CN104562162A - 隔膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种隔膜装置，适用于不溶性电镀阳极。隔膜装置包括壳体及隔膜。壳体具有空腔及连通空腔的第一开口，其中空腔适于容置不溶性电镀阳极，且空腔的深度接近不溶性电镀阳极的厚度。隔膜接着于第一开口。此外，本发明提供另一种隔膜装置，隔膜装置包括隔膜袋体及背板。背板配置于隔膜袋体内，其中不溶性电镀阳极适于放置在隔膜袋体内且接触背板。

Description

隔膜装置

技术领域

本发明涉及一种隔膜装置，且特别是涉及一种不溶性电镀阳极的隔膜装置。

背景技术

电镀的基本过程是将待电镀物件作为阴极，把欲镀上去的金属作为阳极，或者，当使用不溶性电镀阳极时，会把待镀金属的可溶性盐添加在电镀液中。接着，将阴极与阳极置于电镀液内，连接直流电源后，便可在欲被电镀物件上沉积出所需的镀层。

以电路板的电镀过程为例，阳极可采用钛板或是钛网以作为不溶性电镀阳极，并使用硫酸铜溶液作为电镀液，以在阴极上沉积出铜层。然而，在电镀过程中，不溶性阳极电极会电解水而产生氧气。从阳极析出的氧气容易与添加在电解液中的镀铜添加剂反应，而使得镀铜添加剂快速地被消耗。并且，镀铜添加剂与氧气反应的生成物也会损耗阳极的氧化铱涂层等保护膜涂层，使得不溶性电镀阳极容易老化而常需更换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔膜装置，其可阻隔自阳极析出的氧气与镀铜添加剂反应，以避免镀铜添加剂被快速地消耗且可延长不溶性阳极使用寿命。

为达上述目的，本发明的一种隔膜装置，适用于不溶性电镀阳极。隔膜装置包括壳体及隔膜。壳体具有空腔及连通空腔的第一开口，其中空腔适于容置不溶性电镀阳极，且空腔的深度接近不溶性电镀阳极的厚度。隔膜接着于第一开口。

在本发明的一实施例中，上述的壳体更具有第二开口，位于空腔上方，不溶性电镀阳极适于该第二开口进入或离开空腔。

在本发明的一实施例中，上述的壳体包括板体部、相对的两侧墙及两限位部，两侧墙凸出于板体部，两限位部凸出于两侧墙且往彼此的方向延伸，板体部、两侧墙及两限位部界定出空腔，且隔膜与板体部相对。

在本发明的一实施例中，上述的壳体包括板体部、相对的两U型凹部，两U型凹部连接板体部且开口朝向彼此方向，板体部、两U型凹部界定出空腔，且隔膜与板体部相对。

在本发明的一实施例中，上述的壳体更包括两插槽部，分别配置于板体部与两限位部之间，其中各插槽部的延伸方向平行于不溶性电镀阳极的插入方向。

在本发明的一实施例中，上述的壳体更包括多个凸块，位于两侧墙之间且凸出于板体部。

在本发明的一实施例中，上述的不溶性电镀阳极固定于支撑架，壳体包括凸穴，凸陷于空腔，且凸穴与板体部之间的相对位置对应于支撑架与不溶性电镀阳极之间的相对位置。

本发明提供另一种隔膜装置，适用于不溶性电镀阳极，隔膜装置包括隔膜袋体及背板。背板配置于隔膜袋体内，其中不溶性电镀阳极适于放置在隔膜袋体内且接触背板。

在本发明的一实施例中，上述的隔膜袋体由两隔膜贴合而成或是一体成型袋体。

在本发明的一实施例中，上述的不溶性电镀阳极固定于支撑架，背板包括凸穴，且凸穴与背板之间的相对位置对应于支撑架与不溶性电镀阳极之间的相对位置。

在本发明的一实施例中，上述的背板的材质包括塑胶或是绝缘硬质材料。

基于上述，本发明的隔膜装置通过壳体及隔膜之间的空腔容置不溶性电镀阳极或是使用隔膜袋体容置并由背板略为固定不溶性电镀阳极之后，再一起放入电镀槽中，如此一来，位于隔膜装置内的不溶性电镀阳极不会直接接触位于隔膜装置外的镀膜添加剂，而减少在阳极析出的氧气与镀膜添加剂反应的机率，有效地降低镀膜添加剂的消耗量，并且可延长不溶性电镀阳极的寿命。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是依照本发明的一实施例的一种隔膜装置的俯视示意图；

