TWI383475B - 電鍍裝置 - Google Patents

Description

電鍍裝置

本發明係有關於一種電鍍裝置，更詳言之，係有關於一種在電解電鍍時能夠得到均勻的電鍍厚度之電鍍裝置。

電解電鍍並非只使用於金屬性的裝飾或表面保護，亦被使用於電子組件、印刷電路基板及半導體元件的電路形成等各式各樣的領域。

電解電鍍係將欲電鍍的被電鍍體投入電鍍液，並以被電鍍體作為陰極(cathode)，以欲電極沈積的金屬作為陽極(anode)，且通電使需要的金屬離子析出至被電鍍體的表面來形成電鍍膜。被電鍍體係具有傳導性時，能夠將被電鍍體直接作為陰極來進行電鍍，但是如電路基板係由絕緣材所構成時，係先利用無電解化學電鍍在絕緣材上形成作為電解電鍍的電極之種晶層(seed layer)，將該種晶層作為電極進行電解電鍍來形成電鍍膜。

第1圖係表示先前技術的電鍍裝置之平面圖。第2圖係先前技術的電鍍裝置之使用狀態圖。參照第1~2圖，將複數片基板108成批地投入電鍍槽102並對複數片基板108進行電鍍時，係將固定有複數片基板108之夾具106(jig)配置在電鍍槽102的中央，並以與各基板108的雙面各自相向的方式配置陽極104，來對基板108的雙面進行電鍍。在此，在基板108的電鍍面所欲電極沈積的金屬 係成為陽極104，基板108係成為陰極。基板108係由具有導電性的金屬所構成時，能夠直接使用作為陰極，但是係絕緣性的基板108時，係預先在基板108的電鍍面形成導電性的種晶層用以作為電解電鍍的電極，並將其使用作為陰極。

但是，依照先前技術之電鍍裝置，如第2圖所示，將複數片基板108成批地投入電鍍槽102而同時對多片基板108進行電鍍時，會有從陽極104游離出來的金屬離子110電極沈積於與相鄰的陽極104相向的基板108上，造成電鍍厚度與設計時的電鍍厚度相異，而發生電鍍偏差這樣的問題點。特別是在基板108的端部，因為容易產生電鍍電流的集中，從陽極104游離出來的金屬離子110集中地電極沈積於與相鄰的陽極104相向的基板108的端部，而產生重大的電鍍偏差，所以會有無法得到均勻的電鍍厚度這樣的問題。

此種電鍍偏差會導致使電路基板中的電特性變差、或是使焊錫球(solder ball)等分離等的慢性不良，特別是最近因為電子組件的小型化及高積體化而對電路基板要求微細電路，但是因為此種電鍍偏差，會有製造精密的電路基板變為困難之問題點。

鑒於此種先前技術的問題點，本發明的目的係提供一 種電鍍裝置，在將複數片基板成批地電鍍時，藉由防止從陽極游離出來的金屬離子到達與相鄰的陽極相向之基板，而能夠得到均勻的電鍍厚度。

若依照本發明的一個實施形態，提供一種電鍍裝置，係將複數片基板成批地電鍍之裝置，其特徵係包含：電鍍槽，其係用以投入複數片基板；陽極，其係被結合成可以與複數片基板各自相向；及分割板，其係將複數片基板隔離，用以防止從相鄰的陽極游離出來的金屬離子到達。

另一方面，能夠更含有遮蔽板，其係介於陽極及與陽極相向之基板之間，且在與基板相向的面形成有開口部。又，能夠更含有陽極導引件(anode guide)，其係用以將從陽極游離出來的金屬離子誘導至相向之基板。

陽極導引件包含相互隔離的一對導引板，收容陽極，並使陽極的單面朝向相向之基板。

陽極能夠包含用以投入電鍍金屬之陽極籃。

電鍍金屬能夠含有選自由銅、鎳、錫、銀、鉑、金及鋅所組成群組之至少一種以上。

分割板可以由絕緣物質所構成。

陽極係位於與基板的雙面各自相向之位置。

複數片基板，可以是其各基板的一邊係線形地配列而被投入，此時，分割板，相對於上述配列，可以垂直地介於相鄰的基板之間。

依照本發明，藉由防止從陽極游離出來的金屬離子到達與相鄰的陽極相向之基板，能夠得到均勻的電鍍厚度，藉此，能夠提升電鍍的信賴性，而能夠生成高品質的電鍍製品。

因為本發明可作多種變換而具有各式各樣實施例，所以在本申請案中例示圖示來詳細地說明本發明的特定實施例。但是本發明未限定於此特定實施例，應理解為本發明係包含在本發明的思想及技術範圍所包含之所有變換、均等物及代替物。在說明本發明時，當判斷為若對相關之眾所周知的技術具體地說明時，反而會使本發明的要旨變成不清楚的情形，則省略其詳細說明。

