CN111254479A - 一种电化学沉积装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种电化学沉积装置，包括：第一槽体，所述第一槽体用于进行电化学沉积，所述第一槽体内设有相对间隔设置的阳极和阴极，所述阳极和所述阴极之间的间距可调；第二槽体，所述第二槽体与所述第一槽体相连，所述第一槽体内的溶液可流入所述第二槽体，所述第二槽体的出液口连接有过滤器，所述过滤器用于对所述溶液进行过滤；以及喷流系统，所述喷流系统的进液端与所述过滤器连接，所述喷流系统的出液端设置在所述第一槽体内。本发明实施例所述的电化学沉积装置可以提高镀膜的厚度均匀性，而且，溶液净化效果较好，可以提高镀膜的质量。
Description
技术领域
本发明涉及电化学技术领域，特别是涉及一种电化学沉积装置。
背景技术
电化学沉积是指在外电场作用下电流通过电解质溶液中正负离子的迁移并在电极上发生得失电子的氧化还原反应而形成镀膜的技术。由于电化学沉积具加工设备简单、工艺成本较低的优点，因此，被广泛的应用于形成镀膜及其叠层。
然而，现有的电化学沉积装置在进行电化学沉积过程中，由于电化学沉积装置存在溶液净化效果较差、温度场分布不均匀等缺陷，因此，很容易导致电化学沉积形成的镀膜相应存在厚度不均匀和质量较差的缺陷。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种电化学沉积装置。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种电化学沉积装置，包括：
第一槽体，所述第一槽体用于进行电化学沉积，所述第一槽体内设有相对间隔设置的阳极和阴极，所述阳极和所述阴极之间的间距可调；
第二槽体，所述第二槽体与所述第一槽体相连，所述第一槽体内的溶液可流入所述第二槽体，所述第二槽体的出液口连接有过滤器，所述过滤器用于对所述溶液进行过滤；以及
喷流系统，所述喷流系统的进液端与所述过滤器连接，所述喷流系统的出液端设置在所述第一槽体内。
可选地，所述电化学沉积装置还包括：支架，所述支架活动连接于所述第一槽体，所述阴极连接于所述支架。
可选地，所述电化学沉积装置还包括：固定于所述第一槽体的驱动装置，所述驱动装置与所述支架连接，所述驱动装置用于驱动所述支架沿第一方向移动，其中，所述阴极为长条形阴极，所述第一方向与所述阴极的长度方向平行。
可选地，所述驱动装置包括：电机、转动盘以及连接杆；其中，
所述电机固定在所述第一槽体外，所述电机的输出端与所述转动盘连接，所述电机用于驱动所述转动盘转动；
所述连接杆的一端与所述转动盘铰接，另一端与所述支架铰接，所述转动盘的转动带动所述连接杆转动，所述连接杆的转动驱动所述支架沿所述第一方向移动。
可选地，所述支架上设置有调节杆，所述阴极与所述调节杆滑动连接，所述阴极在所述调节杆上的滑动可调节所述阳极和所述阴极之间的间距。
可选地，所述第一槽体内还设有：用于装载样品的板架，所述板架与所述阴极固定连接。
可选地，所述电化学沉积装置还包括：遮挡板，所述遮挡板固定于所述第一槽体内且位于所述阴极和所述阳极之间，所述遮挡板上设置有多个通孔。
可选地，所述喷流系统包括：喷流管路、喷流泵以及喷流管；其中，
所述喷流管路分别与所述过滤器、所述喷流管连接，用于溶液流动；
所述喷流泵与所述喷流管道连接，用于驱动所述喷流管路内的溶液流向所述喷流管；
所述喷流管设置在所述阴极和所述阳极之间。
可选地，所述第一槽体和所述第二槽体之间设置有隔板，所述隔板的顶部设置有溢流口，所述第一槽体内的溶液可通过所述溢流口流到所述第二槽体内。
可选地，所述过滤器为过滤套，所述过滤套设置在所述第二槽体的出液口外。
可选地，所述第二槽体内设置有温度计和加热装置，所述温度计用于检测所述第二槽体内的溶液温度，所述加热装置用于加热所述溶液。
可选地，所述第二槽体内还设置有酸碱度检测器，所述酸碱度检测器用于检测所述第二槽体内的溶液的酸碱度。
