CN100432300C - 超声增强电镀设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种应用超声能量增强电镀过程的电镀方法和系统。电镀方法牵涉到用具有最大超声能量密度区域的超声能量扫掠电镀表面，而同时执行电镀。该系统包括可提供在超声能量源和阴极之间相对运动的运动装置，而超声能量源和阴极位于电镀槽内部。

Description

超声增强电镀设备和方法
技术领域
本发明涉及电镀领域。更具体地说，本发明提供一种超声增强的电镀设备及方法。
背景技术
电镀深孔、沟槽或其它高纵横比的构造可引起挑战性的问题。在电镀高纵横比的构造中，质量转移和电化学过程二者均可能是不利的，特别在构造中最深的点。例如在电镀中要从高纵横比的构造中释放所产生的汽泡可能十分困难；在构造内部金属离子可能迅速耗尽而不能正常地补充；和在阳极附近不能容易地除去不需要的分解产物。此外，电镀过程趋向于在孔口上或沟槽的上边缘上越积越厚，这些将对高纵横比构造的电镀造成更深远的冲击。所有这些因素可在电镀过程中引入缺陷。
对于高纵横比电镀曾经开发出各种方法。在一些LIGA(平版印刷、电成型、和脱模成型)过程中，高纵横比构造曾经用传统镀制过程但以较慢的镀制速率进行。镀制一般在相对较小的、诸如芯片上进行。通常认为传统的镀制是既麻烦又浪费时间。高纵横比构造的镀制是用特殊设计的工具实施的(Ariel G.Schrodt和Nick N.Issaev著，“自动化微电子成型工作站的改进微电子成型工艺和进展”，HARMST`97全球LIGA论坛，1997年6月，威斯康星州，文摘)。在该方法中零件是在施加真空和温度梯度时镀制的。镀制可以达到高速度但只能够用昂贵的仪器上镀制小规格的零件。另一镀制高纵横比构造的方法牵涉用脉冲镀制法充填不大于约1微米深度和宽度的凹穴(美国专利No.5,705,230)。
超声能量曾经在镀制过程中应用，最常用是作为清洁的辅助。美国专利No.5,705,230当镀制浅凹槽时利用超声能量。美国专利No.4,842,699描述在镀制通孔时为保证在通孔中有足够的电解液运输而利用超声能量。美国专利No.5,695,621披露在镀制蒸汽发生器管路的内表面时利用共振电镀金阳极。GB 2 313 605披露一种采用超声能量促进汽泡释放的镀铬过程。JP 1 294 888A描述在杯内放置超声振动器以促进汽泡的释放。JP 51138538披露在利用超声能量时镀制印刷电路板。
虽然超声能量可改进在镀制中的质量转移和消除汽泡，它也可对镀制具有负面冲击。在电气成型过程中，在电气成型时不适当地暴露在超声能量中可能会增加在电气成型零件中的剩余应力。在电镀时使用超声能量也可造成在沉积材料和基底之间的粘合问题，特别是当采用聚合物或非导体基底时。
大多数电镀过程在含有电镀液的镀槽中进行。在电镀槽中使用超声能量的另一问题是在槽中的能量分布，特别是在阴极上，不均匀。超声变换器安装在镀槽的侧壁或底部的固定位置上，其结果是在阴极上超声能量分布不均匀，因为超声能量随着距离而衰减。这一问题当电镀大表面时变得更加尖锐，由于在大零件表面在能量分布上加大的变化。
发明内容
本发明提供一种应用超声能量改进电镀过程的电镀方法和系统。该电镀方法牵涉到在阳极和阴极之间超声能量源的定位和使用具有最大超声能量密度区域的超声能量扫掠电镀表面。结果，电镀表面的各部分在电镀时接受变化量的超声能量，使电镀表面间歇地接受最大超声能量。
当电镀表面包括一个或多个需要电镀的空穴时，本发明的设备和方法可提供特别的优点。如果这些空穴，或者是通过阴极形成的孔或者是形成在阴极表面上的井孔，具有相对较高的纵横比，在空穴内表面电镀可能很困难。在有些情况，超声传播轴线(即超声能量的行进方向)可以与空穴对准，使超声能量达到空穴各处，从而促进在空穴内最深部分的电镀。
本发明方法和系统的另一潜在优点是减少需要促进电镀的超声能量。因为当超声能量扫过电镀表面时，电镀表面各部分间歇地暴露在最大超声密度之下，因此超声能量可以减少。
本发明还有另一优点是，在电镀中超声能量扫过电镀表面时可减少与使用超声有关的问题，如在技术背景中所讨论的剩余应力、粘合问题等。此外，超声能量的扫掠性质可改善在镀层材料中的均匀性。
本发明方法和系统的又一优点是，超声能量直接撞击在电镀表面上，而超声能量源的运动减少或防止由于使构造位于阳极和阴极之间造成的屏蔽或遮蔽有关的问题。在这些当电镀时超声源在阳极和阴极之间运动的系统中，被运动超声源造成的阴极间歇性屏蔽可提供相似于脉动电镀过程(其中电流密度有目的地变化)的电镀优点。
虽然本发明当用在高纵横比的空穴中可提供特殊的优点，当用在任何表面的电镀时，不论表面是否包括高纵横比的空穴，它也是有利的。
