CN102459714A - 电镀设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电镀设备，该电镀设备包括：容纳电解质溶液的镀敷容器；以及供给单元，该供给单元连接至镀敷容器并将包含用于电镀的金属离子的电解质溶液喷射在待镀敷物体的特定部分上，其中所述供给单元连接至阳极，并且该待镀敷目标连接至阴极。

Description

电镀设备

技术领域

本发明涉及一种镀敷设备，更具体地，涉及一种电镀设备。

背景技术

通常，进行电镀用于工业应用诸如装饰美化、防腐、抗摩擦磨损、改进接触电阻、以及抗粘结。尽管根据镀敷方法和用途存在一些变化，但是电镀通常依次涉及除锈、抛光、脱脂、化学浸入处理、电镀、后处理、以及干燥过程。

图1示出了典型的电镀设备。

参照图1，在典型的电镀设备中，待镀敷物体120连接至阴极，由要被电沉积的金属形成的金属板130连接至阳极。待镀敷物体120以及金属板130浸入含有待电沉积的金属的离子的电解质110中，并且通过施加电流进行电解。因此，期望的金属离子在待镀敷物体120的表面上沉积。电解质110容纳在镀敷容器100中。这种电镀是湿镀类型。

然而，当使用上述电镀设备对具有凹形内部空间或容器的待镀敷物体进行镀敷时，待镀敷物体的凹形内部空间或容器不能被顺利镀敷，使得形成薄镀层。要在待镀敷物体的凹形内部空间或容器上形成预定厚度的镀层，需要很长的时间。在此期间，待镀敷物体的外侧被顺利镀敷以形成相对较厚的镀层。例如，如果内部镀层形成的厚度为5微米，那么外部镀层形成为大约为7.5微米至8微米。

此外，通常不需要对待镀敷物体的外侧进行镀敷。当不必要对待镀敷物体的外侧进行镀敷时，会浪费镀敷金属诸如银、镍等，这就增加了生产成本。此外，当镀敷容器的大小增加以适应多个物体或大体积物体时，制造镀敷容器的成本就会上升，并且需要更多的大量电解质来填充更大的镀敷容器。

发明内容

技术问题

本发明针对利用喷镀法的电镀设备。

本发明也针对在具有多种形状的待镀敷物体的凹部上进行均匀电镀的电镀设备。

本发明也针对能够最小化镀敷时间和生产成本的电镀设备。

技术方案

本发明的一个方面提供了电镀设备，该电镀设备包括：镀敷容器，被构造成容纳包含待电沉积的金属离子的电解质，以及供给单元，连接至镀敷容器并且被构造成向待镀敷物体的特定区域喷镀电解质。供给单元连接至阳极，待镀敷物体连接至阴极。

有利的效果

本发明具有镀敷均匀的优点，并且可以通过使用喷镀法仅镀敷具有各种形状的待镀敷物体的期望区域而实现选择性镀敷。本发明的另一个优点在于，通过使用比现有技术更小的镀敷容器和更少的电解质能够显著地减少材料成本。本发明的又一个优点在于，镀敷能够在比现有技术更高的速度下进行。

附图说明

图1示出了典型的电镀设备；

图2示出了根据本发明的第一实施例的电镀设备；

图3是示出了根据本发明的第一实施例的电镀工艺的流程图；

图4示出了根据本发明的第二实施例的电镀设备；

图5示出了根据本发明的第五实施例的电镀设备；

图6示出了根据本发明的第六实施例的电镀设备；

图7是根据本发明的第六实施例的电镀设备中的电解质供给单元的透视图；以及

图8是根据本发明的第六实施例的电镀设备中的辅助阳极部件的侧截面视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的示例性实施例进行详细地描述。尽管公开了特定结构和功能细节，但是这样的公开的唯一目的是使本领域的那些普通技术人员能够制造和实践本发明。下面所描述的或附图中所描绘的任何细节决不应理解为对本发明的范围的限制，本发明可以以除本文所述形式之外的许多替代形式实施。为清晰简洁起见，其描述对于充分理解和实施本发明不必要的与本发明相关的事物在本文中将不作描述。

