CN113862758B - 一种夹持式电化学沉积辅助装置及其辅助方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹持式电化学沉积辅助装置及其辅助方法，涉及电化学沉积技术领域，为解决现有夹持式电化学沉积辅助装置在使用的过程中会使得夹持的部分无法进行电化学沉积，产品的表面会出现残缺，需要人工进行干预调整，从而降低其加工效率的问题。所述支撑座下表面的四周安装有万向轮，且万向轮安装有四个，所述支撑座内部设置有电化学沉积池，所述电化学沉积池的后端设置有背板，所述背板的顶部安装有顶板，所述顶板的上表面安装有气缸，且气缸安装有三个，所述顶板的下方设置有夹持结构，且夹持结构安装有三个，所述支撑座的前端面安装有门体，且门体安装有两个，所述门体与支撑座的前端面转动连接，所述门体前端面的一侧安装有门把。

Description

一种夹持式电化学沉积辅助装置及其辅助方法

技术领域

本发明涉及电化学沉积技术领域，具体为一种夹持式电化学沉积辅助装置及其辅助方法。

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层的技术。在阴极产生金属离子的还原而获得金属镀层，称为电镀。在阳极发生阳极金属的氧化而形成合用的氧化膜，称为金属的电化学氧化，简称金属的电氧化。电化学沉积与化学镀的最大区别在于虽然都是在溶液中进行氧化还原反应，但前者是在外电场作用下通过电解质溶液中正负离子的迁移而在电极上发生氧化还原反应形成镀层的；后者则是通过化学镀液在工件的自催化作用下在工件表面直接形成镀层的。

现有夹持式电化学沉积辅助装置在使用的过程中会使得夹持的部分无法进行电化学沉积，产品的表面会出现残缺，需要人工进行干预调整，从而降低其加工效率的问题；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种夹持式电化学沉积辅助装置及其辅助方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹持式电化学沉积辅助装置及其辅助方法，以解决上述背景技术中提出的现有夹持式电化学沉积辅助装置在使用的过程中会使得夹持的部分无法进行电化学沉积，产品的表面会出现残缺，需要人工进行干预调整，从而降低其加工效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种夹持式电化学沉积辅助装置，包括支撑座、夹持结构、电化学沉积池，所述支撑座下表面的四周安装有万向轮，且万向轮安装有四个，所述支撑座内部设置有电化学沉积池，所述电化学沉积池的后端设置有背板，所述背板的顶部安装有顶板，所述顶板的上表面安装有气缸，且气缸安装有三个，所述顶板的下方设置有夹持结构，且夹持结构安装有三个，所述支撑座的前端面安装有门体，且门体安装有两个，所述门体与支撑座的前端面转动连接，所述门体前端面的一侧安装有门把，且门把设置有两个。

优选的，所述夹持结构的底部安装有滑动板，且滑动板设置有两个，且滑动板与夹持结构的下表面滑动连接，所述滑动板的下表面安装有第二夹板，且第二夹板设置有若干个。

优选的，所述夹持结构的上表面设置有第一连接套，所述第一连接套的两侧均设置有第二连接套，且第二连接套设置有两个，所述支撑座上表面的两侧均安装有支撑板，且支撑板安装有两个。

优选的，所述第一连接套内安装有液压伸缩杆，所述第二连接套的内部安装有伸缩柱，所述支撑板的一侧端面安装有电机，且电机安装有两个。

优选的，所述支撑板的另一侧端面安装有电动伸缩杆，且电动伸缩杆设置有两个，所述电动伸缩杆的一侧安装有第一夹板，且第一夹板安装有两个。

优选的，所述背板的前端面设置有滑槽，且滑槽设置有两个，所述滑槽上安装有底板，且底板通过滑槽与背板的前端面滑动连接，所述底板上设置有凹槽，且凹槽设置有三个。

优选的，所述第二夹板上表面安装有连接柱，所述连接柱上安装有卡接环，且卡接环设置有两个，所述第二夹板通过连接柱上的卡接环与滑动板的底部卡接连接，所述第二夹板的后端面安装有防滑垫。

