CN215440740U - 不溶性阳极及脉冲电镀设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不溶性阳极及脉冲电镀设备。本实用新型的不溶性阳极包括涂层阳极和防护阳极，涂层阳极的表面涂设有活性材料。本实用新型的不溶性阳极适用于脉冲电镀工艺中，在电镀的过程中，待镀工件放置于防护阳极相对涂层阳极的另一侧，防护阳极与涂层阳极之间存在间隙，此时待镀工件与防护阳极的距离更近，且涂层阳极在防护阳极上的投影位于防护阳极的外边缘的内部，从而防护阳极遮挡住涂层阳极。在倒极过程中，电解液中的铜离子会优先在靠近待镀工件的防护阳极上析出，能够避免涂层阳极上析出铜单质而破坏涂层阳极表面的活性材料，提高涂层阳极的使用寿命，并提升镀铜的均匀性。

Description

不溶性阳极及脉冲电镀设备

技术领域

本实用新型涉及电镀工艺设备领域，尤其涉及一种不溶性阳极及脉冲电镀设备。

背景技术

近年来，PCB(印制电路板)得到了迅速发展，PCB的尺寸越来越小，PCB的生产工艺要求也越来越高。在PCB的电镀工艺中，传统的可溶性阳极在电流密度较高时，铜球容易产生极化，而且在电镀过程中因铜球形状改变更容易产生不良的电流分布。

相关技术中，采用不溶性阳极来代替可溶性阳极，不溶性阳极在电镀时不会溶解进入电解液中，不溶性阳极的材料通常为钛、铌等化学性质温度的金属材料。不溶性阳极上的表面涂设有活性材料层，活性材料层的材料为铂、铱等贵金属，或者是铂、铱等贵金属的化合物或氧化物。活性材料能够催化电解液中的金属离子在不溶性阳极发生析氧反应。

不溶性阳极电镀工艺采用周期性脉冲电镀的方式进行电镀，相对于传统的可溶性阳极，不溶性阳极电镀工艺能够解决高厚径比、精细线宽、间距及盲孔的良好分散能力的工艺问题。但在垂直脉冲镀铜体系中，脉冲电镀的反向时间里，不溶性阳极倒极成为阴极时，不溶性阳极表面会析出铜单质沉积在表面，长时间频繁倒极操作会损坏阳极表面的活性涂层，从而影响镀铜的均匀性和镀铜效率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明实用新型提出一种不溶性阳极，能够避免倒极时铜单质在涂有活性的不溶性阳极析出，从而提升镀铜的均匀性。

本实用新型还提出一种具有上述不溶性阳极的脉冲电镀设备。

根据本实用新型的第一方面实施例的不溶性阳极，包括：

涂层阳极，所述涂层阳极的表面设置有活性材料层；

防护阳极，所述防护阳极位于所述涂层阳极的一侧，所述防护阳极与所述涂层阳极之间具有间隙，所述防护阳极用于设置在待镀工件与所述涂层阳极之间，所述涂层阳极在所述防护阳极上的投影位于所述防护阳极的外边缘的内部，所述防护阳极与所述涂层阳极电性连接。

根据本实用新型实施例的不溶性阳极，至少具有如下有益效果：在电镀的过程中，待镀工件放置于防护阳极相对涂层阳极的另一侧，防护阳极与涂层阳极之间存在间隙，此时待镀工件与防护阳极的距离更近，且涂层阳极在防护阳极上的投影位于防护阳极的外边缘的内部，从而防护阳极能够从涂层阳极的一侧遮挡住涂层阳极。在倒极过程中，电解液中的铜离子会优先在靠近待镀工件的防护阳极上析出，能够避免涂层阳极上析出铜单质而破坏涂层阳极表面的活性材料，提高涂层阳极的使用寿命，提升镀铜的均匀性。

根据本实用新型的一些实施例，所述涂层阳极设置有多个第一连接孔，所述防护阳极于所述第一连接孔的对应位置设置有第二连接孔，所述不溶性阳极还包括多个导电连接件和多个第一固定件，所述导电连接件穿设于所述第一连接孔中和对应位置的所述第二连接孔中，所述第一固定件与所述导电连接件连接，并用于将所述涂层阳极和所述防护阳极固定于所述导电连接件上。

