CN114599821A - 用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配体，一种用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的分配系统，一种用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的分配体或分配系统的用途，以及一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体分配方法。分配体包括：前端面，后端面，至少一个入口，出口阵列，以及流量控制阵列。前端面配置为朝向基底，用于基底的表面处理。后端面与前端面相对布置。入口配置为工艺流体进入分配体的入口。出口阵列包括多个出口，出口配置成用于将工艺流体从分配体中排出并朝向基底。流量控制阵列相对于工艺流体的流动，被设置在出口阵列的上游，并包括流量控制元件。

Description

用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分 配体

技术领域

本发明涉及一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配体，一种用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的分配系统，一种用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的分配体或分配系统的用途，以及一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体分配方法。

背景技术

为了提高生产效率以及适应大尺寸技术的要求，用于生产大型基底的面板的尺寸正大幅增加，例如，显示面板或印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)。

如今，所谓的HSP系统，即含有高速电镀技术的系统，可以达到最好的加工效果。在这样的系统中，一个或两个HSP与一个或两个基底一起被浸入一个含有电解液和一个或多个阳极的槽中。在这个充满电解液的槽中，电解液(以及随之而来的电流分布)通过HSP板被引导到基底表面。

使用HSP系统进行均匀的电镀需要在面板的整个有效区域内建立和控制一个高度均匀的流场。有效区域是指在基底上发生工艺的空间，例如，铜(或其他金属)的沉积具有非常高的空间均匀性。随着要电镀的面板越来越大，HSP也需要扩大规模。与更大尺寸相关的两个主要扩展挑战是电解液的水平流动和/或电流分布以及垂直流动和/或电流分布。

垂直不均匀意味着，在HSP活性区域的前几厘米内，与分布在HSP系统剩余长度上的其他喷射孔相比，喷射孔的流速通常明显较高，在前几厘米(高流速部分)和HSP的其余部分(低流速部分)之间流速有一个急剧的过渡。

水平非均匀性是由电解液供应分布入口与HSP的喷射孔的相对位置造成的。位于顶部或相对靠近供应入口的喷射孔比位于供应入口之间的喷射孔提供更高的电解液流速。

在现有技术中，由于不均匀的电解液和/或电流在基底表面的分布的不均匀电镀的问题，已经通过采用所谓的挡板(或多个挡板)来减少不均匀的流量分布而得到缓解。然而，挡板的安装只提供了有限的效果，特别是对于大规模的系统。

挡板通过限制液体中较高流速区域的电解液流动来实现更好的均匀性，并因此在总体上大大降低了电解电镀的速度，因为单位时间内到达基底的电解液较少。挡板也只适用于缓解水平非均匀性问题。垂直非均匀性的问题不能以这种方式解决，因此垂直电镀系统仍然具有很大的挑战。因此，整体的不均匀性问题还没有从根本上得到解决。

发明内容

因此，需要提供一种改进的分配体，用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体，所述分配体可以提高电镀的均匀性。

这一问题通过独立权利要求的主题得到了解决，其中进一步的实施例被纳入从属权利要求中。应当指出的是，下面描述的本发明的各个方面也适用于用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配体、用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的分配系统、用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的分配体或分配系统的用途、以及用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配方法。

根据本发明，提出了一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配体。所述分配体包括：前端面，后端面，至少一个入口，出口阵列，和流量控制阵列。正面被配置为朝向基底，用于基底的表面处理。后端面与前端面相对设置。入口被配置为工艺流体进入分配体的进口。出口阵列包括多个出口，所述出口被配置成用于将工艺流体从分配体中排出并朝向基底。流量控制阵列相对于工艺流体的流动，被设置在出口阵列的上游，并包括多个流量控制元件。

在出口阵列的上游安排的多个流量控制元件，可以平衡电解液向喷射孔的流动。令人惊讶的结果是，通过将流量控制元件放置在特定的位置上，可以获得HSP内液体在水平和垂直方向上的最佳均匀分布，并且可以将对流量控制元件布置的特殊要求降到最低。最佳的均匀流动分布获得了基底上最佳的均匀电镀过程和电镀结果。在出口阵列的上游安排多个流量控制元件，甚至可以在不显著降低电解液的整体流速的情况下使得流量平衡。