本發明所使用的用語，係只是用來說明特定的實施例，而不是限定本發明之物。單數的表現，只要文中未清楚表現時，亦包含複數的表現。在本發明中，「含有」或「具有」等用語，應理解為：係用來指定被記載於說明書上之特徵、數字、階段、動作、構成要素、組件、或組合該等而成者之存在，但是並未預先排除一個或一個以上之其他特徵、或數字、階段、動作、構成要素、組件、或組合該等而成者之存在或附加的可能性。

以下，參照附加圖示來詳細地說明本發明的電鍍裝置之較佳實施例，且在參照附加圖示說明時，同一且對應的 構成要素係附加同一圖示的符號並省略了對其重複說明。

第3圖係表示本發明的一個實施例的電鍍裝置之斜視圖。第4圖係表示本發明的一個實施例的電鍍裝置之平面圖。第5圖係本發明的一個實施例的電鍍裝置之使用狀態圖。參照第3~5圖，係顯示電鍍槽12、陽極籃14、電鍍金屬16、陽極18、金屬離子19、分割板20、開口部22、遮蔽板24、夾具26及基板28。

本實施例的電鍍裝置，其係以電鍍槽12、陽極18及分割板20作為構成要素；該電鍍槽12係用以投入複數片基板28；該(複數個)陽極18係被結合成可以各自與複數片基板28相向；而該分割板20，其係將複數片基板28隔離，用以防止從相鄰的陽極18游離出來的金屬離子19到達；在將複數片基板28成批地電鍍時，因為可防止從陽極18游離出來的金屬離子19到達與相鄰的陽極18相向之基板28，所以在複數片基板28上，能夠得到均勻的電鍍厚度。

在電鍍槽12內，添加電鍍所必要的電鍍液，且具有能夠同時投入複數片基板28之大小。在此，基板28係意味著不只是形成有電路的絕緣體，亦包含其他的要被鍍鋅之鋼板、矽晶圓等的板狀形態的被電鍍體。

在電鍍槽12內，亦可具備噴嘴(未圖示)，用以噴射電鍍液，藉由從噴嘴噴射出來的電鍍液，電鍍液能夠被攪拌而不停滯。又，亦可使電鍍液從電鍍槽12溢流(overflow)、或是通過吸取(suction)使其流出而進行再循環。

陽極18係被結合成可以各自與複數片基板28相向，來使從陽極18的電鍍金屬16游離出來的金屬離子19，容易地電極沈積於基板28。陽極18能夠由陽極籃14(anode basket)及被投入陽極籃14中的電鍍金屬16所構成。陽極籃14係多孔性網狀形態，來使從電鍍金屬16游離出來的金屬離子19能夠容易地流出。

電鍍金屬16係被製作成球(ball)形態，且能夠投入陽極籃14中。電鍍金屬16係要被電極沈積於基板28上之金屬，電鍍金屬16不只是純金屬，亦可以是合金。電鍍金屬16可包含選自由銅、鎳、錫、銀、鉑、金及鋅所組成群組之至少一種以上。可將銅、鎳、錫、銀、鉑、金及鋅各自作為電鍍金屬16來進行電鍍，亦可以將這些金屬的合金作為電鍍金屬16。例如欲使用銅(Cu)在基板28上形成電路時，能夠使用銅球來作為電鍍金屬16。此外，欲在鋼板上電鍍鋅時，能夠使用鋅作為電鍍金屬16。又，亦可使用銅與鋅的合金也就是黃銅來作為電鍍金屬16。

另一方面，欲利用一個電鍍槽12同時電鍍基板23的雙面時，如第4圖所示，陽極18能夠位於在各自與基板28的雙面相向之位置。

若將陽極18與陰極連結於整流器(rectifier)而通電時，電鍍金屬16會被電分解，且陽極18的電鍍金屬16的金屬離子19會游離至電鍍液，而且電子會通過整流器而移動至陰極。游離至電鍍液中的金屬離子19，在陰極也就是基板28表面，係與移動來的電子結合來進行電鍍。