本发明针对能够使用湿镀和喷镀中的至少一种均匀快速地镀敷具有各种形状的待镀敷物体的区域的电镀设备。

图2示出了根据本发明的第一实施例的电镀设备。

参照图2，电镀设备包括镀敷容器200、供给单元220、以及连接至供给单元220的管子230。待镀敷物体240可以位于供给单元220的上方。镀敷容器200填充了预定量的电解质210，该电解质含有待电沉积在待镀敷物体240上的金属的离子。此外，管子230可以被构造为至少一根管子。供给单元220在其预定部分设置有多个喷孔。所述多个喷孔用于将含有待电沉积的金属离子的电解质喷射到待镀敷物体240上。所述多个喷孔应形成为满足尺寸、倾斜角以及长度中的至少一个使得均匀地镀敷待镀敷物体240。同时，至少一个排泄孔可以形成在供给单元220与镀敷容器200相接触的部分中，使得电解质210能够在喷射之后回流至镀敷容器200。

根据本发明的供给单元220连接至阳极(正端子)，待镀敷物体240连接至阴极(负端子)。当向供给单元220以及待镀敷物体240施加动力时，电解质210通过马达或泵（未示出）的动力穿过管230提供至供给单元220。由供给单元220喷出的电解质的金属离子沉积在待镀敷物体240的凹形部分的表面上。即，由供给单元220喷出的电解质包括通过电解产生的金属离子，阳极的金属离子镀敷在阴极的待镀敷物体240的凹形部分上。

供给单元220和喷孔可以形成为各种形状对应于待镀敷物体240的形状。镀敷容器200可以形成为相比现有技术来说非常小的容器。待镀敷物体240可以变成射频（RF）过滤器。此外，待镀敷物体240可以由各种材料诸如塑料、镁等之一形成。

在第一实施例中，供给单元220已经被描述为连接至阳极。然而，在本发明的另一实施例中，电解质210可以直接地连接至阳极，然后通过操作电源穿过供给单元220被喷射。此外，供给单元220可以被旋转。当供给单元220旋转时，可以更均匀地镀敷待镀敷物体240。此外，在第一实施例中，供给单元220已经被描述为位于镀敷容器200的上方。然而，供给单元220可以位于镀敷容器220的旁边或独立于镀敷管220。当供给单元220独立于镀敷管200被定位时，供给单元220可以通过电解质流经的管子连接至镀敷容器200。

图3是示出了根据本发明的第一实施例的电镀工艺的流程图。

参照图3，在步骤302中，阴极连接至待镀敷物体，阳极连接至供给单元或电解质。然后，给电镀设备施加动力。在步骤304中，含有待电沉积的金属离子的电解质穿过供给单元喷镀到待镀敷物体上。在步骤306中，喷出的电解质的金属离子电沉积在呈现负极性的待镀敷物体上，使得待镀敷物体被镀敷。

图4示出了根据本发明的第二实施例的电镀设备。

参照图4，根据本发明的第二实施例的电镀设备被构造成使得具有多个喷孔的辅助阳极部件430能够可拆卸地连接至供给单元420的外侧。辅助阳极部件430连接至阳极，并且允许喷出的电解质更均匀地电沉积在待镀敷物体410上。很明显，取决于待镀敷物体410的形状和体积，可以对辅助阳极部件430作出各种修改。如果必要，辅助阳极部件430可以从根据本发明的第二实施例的电镀设备中的组件中除去。

如果待镀敷物体410覆盖在供给单元420的一侧而未设置辅助阳极部件430或覆盖在辅助阳极部件430的外侧，那么橡胶垫可以设置在待镀敷物体410和供给单元420之间的接触界面上。该橡胶垫用于防止待镀敷物体410在电镀期间发生振动，并且防止填充在待镀敷物体410内侧的电解质从待镀敷物体410中漏出。供给单元420包括多个喷孔425，使得电解质喷射到待镀敷物体的镀敷区域。

