CN1425080A - 电镀设备和电镀方法 - Google Patents
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Abstract
电镀设备(1)有一个含有电解液(3)的电镀池(2),一个浸入到电解液(3)中的阳极结构,并包括一个平板阳极(4)和一个弧形固体阳极(5)。使用时,柔性基底(6)(在其两侧沉积材料)的连续卷材在箭头(A)所示的方向上沿传输系统(7)通过。传输系统(7)包括一组滚轮(8,9),滚轮(8)一般为圆柱形驱动滚轮,而滚轮(9)为阴极连接器,传输系统(7)有多个环向凸起(10),它们确保与基底(6)上的未连接区或分散区电接触。另一种电镀设备(20)有一个带四个梳状电极(22)的阴极连接器结构(21),每个电极有一个带多个梳齿(24)的主要部分(23),每个梳齿的端部(25)在基底的运动方向上倾斜。
Description
技术领域
本发明涉及电镀设备和电镀方法。
背景技术
在传统的电镀工艺中,待镀的物体与一块或多块电镀金属一起但不接触地浸没在电解液池中。连接电流源,使得待镀物品成为阴极,金属块成为阳极。当施加电流时,离子流向阴极并在其上还原,从而形成了一个阳极金属的涂层。
在另一种如国际专利申请WO99/523446所描述的电镀工艺中,通过使用一种具有承载电镀液的吸收性元件的工具,在印刷电路上设置导电印制线。
发明内容
根据本发明,提供了一种电镀设备,包括与将进行材料沉积的基底连接的阴极连接器,其中阴极连接器具有与至少一个不处于基底主面中的分散区域连接的装置。
根据本发明,还提供了一种电镀设备,包括一个细长的连接器阴极,连接器阴极能相对于将进行材料沉积的基底运动,有一个沿阴极连接器的纵轴放置的主体部分和至少一个从主体部分延伸出去的凸起。
通过这种方式,本发明的设备可以确保与基底的一些部位电接触,而这些部位否则将与基底的主体电绝缘。
本发明可以包括下列一个或多个优选的特征:
·阴极连接器包括一个梳状元件,该梳状元件具有一个细长主体和至少一个从主体部分伸向将进行材料沉积的基底的一个位置的梳齿,使用时与基底的一部分接触。
·至少一个梳齿柔性地偏向将进行材料沉积的基底的一个位置。
·每个梳齿在朝向基底的一个位置的方向上包括一个相对于梳齿的其余部分倾斜的端部,提供朝向将进行材料沉积的基底的一个位置的柔性偏压。
·阴极连接器包括一个滚轮,该滚轮至少具有一个从滚轮延伸向将进行材料沉积的基底的一个位置的盘,使用时与基底的一部分接触。
·阴极连接器由铜、或铍铜合金、或磷青铜、或不锈钢、或任何其它具有所需的电学和机械特性的材料制成。
·将其上将进行材料沉积的基底通过阴极的装置,阴极的长度基本上延伸到基底的部分或全部宽度。
·一个电镀池,基底浸入其中用来沉积材料。
·阴极连接器的位置与基底的路径相邻,使用时在进入池中之前与基底接触。
·阴极连接器的位置与基底的路径相邻,使用时在离开池之后与基底接触。
·清洁装置,从阴极连接器的基底下游去除电解质。
·清洁装置,从阴极连接器的基底上游去除电解质。
·至少一个喷嘴装置,将清洁液导向基底。
·电镀装置,将材料干镀到基底上。
·一种具有吸收性元件的工具,运载电镀液。
·电极包括多个梳齿或盘,梳齿或盘的一个或多个和基底上的一个分隔区电接触,而该分隔区与基底的其它区域绝缘。
·梳齿或盘沿主要部位可调节地间隔。
本发明提供了一种将一种材料沉积到基底上的电镀方法,该方法包括采用一个阴极连接器,该阴极连接器与基底中不处于基底主面的至少一个分散区域接触。
本发明还提供一种电镀方法,包括相对于将进行材料沉积的基底移动一个细长的阴极连接器,该阴极连接器有一个沿阴极连接器纵轴放置的主体部分和至少一个从主体部分伸出去的凸起。
本方法可以包括下列优选特征中的一项或多项:
·使将进行材料沉积的基底通过阴极连接器,阴极连接器的长度基本上延伸到基底的部分或全部宽度。
·把将进行材料沉积的基底浸入到一个包含电解液的电镀池中。
·使基底通过与基底路径相邻放置的阴极连接器,在进入池中之前与基底接触。
·使基底通过与基底路径相邻放置的阴极连接器,在离开池之后与基底接触。
·清洁阴极连接器的基底下游以除去电解液。
·清洁阴极连接器的基底上游以除去电解液。
·将材料干镀到基底上。
此处所述的本发明的设备和方法可以具备下列优点:
·确保基底隔绝区(即,不与其它区连接)的有效电镀。
·甚至对于高度柔性基底,也可以实现有效的电镀。
·甚至对于具有非常粗糙的表面的基底,也可以实现有效的电镀。
本发明还提供了一种可以直接载入到数字计算机内存储器中的计算机程序,包括软件编码部分,当计算机运行该程序时执行本发明所述方法的步骤。
本发明可应用到包括上述特点但不限于上述特点的电镀工艺中。
附图说明
为了更清楚地理解本发明,下面参考附图对本发明进行举例说明,其中:
图1是本发明实施的电镀设备的框图;
图2是另一种电镀设备的简图;
图3A是传统设备的局部详解图;
图3B是图2所示设备的局部详解图;
图4是本发明设备的再一实施例简图;
图5是本发明设备的又一实施例简图。
具体实施方式
图1所示的电镀设备1包括:一个含有电解液3的电镀池2;一个浸入到电解液3中的阳极结构,该阳极结构包括一个平板阳极4和一个弧形固体阳极5。连续卷材(web)型的柔性基底6的两侧都要沉积材料。使用时,柔性基底6的连续卷材在箭头A所示的方向上沿传输系统7通过。传输系统7包括一组滚轮8、9,滚轮8一般为圆柱形驱动滚轮,而滚轮9为阴极连接器,传输系统7有多个环向凸起10,它们确保与基底6上的未连接区或分散区电接触(无论传输速度、基底柔韧性或基底6的粗糙度如何)。
图2表示另一种电镀设备20,该设备有一个带四个梳状电极22的阴极连接器结构21,每个电极有一个带多个梳齿24的主要部分23,每个梳齿的端部25在基底的运动方向上倾斜。
在每个实施例中,梳齿24可以沿梳齿主要部分23等距离地隔开,或者可以隔开成与基底的所需区域间隔匹配。梳齿沿主要部分23的位置可以调节成适应其它方案。
图3A表示在传统的电镀池中与非连接区有关的问题。内导电区50通过非导电区52与外导电区51电绝缘,因此内导电区50不与电流源的负端53电连接。
图3B表示阴极连接器60如何将分散区连接到负电势,并且表示了阴极连接器60的使用,基底61由此正好在进入电解液62中之前通过阴极连接器60。基底61上的全部导电区通过阴极连接器60的一个或多个指状物63接触,使得在基底的传输方向一直维持接触,直到基底长度的至少50%已经通过了电解液62。阴极连接器60和电解液62之间的间隙导致基底的部分导电部位由于接触的丧失而没有被电镀。当已经电镀的区域与另一个正好位于基底从电解液62中出来处的上方的阴极连接器接触时,这些未电镀的部位在从电解液62中出来时被电镀。基底61上的导电区64被非导电区65包围,但阴极60的指状物63仍然接触,从而确保电镀的发生。
图4表示一种用于电镀刚性基底31的电镀设备30,刚性基底31不能以图1和图2的方式浸没到电解液中。设备30包括一个中空阳极32,电解液33经该中空阳极的中心导入到在B方向移动的基底31的一个部位上,并且再沿侧通道34被除去。阴极连接器35的主要部分36为带有梳齿37的梳状形式,从而确保基底31的未连接区在电解液33冲击之前和之后与阴极连接器35电连接,这样保证在基底31的所有所需部位上都有充分的材料沉积。
设置两个带有喷嘴39的清洁器38,在与阴极35接触之前和之后将去离子水导入到基底30上。
在一种改型中,滚轮8或主要梳状部分23可以有一个替代凸起10、盘或梳齿24的刷子,从而与基底6上的分散或未连接区接触。
图5表示图4的一种改型,基底31的两侧被电镀。
Claims (38)
1.一种电镀设备,包括与将进行材料沉积的基底连接的阴极连接器,其中阴极连接器具有与至少一个不处于基底主面中的分散区域连接的装置。
2.一种电镀设备,包括一个细长的连接器阴极,连接器阴极能相对于将进行材料沉积的基底运动,该连接器阴极有一个沿阴极连接器的纵轴放置的主体部分和至少一个从主体部分延伸出去的凸起。
3.如权利要求1或2所述的设备,其特征在于阴极连接器包括一个梳状元件,该梳状元件具有一个细长主体和至少一个梳齿,该至少一个梳齿从主体部分伸向将进行材料沉积的基底用的一个位置,并在使用时与基底的一部分接触。
4.如权利要求3所述的设备,其特征在于至少一个梳齿柔性地向着将进行材料沉积的基底用的一个位置偏置。
5.如权利要求3或4所述的设备,其特征在于每个梳齿在朝向基底的一个位置的方向上包括一个相对于梳齿的其余部分倾斜的端部,提供朝向将进行材料沉积的基底的一个位置的柔性偏压。