在一方面，本发明提供一种电镀方法，其中包括提供含有电镀溶液的槽；在电镀溶液中提供阳极和阴极，其中阴极是电镀表面；直接在阳极和阴极的电镀表面之间设置超声源；电镀阴极的电镀表面；和用超声能量(在电镀中由超声源发射)扫掠电镀表面，其中扫掠包括使最大超声能量密度的区域移动越过电镀表面。
在另一方面，本发明提供一种电镀方法，它包括提供含有电镀溶液的槽；在电镀溶液中提供阳极和阴极，其中阴极有包括多个空穴的电镀表面，其中多个空穴的各空穴具有中心轴线和至少为约1∶1或更高的纵横比；电镀阴极的电镀表面；直接在阳极和阴极的电镀表面之间设置超声源，其中由超声源发射的超声能量具有传播轴线；和用超声能量(在电镀中由超声源发射)扫掠电镀表面。在电镀中扫掠包括使最大超声能量密度的区域移动越过电镀表面；互相相对地移动电镀表面和超声源并且同时从超声源发射超声能量；和使超声能量的传播轴线对准多个空穴的各空穴中心轴线。
在另一方面，本发明提供具有镀槽容积的镀槽的电镀设备；在镀槽容积中的阳极；在镀槽容积中的阴极，其中阴极包括电镀表面；位于镀槽容积内的超声源，超声源直接位于阳极和阴极之间并且其方位可发射超声能量向电镀表面；和移动设备以便在超声能量源和阴极之间提供相对运动，而超声源和阴极处于镀槽容积之中。
本发明的这些和其它特征和优点可在以下与本发明方法和系统的各种说明性实施方案中联系描述。
附图说明
图1为按照本发明电镀系统的顶视图。
图2为图1中系统的侧视图。
图3为图1中系统拆去阳极30后的正视图。
图4为另一电镀系统的视图。
图5为电镀表面的示意性描述，其中最大超声能量密度的区域用虚线表示。
图6描述图5的变型，其中最大超声密度的区域大于电镀表面。
图7描述本发明的另一种电镀系统，其中超声能量的扫掠由旋转运动完成，其中图7取为对旋转轴线的横向。
图8为图7系统沿图7中8-8线的剖视图。
图9描述超声能量传播轴线和在电镀表面中空穴中心线之间的关系。
具体实施方式
按照本发明的说明性电镀系统在图1和2中描述。应该理解该系统在本质上仅为说明性。按照本发明可以设立许多其它的系统，它们可提供所要求的最大超声能量密度的区域扫掠电镀表面。
虽然较佳的是，关联本发明的“扫掠”和“相对运动”应是连续的(其中最大超声能量密度区域的速度只有在改变方向时才达到零)，应该理解运动可替代地是逐步分段方式，在其离散运动之间还有一些静止的停留时间。不过，较佳地任何静止停留时间不占用全部时间(即超声增强电镀执行时间)约5％以上。
所描述的系统包括含有阴极20和阳极30的镀槽10。超声能量源40也位于镀槽10中，其中超声能量源40直接位于阴极20和阳极30之间。该系统也较佳地包括将在以下更详细描述的运动装置50。
图1描述沿阴极20和阳极30顶面边缘的镀槽10的顶面。在该图中也可见超声能量源40的顶端，连同镀槽10侧壁的顶部边缘。图2为描述阴极20、阳极30和较佳超声能量源40侧面边缘的系统侧视图。图3为系统正视图，其中移去镀槽10和阳极以便暴露超声能量源40和阴极20。
在图1-3中也描述了运动装置50。如在以下更详细描述，运动装置50用来移动超声能量源40跨越阴极20。多数(如果不是全部)运动装置50较佳地设置在镀槽10内的任何电镀液之外。运动装置50较佳地能够在电镀中以往复运动方式移动超声能量源40前后地跨越阴极20的电镀表面22。在本行业中熟练人士所知的机构或机构的组合均可用来提供所需的往复运动。例子包括，但不仅限于，凸轮和随动件机构、钢球换向机构等。
此外，虽然运动装置50被描述为移动超声能量源40而阴极20保持静止，应该理解可以提供其它系统，其中超声能量源40保持静止而移动阴极20。在另一种替代方案中，阴极20和超声能量源40均可移动(同时或者不同时)。
镀槽10可以为任何合适的形状和/或配置。例如，可以具有一般矩形顶部开口和大体三个垂直延伸到底部的侧壁。第四侧壁可方便地对垂直成为角度以改善固定在阴极构造20(此时靠在倾斜的侧壁上)上的相对较小基片的电镀。这样的电镀槽结构在行业中是众所周知的并以后在此不再描述。
可以对镀槽10固定适当的泵和流体容器以便提供任何需要的电镀溶液的循环。在有些情况中，需要时新鲜的溶液可以计量地加入槽10中而在电镀中可从槽10中放去用过的溶液。
阴极20如此位于镀槽10内，使其在电镀时浸没在电镀溶液内。阴极20包括或定义电镀表面22，在其上面优先地执行电镀。阴极20将典型地设置为基片或目标形式，在其电镀完成后可以从系统上卸去。
在正常电镀中当按照本发明方法处理的阴极用不是足够的导电材料制成时，最好在至少是目标表面22上设置一层导电薄膜。该薄膜可以用任何合适的技术沉积或形成，例如，溅射、化学蒸汽沉积、镜面反应、无电镀制等等。