根据本实用新型的一些实施例，所述导电连接件包括第一穿设部、第二穿设部和抵持部，所述第一穿设部、所述第二穿设部分别连接于所述抵持部的两端，所述第一穿设部穿设于所述第一连接孔之中，所述第二穿设部穿设于所述第二连接孔中，所述抵持部的两端分别抵持于所述涂层阳极、所述防护阳极，所述第一穿设部、所述第二穿设部上连接有所述第一固定件。

根据本实用新型的一些实施例，所述不溶性阳极还包括导通件，所述导通件的两端分别接触所述涂层阳极和所述防护阳极，所述导通件用于导通所述涂层阳极和所述防护阳极。

根据本实用新型的一些实施例，所述导通件与所述涂层阳极一体形成，并与所述防护阳极接触。

根据本实用新型的一些实施例，所述涂层阳极设置有多个第三连接孔，所述防护阳极于所述第三连接孔的对应位置设置有第四连接孔，所述不溶性阳极还包括多个绝缘连接件和多个第二固定件，所述绝缘连接件穿设于所述第三连接孔中和对应位置的所述第四连接孔中，所述第二固定件与所述绝缘连接件连接，并用于将所述涂层阳极和所述防护阳极固定于所述绝缘连接件上。

根据本实用新型的一些实施例，所述涂层阳极和所述防护阳极上均设置多个网孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述不溶性阳极还包括多个挂耳，多个所述挂耳沿所述涂层阳极的宽度方向设置，所述挂耳包括第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部与所述涂层阳极连接，所述第一延伸部沿所述涂层阳极的长度方向延伸至涂层阳极的外部，所述第二延伸部沿远离所述防护阳极的方向延伸。

根据本实用新型的一些实施例，所述间隙的宽度的范围为20mm至40mm之间。

根据本实用新型的第二方面实施例的脉冲电镀设备，包括：

如本实用新型第一方面实施例中所述的不溶性阳极；

电镀电路，所述电镀电路包括第一接入端与第二接入端，所述第一接入端与所述不溶性阳极电性连接，所述第二接入端用于与待镀工件电性连接；

电镀槽，所述不溶性阳极设置于所述电镀槽之中。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型一实施例中的不溶性阳极的示意图；

图2为本实用新型图1实施例中的不溶性阳极的爆炸示意图；

图3为本实用新型图1实施例中的不溶性阳极的仰视图；

图4为本实用新型一实施例中的导电连接件的示意图；

图5本实用新型另一实施例中的不溶性阳极的示意图；

图6为本实用新型图5实施例中的不溶性阳极的爆炸示意图。

附图标记：

涂层阳极100，第一连接孔110，第三连接孔120，防护阳极200，第二连接孔210，第四连接孔220，导电连接件310，第一穿设部311，第二穿设部312，抵持部313，第一固定件320，绝缘连接件330，第二固定件340，导通件400，挂耳500，第一延伸部510，第二延伸部520，通孔530。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，多个的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1、图2和图3，本实用新型一实施例中提出一种不溶性阳极，包括涂层阳极100和防护阳极200，涂层阳极100的表面设置有活性材料层；防护阳极200设置于涂层阳极100的一侧。防护阳极200用于设置在待镀工件与涂层阳极100之间，涂层阳极100在防护阳极200上的投影位于防护阳极100的外边缘的内部，从而防护阳极200能够从涂层阳极100的一侧相对待镀工件完全遮挡住涂层阳极100。防护阳极200与涂层阳极100之间具有间隙，防护阳极200与涂层阳极100电性连接。

涂层阳极100、防护阳极200的制成材料可以是钛。钛具有良好的抗腐蚀能力，且造价成本低。涂层阳极100、防护阳极200的制成材料也可以为铌或其他反应载体材料。活性材料层可以为铂、铱等贵金属材料，或铂、铱等贵金属材的氧化物或化合物。

涂层阳极100、防护阳极200可以为板状结构，板状结构的参数易于设置，且便于加工。在本实用新型的一些实施例中，涂层阳极100和防护阳极200上均设置多个网孔，涂层阳极100、防护阳极200呈网状结构。网孔增加了涂层阳极100、防护阳极200与电解液的接触面积，能更大程度地发挥不溶性阳极的作用。

防护阳极200的尺寸应等于或大于涂层的阳极的尺寸，以保证平行设置于防护阳极200前侧的防护阳极200能够从正面遮挡住涂层阳极100。防护阳极200可以相对涂层阳极100平行设置，以方便于设置防护阳极200之间涂层阳极100的间隙距离，并减少防护阳极200材料的使用。