如上所述，在待镀敷物体410覆盖在辅助阳极部件430的外侧之后，驱动循环泵415以抽吸容纳在镀敷容器中的电解质。抽出的电解质穿过供给单元420被喷射。在过去预定的时间之后，电解质继续在待镀敷物体410镀敷区域上循环。

当电解质继续循环时，施加动力，从而在待镀敷物体410的镀敷区域上进行电沉积。即，根据本发明的第二实施例的电镀工艺是按抽吸电解质所引起的喷射、动力施加、以及电沉积的顺序而进行的。当然，本发明不仅限于这种镀敷工艺。备选地，镀敷工艺可以按动力施加、抽吸电解质所引起的喷射、以及电沉积的顺序进行。同时，为了除去可能在镀敷过程中产生的杂质，杂质清除过滤器435可以安装在循环泵415连接至镀敷容器的中间位置。

此外，作为使容纳在镀敷容器中的电解质维持在预定液位的装置，含有辅助电解质的辅助槽（未示出）可以进一步设置在杂质清除过滤器435和循环泵415之间。

同时，根据本发明的第三实施例的电镀设备包括能够安装和拆卸在镀敷容器的一侧上的待镀敷物体的部件，并且可进一步包括至少一个旋涡发生器位于镀敷容器的内侧或外侧，以便产生电解质漩涡。漩涡发生器能够通过喷射空气或促使几何工具的重复运动来产生漩涡。此外，当待镀敷物体安装在镀敷容器的一侧上时，多个流入/流出孔可以形成在待镀敷物体安装在镀敷容器上的面中。流入/流出孔用于重复进行待镀敷物体中的电解质的供给、循环、以及排出。如上所述，根据本发明的第三实施例的电镀设备与本发明的第一实施例和第二实施例存在下列差异。

在根据本发明的第一实施例和第二实施例的电镀设备中，供给单元和辅助阳极部件中的至少一个位于待镀敷物体的内侧。相反，在根据本发明的第三实施例的电镀设备中，仅电解质在待镀敷物体的内侧循环。

同时，根据本发明的第四实施例的电镀设备被构造成使得至少一个辅助阳极部件可以位于待镀敷物体的内侧，并且用于使电解质在镀敷容器内部循环的至少一个漩涡发生器可以安装在镀敷容器的内侧或外侧。

图5示出了根据本发明的第五实施例的电镀设备。

参照图5，根据本发明的第五实施例的电镀设备被构造成带有多个辅助阳极部件530，每个所述辅助阳极部件具有多个喷孔,所述多个喷孔可以在供给单元520的外侧安装和拆卸。辅助阳极部件530连接至阳极并且允许喷出的电解质更均匀地电沉积在待镀敷物体510上。当然，可以对辅助阳极部件530作出各种修改，这取决于待镀敷物体510的形状和体积。如果必要，辅助阳极部件530可以从根据本发明的第五实施例的电镀设备的组件中除去。

如果具有多个镀敷区域的待镀敷物体510，覆盖在供给单元520的一侧而没有辅助阳极部件530,或覆盖在辅助阳极部件530的外侧，那么橡胶垫可以设置在待镀敷物体510和供给单元520之间的接触界面上。该橡胶垫用于防止待镀敷物体510在电沉积期间发生振动并且防止待镀敷物体510内侧的电解质从待镀敷物体510中漏出。供给单元520包括多个喷孔525，使得电解质喷射到每个镀敷区域。

如上所述，在待镀敷物体510覆盖在辅助阳极部件530的外侧之后，驱动循环泵515以抽吸容纳在镀敷容器中的电解质。抽出的电解质穿过供给单元520被喷射。在过去预定的时间之后，电解质继续在待镀敷物体510的区域上循环。