优选的，所述一种夹持式电化学沉积辅助装置的辅助方法，包括如下步骤：

步骤1：首先进行电解液的配置，电解质溶液的配方即电解质的强弱对通过电流的大小、多少有重要影响，其中电镀液是由主盐、络合剂、附加盐、缓冲剂、阳极活化剂、添加剂等组成，并将配置好的电解液放置在电化学沉积池内；

步骤2：在进行操作时利用辅助装置对物品进行夹持，并放置在电化学沉积池内，当电流通过电解质溶液时，通过电极的电量与发生电极反应的物质的量成正比，外加电压的大小能够改变离子的迁移速度，而离子传输的电量则与离子的迁移速度成正比，即外加电压与离子传输的电量成正比关系，电解质溶液的浓度和温度直接决定着离子迁移数，也决定着该种离子所传输的电量在通过溶液的总电量中所占的分数，在相同电场力作用下不同离子的迁移速度并不相同，离子的迁移速度与离子的活度、价数及络合离子半径等因素有关；

步骤3：当电流通过电极时，电极电位就偏离平衡电极电位而产生极化，在其他条件相同时，极化与流过电极的电流密度有密切关系，即通过电极的电流密度愈大，电极电位偏离平衡电极电位也愈大，极化作用愈大，顶端针状的点状电极安装在电解液内，并将它移向并靠近需要沉积的表面，在电极和基板间加上电压后，电场导致电化学沉积效应，但它只限于针电极下方的有限区域；

步骤4：电沉积进行时，电流从一个固体相的电极通过界面流人溶液，然后又穿越溶液与另一电极的界面从这个电极流出，电荷的传递是由一连串性质不同的步骤串联而成的一种复杂过程，在有些情况下还可能包含某些并联其中的副反应，由于串联的约束，整个过程中的各个步骤的进行速度要被迫趋于相等，这样电极上不可逆反应速度才能进入稳定状态，电子才能按顺序正常地流动；

步骤5：在电镀中，为了获得致密结晶的镀层，必须使阴极在较大的极化条件下进行金属的电沉积过程，在镀液中加入络合剂来增强阴极极化是提高金属电沉积镀层质量的有效方法，电沉积过程中，在阴极上析出的金属的分布不仅与电流密度分布有关，还与其在远、近阴极上析出时的电流效率有关，金属离子还原的可能性原则上，只要阴极的电极电位足够负，任何金属离子都可能在阴极上被还原并电沉积；

步骤6：最后电极界面处的金属离子因不断发生放电而被消耗，这种消耗由溶液本体中的离子来补充，与输送过程使得越靠近电极表面处的离子浓度越低，即形成了向电极方向的浓度梯度，在电解液中，反应粒子的传送利用电迁移、对流和扩散三种方式即可完成电镀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在顶部的下表面安装夹持结构，夹持结构的底部设置滑动板，滑动板的底部设置第二夹板，支撑座上表面的两侧设置支撑板，支撑板的一侧设置电动伸缩杆，电动伸缩杆的一侧安装第一夹板，在进行电化学沉积时，将物品放置在第二夹板之间，通过滑动板的收缩，对物品进行夹持，气缸驱动液压伸缩杆向下移动将其浸泡在电化学沉积池内即可，当操作结束后，电机驱动电动伸缩杆对夹持结构上的物品两侧进行固定，并进行翻转，再利用夹持装置进行夹持，即可对没沉积的表面进行加工，无需人工干预，也能保证沉积的质量，解决了现有夹持式电化学沉积辅助装置在使用的过程中会使得夹持的部分无法进行电化学沉积，产品的表面会出现残缺，需要人工进行干预调整，从而降低其加工效率的问题。

2、通过在背板的前端面设置滑槽，滑槽上安装底板，底板上设置凹槽，底板位于夹持结构的下方，当进行电沉积时，底板能够与夹持装置一并上下移动，起到了防掉落的作用，避免因夹持装置的松脱，物品落入池内导致电解液四溅，产生危险的情况，同时在无需夹持装置时，可以直接将物品放置在底板的凹槽上，通过底板的上下滑动，方便电沉积物品的拿取和摆放。