在出口阵列的上游安排多个流量控制元件，可以平衡电解液向喷射孔的流动。这种流量平衡是通过消除层流区来实现的。在一个实施例中，流量控制元件被排布为实现工艺流体向出口阵列的湍流的模式。在流体力学中，湍流或紊流是以压力和流速的混乱变化为特征的流体运动。它与层流相反，层流是指流体在平行层中流动，这些层之间没有中断。在湍流中，会出现许多大小不一的不稳定涡流，它们相互影响。

在一个实施例中，流动控制元件被排布为一种模式，以使工艺流体中的雷诺数(Reynolds)至少达到5000。雷诺数是流体中的惯性力与粘性力之间的比率。运动中的流体倾向于表现为厚度无限小(小于光的波长)的片状或层状物相对滑动。流体的粘度是对流动的阻力，这反过来又转化为对各层之间剪切的阻力。流体的惯性(动量)是其质量和速度的动态函数，或对运动变化的阻力，其作用是在流体层之间产生剪切力。这种剪切力是在流体遇到外部障碍物的粘性阻力时产生的，例如管道的内壁，其流动因表面的阻力而减慢，而在管道中心附近则基本不受阻碍。对于任何给定的流体，随着流速的增加，在某一点上，惯性力开始克服粘性力；流体的平滑滑动层开始相互滚动，并产生激烈的湍流。流量控制元件也可以按照一定的模式排列，以使工艺流体的雷诺数达到至少4000或至少6000。

考虑到湍流和雷诺数，上面提到的模式可以包括(当从流体的流动方向看时)第一排具有第一尺寸、第一形状和/或互相具有第一距离排列的流量控制元件和至少第二排具有第二尺寸、第二形状和/或互相具有第二距离排列的流量控制元件。每排可以理解为基本上垂直于流体的流动方向延伸。当从流体流动方向看时，每排可以理解为包括多个相同种类(大小、形状和/或距离)的流量控制元件。第一尺寸、第一形状和/或第一距离与第二尺寸、第二形状和/或第二距离不同。优选的是，第一尺寸和/或第一距离可以大于第二尺寸和/或第二距离。当然，也可以是相反的方式。相邻的流量控制单元最好是相对于彼此移位，而不是彼此对齐。当然，可以有第三排或更多的流量控制元件与它们相邻的一排或所有的排均不同。当然，也可以在流体流动的方向上成列排列，或者用相同尺寸和形状的流量控制元件排列。

在一个实施例中，至少部分流量控制元件(在分配体的横截面上看)在前端面和后端面之间延伸，并与前端面和后端面接触。它们可以被称为连续流量控制元件。在一个实施例中，至少部分流量控制元件是柱状或杆状的。

在另一个实施例中，至少部分流量控制元件与前端面和后端面接触，但不在前端面和后端面之间延伸。它们包括布置在前端面的第一组件和布置在后端面的第二组件，然而，第一组件和第二组件是相互分离的，并不互相相对或接触。所述流量控制元件可称为不连续的流量控制元件。第一组件和第二组件的形状可以是，例如，三角形或半球形。第一组件和第二组件中，尤其是它们的中心轴可以互相朝向，并且彼此连成线。第一组件和第二组件中，尤其是它们的中心轴也可以相对于对方移动。在所有情况下，第一组件和第二组件可以有相同的或不同的形状和/或大小。

在另一个实施例中，至少部分流量控制元件在前端面和后端面之间延伸，并且只与前端面或后端面之一接触。也就是说，每个流量控制元件只有一个组件，所述组件只接触一个面，但不接触另一个面。在一个实施例中，至少部分流量控制元件的形状形如钟乳石或石笋。钟乳石是一种像冰柱一样悬挂在洞顶的锥形结构。因此，形状为钟乳石的流量控制元件对应于一个悬挂的、向下的渐变结构。石笋是一种来自洞穴底部的小丘或渐变柱。因此，形状为石笋的流量控制元件对应于一个向上渐变的小丘结构。

在一个实施例中，多个流量控制元件中至少部分具有不同的尺寸。特别是，多个流量控制元件中至少部分具有相对于彼此不同的直径。在另一个实施例中，流量控制元件的尺寸均相同。