阳极30也位于镀槽10内，其方式使阳极30在电镀时浸没在电镀溶液中。阳极30可以，例如，设置为金属板或包含金属球或小球的篮子。在很多情况中，也可以用阳极袋减少或防止阳极淤渣漏入电镀溶液。此外，也可以用阳极屏蔽改进电流分布。
如以上所描述，系统部件在形状和尺寸方面大多数为传统的。不过，按照本发明该系统也包括直接位于阴极20和阳极30之间的超声能量源40。如在此使用的“直接位于”意味着，超声能量源40介入在阴极20和阳极30之间，使阳极30的光线投影在阴极20上时将部分地被超声源40所遮掩。
在典型电镀系统中，直接位于阴极20和阳极30之间的障碍物由于遮蔽和其它效应而可导致不均匀镀层。结果，已知的电镀系统和方法避免在阴极20和阳极30之间引入障碍物。相反，本发明可在阴极20和阳极30之间直接设置超声能量源40。不过，障碍阴极20和阳极30之间途径的负面效应被在电镀中移动超声能量源40所减少，使任何被超声能量源40所屏蔽的阴极20不会导致不均匀的电镀。
超声能量源40如此安装在系统内，使超声能量源40所发射的超声能量导向阴极20的电镀表面22。撞击在电镀表面22上的超声能量可较佳地，但不是必须的，沿对应于超声能量源40伸长的方向(例如图3中d1)相对均匀地分布在电镀表面22上。为完成此目的，超声能量源40可较佳地如此伸长(例如，以杆、梁等形式)，使其沿一个方向(d1)横越阴极20的电镀表面22。超声能量源40可以单个伸长的传感器形式设置，或可设置为沿轴线安装的阵列。
虽然超声能量源40较佳地在一个方向，例如d1横越阴极20的电镀表面22，它较佳地在第二方向上，例如图3中d2，比阴极的电镀表面22更狭。在最小处，第二方向并不平行于第一方向。较佳地，如图2中所见，第二方向正交于第一方向。
参见图4，其中沿一端观察的超声能量源40将典型地以波形43的形式在电镀表面22的方向上发射超声能量。当这些波形撞击电镀表面22时，它们将定义出一个最大超声能量密度的区域，该区域将典型地对应于超声能量源40和电镀表面22之间的最短距离。图4包括一个示例性最大超声能量密度的区域44。
理论上在电镀表面22上经受的超声能量密度可采取一种外形，其中只有电镀表面22的很小一部分经受绝对最大超声能量密度，即在任何给定的时候在电镀表面上经受的最高超声能量密度。不过，为本发明的目的“最大超声能量密度的区域”可以定义为经受至少约95％或更多的绝对最大能量密度的电镀表面22的区域。
图5为电镀表面122的示意性描述，在其上面最大超声能量密度的区域用虚线表示。按照本发明，区域144在双箭头S方向扫掠电镀表面122至少两次，使在电镀表面122上在电镀中任何所选择的点暴露在最大超声能量源密度下至少，例如，两次。
虽然图5所描述的系统或方法说明最大超声能量密度的区域144至少在一维上小于电镀表面122，图6描述另一种变化，其中最大超声能量密度的区域244在所有维数上均大于电镀表面222。结果，按照本发明的方法扫掠区域244将需要使区域244相对于电镀表面222运动，这导致电镀表面222的一部分位于区域244以外，例如在图6中所见。
图7及8描述本发明系统和方法中另一种变化，其中阴极320上的电镀表面322当处于电镀槽310内时绕轴线323旋转。超声能量源340位于镀槽310中阳极330和电镀表面322之间。阴极320绕轴线323的旋转(通过任何合适的旋转机构)使最大超声能量密度的区域扫掠电镀表面322。按照本发明的方法，典型地较佳的是阴极320如此旋转，使电镀表面各部分通过超声能量源340面前至少两次，以便按照本发明的方法提供超声能量重复扫掠。虽然描述了阴极320的运动，应该理解，可替代地，超声能量源340可以运动而阴极保持静止，或在另一可替代方案中，阴极320和超声能量源340均可同时或不同时运动。
图9描述按照本发明方法和设备的另一可选特征。在阴极420上设置电镀表面422(在图9中仅显示其中一部分)。电镀表面422包括通孔460形式的一个空穴，即完全穿过阴极420形成的空洞。另一空穴在图9中以井孔470形式出现，它不是像通孔460一样完全穿过阴极420形成。
各空穴，即通孔460和井孔470(各自)定义从空穴延伸的轴线461和471。此外，各空穴也定义纵横比，就是空穴沿中心轴线的深度对于空穴宽度之比(其中宽度是在空穴深度的中点上对空穴深度的横向上测量)。本发明的阴极电镀表面中形成的空穴可有较高的纵横比(d∶w)，即纵横比约为1∶1或更高。
为本发明的目的，通孔460的深度典型地可定义为阴极420的厚度。虽然轴线461和471描述为大致正交于平坦的电镀表面422，应该理解在有些情况下，空穴可以是其中心轴线并不正交于电镀表面422，即中心轴线可倾斜于法线。