3、通过在第二夹板的上表面连接柱，连接柱上安装卡接环，使得第二夹板可以进行拆装，可以有针对性的更换不同的夹板来适应不同的物品，提高装置的实用性，同时第二夹板的后端面设置了防滑垫，可以加大夹板物品之间的摩擦力，避免在夹持时出现物品掉落的情况。

附图说明

图1为本发明的电化学沉积辅助装置的辅助方法步骤示意图；

图2为本发明的夹持式电化学沉积辅助装置整体结构示意图；

图3为本发明的夹持结构放大示意图；

图4为本发明的背板结构放大示意图；

图5为本发明的第二夹板结构放大示意图；

图中：1、支撑座；2、万向轮；3、背板；4、顶板；5、气缸；6、夹持结构；7、支撑板；8、电化学沉积池；9、电动伸缩杆；10、第一夹板；11、电机；12、门体；13、门把；14、伸缩柱；15、液压伸缩杆；16、第一连接套；17、第二连接套；18、滑动板；19、第二夹板；20、滑槽；21、底板；22、凹槽；23、防滑垫；24、连接柱；25、卡接环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种夹持式电化学沉积辅助装置，包括支撑座1、夹持结构6、电化学沉积池8，支撑座1下表面的四周安装有万向轮2，且万向轮2安装有四个，支撑座1内部设置有电化学沉积池8，电化学沉积池8的后端设置有背板3，背板3的顶部安装有顶板4，顶板4的上表面安装有气缸5，且气缸5安装有三个，顶板4的下方设置有夹持结构6，且夹持结构6安装有三个，支撑座1的前端面安装有门体12，且门体12安装有两个，门体12与支撑座1的前端面转动连接，门体12前端面的一侧安装有门把13，且门把13设置有两个。

进一步，夹持结构6的底部安装有滑动板18，且滑动板18设置有两个，且滑动板18与夹持结构6的下表面滑动连接，滑动板18的下表面安装有第二夹板19，且第二夹板19设置有若干个，将物品放置在第二夹板19之间，通过滑动板18的收缩，对物品进行夹持，气缸5驱动液压伸缩杆15向下移动将其浸泡在电化学沉积池8内即可。

进一步，夹持结构6的上表面设置有第一连接套16，第一连接套16的两侧均设置有第二连接套17，且第二连接套17设置有两个，支撑座1上表面的两侧均安装有支撑板7，且支撑板7安装有两个，连接套保证了液压伸缩杆15和伸缩柱14与夹持结构6之间的连接强度。

进一步，第一连接套16内安装有液压伸缩杆15，第二连接套17的内部安装有伸缩柱14，支撑板7的一侧端面安装有电机11，且电机11安装有两个，当操作结束后，电机11驱动电动伸缩杆9对夹持结构6上的物品两侧进行固定，并进行翻转，再利用夹持装置进行夹持，即可对没沉积的表面进行加工，无需人工干预，也能保证沉积的质量。

进一步，支撑板7的另一侧端面安装有电动伸缩杆9，且电动伸缩杆9设置有两个，电动伸缩杆9的一侧安装有第一夹板10，且第一夹板10安装有两个，实现物品的翻转。

进一步，背板3的前端面设置有滑槽20，且滑槽20设置有两个，滑槽20上安装有底板21，且底板21通过滑槽20与背板3的前端面滑动连接，底板21上设置有凹槽22，且凹槽22设置有三个，可以直接将物品放置在底板21的凹槽22上，通过底板21的上下滑动，方便电沉积物品的拿取和摆放。

进一步，第二夹板19上表面安装有连接柱24，连接柱24上安装有卡接环25，且卡接环25设置有两个，第二夹板19通过连接柱24上的卡接环25与滑动板18的底部卡接连接，第二夹板19的后端面安装有防滑垫23，可以有针对性的更换不同的夹板来适应不同的物品，提高装置的实用性。