在一个实施例中，流量控制元件相互之间的距离均相等。在另一个实施例中，多个流量控制元件中至少部分是以不同的间距排列的。互相之间的不同距离可以根据各个流量控制元件相对于进入分配体的入口的位置来实现。通过改变流量控制元件的尺寸或体积和/或它们各自的位置，可以得到HSP内液体流量在水平和垂直方向上更均匀的分布。这种均匀的分布获得了基底上非常均匀的电镀过程和电镀结果。通过实施和定位多样化和非等距的流量控制元件(不同的尺寸/体积和/或相互之间的距离)，相对于等距和等尺寸的流量控制元件所需的空间，这些流量控制元件获得均匀的流量分布的空间可以大大减少。空间的减少使得HSP的尺寸、重量和生产HSP的材料成本显著降低。

在一个实施例中，至少部分流量控制元件沿其长度方向具有恒定的横截面。它们的形状可能是柱子形或杆子形。在另一个实施例中，至少部分流量控制元件具有沿流量控制元件长度方向具有尺寸变化的横截面。至少部分流量控制元件的纵向截面可以是金字塔形、圆锥体、双锥体、三角形、多边形、球、半球、沙漏、波浪等形状。

在一个实施例中，至少部分流量控制元件是大块的。在另一个实施例中，至少部分流量控制元件包括孔，尤其是通孔，以允许流体流过流量控制元件。也就是说，流量控制元件不全是大块的。

在一个实施例中，至少部分流量控制元件具有图案化的表面，尤其是一个形如高尔夫球的表面。图案化的表面可以有一个至少5000的Re值。高尔夫球状的表面是指具有凹痕或压痕的表面。所述图案可以由规则或不规则间隔的压痕组成，其中压痕可以有相同的尺寸或不同的尺寸。

当然，所有种类的流量控制元件都可以混合使用。优选的是，分配体正好包括或至少包括两种不同的流量控制元件，这意味着流量控制元件，从其(横截面)尺寸、形状和/或距离来看是不同的。更优选的是，分配体包括两种不同的流量控制元件，从其(横截面)尺寸来看，它们是不同的，也就是一组较大的流量控制元件和一组较小的流量控制元件。较大的流量控制元件被安排在靠近入口处，较小的流量控制元件被安排在靠近工艺流体的出口处。因此，可以获得HSP内液体流动在水平和垂直方向上几乎最佳的均匀分布。这种最佳的均匀分布获得了基底上最佳的均匀电镀过程和电镀结果。此外，这些流量控制元件所需的空间被大大减少，这使得分配体的尺寸、重量和材料成本的显著降低。

流量控制阵列可以被优化到一个固定的构建尺寸(在一个维度上)，它不必与分配体一起缩放(在这一个维度上)，以便能够电镀更大的面板。分配体的固定构建尺寸可以在1和10厘米的范围内，更优选在2和7厘米的范围内，最优选在3和5厘米的范围内(在一个方向)。这可能是在工艺流体到达出口阵列之前实现湍流的最短构建尺寸。

根据本发明，还提出了一种用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的分配系统。用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的分配系统，包括如上所述的分配体和基底支架。基底支架被配置为支撑至少一个与分配体的出口阵列相关的基底。

下面将更详细地描述所述分配系统和分配体的一个可选的实施例。

所述分配系统旨在为化学和/或电解表面处理产生有针对性的流量和电流密度模式，包括浸没在流体处理溶液中的分配体。在流体分配体的对面是一个基底，它被固定在一个合适的支架上，其表面被工艺流体润湿，在电解处理的情况下，产生一个电极体，它最好位于流体分配体与基底相对的一侧，它也被浸泡在工艺流体中。

流体分配体有一个前端面和一个与前端面相对的后端面，其中前端面在表面处理过程中面向基底，前端面与待处理的基底表面之间的距离在整个表面上尽可能保持不变。为此，所述距离可以在亚毫米到几厘米之间。此外，本体至少有一个入口作为工艺溶液的入口，以及至少一个可选的液体通道，其终点是在前表面的至少一个出口开口或喷嘴。被泵送的工艺溶液以相对较高的速度沿基底方向流过至少一个出口开口，并在所述位置实现所需的反应。

为了在流体分配体的后端面排放工艺溶液，可以提供至少一个连接通道，最好是多个连接通道，这些通道将加工液从前端面引导到本体的后端面，从而实现工艺溶液的循环，即溶液可以从这里重新泵送到入口开口。