图9中的超声能量源440描述为以波形发射超声能量，其中该波形定义从超声能量源440发出的传播轴线445。虽然在图9中仅描述几个传播轴线，应该理解存在大量的传播轴线而这些已经显示的在性质上仅为示例而已。
较佳的是在本发明的某些方面，至少超声能量源440所发射的超声能量的传播轴线中一条对准在阴极420中各空穴的中心轴线。传播轴线与空穴的中心轴线对准可通过改进对空穴最深处输送超声能量而促进在空穴内的电镀。
在按照本发明的方法中，超声能量源运行的功率水平可根据，但并不限于，所包括在阴极上正在电镀的材料、阴极的尺寸、阴极的形状、希望电镀的厚度、在电镀表面中任何空穴的纵横比、电镀是否保形、电镀溶液的成份、阳极和阴极之间的电流密度等各种因素而变化。
由于超声能量的扫掠性质，超声能量的能量密度可显著地低于典型地使用的(例如)清洁过程或传统的超声增强电镀过程(其中超声能量并不扫掠电镀表面)。例如，在电镀中使用的能量密度可只为约在清洁中使用的能量密度10％，因为不需要抽空在镀槽中的电镀溶液。
虽然本发明涉及超声增强电镀的方法，但较佳的是在镀槽内仅在电镀发生时间中一部分内提供超声能量。例如，在一种方法中，最好在没有超声能量时在电镀最初时期后在电镀表面上进行超声能量扫掠。在另一种方法中，最好首先在电镀表面上扫掠超声能量时电镀，紧接着中断超声能量而继续在没有超声能量时电镀。在两种方法中，电镀电流密度在各阶段均可相同，或可按需要变化。
在还有另一方法中，较佳是在没有任何超声能量时执行一些最初电镀，紧接着在用超声能量扫掠电镀表面时电镀，然后中断对电镀表面输送超声能量而继续电镀该电镀表面。如上所述，电镀电流密度可在所有阶段相同，或者电镀电流密度可按需要变化。
例子：
提供下列例子以便促进对本发明的理解。其目的不是为限制本发明的范围。
设置一台具有溶液容积为65加伦(246公升)的电镀槽。阴极放置在槽中并且其方位相对于水平为45°，而目标表面面向上方。阴极为安装在玻璃上的平面聚酰亚胺基片。空穴的纵横比约为28∶1。电镀表面通过镜面反应在电镀前用导电银层覆盖。
阳极以在钛篮中小镍球形式设置。这些小球由国际镍公司制造。阳极袋放置在阳极周围。阳极基本上平行于阴极安装。
超声变换器在镀槽中直接位于阴极的目标表面和阳极之间。超声变换器为CAE超声公司(纽约州，Jamestown)的N-1000型(海王星系列)，具有平均功率为350瓦(350焦耳/秒)和频率为40千赫芝。
超声变换器安装在往复运动装置上。该往复运动装置位于镀槽上方并使超声变换器在电镀中横越阴极的电镀表面前后运动。
电镀溶液为包括氨基磺酸镍500克/升、硼酸30克/升和少量表面活性剂(从McDermid的Barrett Snap L购得)的水溶液以调整表面张力到29达因/平方厘米(用Fischer Scientific公司的表面应力仪21型测量)。电镀溶液的温度为135°F(57℃)。在电镀中电镀溶液在镀槽中以大约每小时10次的速率再循环。
当所有部件就位后，电镀以1 ASF(0.108安培/平方分米)的电流密度开始并在1小时中无超声能量，紧接着在24小时中以同样电流电镀而用超声扫掠电镀表面，此后中止超声能量输送。不过，电镀在没有超声能量下以15 ASF(1.62安培/平方分米)的电流继续24小时。
在电镀中，超声变换器在功率水平约35瓦(焦耳/秒)下运行。超声变换器在电镀中以前后的往复运动横越阴极的电镀表面移动，使超声变换器在大约每30秒中完成在电镀表面上一个方向上的各次通过。
按照该过程，电镀表面用镍电镀，具有高质量、坚实的构造、低应力、良好的粘着力和均匀的沉积。
以上特定实施方案说明本发明的实践。该发明可以合适地在没有本文件中的任何元件或者特别描述的项目时实施。
对于本行业中熟练人士而言，本发明十分明显可以有各种变型和变化而不必偏离本发明的范围。例如，虽然这些系统和方法描述为仅采用一台超声能量源，两台或更多台超声能量源可以在电镀中用来在目标表面上提供超声能量。在另一例子中，可以电镀曲面或非平面目标表面。应该理解本发明不应该不适当地限制于在此提出的说明性实施方案。

Claims (25)

1.一种电镀方法，包括：
提供包括电镀溶液的镀槽；
提供在电镀溶液中的阳极和阴极，其中阴极包括电镀表面，该电镀表面包含至少一个具有中心轴线的空穴；
使超声能量源直接位于阳极和阴极的电镀表面之间；
电镀阴极的电镀表面；和
