CN108301027B - 一种离子液体电沉积电镀装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离子液体电沉积电镀装置，包括第一隔离室、第二隔离室、第三隔离室、第一密封门、第二密封门、第三密封门、第四密封门、机械手、第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门、真空泵、第一平行气体阀门、第二平行气体阀门、第一保护气体阀、第二保护气体阀、第三保护气体阀和保护气体源，整体结构设计合理，工件首先在第一隔离室脱水脱氧处理后，之后进入第二隔离室作离子液体电沉积电镀处理，最后进入第三隔离室作清洗处理，全过程在密封无氧无水环境下进行，无需人工操作自动化程度高，电脑控制提高了设备的可控性和灵活性，使用范围广操作简单实用。

Description

一种离子液体电沉积电镀装置及其方法

技术领域

本发明涉及电镀领域，具体涉及一种离子液体电沉积电镀装置及其方法。

背景技术

低温离子液体电沉积技术是目前电镀行业向高效环保电镀发展的一个新方向，它有别于传统的电沉积电镀，不用水，不会产生大量废液非常环保，整个加工过程只需在室温或接近室温下进行，具有能耗低，无污染，条件温和等优点，可大幅降低能耗和生产成本，具有巨大的发展潜力，因此深受电镀厂家青睐，低温离子液体电沉积需通过专门的电沉积电镀装置来进行，以满足其在无水，无氧的工艺条件下工作，但是现有的电沉积电镀装置结构较为复杂，适用性有所不足，较难提供无水无氧环境。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种离子液体电沉积电镀装置及其方法，使用本发明的装置和方法能够满足在无水无氧的环境下对工件实现整个离子液体电沉积电镀过程，具体技术方案如下：

一种离子液体电沉积电镀装置，包括第一隔离室、第二隔离室、第三隔离室、第一密封门、第二密封门、第三密封门、第四密封门、机械手、第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门、真空泵、第一平行气体阀门、第二平行气体阀门、第一保护气体阀、第二保护气体阀、第三保护气体阀和保护气体源，第一隔离室内部安装前处理槽, 第二隔离室内部安装液态离子电镀槽，第三隔离室安装溶剂清洗槽，第一密封门安装在第一隔离室侧方控制外部空间连通第一隔离室，第二密封门安装在第一隔离室与第二隔离室之间控制第一隔离室连通第二隔离室，第三密封门安装在第二隔离室与第三隔离室控制第二隔离室连通第三隔离室，第四密封门安装在第三隔离室侧方控制外部空间连通第三隔离室，第一隔离室、第二隔离室、第三隔离室内部分别安装有一夹取输送工件的机械手，第一隔离室上方通过管路连接第一真空阀门，第二隔离室上方通过管路连接第二真空阀门，第三隔离室上方通过管路连接第三真空阀门，第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门通过管路分别连接真空泵，第一隔离室、第二隔离室之间通过管路连接第一平行气体阀门，第一平行气体阀门控制第一隔离室、第二隔离室气压相等，第二隔离室、第三隔离室之间通过管路连接第二平行气体阀门，第二平行气体阀门控制第二隔离室、第三隔离室气压相等，第一隔离室下方通过管路连接第一保护气体阀，第二隔离室下方通过管路连接第二保护气体阀，第三隔离室下方通过管路连接第三保护气体阀，第一保护气体阀、第二保护气体阀、第三保护气体阀通过管路分别连接保护气体源。

作为本发明装置的一种优选方案，工件预挂装在工件挂具上被机械手夹取依次输送到第一隔离室、第二隔离室、第三隔离室。

作为本发明装置的一种优选方案，所述第一隔离室、第二隔离室、第三隔离室分别安装有测量内部压力的压力表。

一种离子液体电沉积电镀方法，包括以下步骤，

①打开第一密封门，第一隔离室的机械手将已预清洗、脱水、吹干的工件拉入第一隔离室的前处理槽；

②关闭第一密封门，打开第一真空阀门，真空泵进行抽真空处理以去除第一隔离室和工件的水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第一真空阀门，打开第一保护气体阀，保护气体源向第一隔离室通入保护气体,当第一隔离室内气压达到常压时,关闭第一保护气体阀；