本发明实施例包括以下优点：
本申请实施例中，由于阳极和阴极之间的间距可调，通过调节所述阳极和阴极之间的间距，可以使得第一槽体内所述阳极和阴极之间的温度场分布较为均匀，这样，就可以使得从所述阳极迁移到所述阴极上的金属离子较为均匀，进而，可以提高镀膜的厚度均匀性。而且，由于所述第二槽体的出液口连接有过滤器，所述过滤器可以用于对所述溶液进行过滤，滤除所述溶液中的杂质，得到洁净的溶液。所述喷流系统则可以用于将过滤后的溶液输送到所述第一槽体内，使得过滤后的洁净的溶液可以重新进行电化学沉积。也即，所述电化学沉积装置的溶液净化效果较好，进而，可以提高镀膜的质量。
附图说明
图1是本发明的一种电化学沉积装置正向结构示意图；
图2是图1所示的电化学沉积装置的俯视结构示意图；
附图标记说明：
10-第一槽体，101-阳极，102-阴极，103-板架，11-第二槽体，111-温度计，112-加热装置，113-酸碱度检测器，12-喷流系统，121-喷流管路，122-喷流泵，123-喷流管，13-隔板，14-支架，141-调节杆，15-驱动装置，151-电机，152-转动盘，153-连接杆，16-遮挡板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例提供了一种电化学沉积装置，所述电化学沉积装置可以用于进行铜、镍、镉等金属及其的沉积，以在样品的表面形成金属镀膜。
参照图1，示出了本发明的一种电化学沉积装置正向结构示意图，参照图2，示出了图1所示的电化学沉积装置的俯视结构示意图，所述电化学沉积装置具体可以包括：
第一槽体10，第一槽体10可以用于进行电化学沉积，第一槽体10内设有相对间隔设置的阳极101和阴极102，阳极101和阴极102之间的间距可调；
第二槽体11，第二槽体11与第一槽体10相连，第一槽体10内的溶液可流入第二槽体11，第二槽体11的出液口连接有过滤器(图中未示出)，所述过滤器可以用于对所述溶液进行过滤；以及
喷流系统12，喷流系统12的进液端与所述过滤器连接，喷流系统12的出液端设置在第一槽体10内。
本发明实施例中，第一槽体10可以做为所述电化学沉积装置的主槽体，用于对样品进行电化学沉积，以在所述样品的表面形成镀膜。第一槽体10内可以设有相对间隔设置的阳极101和阴极102，阳极101和阴极102之间的间距可调，这样，在对所述样品进行电化学沉积的过程中，通过调节阳极101和阴极102之间的间距，可以使得第一槽体10内阳极101和阴极102之间的温度场分布较为均匀，这样，就可以提高所述镀膜的厚度均匀性。
具体地，第一槽体10内还设有：用于装载样品的板架103，板架103与阴极102固定连接。在实际应用中，第一槽体10内可以设置钛篮，所述钛篮可以用于挂在阳极101，在通电的情况下，阳极101可以溶掉形成金属离子，并迁移到阴极102上的样品表面，在所述样品的表面形成镀膜。
本发明实施例中，由于阳极101和阴极102之间的间距可调，通过调节阳极101和阴极102之间的间距，可以使得第一槽体10内阳极101和阴极102之间的温度场分布较为均匀，这样，就可以使得从阳极101迁移到阴极102上的金属离子较为均匀，进而，可以提高所述镀膜的厚度均匀性。
本发明实施例中，第二槽体11可以做为所述电化学沉积装置的副槽体，用于溶液的净化和加热。具体地，第二槽体11与第一槽体10相连，第一槽体10内的溶液可以流入第二槽体11，由于第二槽体11的出液口连接有过滤器，所述过滤器可以用于对所述溶液进行过滤，滤除所述溶液中的杂质，得到洁净的溶液。由于喷流系统12的进液端与所述过滤器连接，所述喷流系统的出液端设置在第一槽体10内，喷流系统12可以用于将过滤后的溶液输送到第一槽体10内，使得过滤后的洁净的溶液可以重新进行电化学沉积。也即，所述电化学沉积装置的溶液净化效果较好，进而，可以提高镀膜的质量。
