一种在金属触点表面镀金属膜的方法及装置

技术领域

本发明涉及电气件镀膜的技术领域，特别是涉及一种在金属触点表面镀金属膜的方法及装置。

背景技术

在一些电气件(如电路板、连接器等)经常需要在“触点”表面镀金属膜，比如电路板铜焊盘上经常需要镀锡，还有一些焊盘或触点上，需要镀镍或镀金等。一些传统的镀金属的方式通常采用电镀或化镀等，通常带有环境污染性，并且镀层厚度与电镀或化镀的时间相关，难于精准控制镀层厚度及均匀性。

发明内容

本发明的目的在于解决传统镀金属膜方法在金属触点表面精准控制镀层厚度及均匀性且通常带有环境污染性的问题，提出一种易于精准控制镀层厚度及均匀性、环境污染性小的在金属触点表面镀金属膜的方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种在金属触点表面镀金属膜的方法，包括如下步骤：

S1、在镀膜对象的具有金属触点的表面上覆盖金属箔；S3、通过激光扫描，将所述金属箔的对应于所述金属触点的部分熔融，熔融的部分凝结在所述金属触点上；S4、将未凝结在所述金属触点上的所述金属箔的其余部分从所述镀膜对象上去除。

在本发明的一些实施例中，在步骤S1和S3之间还包括如下步骤：

S2、通过柔性滚轮或柔性刷将所述金属箔在所述镀膜对象上滚平或刷平。

在本发明的一些实施例中，所述柔性滚轮或所述柔性刷采用含硅或含氟的有机材料。

在本发明的一些实施例中，步骤S3中，所述激光选用蓝光波长，激光功率为1W～100W。

在本发明的一些实施例中，步骤S3中，使用工业相机进行位置识别以确定所述金属箔的熔融位置，根据识别结果进行所述激光扫描。

在本发明的一些实施例中，步骤S3中，采用激光聚焦头并通过控制其移动实现激光聚焦扫描，或者采用扫描振镜与场镜的组合实现激光聚焦扫描，其中，所述扫描振镜用于控制激光束的方向，所述场镜用于将激光束聚焦到所述金属箔平面。

在本发明的一些实施例中，通过二维位移台带动所述激光聚焦头运动，聚焦光斑直径为10μm～100μm，在所述金属箔的熔融位置上的扫描线速度为1mm/s～1000mm/s。

在本发明的一些实施例中，步骤S4中，通过柔性刮刀将所述金属箔的所述其余部分从所述镀膜对象上刮除。

在本发明的一些实施例中，所述柔性刮刀的平动速度为10mm/s～1000mm/s，所述柔性刮刀施加在所述镀膜对象的压力为0.1N～10N。

本发明还包括一种在金属触点表面镀金属膜的装置，包括如下部件：

控制器，柔性滚轮或柔性刷，受所述控制器控制，用于将金属箔铺平在镀膜对象的具有金属触点的表面上；激光器，受所述控制器控制，用于发射激光以将所述金属箔的对应于所述金属触点的部分熔融，熔融的部分凝结在所述金属触点上；激光聚焦头，或扫描振镜与场镜，受所述控制器控制，用于实现激光的聚焦扫描；柔性刮刀，受所述控制器控制，用于将未凝结在所述金属触点上的所述金属箔的其余部分从所述镀膜对象上刮除；优选地，所述镀膜对象为电路板或连接器；优选地，所述触点为焊盘或电极或管脚；优选地，所述金属箔为镍箔或金箔或锡箔。

本发明具有如下有益效果：

本发明提出的一种在金属触点表面镀金属膜的方法及装置，通过在镀膜对象的具有金属触点的表面上覆盖金属箔，再通过激光扫描将金属箔的对应于金属触点的部分熔融、凝结在金属触点上，再将未凝结在金属触点上的金属箔的其余部分从镀膜对象上去除，又由于金属箔的厚度固定，能够容易地实现将固定厚度的金属箔熔接在镀膜对象上的具有金属触点的表面上，从而精确控制镀层在金属触点表面的厚度，也容易实现在金属触点表面均匀的镀金属膜。此外，相比传统的电镀或化镀等，本发明对环境的污染性小。

本发明实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程图；

图2是本发明实施例步骤一中金属箔与电路板的相对位置示意图；

图3是本发明实施例步骤一中柔性滚轮的滚动示意图；

图4是本发明实施例中步骤三的操作示意图；

图5是本发明实施例中步骤四的操作示意图。

附图标记如下：

1为电路板，2为金属箔、3为柔性滚轮或柔性刷、4为激光光束、5为相机、6为刮刀。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念，或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

本发明实施例采用特定厚度的金属箔铺设在“触点”上，用激光输送能量将局部融化，从而镀在“触点”表面，可实现非化学镀膜，并且镀层厚度就是金属箔的厚度，镀层厚度精确可控。

本发明下述实施例提出了一种在金属触点表面镀金属膜的方法，包括如下步骤：

S1、在镀膜对象的具有金属触点的表面上覆盖金属箔；S3、通过激光扫描，将所述金属箔的对应于所述金属触点的部分熔融，熔融的部分凝结在所述金属触点上；S4、将未凝结在所述金属触点上的所述金属箔的其余部分从所述镀膜对象上去除。