③打开第二真空阀门，真空泵进行抽真空处理以去除第二隔离室内水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第二真空阀门，打开第二保护气体阀，保护气体源向第二隔离室通入保护气体,当第二隔离室内气压达到常压时,关闭第二保护气体阀，液态离子电镀槽预装有液体离子的电镀液，打开第一平行气体阀门使第一隔离室、第二隔离室气压相等，第二密封门在无压差情况下打开，关闭第一平行气体阀门，第二隔离室的机械手将第一隔离室内已脱水脱氧处理的工件拉入第二隔离室，并把工件放入液态离子电镀槽，工件在设定的电流电压、温度、时间环境下进行电沉积电镀处理；

④打开第三真空阀门，真空泵进行抽真空处理以去除第三隔离室内水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第三真空阀门，打开第三保护气体阀，保护气体源向第三隔离室通入保护气体,当第三隔离室内气压达到常压时,关闭第三保护气体阀，溶剂清洗槽预装有清洗溶剂，打开第二平行气体阀门使第二隔离室、第三隔离室气压相等，第三密封门在无压差情况下打开，关闭第二平行气体阀门，第三隔离室的机械手将第二隔离室内已电沉积电镀的工件拉入第三隔离室，并把工件放入溶剂清洗槽中清洗；

⑤第三隔离室的机械手把工件从溶剂清洗槽拉出，打开第三真空阀门，真空泵进行抽真空处理以去除第三隔离室和工件的水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第三真空阀门，打开第三保护气体阀，保护气体源向第三隔离室通入保护气体,当第三隔离室内气压达到常压时,关闭第三保护气体阀，打开第四密封门取出工件检查包装。

本发明的有益效果：连续布局设计的三个隔离门和配套的密封门、机械手、抽真空系统、压力平行系统、保护气体通入系统组成的电沉积电镀装置整体结构设计合理，工件首先在第一隔离室脱水脱氧处理后，之后进入第二隔离室作离子液体电沉积电镀处理，最后进入第三隔离室作清洗处理，全过程在密封无氧无水环境下进行，无需人工操作自动化程度高，电脑控制提高了设备的可控性和灵活性，使用范围广操作简单实用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1—第一隔离室，2—第二隔离室，3—第三隔离室，4—第一密封门，5—第二密封门，6—第三密封门，7—第四密封门，8—机械手，9—第一真空阀门，10—第二真空阀门，11—第三真空阀门，12—真空泵，13—第一平行气体阀门，14—第二平行气体阀门，15—第一保护气体阀，16—第二保护气体阀，17—第三保护气体阀，18—保护气体源，19—前处理槽，20—液态离子电镀槽，21—溶剂清洗槽，22—工件挂具，23—压力表。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种离子液体电沉积电镀装置，包括第一隔离室1、第二隔离室2、第三隔离室3、第一密封门4、第二密封门5、第三密封门6、第四密封门7、机械手8、第一真空阀门9、第二真空阀门10、第三真空阀门11、真空泵12、第一平行气体阀门13、第二平行气体阀门14、第一保护气体阀15、第二保护气体阀16、第三保护气体阀17和保护气体源18，第一隔离室1内部安装前处理槽19, 第二隔离室2内部安装液态离子电镀槽20，第三隔离室3安装溶剂清洗槽21，第一密封门4安装在第一隔离室1侧方控制外部空间连通第一隔离室1，第二密封门5安装在第一隔离室1与第二隔离室2之间控制第一隔离室1连通第二隔离室2，第三密封门6安装在第二隔离室2与第三隔离室3控制第二隔离室2连通第三隔离室3，第四密封门7安装在第三隔离室3侧方控制外部空间连通第三隔离室3，第一隔离室1、第二隔离室2、第三隔离室3内部分别安装有一夹取输送工件的机械手8，第一隔离室1上方通过管路连接第一真空阀门9，第二隔离室2上方通过管路连接第二真空阀门10，第三隔离室3上方通过管路连接第三真空阀门11，第一真空阀门9、第二真空阀门10、第三真空阀门11通过管路分别连接真空泵12，第一隔离室1、第二隔离室2之间通过管路连接第一平行气体阀门13，第一平行气体阀门13控制第一隔离室1、第二隔离室2气压相等，第二隔离室2、第三隔离室3之间通过管路连接第二平行气体阀门14，第二平行气体阀门14控制第二隔离室2、第三隔离室3气压相等，第一隔离室1下方通过管路连接第一保护气体阀15，第二隔离室2下方通过管路连接第二保护气体阀16，第三隔离室3下方通过管路连接第三保护气体阀17，第一保护气体阀15、第二保护气体阀16、第三保护气体阀17通过管路分别连接保护气体源18。