图1B是图1A的隔膜装置的侧视示意图；

图1C是将图1A的隔膜装置放置于电镀槽内的示意图；

图2是依照本发明的另一实施例的一种隔膜装置的俯视示意图；

图3是依照本发明的另一实施例的一种隔膜装置的俯视示意图；

图4A是依照本发明的另一实施例的一种隔膜装置的俯视示意图；

图4B是将图4A的隔膜装置放置于电镀槽内的示意图。

符号说明

10：不溶性电镀阳极

20：支撑架

30：电镀槽

40：阴极

100、200、300、400：隔膜装置

110、210：壳体

C：空腔

O1：第一开口

O2：第二开口

P：凸穴

112、212、312：板体部

114、314：侧墙

116、216：限位部

120、220：隔膜

218：插槽部

319：凸块

430：隔膜袋体

432：隔膜

440：背板

442：凸穴

具体实施方式

在电镀过程中自不溶性电镀阳极析出的氧气若与电镀相关添加剂（例如是镀铜添加剂）反应，会使得电镀添加剂额外被裂解，且裂解的电镀添加剂会损害不溶性电镀阳极的保护膜（例如是氧化铱涂层等），而使得不溶性电镀阳极加速老化。为了降低上述的情形所发生的机率。在本发明中，提供一种隔膜装置，其可将电镀添加剂隔离于不溶性电镀阳极，以降低从不溶性电镀阳极电解出的氧气与电镀添加剂反应的机率，进而延长不溶性电镀阳极的使用寿命。下面将详细地介绍隔膜装置的细部构件。

图1A是依照本发明的一实施例的一种隔膜装置的俯视示意图。请参阅图1A，本实施例的隔膜装置100可用以容置不溶性电镀阳极10。在本实施例中，不溶性电镀阳极10固定在支撑架20上，以便伸入或离开电镀槽。

如图1A所示，本实施例的隔膜装置100包括壳体110及隔膜120。壳体110包括板体部112、相对的两侧墙114及两限位部116。两侧墙114凸出于板体部112，两限位部116凸出于两侧墙114且往彼此的方向延伸。在本实施例中，壳体110的材质例如是塑胶或是树脂，但壳体110也可为其他不会与电镀液与电镀添加剂发生反应的硬质绝缘材料，但壳体110的材质并不以此为限制。

如图1A所示，板体部112与限位部116平行且与侧墙114垂直，两限位部116之间具有第一开口O1，隔膜120接着于第一开口O1且与板体部112相对。板体部112、两侧墙114、两限位部116及隔膜120共同界定出空腔C，此空腔C可用以容置不溶性电镀阳极10，也就是说，不溶性电镀阳极10可被隔膜装置100的壳体110与隔膜120环绕。在本实施例中，空腔C的宽度（也就是限位部116与板体部112之间的距离）接近不溶性电镀阳极10的厚度。也就是说，本实施例中的壳体110的尺寸接近于不溶性电镀阳极10的尺寸，如此一来，当隔膜装置100放置于电镀槽30（如图1C）内时，隔膜装置100并不会占据电镀槽30内很大的空间。换句话说，电镀槽30内可放置多个隔膜装置100以及不溶性电镀阳极10，而提升电镀反应的效率。