防护阳极200与涂层阳极100电性连接的方式可以是连接导线、连接金属连接件或其他导电连接件310等方式。防护阳极200与涂层阳极100可以直接连接固定，例如焊接、螺纹连接等方式；防护阳极200与涂层阳极100也可以采取外部固定发方式固定于电镀槽中。

防护阳极200与涂层阳极100电性连接，电镀时防护阳极200也会通电，作为电镀时工作阳极的一部分；涂层阳极100上的活性材料与电解液发生反应，将电解液中的铜离子镀到待镀工作表面。本实用新型实施例中的不溶性阳极适用于脉冲电镀工艺中，在电镀的过程中，待镀工件放置于防护阳极200相对涂层阳极100的另一侧，防护阳极200与涂层阳极100之间存在间隙，此时待镀工件与防护阳极200的距离更近，且防护阳极200从涂层阳极100的一侧完全遮挡住涂层阳极100，从而在倒极过程中，电解液中的铜离子会优先在靠近待镀工件的防护阳极200上析出，能够避免涂层阳极100上析出铜单质而破坏涂层阳极100表面的活性材料，提高涂层阳极100的使用寿命，并提升镀铜的均匀性。

参照图2，在本实用新型的一些实施例中，涂层阳极100设置有多个第一连接孔110，防护阳极200于第一连接孔110的对应位置设置有第二连接孔210，不溶性阳极还包括多个导电连接件310和多个第一固定件320，导电连接件310穿设于第一连接孔110中和对应位置的第二连接孔210中，第一固定件320与导电连接件310连接，并用于将涂层阳极100和防护阳极200固定于导电连接件310上。导电连接件310具有导电性，其制成材料可以为钛，以防止被电解液腐蚀。

通过导电连接件310与第一固定件320配合，保证了涂层阳极100与防护阳极200之间连接的稳固性。导电连接件310与第一固定件320螺纹连接，通过旋转螺纹可以调整连接涂层阳极100、防护阳极200在导电连接件310上的位置，以方便调节涂层阳极100与防护阳极200之间的间隙的宽度。

第一固定件320与导电连接件310可以通过螺纹连接，导电连接件310可以为螺栓、螺杆等螺纹连接件，第一固定件320为与导电连接件310相匹配的螺母、螺帽等螺纹固定件。通过螺纹连接为可拆卸连接，更方便于更换防护阳极200，利于后期的维修。

参照图4，在本实用新型的一些实施例中，导电连接件310包括第一穿设部311、第二穿设部312和抵持部313，第一穿设部311、第二穿设部312分别连接于抵持部313的两端，第一穿设部311穿设于第一连接孔110之中，第二穿设部312穿设于第二连接孔210中，抵持部313的两端分别抵持于涂层阳极100、防护阳极200，第一穿设部311、第二穿设部312上连接有第一固定件320。

抵持部313的宽度设置为大于第一连接孔110的直径和第一连接孔110的直径，以使抵持部313的两端能够抵持住涂层阳极100、防护阳极200。抵持部313的两端分别抵持于涂层阳极100、防护阳极200，抵持部313两端不需要设置第一固定件320固定涂层阳极100和防护阳极200，能够减少第一固定件320的使用数量，并提升不溶性阳极装配效率。

参照图5，在本实用新型的一些实施例中，不溶性阳极还包括导通件400，导通件400的两端分别接触涂层阳极100和防护阳极200，导通件400用于导通涂层阳极100和防护阳极200。导通件400可以设置为板状结构。导通件400具有导电性，导通件400的制作材料可以为钛，以防止被电解液腐蚀。

导通件400的两端可以分别连接在涂层阳极100和防护阳极200上，导通件400与涂层阳极100、防护阳极200的连接方式可以是焊接连接。涂层阳极100、防护阳极200上也可以分别设置用于安装导通件400的安装槽，导通件400的两端分别设置于涂层阳极100、防护阳极200上的安装槽中；导通件400也可以与涂层阳极100与防护阳极200一体形成。

在本实用新型的一些实施例中，涂层阳极100和防护阳极200通过螺纹连接件连接，但螺纹连接件的螺纹结构电通路复杂，且无法保证螺纹连接件与涂层阳极100或防护阳极200的接触面完全接触，电流经过螺纹连接件后，涂层阳极100与防护阳极200之间容易发生电压损耗。当电压损耗达到一定值时，电镀时铜离子会在防护阳极200上析出，影响待镀工件的镀铜效率和镀铜均匀度。导通件400设置于防护阳极200和涂层阳极100之间，结构简单，并能够保证与涂层阳极100、防护阳极200的接触良好，能够减少涂层阳极100与防护阳极200之间电压损耗，避免电镀时铜离子在防护阳极200上析出。

