TWI384094B - 電鍍用陽極裝置及包括該陽極裝置之電鍍裝置 - Google Patents

Description

電鍍用陽極裝置及包括該陽極裝置之電鍍裝置

本發明涉及電鍍技術領域，尤其涉及一種電鍍用陽極裝置及包括該陽極裝置之電鍍裝置。

電鍍係指採用電解裝置，利用氧化還原反應原理將包括陽極金屬之鹽類電鍍液中之陽極金屬離子還原成金屬單質，金屬單質沈積於待電鍍工件表面形成鍍層之一種表面加工方法。該電解裝置包括與電源正極相連通之陰極裝置、與電源負極相連通之陽極裝置及用於盛裝電鍍液之電鍍槽。通常，該陽極裝置為陽極金屬。該陽極金屬浸沒於電鍍液中，用於生成陽極金屬離子，並補充電鍍液中之陽極金屬離子含量，從而維持電鍍液中之陽極金屬離子濃度一直處於規定值。

電鍍工藝廣泛用於製作電路板。參見文獻：A.J.Cobley,D.R.Gabe；Methods for achieving high speed acid copper electroplating in the PCB industry；Circuit World；2001,Volume 27,Issue 3,Page：19-25。如多層電路板之導通孔之製作包括一次鍍銅製程及二次鍍銅製程。該一次鍍銅製程係指多層電路板待層間導通孔道成型後需於導通孔孔壁佈建金屬銅層，以完成層間電路之導通，其包括首先以化學鍍銅法於導通孔孔壁鍍上一層銅，然後再用電鍍法加厚孔銅，從而形成通孔電路。該二次鍍銅製程係指完成一次鍍銅後以硫酸銅浴電鍍之方式將導通孔內之 銅層加厚到足夠抵抗後續加工及使用環境衝擊之厚度，並補足電路基板之導電線路之厚度。又如，於採用正片之生產方式蝕刻線路時，需於顯影後再加鍍二次銅與錫鉛作為蝕刻保護層，去膜後以鹼性之氨水、氯化銅混合溶液將裸露出來之銅箔蝕刻去除，形成線路，最後再以錫鉛剝除液將錫鉛層剝除。再如，需於電路基板之終接端點鍍上一層高化學惰性之金層以保護終接端點及提供良好之導電性，為防止導電線路與金層之間之原子擴散，常於鍍金之前先於導電線路表面鍍一層薄鎳。由此可見，電鍍之精度及鍍層之均勻性極大地影響後續電路基板之製作及電路板產品之品質。

有鑑於此，提供一種電鍍用陽極裝置及包括該陽極裝置之電鍍裝置以提高電鍍精度及產品良率實為必要。

一種電鍍用陽極裝置，其包括陽極金屬、承載裝置及隔離裝置。該承載裝置具有導電承載體。該導電承載體設有收容槽，用於盛裝陽極金屬。該隔離裝置由絕緣材料製成，其具有封閉式收容腔，用於收容該承載裝置。

一種電鍍裝置，其包括陰極裝置、陽極裝置及電鍍槽。該陽極裝置包括陽極金屬、承載裝置及隔離裝置。該承載裝置具有導電承載體。該導電承載體設有收容槽，用於盛裝陽極金屬。該隔離裝置由絕緣材料製成，具有封閉式收容腔，用於收容該承載裝置。

本技術方案之電鍍裝置之陽極裝置採用具有封閉式收容腔之隔離體收容盛裝有陽極金屬之承載裝置，不但有助 於隔絕陽極金屬與氧氣之接觸，有效防止了陽極金屬因被氧化生成一層氧化膜而引起陽極金屬溶解速度逐漸減小，還防止置於承載體之陽極金屬碎屑漂浮於隔離體外之電鍍液中導致電鍍液之成分發生變化，從而影響監控電鍍液中陽極金屬離子之濃度。因此，使用本技術方案之電鍍裝置能維持電鍍液中陽極金屬離子之濃度至規定數值，確保後續電鍍精度及鍍層均勻性。此外，本技術方案之電鍍裝置藉由開合密封件定期清洗隔離體收容腔之內壁，以除去黏附於內壁之雜質，從而提高隔離體之使用壽命，降低生產成本。

本技術方案之電鍍用陽極裝置及包括該陽極裝置之電鍍裝置適用於所有需電鍍之製程。以電路板製作為例，本技術方案之電鍍用陽極裝置及包括該陽極裝置之電鍍裝置可用於多層電路板之導通孔製程或線路製作製程。以下將結合實施例及附圖對本技術方案之電鍍用陽極裝置及包括該陽極裝置之電鍍裝置進行詳細說明。