在本实施例中，由板体部112、两侧墙114及两限位部116所组成的壳体也可以板体部112连结两开口相对的U型凹部所组成的壳体（未绘示）做替换。此外，在一实施例中，板体部112、两侧墙114及两限位部116可为个别的不同元件，在另一实施例中，板体部112、两侧墙114及两限位部116也可为一体成型的结构。

此外，壳体110包括用以容置支撑架20的凸穴P，凸穴P凸出于空腔C，且凸穴P与板体部112之间的相对位置对应于支撑架20与不溶性电镀阳极10之间的相对位置，以使壳体110的轮廓实质上符合不溶性电镀阳极10及支撑架20的轮廓。当然，在其他的实施例中，若不溶性电镀阳极10不被固定在支撑架20上，壳体也可以省去凸穴P的设计。

图1B是图1A的隔膜装置的侧视示意图。请参阅图1B，在本实施例中，壳体110具有第二开口O2，其位于图1B中上方的位置，第二开口O2连通于图1A中可见到的空腔C，不溶性电镀阳极10以及支撑架20可自该第二开口O2进入或离开空腔C。

下面将介绍本实施例的隔膜装置被放置于电镀槽内的相对位置关系。图1C是将图1A的隔膜装置放置于电镀槽内的示意图。请参阅图1C，在本实施例中，隔膜装置100与不溶性电镀阳极10可一同被放入电镀槽30内的两侧位置，且阴极40（待电镀物件，例如是电路板）被放置于电镀槽30内的中央位置。隔膜装置100的隔膜120位于不溶性电镀阳极10与阴极40之间。电镀槽30内注有电镀液，本实施例为电镀铜的制作工艺，电镀液以硫酸铜溶液为例。一般而言，电镀槽30内除了硫酸铜溶液之外，更添加了镀铜添加剂。

详细而言，镀铜添加剂包括光泽剂（Brightener）、载运剂（Carrier）及整平剂（Leveler）等。光泽剂的成份例如是双硫式小分子量有机物或是有机硫磺酸盐类，其稍带负电，可帮助铜离子沉积。载运剂的成份例如是聚乙二醇类，其稍带正电，可降低槽液表面张力而帮助错离子分布。此外，在盲孔填铜等特殊状况下，可添加整平剂以增加镀铜平整度，整平剂例如是带正电有机硫化物或是聚醚化合物。

在本实施例中，由于不溶性电镀阳极10位于隔膜装置100内，且隔膜120的孔隙小于上述的镀膜添加剂的分子，当不溶性电镀阳极10在电镀槽30内时，位于隔膜装置100外的镀铜添加剂会被隔膜120所阻隔，而不能与不溶性电镀阳极10直接接触。因此，在电镀过程中，不溶性电镀阳极10处所生成的氧气与镀铜添加剂发生反应的机率可被降低。如此一来，不但可避免电镀槽30内的镀铜添加剂裂解，也可避免镀铜添加剂与氧气反应之后的生成物对不溶性电镀阳极10所造成的损害。

当然，在本实施例中，隔膜120的孔隙大于电子与离子。因此，位于不溶性电镀阳极10与阴极40之间的隔膜120并不影响电子与离子的流动、不溶性电镀阳极10和阴极40间的电场强度和分布、电镀效率和电镀均匀性。

图2是依照本发明的另一实施例的一种隔膜装置的俯视示意图。请参阅图2，图2的隔膜装置200与图1A的隔膜装置100的主要差异在于，在图1A中，由于板体部112与限位部116之间的距离仍略大于不溶性电镀阳极10的厚度，当不溶性电镀阳极10置入隔膜装置100时，不溶性电镀阳极10会在板体部112与限位部116之间略微移动。

在图2中，壳体210更包括两插槽部218，在本实施例中，插槽部218是由板体部212与限位部216往彼此的方向增厚所形成。但在其他实施例中，插槽部218也可以是配置在板体部212与限位部216之间的独立元件，并不以此为限制。如图2所示，各插槽部218的延伸方向平行于不溶性电镀阳极10（未绘示）的插入方向。