具体地，第一槽体10和第二槽体11之间设置有隔板13，隔板13的顶部设置有溢流口，第一槽体10内的溶液可通过所述溢流口流到第二槽体12内。
在实际应用中，可以在一个大的槽体内设置隔板13，利用隔板13的分作用，在隔板13的两侧分别形成第一槽体10和第二槽体11。并且，可以在隔板13上设置贯穿于隔板13的溢流口，第一槽体10很第二槽体11之间可以通过所述溢流口连通，这样，就可以使得第一槽体10内的溶液可以通过所述溢流口流入第二槽体11内。
示例地，所述溢流口可以设置在隔板13的顶部，这样，在第一槽体10内的溶液的高度上升至所述溢流口的时候，第一槽体10内的溶液可以自动从所述溢流口流入第二槽体11，以避免第一槽体10内的溶液泄露，以减小溶液的浪费并提高电化学沉积的操作安全。
可以理解的是，在实际应用中，本领域技术人员还可以根据实际需要将所述溢流口设置在隔板13上的任意位置，本发明实施例对于所述溢流口在隔板13上的具体位置可以不做限定。
本申请实施例中，第二槽体11的出液口可以设置在槽底或者侧壁上靠近底部的位置，以使得第二槽体11内的溶液可以充分地从所述出液口流出。
可选地，所述过滤器为过滤套，所述过滤套可以设置在第二槽体11的出液口外，这样，在第二槽体11内的溶液从所述出液口流出的时候，可以进入所述过滤套内进行过滤。
当然，本领域技术人员也可以根据实际需要选择过滤片、过滤网等装置作为本发明的过滤装置，本发明实施例对于所述过滤装置的具体内容可以不做限定。
可选地，第二槽体11内设置有温度计111和加热装置112，温度计111可以用于检测第二槽体11内的溶液温度，加热装置112可以用于加热所述溶液。
在实际应用中，加热装置112可以与温度计111电性连接，在温度计111检测到第二槽体11内的溶液温度低于电化学沉积所需要的温度时，加热装置112可以用于加热所述溶液，以使所述溶液的温度上升至电化学沉积所需的温度，以提高所述镀膜的质量。
具体的，加热装置112可以为加热管、加热电阻等器件，本申请实施例对于加热装置112的具体内容可以不做限定。
可选地，第二槽体11内还设置有酸碱度检测器113，酸碱度检测器113可以用于检测第二槽体11内的溶液的酸碱度。在实际应用中，酸碱度检测器113可以用于实时监测第二槽体11内的溶液的酸碱度，在所述溶液的酸碱度不满足电化学沉积所需要的酸碱度时，可以通过调节所述溶液的酸碱度，直到所述溶液的酸碱度满足电化学沉积所需要的酸碱度，以提高所述镀膜的质量。
本发明实施例中，所述电化学沉积装置还可以包括：支架14，支架14活动连接于第一槽体10，阴极102连接于支架14。具体地，由于支架14活动连接于第一槽体10，可以使得支架14可以在第一槽体10上移动。由于阴极102连接于支架14，在支架14相对于第一槽体10移动的情况下，可以带动阴极102相对于第一槽体10移动，以实现阴极102在第一槽体10上的位置调节。由于需要进行电化学沉积的样品设置于阴极102上，所述样品相应可以通过阴极102在第一槽体10上的移动实现位置调节，这样，在对所述样品进行电化学沉积的过程中，可以通过调节阴极102在第一槽体10上位置来实现样品的位置调节，以进一步增加所述镀膜的厚度均匀性。
在本发明的一种可选实施例中，所述电化学沉积装置还可以包括：固定于第一槽体10的驱动装置15，驱动装置15与支架14连接，驱动装置15可以用于驱动支架14沿第一方向移动，其中，阴极102为长条形阴极，所述第一方向与阴极102的长度方向平行。
在实际应用中，阳极101、阴极102的形状皆可以为长条形，阳极101可以固定在第一槽体10内，阴极101可以连接于支架14上。由于驱动装置15可以驱动支架14沿所述第一方向移动，也即，支架14在驱动装置15的驱动下，可以沿阴极102的长度方向移动，以调节阴极102与阳极101的相对位置，以使得阴极102与阳极101的相对位置适合阴极101上的样品进行电化学沉积，提高电化学沉积的效率以及提升电化学沉积的质量。