具体的，工件预挂装在工件挂具22上被机械手8夹取依次输送到第一隔离室1、第二隔离室2、第三隔离室3，工件挂具22方便工件夹取，也避免机械手8的手臂直接插入前处理槽19、液态离子电镀槽20、溶剂清洗槽21，而第一隔离室1、第二隔离室2、第三隔离室3分别安装有测量内部压力的压力表23，保护气体是氮气、氩气、氦气、及元素周期表中的第8族惰性元素气体。

一种离子液体电沉积电镀方法，包括以下步骤，

①打开第一密封门4，第一隔离室2的机械手8将已预清洗、脱水、吹干的工件拉入第一隔离室8的前处理槽19；

②关闭第一密封门4，打开第一真空阀门9，真空泵12进行抽真空处理以去除第一隔离室1和工件的水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第一真空阀门9，打开第一保护气体阀15，保护气体源18向第一隔离室1通入保护气体,当第一隔离室1内气压达到常压时,关闭第一保护气体阀15；

③打开第二真空阀门10，真空泵12进行抽真空处理以去除第二隔离室2内水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第二真空阀门10，打开第二保护气体阀16，保护气体源18向第二隔离室2通入保护气体,当第二隔离室2内气压达到常压时,关闭第二保护气体阀16，液态离子电镀槽20预装有液体离子的电镀液，打开第一平行气体阀门13使第一隔离室1、第二隔离室2气压相等，第二密封门5在无压差情况下打开，关闭第一平行气体阀门13，第二隔离室2的机械手8将第一隔离室1内已脱水脱氧处理的工件拉入第二隔离室2，并把工件放入液态离子电镀槽20，工件在设定的电流电压、温度、时间环境下进行电沉积电镀处理；

④打开第三真空阀门11，真空泵12进行抽真空处理以去除第三隔离室2内水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第三真空阀门11，打开第三保护气体阀17，保护气体源18向第三隔离室3通入保护气体,当第三隔离室3内气压达到常压时,关闭第三保护气体阀17，溶剂清洗槽21预装有清洗溶剂，打开第二平行气体阀门14使第二隔离室2、第三隔离室3气压相等，第三密封门6在无压差情况下打开，关闭第二平行气体阀门14，第三隔离室3的机械手8将第二隔离室2内已电沉积电镀的工件拉入第三隔离室3，并把工件放入溶剂清洗槽21中清洗；

⑤第三隔离室3的机械手8把工件从溶剂清洗槽拉出，打开第三真空阀门11，真空泵12进行抽真空处理以去除第三隔离室11和工件的水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第三真空阀门11，打开第三保护气体阀17，保护气体源18向第三隔离室3通入保护气体,当第三隔离室3内气压达到常压时,关闭第三保护气体阀，打开第四密封门7取出工件检查包装。