比较图1A及图2可知，图2的插槽部218的槽宽度略小于图1A的板体部112与限位部116之间的距离。换句话说，当不溶性电镀阳极10置入图2的隔膜装置200时，不溶性电镀阳极10的两端是沿着两插槽部218插入，两插槽部218的槽宽度更接近不溶性电镀阳极10的厚度，而使得不溶性电镀阳极10可更稳定地固定于壳体210。

图2的隔膜装置200同样地通过壳体210与隔膜220围绕不溶性电镀阳极10，以使位于隔膜装置200外的镀铜添加剂不能与不溶性电镀阳极10直接接触。因此，本实施例的隔膜装置200可有效降低在电镀过程中，不溶性电镀阳极10处所生成的氧气与镀铜添加剂发生反应的机率，有效地避免镀铜添加剂被快速地消耗，以及镀铜添加剂与氧气反应之后的生成物对不溶性电镀阳极10所造成的损害。

图3是依照本发明的另一实施例的一种隔膜装置的俯视示意图。请参阅图3，图3的隔膜装置300与图1的隔膜装置100的主要差异在于，在图3中，壳体310更包括多个凸块319，凸块319位于两侧墙314之间且凸出于板体部312。凸块319延伸的方向与侧墙314延伸的方向相同。在本实施例中，凸块319的数量为两个，且是由板体部312从图3的下方往上方打凸而形成，但凸块319的数量以及形成方式并不以此为限制。

由于不溶性电镀阳极10为钛网，网状的电极较为柔软且具可挠性。当配置于隔膜装置300内时，不溶性电镀阳极10可能会有局部区域略为变形的状况。在本实施例中，当不溶性电镀阳极10（未绘示）配置于隔膜装置300内时，凸块319可接触不溶性电镀阳极10以提供支撑的效果。

上面仅提供数种隔膜装置，但隔膜装置的形式不以上述为限制，下面将提供另一种形式的隔膜装置。图4A是依照本发明的另一实施例的一种隔膜装置的俯视示意图。图4B是将图4A的隔膜装置放置于电镀槽内的示意图。请参阅图4A与图4B，本实施例图4的隔膜装置400包括隔膜袋体430及背板440，背板440配置于隔膜袋体430内。隔膜袋体430由两隔膜432贴合而成。在本实施例中，两隔膜432之间的空间可供不溶性电镀阳极10容置，以使不溶性电镀阳极10与隔膜袋体430一同放入电镀槽30中。

由于隔膜袋体430由两隔膜432贴合而成，且隔膜袋体430的尺寸接近不溶性电镀阳极10，隔膜袋体430在电镀槽30中并不会占去很大的体积。也就是说，电镀槽30内可容纳多个装在隔膜袋体430内的不溶性电镀阳极10，以增进电解效率。

在本实施例中，背板440的材质为塑胶，但背板540也可为其他不会与电镀液与电镀添加剂发生反应的硬质材料，并不以此为限制。在本实施例中，当不溶性电镀阳极10放置在隔膜袋体内430时，背板440会接触不溶性电镀阳极10，可提供不溶性电镀阳极10较佳的支撑性。

另外，本实施例的背板440包括凸穴442，且凸穴442与背板440之间的相对位置对应于支撑架20与不溶性电镀阳极10之间的相对位置，以使背板440的轮廓符合不溶性电镀阳极10与支撑架20的轮廓，以同时对不溶性电镀阳极10与支撑架20提供支撑。另外，由于不溶性电镀阳极10与支撑架20可沿着背板440进入或离开隔膜袋体430，不溶性电镀阳极10与支撑架20在进出隔膜袋体430的过程中，不小心将隔膜袋体430刺破的状况可被降低。

如图4B所示，当不溶性电镀阳极10放入电镀槽30内时，其中一个隔膜432会存在于不溶性电镀阳极10与阴极40之间。由于隔膜432的孔隙尺寸大于电子与离子，在电镀过程中，电子与离子可通过隔膜432。换句话说，隔膜432并不会影响不溶性电镀阳极10和阴极40间的电场强度和分布、电镀效率和电镀均匀性。