当电解质继续循环时，施加动力，从而在待镀敷物体510的镀敷区域上进行电沉积。即，根据本发明的第五实施例的电镀工艺是按抽吸电解质所引起的喷射、动力施加、以及电沉积的顺序而进行的。当然，本发明不仅限于这种镀敷工艺。备选地，镀敷工艺可以按动力施加、抽吸电解质所引起的喷射、以及电沉积的顺序进行。同时，为了除去可能在镀敷过程中产生的杂质，杂质清除过滤器535可以安装在循环泵515连接至镀敷容器的中间位置。

此外，作为使容纳在镀敷容器中的电解质维持在预定液位的装置，含有辅助电解质的辅助槽（未示出）可以进一步设置在杂质清除过滤器535和循环泵515之间。

如上所述，本发明的第五实施例的电镀设备能够在单次操作中均匀地电镀具有多个镀敷区域的待镀敷物体510。

在根据本发明的第一至第五实施例的电镀设备中，镀敷速度可以根据压力确定。该压力可以是各种压力，例如，电解质的喷射压力、循环泵的喷射压力、镀敷区域周围的空气压力等。此外，在根据本发明的第一至第五实施例的电镀设备中，电解质在处于完全或几乎充满电解质的状态下的待镀敷物体的内侧循环，从而使能够进行比典型的喷镀式电镀更均匀的电镀。

在本发明的第一至第五实施例中，出于电镀待镀敷物体的内侧的说明性目的，电解质喷射到安装在镀敷容器外侧的待镀敷物体的内侧。当待镀敷物体是RF过滤器时，最好电镀待镀敷物体的内侧和外侧以改进RF过滤器的特性或其外部美感。特别地，有必要将对电磁特性有着直接影响的待镀敷物体的内侧电镀成具有比待镀敷物体的外侧更大的厚度。出于这个原因，在本发明的第六实施例中，电镀设备建议为能够将待镀敷物体的内侧和外侧电镀成不同的厚度。此外，根据本发明的第六实施例的电镀设备需要相对更多的金属离子，因为该电镀设备电镀待镀敷物体的内侧和外侧。因此，根据本发明的第六实施例的电镀设备可以用于例如镀铜，在镀铜中金属离子可以以相对较低的成本获得。

图6示出了根据本发明的第六实施例的电镀设备。

参照图6，根据本发明的第六实施例的电镀设备包括容纳有电解质603的镀敷容器601。为了将待镀敷物体610的内侧镀敷成厚于待镀敷物体610的外侧，将待镀敷物体610浸入镀敷容器601的电解质603中，电解质供给单元620被安装用于向待镀敷物体610的内侧供给电解质。用预定的压力向电解质供给单元620提供来自镀敷容器601的内侧或外侧的电解质603，并供给单元620向待镀敷物体610喷射所提供的电解质。

此外，该电镀设备可以包括连接至电解质供给单元620的辅助阳极部件630，并且电解质穿过所述辅助阳极部件从电解质供给单元620被供给。由电解质供给单元620所提供的电解质经由辅助阳极部件630喷射到待镀敷物体610的内侧。随着包含在连接至阳极的辅助阳极部件630中的金属离子(例如铜离子）连同电解质提供至待镀敷物体610的内侧，镀层（即，第一镀层）形成在待镀敷物体610的内侧。同时，包含在电解质603中的金属离子（例如铜离子）提供至待镀敷物体610的内侧，镀层（即，第二镀层）形成在待镀敷物体610的外侧。因此，由于存在辅助阳极部件630，提供至待镀敷物体610的内侧的电解质中的金属离子的密度高于提供至待镀敷物体的外侧的电解质中的金属离子的密度，使得第一镀层能够形成得比第二镀层厚。例如，第一镀层的厚度可以是0.5微米，而第二镀层的厚度可以是0.1微米。