可选地，驱动装置15可以包括：电机151、转动盘152以及连接杆153；其中，电机151固定在第一槽体10外，电机151的输出端与转动盘152连接，电机151可以用于驱动转动盘152转动；连接杆153的一端与转动盘152铰接，另一端与支架14铰接，转动盘152的转动带动连接杆153转动，连接杆153的转动驱动支架14沿所述第一方向移动。
在实际应用中，通过连接杆153与转动盘152、支架14之间的铰接，可以使得转动盘152和连接杆153形成曲柄连接机构，这样，在所述电机驱动转动盘152转动的情况下，通过转动盘152与连接杆153形成的曲柄连接机构的传动作用，即可将电机151的动力传递至支架14上，驱动支架14沿所述第一方向移动。
本发明实施例中，支架14上设置有调节杆141，阴极102与调节杆141滑动连接，阴极102在调节杆141上的滑动可调节阳极101和阴极102之间的间距。
具体地，阳极101、阴极102的形状皆可以为长条形，而且，阳极101和阴极102可以垂直或者近似垂直设置。调节杆141也可以为长条形调节杆，调节杆141的长度方向可以为第二方向，所述第二方向可以与阴极102的长度方向垂直或者近似垂直。
本发明实施例中，阴极102可沿调节杆141的长度方向滑动，以调节阴极102与阳极101之间的间距，使得第一槽体10内阳极101和阴极102之间的温度场分布较为均匀，这样，就可以提高所述镀膜的厚度均匀性。
在本发明的一种可选实施例中，所述电化学沉积装置还可以包括：遮挡板16，遮挡板16固定于第一槽体10内且位于阴极102和阳极101之间，遮挡板16上设置有多个通孔。
在实际应用中，遮挡板16可以用于遮挡阴极102与阳极101之间的电场，遮挡板16上的通孔可以用于电场通过。这样，通过调节遮挡板16上的通孔的大小和位置，可以调节阴极102与阳极101之间的电场分布，使得阴极102和阳极101之间电场可以均匀分布，进而，可以进一步提升所述镀膜的厚度均匀性。
在本发明的一种可选实施例中，喷流系统12可以包括：喷流管路121、喷流泵122以及喷流管123；其中，喷流管路121分别与所述过滤器、所述喷流管123连接，用于溶液流动；喷流泵122与喷流管道121连接，用于驱动喷流管路121内的溶液流向喷流管123；喷流管123设置在阴极102和阳极101之间。
具体地，由于喷流管路121分别与所述过滤器、喷流管123连接，经所述过滤器过滤后的溶液可以进入喷流管路121内，并通过喷流管路121进入喷流管123内。而喷流泵122则可以用于提供动力，以驱动喷流管路121内的溶液流向喷流管123。由于喷流管123设置在第一槽体10内的阴极102和阳极101之间，因此，从喷流管123内流出的溶液可以重新进行电化学沉积。
在实际应用中，喷流系统12上还可以设置有电子流量计，以通过该电子流量计来控制喷流管123的喷流速度，以进一步提升电化学沉积的效果。
综上，本发明实施例所述的电化学沉积装置至少可以包括以下优点：
本申请实施例中，由于阳极和阴极之间的间距可调，通过调节所述阳极和阴极之间的间距，可以使得第一槽体内所述阳极和阴极之间的温度场分布较为均匀，这样，就可以使得从所述阳极迁移到所述阴极上的金属离子较为均匀，进而，可以提高镀膜的厚度均匀性。而且，由于所述第二槽体的出液口连接有过滤器，所述过滤器可以用于对所述溶液进行过滤，滤除所述溶液中的杂质，得到洁净的溶液。所述喷流系统则可以用于将过滤后的溶液输送到所述第一槽体内，使得过滤后的洁净的溶液可以重新进行电化学沉积。也即，所述电化学沉积装置的溶液净化效果较好，进而，可以提高镀膜的质量。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种电化学沉积装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种电化学沉积装置，其特征在于，包括：