进一步，一种夹持式电化学沉积辅助装置的辅助方法，包括如下步骤：

步骤1：首先进行电解液的配置，电解质溶液的配方即电解质的强弱对通过电流的大小、多少有重要影响，其中电镀液是由主盐、络合剂、附加盐、缓冲剂、阳极活化剂、添加剂等组成，并将配置好的电解液放置在电化学沉积池内；

步骤2：在进行操作时利用辅助装置对物品进行夹持，并放置在电化学沉积池内，当电流通过电解质溶液时，通过电极的电量与发生电极反应的物质的量成正比，外加电压的大小能够改变离子的迁移速度，而离子传输的电量则与离子的迁移速度成正比，即外加电压与离子传输的电量成正比关系，电解质溶液的浓度和温度直接决定着离子迁移数，也决定着该种离子所传输的电量在通过溶液的总电量中所占的分数，在相同电场力作用下不同离子的迁移速度并不相同，离子的迁移速度与离子的活度、价数及络合离子半径等因素有关；

步骤3：当电流通过电极时，电极电位就偏离平衡电极电位而产生极化，在其他条件相同时，极化与流过电极的电流密度有密切关系，即通过电极的电流密度愈大，电极电位偏离平衡电极电位也愈大，极化作用愈大，顶端针状的点状电极安装在电解液内，并将它移向并靠近需要沉积的表面，在电极和基板间加上电压后，电场导致电化学沉积效应，但它只限于针电极下方的有限区域；

步骤4：电沉积进行时，电流从一个固体相的电极通过界面流人溶液，然后又穿越溶液与另一电极的界面从这个电极流出，电荷的传递是由一连串性质不同的步骤串联而成的一种复杂过程，在有些情况下还可能包含某些并联其中的副反应，由于串联的约束，整个过程中的各个步骤的进行速度要被迫趋于相等，这样电极上不可逆反应速度才能进入稳定状态，电子才能按顺序正常地流动；

步骤5：在电镀中，为了获得致密结晶的镀层，必须使阴极在较大的极化条件下进行金属的电沉积过程，在镀液中加入络合剂来增强阴极极化是提高金属电沉积镀层质量的有效方法，电沉积过程中，在阴极上析出的金属的分布不仅与电流密度分布有关，还与其在远、近阴极上析出时的电流效率有关，金属离子还原的可能性原则上，只要阴极的电极电位足够负，任何金属离子都可能在阴极上被还原并电沉积；

步骤6：最后电极界面处的金属离子因不断发生放电而被消耗，这种消耗由溶液本体中的离子来补充，与输送过程使得越靠近电极表面处的离子浓度越低，即形成了向电极方向的浓度梯度，在电解液中，反应粒子的传送利用电迁移、对流和扩散三种方式即可完成电镀。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种夹持式电化学沉积辅助装置，包括支撑座（1）、夹持结构（6）、电化学沉积池（8），其特征在于：所述支撑座（1）下表面的四周安装有万向轮（2），且万向轮（2）安装有四个，所述支撑座（1）内部设置有电化学沉积池（8），所述电化学沉积池（8）的后端设置有背板（3），所述背板（3）的顶部安装有顶板（4），所述顶板（4）的上表面安装有气缸（5），且气缸（5）安装有三个，所述顶板（4）的下方设置有夹持结构（6），且夹持结构（6）安装有三个，所述支撑座（1）的前端面安装有门体（12），且门体（12）安装有两个，所述门体（12）与支撑座（1）的前端面转动连接，所述门体（12）前端面的一侧安装有门把（13），且门把（13）设置有两个，所述夹持结构（6）的底部安装有滑动板（18），且滑动板（18）设置有两个，且滑动板（18）与夹持结构（6）的下表面滑动连接，所述滑动板（18）的下表面安装有第二夹板（19），且第二夹板（19）设置有若干个，所述夹持结构（6）的上表面设置有第一连接套（16），所述第一连接套（16）的两侧均设置有第二连接套（17），且第二连接套（17）设置有两个，所述支撑座（1）上表面的两侧均安装有支撑板（7），且支撑板（7）安装有两个，所述背板（3）的前端面设置有滑槽（20），且滑槽（20）设置有两个，所述滑槽（20）上安装有底板（21），且底板（21）通过滑槽（20）与背板（3）的前端面滑动连接，所述底板（21）上设置有凹槽（22），且凹槽（22）设置有三个，所述第二夹板（19）上表面安装有连接柱（24），所述连接柱（24）上安装有卡接环（25），且卡接环（25）设置有两个，所述第二夹板（19）通过连接柱（24）上的卡接环（25）与滑动板（18）的底部卡接连接，所述第二夹板（19）的后端面安装有防滑垫（23），所述支撑板（7）的另一侧端面安装有电动伸缩杆（9），且电动伸缩杆（9）设置有两个，所述电动伸缩杆（9）的一侧安装有第一夹板（10），且第一夹板（10）安装有两个。