請一併參閱圖1及圖2，本技術方案之實施例提供之電鍍用陽極裝置100包括隔離裝置110、承載裝置120及陽極金屬130。

隔離裝置110用於封閉式收容承載裝置120，其包括隔離體111及密封件112。

隔離體111由絕緣滲透膜製成。該絕緣滲透膜可係電鍍領域常用之滲透膜，如聚丙烯膜、聚乙烯膜或聚對苯二甲酸乙二醇酯膜。隔離體111設有開口1111及與開口1111 相連通之收容腔1112。隔離體111之形狀可為任意形狀，如長方體或圓柱體，只要具有開口1111及收容腔1112便於後續收容承載裝置120即可。本實施例中，隔離體111為圓柱體。

開口1111可設於隔離體111之任意處。參見圖1，以圓柱體狀之隔離體111為例，其包括第一端面1113、第二端面1114及側表面1115。第一端面1113與第二端面1114相對。側表面1115設於第一端面1113及第二端面1114之間，並分別與第一端面1113及第二端面1114相連，則開口1111可設於側表面1115，亦可設於第一端面1113或第二端面1114，還可設於側表面1115、第一端面1113及第二端面1114，由此貫通側表面1115、第一端面1113及第二端面1114。本實施例中，開口1111設於側表面1115及第一端面1113，且貫通側表面1115及第一端面1113。開口1111之長度視收容腔1112收容之承載裝置120之尺寸而定，只要方便向收容腔1112內放入或取出承載裝置120即可。此外，藉由設置開口1111，便於定期清洗收容腔1112內壁，以除去黏附於該內壁之雜質，從而提高隔離體111之使用壽命。

收容腔1112用於收容承載裝置120，其尺寸視承載裝置120之尺寸而定。

密封件112由絕緣材料製成，其設於開口1111處，且與隔離體111相連，用於封閉開口1111，從而使得隔離體111之收容腔1112由與外界相通狀態轉為封閉狀態，由此形成封閉式收容腔1112。密封件112可為常見具有封閉功能 之工件，如拉鏈、黏接帶或膠黏帶。本實施例中，密封件112為膠黏帶。

承載裝置120包括承載體122及電導部121，其收容於隔離裝置110之收容腔1112內。

承載體122具有電導性，其亦由惰性金屬材料製成，以避免於後續電鍍過程中，其發生電解反應生成非欲電鍍金屬離子而沈積於陽極金屬表面。承載體122收容於隔離體111之收容腔1112內。承載體122設有收容槽1221。收容槽1221用於盛裝陽極金屬130及保持陽極金屬130與電導部121之電導通。

電導部121一端與承載體122相連，另一端延伸至收容腔1112外，且與電源負極相連，用於將電流傳輸給承載體122並將承載體122固定於電鍍槽內。電導部121可為惰性金屬制固持件，如掛鈎。該惰性金屬可係鋯、鈦或釩。

承載裝置120可不包括電導部121，而於電鍍時直接將承載體122與電源負極相連。

陽極金屬130收容於承載體122之收容槽1221內，用於藉由電解反應生成金屬離子，以補充後續電鍍製程中電鍍液中之陽極金屬離子之含量，從而使該陽極金屬離子之濃度始終處於規定值，進而確保後續電鍍鍍層之均勻性。陽極金屬130之種類視實際生產需要而定。以鍍銅製程為例，陽極金屬可係銅球或磷銅球。

請一併參閱圖1~圖3，本技術方案實施例提供之電鍍裝置 200包括電鍍槽210、陰極裝置220及陽極裝置100。

電鍍槽210用於盛裝包括陽極金屬離子之電鍍液400，以及藉由陰極裝置220及陽極裝置100與電源形成完整工作電路，使電鍍液400中之陽極金屬離子於陰極裝置220及陽極裝置100之間移動並於陽極裝置100處發生還原反應，從而於待電鍍工件表面形成一金屬鍍層。電鍍液400之種類及濃度根據實際生產需要而定。以電路板表面線路之鍍銅製程為例，電鍍液400可係硫酸銅溶液、二氯化銅溶液或其他無機酸之銅鹽溶液。為提高後續電路板產品之線路表面之美觀度，電鍍液400還可包括光澤劑。電鍍液400中之陽極金屬離子濃度藉由電解陽極金屬130得到補充，從而使陽極金屬離子含量一直處於規定值。