分割板20係用以防止從相鄰的陽極18游離出來的金屬離子19到達，並將複數片基板28各自隔離。複數片基板28係對應與各自相向的陽極18，若使從對應各基板28之陽極18游離出來的金屬離子19，在相向基板28上析出時，則能夠得到與設計時相同之均勻的電鍍厚度。但是，若是除了從對應之陽極18游離出來的金屬離子19以外，從相鄰的陽極18游離出來的金屬離子19到達基板時，會有比設計時的金屬離子19更多的金屬離子19到達相鄰的基板28，致使電鍍厚度產生偏差。特別是在基板28的端部，容易產生電鍍電流的集中，從陽極18游離出來的金屬離子19會集中地電極沈積在與相鄰的陽極18相向的基板28之端部，致使電鍍偏差增大而無法得到均勻的電鍍厚度。因而，在本實施例中，具備分割板20來隔離各基板28，用以防止從陽極18游離出來的金屬離子19到達與相鄰的陽極18相向之基板28。

如第4圖所示，將各基板28的一邊係線形地配列而成的複數片基板28，投入電鍍槽12時，分割板20，相對於相互相鄰的基板28間的配列，能夠垂直地介於中間。在此，所謂的垂直地介於中間，不只是幾何學上的基板28的配列與分割板20係呈垂直，亦包含考慮製造誤差，實質上基板28的配列與分割板20係呈垂直的情況。

分割板20可以是與將各基板28完全獨立地隔離，或是如第4圖所示，亦能夠設置在從電鍍槽12的兩壁面算起，隔開一定距離的位置上，使得電鍍液可以在複數片基 板28之間移動。亦即，將複數片基板28各自隔離的意思，係意味著將各基板28完全獨立地隔離、或是以電鍍槽12內的電鍍液能夠流動的方式將各基板28的電鍍處理區域加以區隔。

另一方面，如第4圖所示，以電鍍槽12內的電鍍液能夠流動的方式設置分割板20時，「防止從相鄰的陽極18游離出來的金屬離子19到達」之意思，並非意味著從陽極18游離出來的金屬離子19完全未到達與相鄰的陽極18相向之基板28。亦即，係意味著以從相鄰的陽極18游離出來的金屬離子19對與相鄰的陽極18相向之基板28進行電鍍的厚度不會產生電鍍偏差之程度，來防止從相鄰的陽極18游離出來的金屬離子19到達。只要未將各基板28完全獨立地隔離來進行電鍍，因為金屬離子19在電鍍液游離而擴散，所以無法完全地防止金屬離子19到達。

在本實施例，分割板20係設置在從電鍍槽12的兩壁面算起，隔開一定距離的位置上，使得電鍍槽12內的電鍍液可以流動。第5圖係顯示設置分割板20時，從陽極18游離出來的金屬離子19電極沈積於基板28上的情形。依照第5圖，得知自各陽極18游離出來的許多金屬離子19，由於分割板20而無法到達與相鄰的陽極18相向之基板28，而能夠有效地到達與各陽極18相向的基板28，使得基板28的厚度能夠均勻的形成。

分割板20可以由絕緣物質所構成。分割板20若由傳導性的金屬材質所構成時，有可能因通電而對電鍍產生不 良的影響，分割板20只要使用沒有電傳導性的絕緣物質時即可。

遮蔽板24係介於陽極18及與陽極18相向的基板28之間，且在與基板28相向的面形成開口部22。如上述，因為在基板28的端部容易產生電鍍電流的集中，從陽極18游離出來的金屬離子19會集中地電極沈積於基板28的端部，產生重大的電鍍偏差而無法得到均勻的電鍍厚度。因而，將形成有開口部22之遮蔽板24，設置在陽極18及與陽極18相向的基板28之間，能夠緩和從陽極18游離出來的金屬離子19集中於基板28的端部的情況，而能夠使電鍍厚度均勻。亦即，因為從陽極18游離出來的金屬離子19係通過開口部22而到達陰極也就是基板28，所以藉由調節開口部22的大小，能夠緩和金屬離子19集中地到達基板28的端部的情況，而能夠得到均勻的電鍍厚度。

夾具26，考慮搬運本發明的基板28之方便性，作成可安置複數片基板28而能夠容易地搬運複數片基板28。夾具26係由導電性的物質所構成，若與基板28電連接時，能夠將陰極連接在夾具26而將其作為陰極。