6.如权利要求1或2所述的设备,其特征在于阴极连接器包括一个滚轮,该滚轮至少具有一个从滚轮延伸向将进行材料沉积的基底的一个位置的盘,使用时与基底的一部分接触。
7.如前述任一权利要求所述的设备,其特征在于阴极连接器由铜、或铍铜合金、或磷青铜、或不锈钢。
8.如前述任一权利要求所述的设备,包括将其上将进行材料沉积的基底通过阴极连接器的装置,阴极连接器的长度基本上延伸到基底的部分或全部宽度。
9.如前述任一权利要求所述的设备,包括一个电镀池,基底浸入其中用来沉积材料。
10.如权利要求9所述的设备,其特征在于阴极连接器的位置与基底的路径相邻,使用时在进入池中之前与基底接触。
11.如权利要求9或10任一所述的设备,其特征在于阴极连接器的位置与基底的路径相邻,使用时在离开池之后与基底接触。
12.如权利要求9至11任一所述的设备,包括清洁装置,从阴极连接器的基底下游去除电解质。
13.如权利要求9至12任一所述的设备,包括清洁装置,从阴极连接器的基底上游去除电解质。
14.如权利要求9至13任一所述的设备,包括至少一个喷嘴装置,将清洁液导向基底。
15.如权利要求1至7任一所述的设备,包括电镀装置,将材料干镀到基底上。
16.如权利要求15所述的设备,包括一种具有吸收性元件的工具,运载电镀液。
17.如前述任一权利要求所述的设备,其特征在于阴极连接器包括多个梳齿或盘,梳齿或盘的一个或多个和基底上的一个分隔区电接触,而该分隔区与基底的其它区域绝缘。
18.如权利要求17所述的设备,其特征在于梳齿或盘沿主要部位可调节地间隔。
19.一种将一种材料沉积到基底上的电镀方法,该方法包括采用一个阴极连接器,该阴极连接器与不处于基底主面中的基底的至少一个分散区域接触。
20.一种电镀方法,包括相对于将进行材料沉积的基底移动一个细长的阴极连接器,该阴极连接器有一个沿阴极连接器纵轴放置的主体部分和至少一个从主体部分伸出去的凸起。
21.如权利要求19所述的方法,其特征在于阴极连接器包括一个梳状元件,该梳状元件具有一个细长主体和至少一个从主体部分伸向将进行材料沉积的基底的一个位置的梳齿,使用时与基底的一部分接触。
22.如权利要求21所述的方法,其特征在于至少一个梳齿柔性地向着将进行材料沉积的基底的一个位置偏置。
23.如权利要求21或22所述的方法,其特征在于每个梳齿在朝向基底的一个位置的方向上包括一个相对于梳齿的其余部分倾斜的端部,提供朝向将进行材料沉积的基底的一个位置的柔性偏压。
24.如权利要求20所述的方法,其特征在于阴极连接器包括一个滚轮,该滚轮至少具有一个从滚轮延伸向将进行材料沉积的基底的一个位置的盘,使用时与基底的一部分接触。
25.如权利要求19至24任一所述的方法,其特征在于阴极连接器由铜、或铍铜合金、或磷青铜、或不锈钢。
26.如权利要求19至25任一所述的方法,包括将其上将进行材料沉积的基底通过阴极连接器的装置,阴极连接器的长度基本上延伸到基底的部分或全部宽度。
27.如前述任一权利19至26要求所述的方法,包括一个电镀池,基底浸入其中用来沉积材料。
28.如权利要求27所述的设备方法,包括使基底通过与基底的路径相邻的阴极连接器,在进入池中之前与基底接触。
29.如权利要求27或28任一所述的方法,包括使基底通过与基底的路径相邻的阴极连接器,在离开池之后与基底接触。
30.如权利要求27至29任一所述的方法,包括清洁阴极连接器的基底下游,去除电解质。
31.如权利要求27至30任一所述的方法,包括清洁阴极连接器的基底上游,去除电解质。
32.如权利要求27至31任一所述的方法,包括将清洁液导向基底。
33.如权利要求19至26任一所述的方法,包括将材料干镀到基底上。
34.如权利要求33所述的方法,包括一种具有吸收性元件的工具,运载电镀液。
35.如权利要求19至34任一所述的方法,其特征在于阴极连接器包括多个梳齿或盘,梳齿或盘的一个或多个和基底上的一个分隔区电接触,而该分隔区与基底的其它区域绝缘。
36.如权利要求19至35任一所述的方法,包括沿阴极的主要部位调节梳齿或盘的间隔。
37.一种可以直接载入到数字计算机内存储器中的计算机程序产品,包括软件编码部分,当该程序产品在计算机上运行时执行本发明权利要求19至36任一或多个所述方法的步骤。
38.如权利要求37限定的计算机程序的电子配置系统。
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