优选地，根据本发明的第六实施例的电镀设备可以进一步包括待镀敷物体固定构件640用于固定被浸入电解质中的待镀敷物体610。待镀敷物体固定构件640包括电解质供给单元固定臂641、待镀敷物体固定臂643、以及固定臂驱动器645。电解质供给单元固定臂641将电解质供给单元620固定在待镀敷物体610的下方，电解质供给单元620被固定的位置受固定臂驱动器645的控制。因此，在电解质供给单元620上方连接的辅助阳极部件630的位置是固定的。待镀敷物体固定臂643通过固定臂驱动器645上下移动，向安装在辅助阳极部件630上的待镀敷物体610的上表面的一部分施加固定力。因此，待镀敷物体610固定在辅助阳极部件630与待镀敷物体固定臂643之间，该辅助阳极部件通过电解质供给单元固定臂641间接地固定。

此外，在待镀敷物体610未安装在辅助阳极部件630上的状态下，固定臂驱动器645受到驱动将电解质供给单元固定臂641定位在电解质603的外侧。当待镀敷物体610安装在辅助阳极部件630上时，固定臂驱动器645受到驱动使得待镀敷物体固定臂643向下朝着待镀敷物体610移动，该待镀敷物体固定臂与待镀敷物体610的上表面的一部分紧密接触，并且向待镀敷物体610施加固定力。在待镀敷物体610固定在辅助阳极部件630和待镀敷物体固定臂643之间的状态下，固定臂驱动器645驱动电解质供给单元固定臂641和待镀敷物体固定臂643，以使待镀敷物体610浸入电解质603中。

此外，类似于根据本发明的第一至第五实施例的电镀设备，根据本发明的第六实施例的电镀设备可以包括循环泵670，该循环泵抽吸容纳在镀敷容器601中的电解质603。此外，本发明的第六实施例的电镀设备可以进一步包括杂质清除过滤器650，该杂质清除过滤器清除电镀工艺中包含在电解质603中的杂质。优选地，根据本发明的第六实施例的电镀设备可以进一步包括辅助槽660，该辅助槽含有辅助电解质663，作为使容纳在镀敷容器601中的电解质603维持在预定液位的装置。辅助槽660可以设置在杂质清除过滤器650和循环泵670之间。因此，容纳在镀敷容器601中的电解质603经由第一路径605提供至杂质清除过滤器650，经由第二路径655提供至辅助槽660，经由第三路径665提供至循环泵670，然后经由第四路径675提供至电解质供给单元620。

图7是根据本发明的第六实施例的电镀设备中的电解质供给单元的透视图。

参照图7，电极供给单元620包括：供给单元主体621，该供给单元主体同时提供经由第四路径675穿过多个孔所提供的电解质，以及具有预定长度的供给喷嘴625，该供给喷嘴连接至各个孔并且喷射由供给单元主体621所提供的电解质。

图8是根据本发明的第六实施例的电镀设备中的辅助阳极部件的侧截面视图。

参照图8，辅助阳极部件630包括对应于待镀敷物体610的形状的辅助阳极部件主体631。辅助阳极部件主体631设有多个第一通孔633和637位于对应于多个供给喷嘴625的位置。穿过供给喷嘴625所提供的电解质经由第一通孔633和637朝待镀敷物体610的内侧喷射。此外，辅助阳极部件主体631设有第二通孔635和639用于引导朝待镀敷物体610的内侧喷射的电解质喷射至辅助阳极部件630和电解质供给单元620之间的空间。

因此，包含在连接至阳极的辅助阳极部件630中的金属离子(例如铜离子）连同电解质经由第一通孔633和637持续地提供至待镀敷物体610的内侧。相反，仅容纳在镀敷容器601内的电解质603提供至待镀敷物体610的外侧，并且包含在辅助阳极部件630中的金属离子（例如铜离子）不提供至待镀敷物体610的外侧。因此，由于辅助阳极部件630，提供至待镀敷物体610的内侧的电解质603中的金属离子的密度高于提供至待镀敷物体的外侧的电解质中的金属离子的密度，使得第一镀层能够形成为比第二镀层厚。