优选的，步骤S1和S3之间还包括步骤S2：通过柔性滚轮或柔性刷将所述金属箔在所述镀膜对象上滚平或刷平。

在优选的实施例中，针对在金属触点表面镀金属膜，在步骤S3中，使用工业相机进行位置识别以确定所述金属箔的熔融位置，根据识别结果进行所述激光扫描。

本发明实施例还提出了一种在金属触点表面镀金属膜的装置，包括：控制器，柔性滚轮或柔性刷，受所述控制器控制，用于将金属箔铺平在镀膜对象的具有金属触点的表面上；激光器，受所述控制器控制，用于发射激光以将所述金属箔的对应于所述金属触点的部分熔融，熔融的部分凝结在所述金属触点上；激光聚焦头，或扫描振镜与场镜，受所述控制器控制，用于实现激光的聚焦扫描；柔性刮刀，受所述控制器控制，用于将未凝结在所述金属触点上的所述金属箔的其余部分从所述镀膜对象上刮除；优选地，所述镀膜对象为电路板或连接器；优选地，所述触点为焊盘或电极或管脚；优选地，所述金属箔为镍箔或金箔或锡箔。

实施例1

在金属触点表面镀金属膜的方法包括如下步骤：

步骤一：铺金属箔2，如图2、图3所示，柔性滚轮3在电路板1上将金属箔2与电路板1压平整，柔性滚轮3由一维平动轴带动，一维平动轴与x-y二维位移台平面平行，且滚轮3与电路板1之间有一定的正压力。滚轮滚动速度在10mm/s-1000mm/s之间，滚轮与电路板的正压力在0.1N～10N之间，以确保柔性在正压力的作用下有一定形变，如果焊盘有一定凸起，则柔性滚轮3可在形变的作用下既能贴合焊盘区域，又能贴合非焊盘区域。

步骤二：如图4所示，二维位移台带动工业相机5运动，工业相机5对电路板1平面拍照，寻找Mark点的位置，通过对多个mark点的识别，将mark的位置与电路板模型数据做比对，从而确定整个电路板1的位置，也就确定了电路板1上的焊盘的位置。

步骤三：二维位移台带动激光头运动，激光头的聚焦平面为金属箔2的平面，优选的，激光头的聚焦光斑直径为10μm～100μm，二维位移台带动激光头运动至每个焊盘位置，激光器发出激光4，优选的，激光功率在1W～100W之间，同时激光在焊盘的区域内扫描运动，扫描区域覆盖整个焊盘区域，优选的扫描线速度在1mm/s～1000mm/s之间，二维位移台带动激光头扫描完整个焊盘区域后，控制激光器停滞发出激光。二维位移台再将激光头运动至下一个焊盘，再重复上述过程，直至完成电路板1上所有需要镀金属膜的焊盘。在具体实施例中，此过程也可以通过振镜+场镜扫描的方式完成。

步骤四：如图5所示，柔性刮刀6在一维平动轴的带动下，双向刮拭电路板1，焊盘上金属箔2在激光作用下溶化附着在焊盘上的部分不能被柔性刮刀6刮下，未经过激光4扫描的部分可以被柔性刮刀6挂掉。柔性刮刀6平动时，对电路板1也有一定正压力，柔性刮刀6在柔性的作用下，会发生一定形变，可贴合电路板1焊盘的轻微凸起。优选的刮刀平动6速度在10mm/s～1000mm/s之间，刮刀对电路板的正压力优选在0.1N～10N之间。

实施例2

在金属触点表面镀金属膜的方法包括如下步骤：

步骤一：覆盖金属箔，柔性滚轮或柔性刷将金属箔滚平或刷平。

步骤二：寻找Mark定位点，对位。

步骤三：用激光在需要镀金属的“触点”上方，对铺在触点上的金属箔扫描激光，将聚焦的激光扫描触点摂图形，金属箔在激光能量的作用下溶化镀在“触点”上，(本实施例中的“触点”是电路板上的焊盘，在优选的实施例中，“触点”是某些电路上需要接触器件电极或管脚的触点。)

在具体的实施例中，激光聚焦有两种方法：一是激光聚焦头聚焦，激光聚焦头由x轴和y轴带动其运动，从而实现激光聚焦扫描；二是扫描振镜+场镜，扫描振镜控制激光束的方向，场镜将激光束聚焦到金属箔平面。

步骤四：柔性刮刀双向刮电路板表面，将溶化后镀在触点摂表面周边的金属箔刮干净。

在具体实施例中，在金属触点表面镀金属膜的装置，包含：

1.铺平金属箔2的柔性滚轮或柔性刷3，优选的，所述柔性滚轮或所述柔性刷采用含硅或含氟的有机材料，含硅或含氟的有机材料具有较低的表面能，不容易与其他物质产生粘性。优选的，滚轮表面材料为硅胶、聚四氟乙烯等材料，既具有一定柔性，又不容易粘住金属箔2，不会将金属箔2带起。

2.激光器，激光器使用蓝光，蓝光对于金属箔2等黄颜色的金属的吸收率更高，更容易使金属箔2吸收激光融化，从而附着在金属焊盘上；更优选450nm波长光纤耦合输出激光器，激光功率在1W～100W之间可调。

3.激光光路与激光聚焦头，在具体实施例中也可以使用激光光路与振镜+场镜。

4.工业相机5(优选的使用成像镜头+CCD)，用于识别mark点，将电路板1上的位置与模型数据的位置进行对位。

5.x-y二维位移台，可带动激光聚焦头、工业相机在x-y平面平动；还可以带z轴运动轴，可调节激光聚焦平面和工业相机对焦面。

6.柔性刮刀6，用于刮掉焊盘以外的金属箔，之所以需要一定柔性，是因为焊盘的高度有可能与非焊盘的位置不严格等高，尤其经过金属箔镀在焊盘之后，理论上焊盘高度会高于非焊盘高度，优选的柔性刮刀为聚四氟乙烯或其他胶质材料，具有一定的柔性，既能刮掉没有溶化凝结在焊盘上的金属箔，又不至于破坏已经凝结在焊盘上的金属镀层。

7.x-y平面方向上的2个一维平动轴，一个用于带动滚轮运动，一个用于带动柔性刮刀运动。

8.控制器，控制协调上述动作。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。