在该范围内，则产生报警信号，发送给报警模块，进行报警。本发明能够快速、准确的对电镀时导电杆电流密度的监测，有效避免了因电流密度过大、过小或断电而出现的产品报废问题，且本发明提升了PCB的产品质量、降低了企业的生产成本。
文档编号C25D21/12GK102965717SQ20121054353
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者王强, 徐缓 申请人:深圳市博敏电子有限公司