第一槽体，所述第一槽体用于进行电化学沉积，所述第一槽体内设有相对间隔设置的阳极和阴极，所述阳极和所述阴极之间的间距可调；
第二槽体，所述第二槽体与所述第一槽体相连，所述第一槽体内的溶液可流入所述第二槽体，所述第二槽体的出液口连接有过滤器，所述过滤器用于对所述溶液进行过滤；以及
喷流系统，所述喷流系统的进液端与所述过滤器连接，所述喷流系统的出液端设置在所述第一槽体内。
2.根据权利要求1所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述电化学沉积装置还包括：支架，所述支架活动连接于所述第一槽体，所述阴极连接于所述支架。
3.根据权利要求2所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述电化学沉积装置还包括：固定于所述第一槽体的驱动装置，所述驱动装置与所述支架连接，所述驱动装置用于驱动所述支架沿第一方向移动，其中，所述阴极为长条形阴极，所述第一方向与所述阴极的长度方向平行。
4.根据权利要求3所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述驱动装置包括：电机、转动盘以及连接杆；其中，
所述电机固定在所述第一槽体外，所述电机的输出端与所述转动盘连接，所述电机用于驱动所述转动盘转动；
所述连接杆的一端与所述转动盘铰接，另一端与所述支架铰接，所述转动盘的转动带动所述连接杆转动，所述连接杆的转动驱动所述支架沿所述第一方向移动。
5.根据权利要求2所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述支架上设置有调节杆，所述阴极与所述调节杆滑动连接，所述阴极在所述调节杆上的滑动可调节所述阳极和所述阴极之间的间距。
6.根据权利要求1所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述第一槽体内还设有：用于装载样品的板架，所述板架与所述阴极固定连接。
7.根据权利要求1所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述电化学沉积装置还包括：遮挡板，所述遮挡板固定于所述第一槽体内且位于所述阴极和所述阳极之间，所述遮挡板上设置有多个通孔。
8.根据权利要求1所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述喷流系统包括：喷流管路、喷流泵以及喷流管；其中，
所述喷流管路分别与所述过滤器、所述喷流管连接，用于溶液流动；
所述喷流泵与所述喷流管道连接，用于驱动所述喷流管路内的溶液流向所述喷流管；
所述喷流管设置在所述阴极和所述阳极之间。
9.根据权利要求1所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述第一槽体和所述第二槽体之间设置有隔板，所述隔板的顶部设置有溢流口，所述第一槽体内的溶液可通过所述溢流口流到所述第二槽体内。
10.根据权利要求1至9任一项所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述过滤器为过滤套，所述过滤套设置在所述第二槽体的出液口外。
11.根据权利要求1至9任一项所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述第二槽体内设置有温度计和加热装置，所述温度计用于检测所述第二槽体内的溶液温度，所述加热装置用于加热所述溶液。
12.根据权利要求1至9任一项所述的电化学沉积装置，其特征在于，所述第二槽体内还设置有酸碱度检测器，所述酸碱度检测器用于检测所述第二槽体内的溶液的酸碱度。
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