至少一个出口开口的平面分布可以近似地对应于在基底上表面元件反应的分布，这些表面元件反应定义了要显示的结构，例如，一个出口开口与一个表面元件近似地对齐。术语"近似"应包括待展示结构的表面元件的位置与出口开口的位置的偏离，偏离的距离为直径，或出口开口的宽度，这也被称为横向偏移，以及出口开口的尺寸与形成待展示结构的表面元件的尺寸的偏离。在后一种情况下，出口开口可以比相应的、近似对齐的表面元件大一个数量级。术语"大约"也应包括在网格中多个相邻的出口开口的排列，相对于其余出口开口的排列而言，所述出口开口被缩小了，以便流向基底的相对较大的、几乎与这些出口开口对齐的表面元件。因此，通过选定的模式，可以确保以足够高的流速，实现进入待加工区域的均匀流动。

以一种有利的方式，连接通道的排列与要显示在基底上的结构大致对应，从而以一种特别优选的方式，连接通道在众多这样的通道中与出口开口相邻。这种安排带来了化学或电解反应后的工艺溶液的直接回流。直接回流可以防止流体分布的变化，特别是防止从喷射孔中排出的工艺流体在分配体的前端面和基底之间的变化，从而保持均匀的流动分布，获得基底上最佳的均匀电镀过程和电镀结果。此外，可以实现对反应表面区域的电场的有针对性的引导。为了这个目的，术语"大约"应被定义为如上所述的连接通道，参考出口开口。

基底可以是用于生产电气或电子元件的基本板状工件，它被机械地固定在一个支架上，其待处理的表面被沐浴在作为来自流量分配体的处理介质的加工液中。在特殊情况下，基底可以是遮蔽或未遮蔽的导体板、半导体基底或薄膜基底，甚至是任何具有近似平面的金属或金属化工件。一个近似平面的表面在此应被定义为，板状基底表面的坡度和凹槽之间的高度差的最大值与基底和流体分配体之间的距离最大值一样大。

流体分配体为多件对于本发明较有利，优选为两件。以这种方式，流量分配体的各个部件可以简单地交换，从而可以调整不同的流入或流出的流量。流量分配体也可以只为一件。

位于流体分配体前端和基底表面之间的对流室以一种有利的方式被固体壁(例如由塑料材料制成)所限制，以迫使工艺溶液有针对性地回流通过流体分配体，并达到选择性应用于对流室中的电场效果。

进一步，在电化学表面处理的情况下，位于流体分配体后端面和反电极之间的空间被加工液填满，也被另一个固体壁(例如由塑料材料制成)横向限制，以便在通过连接通道之前就使电场均匀化。

出口开口可以通过钻孔的方式在前端面产生，其直径或宽度分别在亚毫米到毫米的范围内，优选为0.05毫米到10毫米。作为钻孔的替代方案，出口开口也可以包括单独生产的喷嘴，这些喷嘴被拧入或插入前端面的材料中。

连接通道可以有一个圆形、方形或矩形的截面，就其直径或宽度而言，可以比出口开口大。通过这种方式，可以实现工艺溶液以一种有针对性的方式高速冲击基底表面，并在待加工的表面区域造成较大的材料输送，同时由于直径较大，连接通道中普遍存在较低的流速。尤其，连接通道中普遍存在的压力也低得多。在边界处，连接通道的宽度可以与基底尺寸为一个数量级。也可以，多个连接通道具有不同的直径或宽度，其中，尤其有利的方式为，直径或宽度分别平均大于出口开口的直径或宽度。

流体分配体由塑料组成较好，尤其是由聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯或丙烯酸玻璃，即为聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯或其他不会被工艺溶液分解的材料组成。

另一个进一步实施例，入口开口位于流入和/或流出的流区之外。有了这样的空间分隔，流入的加工液对流入或回流液就不会有、或只有轻微的影响。在这种方式下，避免了会降低流动分布速度的各种湍流，此外，在应用电场的情况下，避免了由连接通道引起的电场的部分分离。