此外，辅助阳极部件主体631可以进一步包括突出物632，该突出物形成在其与待镀敷物体610的部分紧密接触的位置。例如，当待镀敷物体610如在RF过滤器中需要螺丝孔时，突出物可以形成在对应于形成在待镀敷物体610中的螺丝孔的位置。

在本发明的第六实施例中，作为示例，供给单元620和630包括一个电解质供给单元620和一个辅助阳极部件630。然而,本发明不仅限于这种结构。例如，可以提供一个电解质供给单元620和连接至电解质供给单元620的至少一个辅助阳极部件630。或者，可以提供多个电解质供给单元620和多个辅助阳极单元630。

虽然已结合本发明的某些示例性实施例对本发明进行了展示和描述，但本领域内的技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可对本发明的形式和细节做出各种改变。

Claims (10)

1.一种电镀设备，包括：

镀敷容器，所述镀敷容器被构造成容纳包含待电沉积的金属离子的电解质；以及

供给单元，所述供给单元连接至镀敷容器并且被构造成朝待镀敷物体的特定区域喷射电解质，

其中，所述供给单元连接至阳极，所述待镀敷物体连接至阴极。

2.根据权利要求1所述的电镀设备，进一步包括循环泵，所述循环泵被构造成提供电解质至所述供给单元。

3.根据权利要求2所述的电镀设备，进一步包括杂质清除过滤器，所述杂质清除过滤器被构造成清除包含在电解质中的杂质并且提供所得到的电解质至所述循环泵。

4.根据权利要求3所述的电镀设备，进一步包括辅助槽，所述辅助槽被构造成容纳具有液位高于容纳在所述镀敷容器中的电解质的液位的电解质，并且被构造成接收来自所述杂质清除过滤器中的电解质以及提供电解质至所述循环泵。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电镀设备，进一步包括辅助阳极部件，所述辅助阳极部件由含有待电沉积在所述待镀敷物体上的金属离子的材料形成，并且所述辅助阳极部件包括第一通孔，由所述电解质供给单元所提供的电解质穿过所述第一通孔并且喷向所述待镀敷物体。

6.根据权利要求5所述的电镀设备，其中，所述电解质供给单元包括：供给单元主体，所述供给单元主体被构造成提供电解质，以及电解质供给喷嘴，所述电解质供给喷嘴连接至所述供给单元主体，并且每个所述电解质供给喷嘴具有预定的长度；以及

所述电解质供给单元和所述辅助阳极部件彼此隔开对应于所述预定的长度的距离，使得所述供给喷嘴连接至所述第一通孔。

7.根据权利要求6所述的电镀设备，其中，所述循环泵连接至所述供给单元主体，并且用预定的压力将电解质从所述辅助槽提供至所述供给单元主体。

8.根据权利要求5所述的电镀设备，其中，所述辅助阳极部件进一步包括第二通孔，穿过所述第一通孔所喷射的电解质穿过所述第二通孔喷向所述电解质供给单元。

9.根据权利要求5所述的电镀设备，进一步包括待镀敷物体固定构件，所述待镀敷物体固定构件包括：电解质供给单元固定臂，所述电解质供给单元固定臂被构造成固定电解质供给单元；待镀敷物体固定臂，所述待镀敷物体固定臂使所述待镀敷物体与所述辅助阳极部件的一部分紧密接触以便具有固定力；以及固定臂驱动器，所述固定臂驱动器被构造成移动和固定所述电解质供给单元固定臂和所述待镀敷物体固定臂。

10.根据权利要求9所述的电镀设备，其中，所述辅助阳极部件进一步包括突出物，所述突出物形成在辅助阳极部件的对应于与所述待镀敷物体紧密接触的位置的部分上。

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