在电镀时用超声能量源发射的超声能量扫掠电镀表面，其中扫掠包括移动最大超声能量密度的区域横越电镀表面，其中超声能量具有传播轴线，并且该方法包括使传播轴线与中心轴线对准。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个空穴包括至少为1∶1或更高的纵横比。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个空穴包括形成为贯穿阴极的孔。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个空穴包括在电镀表面形成的井孔。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，用超声能量扫掠电镀表面包括扫掠电镀表面至少两次。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，用超声能量扫掠电镀表面包括使电镀表面和超声能量源互相相对移动。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，电镀表面的电镀包括在第一电流密度和没有超声能量源发射的超声能量下电镀，紧接着在第二电流密度下并在超声能量扫掠电镀表面时电镀。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，第一电流密度不等于第二电流密度。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，电镀表面的电镀包括在第一电流密度和用超声能量扫掠电镀表面时电镀，紧接着在第二电流密度下并在没有超声能量源发射的超声能量下电镀。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，第一电流密度不等于第二电流密度。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，电镀表面的电镀包括：
在第一电流密度和没有超声能量源发射的超声能量下电镀；
在第二电流密度下并在超声能量扫掠电镀表面时电镀；
中止对电镀表面输送超声能量；
在中止对电镀表面输送超声能量后，在第三电流密度下电镀。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，第一电流密度、第二电流密度和第三电流均不相同。
13.一种电镀方法，包括：
提供包括电镀溶液的镀槽；
提供在电镀溶液中的阳极和阴极，其中阴极包括含有多个空穴的电镀表面，其中多个空穴的各空穴具有中心轴线和至少约为1∶1或更高的纵横比；
电镀阴极的电镀表面；
直接在阳极和阴极的电镀表面之间使超声能量源定位，其中超声能量源发射的超声能量具有传播轴线；
在电镀时用超声能量源发射的超声能量扫掠电镀表面，其中扫掠包括用最大超声能量密度的区域使最大超声能量密度的区域移动横越电镀表面；
其中用超声能量扫掠电镀表面包括使电镀表面和超声能量源互相相对地运动并且从超声能量源发射超声能量；和
其中扫掠包括使超声能量的传播轴线与多个空穴的各空穴中心轴线对准。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，电镀表面的电镀包括在第一电流密度和没有超声能量源发射的超声能量下电镀，紧接着在第二电流密度下并在超声能量扫掠电镀表面时电镀。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，第一电流密度不等于第二电流密度。
16.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，电镀表面的电镀包括在第一电流密度和用超声能量扫掠电镀表面时电镀，紧接着在第二电流密度下并在没有超声能量源发射的超声能量下电镀。
17.按照权利要求16所述的方法，其特征在于，第一电流密度不等于第二电流密度。
18.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，电镀表面的电镀包括：
在第一电流密度和没有超声能量源发射的超声能量下电镀；
在第二电流密度下并在超声能量扫掠电镀表面时电镀；
中止对电镀表面输送超声能量；
在中止对电镀表面输送超声能量后，在第三电流密度下电镀。
19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度均不相同。
20.一种电镀设备，包括：
包括镀槽容积的镀槽；
位于镀槽容积内的阳极；
位于镀槽容积内的阴极，其中阴极包括电镀表面，该电镀表面包含至少一个具有中心轴线的空穴；
位于镀槽容积内的超声能量源，超声能量源直接位于阳极和阴极之间并且其方位朝向沿一传播轴线对电镀表面发射超声能量；和
运动装置，可提供在超声能量源和阴极之间的相对运动，而超声能量源和阴极位于镀槽容积内部，其中超声能量源的传播轴线与中心轴线在相对运动期间对准。
21.按照权利要求20所述的电镀设备，其特征在于，运动装置包括能够使超声能量源和阴极以往复方式互相相对运动的往复运动的装置。