一个反电极体连接在流体分配体的后部区域，与流体分配体机械地接触、或在空间上分开，这样，电流在反电极和作为电极的基底之间通过连接通道在工艺溶液中进行流动。根据所使用的表面处理方法，电极体可以由不溶于加工液的材料组成，如铂化钛，或以其他方式组成可溶材料，例如，电镀的材料。几乎任何形状的电极体都可以用在所述装置中，这在电解表面处理中是很常见的，例如，封闭的板、格状结构或装满颗粒的金属篮子。

反电极体和作为电极的基底在流动分布配体的不同侧面，有利于使上述两个对应于与处理溶液反应的表面区域的电极引起的电场的场线分布均匀。因此，所述场线分布也以均匀的方式应用于要处理的基底表面。最后，流体分配体可以自由地放置在上述的电极之间，这样，基底表面的各部分上所需的反应基本上受到流体分配体引起的流入的影响。

根据本发明，还提出了一种如上所述的分配体或分配系统在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的用途。尤其是所述分配体或分配系统用于对角线或直径在300毫米及以上，优选800毫米及以上，更优选1000毫米及以上的大型基底。

根据本发明，还提出了一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配方法。用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配方法包括以下步骤：

-提供如上所述的分配体，以及

-提供工艺流体，从分配体的至少一个入口通过分配体的流量控制阵列流向分配体的出口，并流向基底。

下面将更详细地描述所述分配方法的一个可选的实施例。

将具有上述特性的流体分配体和待处理的基底插入充满工艺流体的加工盆中并对准，以使配备有出口开口的前端面与基底表面平行。可以允许较小的偏差。

如果要借助外部施加的电压进行表面处理，则将基底与第一电极相连，使电极和基底位于同一电位上。在这种情况下，一个极性与第一电极相反的反电极体也被纳入到工艺溶液中，即进入到流体分配体的后部区域。

工艺溶液被泵入一个或多个进口开口，并作为高速流入的流量从一个或多个出口开口流出。由于出口开口具有要在基底上产生的结构相近似的结构，所需的反应将只发生在基底表面与出口开口相对的点上。然后，在流体分配体的后方，工艺溶液以回流的形式流经连接通道，并可以以这种方式循环泵入。流体分配体和基底因此可以自由地相对移动，这样就可以通过改变流体分配体的位置来简单而快速地改变进入基底的流量。

在所述方法的进一步实施例中，流体分配体和基底可以向对方进行平行的相对运动，以避免基底表面的静态液体流动。为了达到该目的，要么只有流体分配体、要么只有基底、当然也可以两者兼有，均以线性冲程、圆形旋转或摆动的方式运动。在这种方式下，加工液的流入由额外的动力驱使，并且流入的液体的动态通过流体分配体的永久运动所保持。此外，通过基底和流体分配体的空间分离，可以沿任何需要的轴线进行相对运动。

所述方法可以来自电解或化学表面处理的组合，并且包括特别是电镀涂层、化学或电化学蚀刻、阳极氧化或其他外部无电流金属沉淀的方法。

可以理解的是，根据独立权利要求的系统、装置和方法具有类似和/或相同的优选实施例，尤其是如从属权利要求中所定义的。进一步，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与各自相应独立权利要求的任何组合。

本发明的各个方面将从下文描述的实施例体现，并参照这些实施例进行阐释。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施例进行描述。

图1 示意性以及示例性地显示了本发明用于化学和/或电解表面处理基底的工艺流体的分配体和分配系统的侧视图。

图2a至2f示意性以及示例性地显示了本发明具有流量控制元件的流量控制陈列。

图3示意性以及。示例性地显示了本发明用于基底化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配方法。

具体实施方式

图1示意性以及示例性地显示了一个分配体1的实施例，所述分配体包含若干流量控制元件30，用于根据本发明对基底4进行化学和/或电解表面处理的工艺流体6。图1示出了分配体1和基底4的垂直安装，而水平布置也可以。