相反地，隔膜432的孔隙尺寸小于镀铜添加剂的分子尺寸，因此，位于隔膜装置400外的镀铜添加剂则会被隔膜432所阻隔，而不能与不溶性电镀阳极10直接接触。由上面叙述可知，此隔膜装置400同样可有效降低在电镀过程中，不溶性电镀阳极10处所生成的氧气与镀铜添加剂发生反应的机率，避免镀铜添加剂被快速地消耗，以及镀铜添加剂与氧气反应之后的生成物对不溶性电镀阳极10所造成的损害。

综上所述，本发明的隔膜装置通过壳体及隔膜之间的空腔容置不溶性电镀阳极或是使用隔膜袋体容置并由背板略为固定不溶性电镀阳极之后，再一起放入电镀槽中，如此一来，位于隔膜装置内的不溶性电镀阳极不会直接接触位于隔膜装置外的镀膜添加剂，而减少在阳极析出的氧气与镀膜添加剂反应的机率，有效地降低镀膜添加剂的消耗量，并且可延长不溶性电镀阳极的寿命。此外，本发明的隔膜装置的尺寸接近于不溶性电镀阳极的尺寸，隔膜装置在电镀槽中并不会占去很大的体积，而使得电镀槽内可容纳多个装在隔膜装置内的不溶性电镀阳极以增进电解效率，或可将电镀槽的体积缩小，而节省空间。

Claims (11)

1.一种隔膜装置，适用于不溶性电镀阳极，其特征在于，该隔膜装置包括：

壳体，具有空腔及连通该空腔的第一开口，其中该空腔适于容置该不溶性电镀阳极，且该空腔的深度实质上等於该不溶性电镀阳极的厚度；以及

隔膜，接着于该第一开口。

2.如权利要求1所述的隔膜装置，其中该壳体包括板体部、相对的两侧墙及两限位部，该两侧墙以同方向凸出于该板体部，该两限位部凸出于该两侧墙且往彼此的方向延伸，该板体部、该两侧墙及该两限位部界定出该空腔，且该隔膜与该板体部相对。

3.如权利要求2所述的隔膜装置，其中该壳体还包括两插槽部，分别配置于该板体部与该两限位部之间，其中各该插槽部的延伸方向平行于该不溶性电镀阳极的插入方向。

4.如权利要求1所述的隔膜装置，其中该壳体包括板体部、两开口相对的U型凹部，该板体部、该两U型凹部界定出该空腔，且该隔膜与该板体部相对。

5.如权利要求1、2、3或4所述的隔膜装置，其中该壳体还具有第二开口，连通于该空腔，该不溶性电镀阳极适于从该第二开口进入或离开该空腔。

6.如权利要求1、2、3或4所述的隔膜装置，其中该壳体还包括多个凸块，位于该两侧墙之间且凸出于该板体部。

7.如权利要求1所述的隔膜装置，其中该不溶性电镀阳极固定于支撑架，该壳体包括凸穴，凸出于该空腔，且该凸穴与该板体部之间的相对位置对应于该支撑架与该不溶性电镀阳极之间的相对位置。

8.一种隔膜装置，适用于不溶性电镀阳极，其特征在于，该隔膜装置包括：

隔膜袋体；以及

背板，配置于该隔膜袋体内，其中该不溶性电镀阳极适于放置在该隔膜袋体内且接触该背板。

9.如权利要求8所述的隔膜装置，其中该隔膜袋体包括由两隔膜贴合而成的袋体或是一体成型袋体。

10.如权利要求8所述的隔膜装置，其中该不溶性电镀阳极固定于支撑架，该背板包括凸穴，且该凸穴与该背板之间的相对位置对应于该支撑架与该不溶性电镀阳极之间的相对位置。

11.如权利要求8所述的隔膜装置，其中该背板的材质包括绝缘硬质材料。