陰極裝置220與電源正極相連，其用於固定待電鍍工件500並藉由待電鍍工件500與電鍍液400及陽極裝置100形成工作電路。陰極裝置220之結構及形狀根據待電鍍工件500之形狀及結構之不同而不同，但一般都包括可與電源正極相連通之固持裝置。以電路板之線路鍍銅工藝為例，通常先使用鉚釘、鏍栓或彈簧夾等固持件將待電鍍電路基板固定於不銹鋼製固持裝置，再將固持裝置連同電路基板浸入電鍍槽內之電鍍液中，將固持裝置與電源正極相通，藉由電鍍於電路基板之線路鍍上一定厚度之鍍層，然後將固持裝置連同電路基板取出電鍍槽，並除去固持件，獲得與固持裝置脫離之已鍍銅電路基板。

請一併參閱圖1~圖3，使用本實施例之電鍍裝置200對待電鍍工件500如電路基板進行電鍍前，需首先將陽極金屬 130藉由開口1111置於承載體122之收容槽1221內，然後採用密封件112封閉開口1111以避免後續陽極金屬130之碎屑漂浮於隔離體111外之電鍍液400中。待向電鍍槽210內注入規定量之含陽極金屬離子之電鍍液400後，需將承載體122浸沒於電鍍液400液面下。將待鍍工件500與陰極裝置220相連，使其浸沒於電鍍液400中，將陰極裝置220及陽極裝置100之電導部121分別與電源之正極及負極相連即可開始進行電鍍。當對電鍍裝置200進行定期維護時，需打開密封件112，取出承載體122，即可清洗隔離體111之收容腔1112之內壁，以除去黏附於該內壁之雜質。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧陽極裝置

110‧‧‧隔離裝置

111‧‧‧隔離體

1111‧‧‧開口

1112‧‧‧收容腔

1113‧‧‧第一端面

1114‧‧‧第二端面

112‧‧‧密封件

120‧‧‧承載裝置

121‧‧‧電導部

122‧‧‧承載體

1221‧‧‧收容槽

130‧‧‧陽極金屬

200‧‧‧電鍍裝置

210‧‧‧電鍍槽

220‧‧‧陰極裝置

400‧‧‧電鍍液

500‧‧‧待電鍍工件

圖1係本技術方案之實施例提供之電鍍用陽極裝置之示意圖。

圖2係圖1所示電鍍用陽極裝置沿Ⅱ-Ⅱ線之剖示圖。

圖3係本技術方案之實施例提供之電鍍裝置電鍍電路基板之示意圖。

100‧‧‧陽極裝置

111‧‧‧隔離體

112‧‧‧密封件

200‧‧‧電鍍裝置

210‧‧‧電鍍槽

220‧‧‧陰極裝置

400‧‧‧電鍍液

500‧‧‧待電鍍工件

Claims (9)

1. 一種電鍍用陽極裝置，其包括陽極金屬，其改進在於，該陽極裝置還包括：承載裝置，其具有導電承載體，該導電承載體設有收容槽，用於盛裝陽極金屬；及隔離裝置，該隔離裝置包括隔離體及密封件，該隔離體由絕緣滲透膜製成，其設有開口及與開口相連通之收容腔，該密封件由絕緣材料製成，其設於該開口處，且與該隔離體相連，用於閉合該開口，從而使得該隔離體具有封閉式收容腔，該封閉式收容腔用於收容導電承載體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍用陽極裝置，其中，該承載裝置進一步包括電導部，該電導部一端與該導電承載體相連，另一端延伸至該收容腔外，該電導部用於與電源負極相連。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍用陽極裝置，其中，該密封件為拉鏈、黏接帶或膠黏帶。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍用陽極裝置，其中，該隔離體包括第一端面、第二端面及側表面，該第一端面與第二端面相對，該側表面設於第一端面及第二端面之間，並分別與第一端面及第二端面相連，該開口設於側表面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電鍍用陽極裝置，其中，該開口還分別設於第一端面及第二端面，並貫通第一端面、第二端面及側表面。
6. 如申請專利範圍第2項所述之電鍍用陽極裝置，其中，該承載裝置及電導部由惰性金屬材料製成。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電鍍用陽極裝置，其中，該惰性金屬選自鋯、鈦或釩。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍用陽極裝置，其中，該絕緣滲透膜由聚丙烯、聚乙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯製成。
9. 一種電鍍裝置，其包括陰極裝置及電鍍槽，其中，該電鍍裝置還包括如申請專利範圍第1至8任一項所述之電鍍用陽極裝置。