(流动)分配体1浸没在工艺流体6或流体工艺溶液中，所述工艺流体6或流体工艺溶液可以是水溶液或非水溶液，浸没在由塑料(如聚丙烯)制成的工艺盆17中。在这个加工盆17中，具有包括导电表面的基底4，它与一个电极12相连，还具有一个反电极体10，它与另一个电极11相连，其极性与电极12相反。反电极体10示意为一块板，并且没有通孔。反电极体10、基片4和流体分配体1在空间上相互分离，其中基片4和流体分配体1之间的距离约为20毫米，而流体分配体1和反电极10之间的距离约为40毫米。在本实施例中，基底4是金属基底，然而，在其他实施例中，也可以使用半导体基底，如晶圆或导体板。为了在基底4的部分表面上应用结构15，基底4具有适当的标记，所述标记不被或仅被工艺流体6稍微加重。在这里，"稍微"是指尽管遮蔽物，例如光刻胶可能被工艺溶液烧蚀，但这一过程进展缓慢，以至于在一般的工艺持续时间内，遮蔽物的剩余部分仍留在基底4上。

进一步的，电极11为阳极，而电极12则作为阴极发挥作用。当然，在其他实施例中，如果电极12是阳极，电极11也可以代表阴极。在图示的实施例中，金属通过电化学反应沉淀在基底4上。电解液用于作为工艺流体6。两个电极11、12通过反电极体10和基底4的排列产生的电场总是通过流体分配体1延伸。通过流体分配体1相对于对电极体10和基底4的适当定位，基底4的部分区域可以因此被电解器以特别强的入流13和电场接近，从而在这些位置发生反应。

流体分配体1有一个前端面2，它尽可能地与基底4平面平行排列。

后端面3与前端面2相对而设。在前端面和后端面之间有一个中空的空间，即液体通道7，它可以被工艺流体6填满。为此，在位于前端面2和后端面3之间的流体分配体1的侧面区域有一个入口5或入口开口，所述入口配有螺纹，用于与泵循环的外壳连接。流体分配体1本身是由聚丙烯制成的。

由前端面2和基底4的表面形成的对流室通过加工盆17的壁和另一个壁16被进一步限制，它使得有针对性的回流14通过连接通道9，并同时对电流的场线分布具有有利影响。在所示的实施例中，这些壁也是由聚丙烯制成的。正如另一个壁16被设置在基底4和前端面2之间一样，这种壁当然也可以被安排在后端面3和反电极体10之间。在所示的实施例中，另一个壁16，与加工盆17一样，是由塑料制成的，例如聚丙烯。

流体分配体1中含有直径为1毫米的孔，这些孔在液体通道7的出口8或出口开口处结束，每个孔在前端面2处都有相同的直径。除了圆柱形外，孔也可以有圆锥形的形状。出口开口8的分布与要在基底4上产生的结构15大致对应，即出口开口8与基底4上显示结构15的局部表面对齐。以这种方式，从出口开口8进入的进流13直接冲击基底4的那些局部表面，这些局部表面将参与电化学反应。出口开口8是圆形的，但也可以为椭圆、矩形或其他几何形状，只要能达到足够的流速即可。出口开口8的尺寸也可以在一个空间维度上明显大于另一个空间维度，例如，线状或柱状的几何形状，其中线状或柱状可以分别延伸到流体分配体1的整个长度或宽度。

工艺流体6以较高的流速通过出口开口8流出位于前端面2和后端面3之间的中空空间，并形成指向基底4的进流13。金属涂层在要涂抹的结构15的局部表面区域，流动的方向在该处逆转。由于现在流向不那么强烈，流速降低，形成的回流14通过连接通道9被引导到流量分配体1的后端面3。连接通道9与出口开口8相邻，从而形成要在基底4上产生的结构15，相对于结构15的表面，连接通道9也偏移了大约2毫米。在所示的实施例中，连接通道9是单独的管子，被用于流量分配体1的相应开口中。

连接通道9的直径为5毫米。由于连接通道9和出口开口8的尺寸关系不同，连接通道9中的液体压力和流速要低得多。到达流体分配体1的后端面3的工艺流体6，通过工艺盆17的排水口18和泵(未图示)重新泵入入口5。

为了避免刚性的流动矢量，而实现基底4的反应表面区域的对流的均匀性，流量分配体1和基底4在两个方向上都处于最多为1毫米的相互平行的相对运动中，其中在本实施例中，流量分配体1和基底4分别平行于流入的进流13或回流14。

根据本发明，提出了一种用于在工艺流体6中对基底4进行化学和/或电解表面处理的分配系统40。所述分配系统40包括一个分配体1和一个基底支架(未显示)。基底支架被配置为支撑相对于分配体1的出口阵列20的至少一个基底4。