参照图5和图6，在本实用新型的一些实施例中，导通件400与涂层阳极100一体形成，并与防护阳极200接触。导通件400与涂层阳极100一体形成，从而只需要将导通件400相对涂层阳极100进行折弯处理，容易加工，并避免了焊接等工艺对于涂层阳极100的结构影响。

可以理解的是，导通件400也可以与涂层阳极100一体形成，并与涂层阳极100接触。由于防护阳极200使用中需要进行更换，导通件400与涂层阳极100一体形成能够节省更换成本。

参照图6，在本实用新型的一些实施例中，涂层阳极100设置有多个第三连接孔120，防护阳极200于第三连接孔120的对应位置设置有第四连接孔220，不溶性阳极还包括多个绝缘连接件330和多个第二固定件340，绝缘连接件330穿设于第三连接孔120中和对应位置的第四连接孔220中，第二固定件340与绝缘连接件330连接，并用于涂层阳极100和防护阳极200固定于绝缘连接件330上。

绝缘连接件330具有绝缘性，其制成材料可以为各类抗腐蚀的塑料材料，例如聚丙烯、聚氯乙烯等材料。绝缘连接件330不能导电，能够在稳固连接涂层阳极100与防护阳极200的同时，避免涂层阳极100与防护阳极200之间发生电压损耗，防止电镀时铜在防护阳极200上析出。绝缘连接件330的设置方式可以与上述实施例中的导电连接件310的设置方式相同。第二固定件340可以与绝缘连接件330螺纹连接，以方便于涂层阳极100与防护阳极200拆卸。

参照图1和图3，在本实用新型的一些实施例中，不溶性阳极还包括多个挂耳500，多个挂耳500沿涂层阳极100的宽度方向设置，挂耳500包括第一延伸部510和第二延伸部520，第一延伸部510与涂层阳极100连接，第一延伸部510沿涂层阳极100的长度方向延伸至涂层阳极100的外部，第二延伸部520沿远离防护阳极200的方向延伸。

挂耳500的制作材料可以为钛，以防止被电解液腐蚀。多个挂耳500分别用于连接电镀的工作电路上正极的两个接电柱，以使涂层阳极100通电。第二延伸部520沿远离防护阳极200的方向延伸，与电镀工路中的第一接入端电性连接，以保证防护阳极200与待镀工件的距离比涂层阳极100的距离更近。第一延伸部510与涂层极耳的连接方式可以是螺纹连接、焊接等方式。第二延伸部520可以设置为与第一延伸部510垂直或与第一延伸部510形成锐角，以方便第二延伸部520挂靠于电解槽的槽壁上。

在设置有导电连接件310或绝缘连接件330的实施例中，第一延伸部510可以设置于第一连接孔110或第三连接孔120的对应位置的一侧，第一延伸部510的宽度大于第一连接孔110或第三连接孔120的直径，并于第一连接孔110或第三连接孔120相对应位置设置相应的通孔530；导电连接件310或绝缘连接件330穿设于通孔530之中，并通过第二固定件340将第一延伸部510固定于涂层阳极100上。上述连接方式设置简单，且避免了焊接或其他连接方式对第一延伸部510与涂层阳极100的结构影响。

在本实用新型的一些实施例中，间隙的宽度的范围为20mm至40mm之间。防护阳极200与涂层阳极100之间的间隙的宽度大于40mm，容易造成电压损耗，在电镀时铜离子会在防护阳极200上析出，影响待镀工件的镀铜效率和镀铜的均匀性。防护阳极200与涂层阳极100之间的间隙的宽度小于20mm，防护阳极200无法对涂层阳极100起到保护作用，涂层阳极100上仍可能在倒极时析出铜单质，从而破坏涂层阳极100上的活性涂料，影响镀铜的均匀性。

本实用新型的实施例中还提出了一种脉冲电镀设备，包括：上述任一实施例中的不溶性阳极、电镀电路和电镀槽，电镀电路包括第一接入端与第二接入端，第一接入端与不溶性阳极电性连接，第二接入端用于与待镀工件电性连接；不溶性阳极与待镀工件设置于电镀槽之中。