第6圖係表示本發明的另外實施例的電鍍裝置之平面圖。參照第6圖，顯示有電鍍槽12、陽極18、分割板20、開口部22、遮蔽板24、基板28及陽極導引件30。

本實施例之特徵，係藉由將從陽極18游離出來的金屬離子誘導至與該陽極18相向之基板28，來使從陽極18游離出來的金屬離子到達與相鄰的陽極18相向之基板28的 情況成為最小化，來使電鍍厚度均勻。

說明關於本實施例，對於與上述實施例同一構成要素係省略重複說明，而重點說明與上述實施例不同的構成要素。

陽極導引件30係用以將從陽極18游離出來的金屬離子誘導至與該陽極18相向之基板28。如第5圖所示，因為從陽極18游離出來的金屬離子，係從曝露於電解質中之陽極18的各面流出，亦會對與相鄰的陽極18相向的基板28的電鍍厚度造成影響。因此，藉由設置陽極導引件30，用以將從陽極18游離出來的金屬離子誘導至與該陽極18相向之基板28，能夠使電鍍厚度均勻。

如本實施例，陽極導引件30包含互相隔離的一對導引板，收容有陽極18，並使陽極18的單面朝向相向之基板28。

在相互隔離的一對導引板之間，收容有陽極18，並以陽極18的單面(前面)係朝向相向的基板28之方式，使得從陽極18的側面及單面游離出來的金屬離子，全部被誘導至相向之基板28。如此，使從陽極18游離出來的金屬離子被誘導至與相鄰的陽極18相向之基板28的情況成為最小化，來使基板28的電鍍厚度形成均勻。

陽極導引件30的形態並未限定於本實施例，能夠使用可將從陽極18游離出來的金屬離子誘導至相向之基板28之各種形態的陽極導引件30，例如能夠使用單面開放型的盒型陽極導引件30、雙面開放型的筒型陽極導引件30等。

以上係參照本發明的較佳實施例來說明，應理解若是在該技術領域具有通常的知識者，在未悖離申請專利範圍所記載之本發明的思想及領域的範圍內，能夠將本發明做各式各樣地修正及變更。

12、102‧‧‧電鍍槽

14‧‧‧陽極籃

16‧‧‧電鍍金屬

18、104‧‧‧陽極

19、110‧‧‧金屬離子

20‧‧‧分割板

22‧‧‧開口部

24‧‧‧遮蔽板

26、106‧‧‧夾具

28、108‧‧‧基板

30‧‧‧陽極導引件

第1圖係表示先前技術的電鍍裝置之平面圖。

第2圖係表示先前技術的電鍍裝置之使用狀態圖。

第3圖係表示本發明的一個實施例的電鍍裝置之斜視圖。

第4圖係表示本發明的一個實施例的電鍍裝置之平面圖。

第5圖係表示本發明的一個實施例的電鍍裝置之使用狀態圖。

第6圖係表示本發明的另外實施例的電鍍裝置之平面圖。

12‧‧‧電鍍槽

18‧‧‧陽極

20‧‧‧分割板

22‧‧‧開口部

24‧‧‧遮蔽板

26‧‧‧夾具

28‧‧‧基板

Claims (7)

1. 一種電鍍裝置，係將複數片基板成批地電鍍之裝置，其特徵係包含：電鍍槽，其係用以投入上述複數片基板；陽極，其係被結合成可以與上述複數片基板各自相向；分割板，其係將上述複數片基板隔離，用以防止從相鄰的上述陽極游離出來的金屬離子到達；遮蔽板，其係介於上述陽極及與上述陽極相向之上述基板之間，且在與上述基板相向的面具有開口部；及陽極導引件(anode guide)，其係用以將從上述陽極游離出來的金屬離子誘導至相向的上述基板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍裝置，其中上述陽極導引件包含互相隔離的一對導引板，收容上述陽極，並使陽極的單面朝向相向之基板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍裝置，其中上述陽極係包含用以投入電鍍金屬之陽極籃。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電鍍裝置，其中上述電鍍金屬含有選自由銅、鎳、錫、銀、鉑、金及鋅所組成群組之至少一種以上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍裝置，其中上述分 割板係由絕緣物質所構成。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍裝置，其中上述陽極係位於與上述基板的雙面各自相向之位置。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍裝置，其中上述複數片基板，其各基板的一邊係線形地配列而被投入；上述分割板，相對於上述配列，係大約垂直地介於相鄰的上述基板之間。