根据本发明，分配体1包括一个前端面2、一个后端面3、至少一个入口5、一个出口阵列20以及一个流量控制阵列21。前端面2朝向基底4，用于基底4的表面处理。后端面3与前端面2相对布置。

入口5是工艺流体6进入分配体1的入口。出口阵列20包括多个出口8，它们是工艺流体6离开分配体1并流向基底4的出口。流量控制阵列21相对于工艺流体6的流动而言被设置在出口阵列20的上游，并包括多个流量控制元件30。

在出口阵列20的上游安排多个流量控制元件30，可以平衡电解质向喷射孔的流动。在HSP内的液体流动在水平和垂直方向上得到了均匀的分布。均匀的液流分布获得基底4上均匀的电镀过程和电镀结果，而不会降低电解液的整体流动速度。

优选的，分配体1正好包括或至少包括两种不同的流量控制元件30，这意味着流量控制元件30在其(横截面)尺寸、形状和/或距离方面有所不同。更优选的，分配体1包括两种不同的流量控制元件30，从它们的(横截面)大小来看，它们是指一组较大的流量控制元件30和一组小的流量控制元件30。较大的流量控制元件30被安排在离入口5较近的地方，较小的流量控制元件30被安排在离工艺流体6的出口阵列20较近的地方。

在出口阵列20的上游设置多个流量控制元件30，尤其通过消除层流区来平衡电解质向喷射孔的流动。因此，流量控制元件30被设置成实现工艺流体6向出口阵列20的湍流的模式。特别的，流量控制元件30被设置为使工艺流体6的雷诺数至少达到5000的模式。

所述模式可以包括(当从流体的流动方向看时)第一排具有第一尺寸、第一形状和/或互相以第一距离排列的流量控制元件30，以及至少第二排具有第二尺寸、第二形状和/或互相以第二距离排列的流量控制元件30。每排沿垂直于流体的流动方向延伸，并包括多个在流体流动方向上看具有相同种类(大小、形状和/或距离)的流量控制元件30。第一尺寸和/或第一距离可以比第二尺寸和/或第二距离大。相邻的流量控制元件相对移位，彼此不对齐。

图2a至2f示出了流量控制元件30的侧视图或横截面视图。如图2a所示，至少部分流量控制元件30具有沿流量控制元件30的长度方向的不同大小的横截面。纵向截面的形状为双锥体形。

如图2b所示，至少部分流量控制元件30沿其长度方向具有恒定的横截面，并且是连续的(当从分配体1的横截面上看时)，后者表示它们在前端面2和后端面3之间延伸，并与前端面2和后端面3接触。它们是柱状或杆状的。

如图2c至2f所示，至少有些流量控制元件30是不连续的，且与前端面2和后端面3接触，但不在前端面2和后端面3之间延伸。它们包括布置在前端面2的第一组件31和布置在后端面3的第二组件32，而第一组件31和第二组件32彼此分离，不相接触。第一组件31和第二组件32的形状为三角形或半球形。第一组件31和第二组件32中，尤其是它们的中心轴X可以朝向另一个，并且彼此对齐(如图2c)。第一组件31和第二组件32中，尤其是它们的中心轴X也可以相对于对方偏移(如图2d至2f)。

如图2a至2e所示，至少部分流量控制元件30是大块的。如图2f所示，至少部分流量控制元件30包括通孔33，以允许流体流过流量控制元件30。也就是说，流量控制元件30不全是大块的。

如图3所示，还介绍了一种用于基底4的化学和/或电解表面处理的工艺流体6的分配方法。用于基底4的化学和/或电解表面处理的工艺流体6的分配方法包括以下步骤：

步骤1.提供如上所述的分配体1，以及

步骤2.提供工艺流体6，从分配体1的至少一个入口5通过分配体1的流量控制阵列21流向分配体1的出口8，并流向基底4。

必须指出的是，本发明的实施例是参照不同的主题来描述的。尤其是，部分实施例参照方法类型的权利要求进行描述，而其他实施例则参照装置类型的权利要求进行描述。然而，本领域的技术人员将从上述和以下描述中了解到，除非另有注明，否则除了属于一种主题的特征的任何组合外，与不同主题有关的特征之间的任何组合也被视为于本申请公开。然而，所有的特征都可以结合起来，获得比特征的简单相加更多的协同效应。