其中，脉冲电镀设备是采用脉冲电镀工艺进行电镀的设备。电镀电路在电镀时，第一接入端与第二接入端分别为电镀电路的正极接入端和负极接入端，与负极接入端连接的待镀工件表面析出铜单质；电镀电路在倒极时，第一接入端与第二接入端分别为电镀电路的负极接入端和正极接入端，此时与负极接入端连接的不溶性阳极实质为阴极，待镀工件为阳极，铜离子会优先在靠近待镀工件的防护阳极200上析出，从而避免涂层阳极100的表面析出铜单质，破坏涂层阳极100表面的活性涂料层。

本实用新型实施例中的脉冲电镀设备在工作过程中，待镀工件位于电镀槽中的阴极位置，与电镀电路中的第二接入端电性连接；将防护阳极200设置于待镀工件与涂层阳极100之间，防护阳极200能够从待镀工件的一侧遮挡住涂层阳极100，从而避免涂层阳极100的表面在倒极过程中析出铜单质，保护涂层阳极100上的活性涂料层，提升电镀的均匀性。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.不溶性阳极，其特征在于，包括：

涂层阳极，所述涂层阳极的表面设置有活性材料层；

防护阳极，所述防护阳极位于所述涂层阳极的一侧，所述防护阳极与所述涂层阳极之间具有间隙，所述防护阳极用于设置在待镀工件与所述涂层阳极之间，所述涂层阳极在所述防护阳极上的投影位于所述防护阳极的外边缘的内部，所述防护阳极与所述涂层阳极电性连接。

2.根据权利要求1所述的不溶性阳极，其特征在于，所述涂层阳极设置有多个第一连接孔，所述防护阳极于所述第一连接孔的对应位置设置有第二连接孔，所述不溶性阳极还包括多个导电连接件和多个第一固定件，所述导电连接件穿设于所述第一连接孔中和对应位置的所述第二连接孔中，所述第一固定件与所述导电连接件连接，并用于将所述涂层阳极和所述防护阳极固定于所述导电连接件上。

3.根据权利要求2所述的不溶性阳极，其特征在于，所述导电连接件包括第一穿设部、第二穿设部和抵持部，所述第一穿设部、所述第二穿设部分别连接于所述抵持部的两端，所述第一穿设部穿设于所述第一连接孔之中，所述第二穿设部穿设于所述第二连接孔中，所述抵持部的两端分别抵持于所述涂层阳极、所述防护阳极，所述第一穿设部、所述第二穿设部上连接有所述第一固定件。

4.根据权利要求1所述的不溶性阳极，其特征在于，所述不溶性阳极还包括导通件，所述导通件的两端分别接触所述涂层阳极和所述防护阳极，所述导通件用于导通所述涂层阳极和所述防护阳极。

5.根据权利要求4所述的不溶性阳极，其特征在于，所述导通件与所述涂层阳极一体形成，并与所述防护阳极接触。

6.根据权利要求4所述的不溶性阳极，其特征在于，所述涂层阳极设置有多个第三连接孔，所述防护阳极于所述第三连接孔的对应位置设置有第四连接孔，所述不溶性阳极还包括多个绝缘连接件和多个第二固定件，所述绝缘连接件穿设于所述第三连接孔中和对应位置的所述第四连接孔中，所述第二固定件与所述绝缘连接件连接，并用于将所述涂层阳极和所述防护阳极固定于所述绝缘连接件上。

7.根据权利要求1所述的不溶性阳极，其特征在于，所述涂层阳极和所述防护阳极相对平行设置。

8.根据权利要求1所述的不溶性阳极，其特征在于，所述不溶性阳极还包括多个挂耳，多个所述挂耳沿所述涂层阳极的宽度方向设置，所述挂耳包括第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部与所述涂层阳极连接，所述第一延伸部沿所述涂层阳极的长度方向延伸至涂层阳极的外部，所述第二延伸部沿远离所述防护阳极的方向延伸。

9.根据权利要求1所述的不溶性阳极，所述间隙的宽度的范围为20mm至40mm之间。

10.脉冲电镀设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的不溶性阳极；

电镀电路，所述电镀电路包括第一接入端与第二接入端，所述第一接入端与所述不溶性阳极电性连接，所述第二接入端用于与待镀工件电性连接；

电镀槽，所述不溶性阳极设置于所述电镀槽之中。

Images