2.根据权利要求1所述的一种夹持式电化学沉积辅助装置，其特征在于：所述第一连接套（16）内安装有液压伸缩杆（15），所述第二连接套（17）的内部安装有伸缩柱（14），所述支撑板（7）的一侧端面安装有电机（11），且电机（11）安装有两个。

3.基于权利要求1-2任意一项所述的一种夹持式电化学沉积辅助装置的辅助方法，其特征在于：

步骤1：首先进行电解液的配置，电解质溶液的配方即电解质的强弱对通过电流的大小、多少有重要影响，其中电镀液是由主盐、络合剂、附加盐、缓冲剂、阳极活化剂、添加剂组成，并将配置好的电解液放置在电化学沉积池内；

步骤2：在进行操作时利用辅助装置对物品进行夹持，并放置在电化学沉积池内，当电流通过电解质溶液时，通过电极的电量与发生电极反应的物质的量成正比，外加电压的大小能够改变离子的迁移速度，而离子传输的电量则与离子的迁移速度成正比，即外加电压与离子传输的电量成正比关系，电解质溶液的浓度和温度直接决定着离子迁移数，也决定着该种离子所传输的电量在通过溶液的总电量中所占的分数，在相同电场力作用下不同离子的迁移速度并不相同，离子的迁移速度与离子的活度、价数及络合离子半径因素有关；

步骤3：当电流通过电极时，电极电位就偏离平衡电极电位而产生极化，在其他条件相同时，极化与流过电极的电流密度有密切关系，即通过电极的电流密度愈大，电极电位偏离平衡电极电位也愈大，极化作用愈大，顶端针状的点状电极安装在电解液内，并将它移向并靠近需要沉积的表面，在电极和基板间加上电压后，电场导致电化学沉积效应，但它只限于针电极下方的有限区域；

步骤4：电沉积进行时，电流从一个固体相的电极通过界面流人溶液，然后又穿越溶液与另一电极的界面从这个电极流出，电荷的传递是由一连串性质不同的步骤串联而成的一种复杂过程，整个过程中的各个步骤的进行速度要被迫趋于相等，这样电极上不可逆反应速度才能进入稳定状态，电子能按顺序正常地流动；

步骤5：在电镀中，为了获得致密结晶的镀层，必须使阴极在较大的极化条件下进行金属的电沉积过程，在镀液中加入络合剂来增强阴极极化是提高金属电沉积镀层质量的有效方法，电沉积过程中，在阴极上析出的金属的分布不仅与电流密度分布有关，还与其在远、近阴极上析出时的电流效率有关，金属离子还原的可能性原则上，只要阴极的电极电位足够负，任何金属离子都可能在阴极上被还原并电沉积；

步骤6：最后电极界面处的金属离子因不断发生放电而被消耗，这种消耗由溶液本体中的离子来补充，与输送过程使得越靠近电极表面处的离子浓度越低，即形成了向电极方向的浓度梯度，在电解液中，反应粒子的传送利用电迁移、对流和扩散三种方式即可完成电镀。