虽然本发明已在附图和前述描述中进行了详细说明和描述，但这种说明和描述应被视为说明性或示范性的，而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过对附图、公开内容和从属权利要求书的研究，本领域的技术人员可以理解并实现所公开的实施例的其他变形。

在权利要求中，"包括"一词并不排除其他元素或步骤，而且不定项"一个"或"一种"并不排除多个。一个单元可以实现权利要求中再次引用的多个项目的功能。某些措施在相互不同的从属权利要求中被再次引用，并不表明这些措施的组合不能被利用实施。权利要求中的任何参考标志都不应被理解为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于对基底(4)进行化学和/或电解表面处理的工艺流体(6)的分配体(1)，包括：

-前端面(2)；

-后端面(3)；

-至少一个入口(5)；

-出口阵列(20)；以及，

-流量控制阵列(21)；

其中，所述前端面(2)被配置为朝向所述基底(4)，用于所述基底(4)的表面处理；

其中，所述后端面(3)与所述前端面(2)相对设置；

其中，所述入口(5)被配置成用于使所述工艺流体(6)进入所述分配体(1)；

其中，所述出口阵列(20)包括多个出口(8)，所述出口被配置为将所述工艺流体(6)从所述分配体(1)中排出并朝向所述基底(4)；

其中，所述流量控制阵列(21)相对于所述工艺流体(6)的流动，被设置在所述出口阵列(20)的上游，并且

其中，所述流量控制阵列(21)包括多个流量控制元件(30)。

2.如权利要求1所述的分配体(1)，所述流量控制元件(30)被设置为实现所述工艺流体(6)向所述出口阵列(20)的湍流的模式。

3.如前述权利要求任一项所述的分配体(1)，所述流量控制元件(30)被设置为实现所述工艺流体(6)中至少有5000的雷诺数的模式。

4.如前述权利要求任一项所述的分配体(1)，至少部分所述流量控制元件(30)在所述前端面(2)和后端面(3)之间延伸，并与所述前端面(2)和后端面(3)接触。

5.如前述权利要求任一项所述的分配体(1)，至少部分所述流量控制元件(30)是柱状的。

6.如权利要求1至3任一项所述的分配体(1)，至少部分所述流量控制元件(30)在所述前端面(2)和后端面(3)之间延伸，并且只与所述前端面(2)或后端面(3)之一接触。

7.如前述权利要求任一项所述的分配体(1)，至少部分所述流量控制元件(30)的形状形如钟乳石或石笋。

8.如前述权利要求任一项所述的分配体(1)，至少部分所述流量控制元件(30)具有图案化的表面，尤其形如高尔夫球的表面。

9.如前述权利要求任一项所述的分配体(1)，多个所述流量控制元件(30)中至少部分具有不同的尺寸，尤其是具有互相不同的直径。

10.如前述权利要求任一项所述的分配体(1)，至少部分所述流量控制元件(30)沿其长度方向具有恒定的横截面。

11.如权利要求1至9任一项所述的分配体(1)，至少部分所述流量控制元件(30)沿流量控制元件(30)的长度方向具有尺寸变化的横截面。

12.如前述权利要求任一项所述的分配体(1)，至少多个流量控制元件(30)以不同的间距排列。

13.一种用于在工艺流体(6)中对基底(4)进行化学和/或电解表面处理的分配系统(40)，包括：

-如前述权利要求任一项所述的分配体(1)；以及，

-基底支架；

其中，基底支架被配置为支撑相对于分配体(1)的出口阵列(20)的至少一个基底(4)。

14.一种如前述权利要求任一项所述的分配体(1)或分配系统(40)的用途，用于在工艺流体(6)中对基底(4)进行化学和/或电解表面处理，用于对角线或直径在300毫米及以上，优选800毫米及以上，更优选1000毫米及以上范围的大型基底(4)。

15.一种用于对基底(4)进行化学和/或电解表面处理的工艺流体(6)的分配方法，包括以下步骤：

-提供如权利要求1至12任一项所述的分配体(1)；以及

-提供工艺流体(6)，从分配体(1)的至少一个入口(5)通过分配体(1)的流量控制阵列(21)流向分配体(1)的出口(8)，并流向基底(4)。

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