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普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种离子液体电沉积电镀装置，其特征在于：包括第一隔离室、第二隔离室、第三隔离室、第一密封门、第二密封门、第三密封门、第四密封门、机械手、第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门、真空泵、第一平行气体阀门、第二平行气体阀门、第一保护气体阀、第二保护气体阀、第三保护气体阀和保护气体源，第一隔离室内部安装前处理槽, 第二隔离室内部安装离子液体电镀槽，第三隔离室安装溶剂清洗槽，第一密封门安装在第一隔离室侧方控制外部空间连通第一隔离室，第二密封门安装在第一隔离室与第二隔离室之间控制第一隔离室连通第二隔离室，第三密封门安装在第二隔离室与第三隔离室控制第二隔离室连通第三隔离室，第四密封门安装在第三隔离室侧方控制外部空间连通第三隔离室，第一隔离室、第二隔离室、第三隔离室内部分别安装有一夹取输送工件的机械手，第一隔离室上方通过管路连接第一真空阀门，第二隔离室上方通过管路连接第二真空阀门，第三隔离室上方通过管路连接第三真空阀门，第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门通过管路分别连接真空泵，第一隔离室、第二隔离室之间通过管路连接第一平行气体阀门，第一平行气体阀门控制第一隔离室、第二隔离室气压相等，第二隔离室、第三隔离室之间通过管路连接第二平行气体阀门，第二平行气体阀门控制第二隔离室、第三隔离室气压相等，第一隔离室下方通过管路连接第一保护气体阀，第二隔离室下方通过管路连接第二保护气体阀，第三隔离室下方通过管路连接第三保护气体阀，第一保护气体阀、第二保护气体阀、第三保护气体阀通过管路分别连接保护气体源，保护气体源内的保护气体是氮气或氩气或氦气。

2.根据权利要求1所述的一种离子液体电沉积电镀装置，其特征在于：工件预挂装在工件挂具上被机械手夹取依次输送到第一隔离室、第二隔离室、第三隔离室。

3.根据权利要求1所述的一种离子液体电沉积电镀装置，其特征在于：所述第一隔离室、第二隔离室、第三隔离室分别安装有测量内部压力的压力表。

4.一种离子液体电沉积电镀方法，其特征在于：包括以下步骤，

①打开第一密封门，第一隔离室的机械手将已预清洗、脱水、吹干的工件拉入第一隔离室的前处理槽；

②关闭第一密封门，打开第一真空阀门，真空泵进行抽真空处理以去除第一隔离室和工件的水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第一真空阀门，打开第一保护气体阀，保护气体源向第一隔离室通入保护气体,当第一隔离室内气压达到常压时,关闭第一保护气体阀；

③打开第二真空阀门，真空泵进行抽真空处理以去除第二隔离室内水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第二真空阀门，打开第二保护气体阀，保护气体源向第二隔离室通入保护气体,当第二隔离室内气压达到常压时,关闭第二保护气体阀，离子液体电镀槽预装有离子液体的电镀液，打开第一平行气体阀门使第一隔离室、第二隔离室气压相等，第二密封门在无压差情况下打开，关闭第一平行气体阀门，第二隔离室的机械手将第一隔离室内已脱水脱氧处理的工件拉入第二隔离室，并把工件放入离子液体电镀槽，工件在设定的电流电压、温度、时间环境下进行电沉积电镀处理；

④打开第三真空阀门，真空泵进行抽真空处理以去除第三隔离室内水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第三真空阀门，打开第三保护气体阀，保护气体源向第三隔离室通入保护气体,当第三隔离室内气压达到常压时,关闭第三保护气体阀，溶剂清洗槽预装有清洗溶剂，打开第二平行气体阀门使第二隔离室、第三隔离室气压相等，第三密封门在无压差情况下打开，关闭第二平行气体阀门，第三隔离室的机械手将第二隔离室内已电沉积电镀的工件拉入第三隔离室，并把工件放入溶剂清洗槽中清洗；

⑤第三隔离室的机械手把工件从溶剂清洗槽拉出，打开第三真空阀门，真空泵进行抽真空处理以去除第三隔离室和工件的水分和氧气，真空度到达9～11Pa后,关闭第三真空阀门，打开第三保护气体阀，保护气体源向第三隔离室通入保护气体,当第三隔离室内气压达到常压时,关闭第三保护气体阀，打开第四密封门取出工件检查包装。

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