22.按照权利要求20所述的电镀设备，其特征在于，运动装置包括可操作地固定于超声能量源的往复运动装置，以便使超声能量源在镀槽容积内往复地移动。
23.按照权利要求20所述的电镀设备，其特征在于，运动装置包括可操作地固定于阴极的往复运动装置，以便使阴极在镀槽容积内往复地移动。
24.按照权利要求20所述的电镀设备，其特征在于，运动装置包括能够使阴极围绕旋转轴线旋转的转动装置。
25.按照权利要求20所述的电镀设备，其特征在于，运动装置包括能够使超声能量源围绕旋转轴线旋转的转动装置。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6908453B2 (en) * 2002-01-15 2005-06-21 3M Innovative Properties Company Microneedle devices and methods of manufacture
US7429400B2 (en) * 2005-12-14 2008-09-30 Steve Castaldi Method of using ultrasonics to plate silver
US20080271995A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-06 Sergey Savastiouk Agitation of electrolytic solution in electrodeposition
EP2183781B1 (en) * 2007-06-28 2012-10-24 3M Innovative Properties Company Method for forming gate structures
US9512012B2 (en) 2007-12-08 2016-12-06 Comsats Institute Of Information Technology Sonoelectrolysis for metal removal
JP5437665B2 (ja) * 2009-03-06 2014-03-12 住友電気工業株式会社 高速連続めっき処理装置
KR101117441B1 (ko) 2009-08-04 2012-02-29 고려대학교 산학협력단 폴리이미드 전극의 백금 도금 방법
CN102127784B (zh) * 2010-01-20 2012-06-27 中国科学院金属研究所 一种电镀Cu叠层膜及其制备方法
CN102277604B (zh) * 2010-06-10 2013-11-27 中国科学院金属研究所 一种电镀Ni叠层膜及其制备方法
JP6162881B2 (ja) * 2013-04-22 2017-07-12 エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド 基板を均一に金属被覆する方法および装置
CN103255452B (zh) * 2013-05-03 2016-02-24 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种选择性金属电沉积装置及其应用
KR101595717B1 (ko) * 2014-06-09 2016-02-22 남부대학교산학협력단 초음파 도금 시스템
JP6499598B2 (ja) * 2015-10-06 2019-04-10 富士フイルム株式会社 経皮吸収シートの製造方法
US11692278B2 (en) * 2017-12-07 2023-07-04 Tesla, Inc. Coating system and method for e-coating and degasification of e-coat fluid during e-coat
TWI697265B (zh) * 2018-08-09 2020-06-21 元智大學 高速電鍍方法
CN110184625A (zh) * 2019-07-08 2019-08-30 昆明理工大学 一种提高纯镍力学性能的方法
CN110777407A (zh) * 2019-11-26 2020-02-11 湖州努特表面处理科技有限公司 一种超声波电镀装置
CN112391657A (zh) * 2020-10-29 2021-02-23 江西上品金刚石工具科技有限公司 一种利用超声波电镀金刚石钻头的方法
CN115305559B (zh) * 2022-09-01 2023-10-13 温州泰钰新材料科技有限公司 镀液分散方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4647345A (en) * 1986-06-05 1987-03-03 Olin Corporation Metallurgical structure control of electrodeposits using ultrasonic agitation
JPH0726221B2 (ja) * 1986-01-09 1995-03-22 昭和電工株式会社 電解鉄の製造方法
CN1135774A (zh) * 1993-11-23 1996-11-13 动力有限公司 超声波振荡器
CN2441817Y (zh) * 2000-08-31 2001-08-08 湖南省郴州市山河电子设备有限公司 超声波电镀装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3351539A (en) * 1965-04-06 1967-11-07 Branson Instr Sonic agitating method and apparatus
JPS51138538A (en) 1975-05-27 1976-11-30 Fujitsu Ltd Ultasonic plating apparatus
US4842699A (en) 1988-05-10 1989-06-27 Avantek, Inc. Method of selective via-hole and heat sink plating using a metal mask
JP2628886B2 (ja) 1988-05-19 1997-07-09 三菱電機株式会社 電解メッキ装置
US5185073A (en) * 1988-06-21 1993-02-09 International Business Machines Corporation Method of fabricating nendritic materials
JP2875680B2 (ja) 1992-03-17 1999-03-31 株式会社東芝 基材表面の微小孔又は微細凹みの充填又は被覆方法
GB2313605A (en) 1996-06-01 1997-12-03 Cope Chapman B Application of ultrasonic wave energy to electrolytic cell to reduce fume emission
US5695621A (en) 1996-07-31 1997-12-09 Framatome Technologies, Inc. Resonating electroplating anode and process
AU6159898A (en) 1997-02-14 1998-09-08 Dover Industrial Chrome, Inc. Plating apparatus and method
US6368482B1 (en) * 2000-09-19 2002-04-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration, Washington, Dc (Us) Plating processes utilizing high intensity acoustic beams

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726221B2 (ja) * 1986-01-09 1995-03-22 昭和電工株式会社 電解鉄の製造方法
US4647345A (en) * 1986-06-05 1987-03-03 Olin Corporation Metallurgical structure control of electrodeposits using ultrasonic agitation
CN1135774A (zh) * 1993-11-23 1996-11-13 动力有限公司 超声波振荡器
CN2441817Y (zh) * 2000-08-31 2001-08-08 湖南省郴州市山河电子设备有限公司 超声波电镀装置

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Publication number Publication date
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