TWI386524B - 電化學表面處理治具 - Google Patents

Description

電化學表面處理治具

本發明是有關於一種應用於電化學技術(electrochemical)的工具，且特別是有關於一種電化學表面處理治具。

電解拋光(electropolishing)是一種利用電解反應，對工件表面進行平坦化的技術。在電解拋光的過程中，工件、陰極電極以及陽極電極皆浸泡在電解液中，其中工件放置於陽極電極處，並電性連接陽極電極。當陰極電極與陽極電極通電時，工件表面會發生電解反應，因此工件在其表面處會部分溶解，讓工件的表面平坦化而變的光滑。

然而，由於陽極電極也浸泡在電解液，因此在進行電解拋光的過程中，陽極電極的表面也會發生電解反應，以至於陽極電極會被溶解而受到破壞。這樣不僅會縮短陽極電極的壽命，同時還會污染到電解液，進而降低對工件表面平坦化的品質。

本發明的主要目的是提供一種電化學表面處理治具，以減少陽極電極發生電解反應的機率。

本發明提出一種電化學表面處理治具，包括一絕緣體基座、至少一插槽以及至少一置物孔。絕緣體基座具有一頂面、一相對頂面的底面以及一連接於頂面與底面之間的側面。插槽位於絕緣體基座之中，並具有一位於頂面的槽口，其中插槽相對於頂面的深度小於頂面至底面的長度。置物孔位於絕緣體基座之中，並具有一位於側面的開口，其中置物孔與插槽連通。

由於插槽與置物孔連通，因此當電極板配置於插槽中，而金屬工件配置於置物孔中時，電極板與金屬工件能電性導通。如此，當金屬工件在浸泡在電解液中，並通電至電解液時，金屬工件得以進行電解拋光。

其次，由於金屬工件配置於置物孔中而能堵住置物孔，因此本發明能防止電解液滲入到位於插槽中的電極板，減少電極板發生電解反應的機率，拉長電極板的壽命，同時更能夠降低電解液被污染的情形，以提高對金屬工件表面平坦化的品質。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1是本發明一實施例之電化學表面處理治具的立體示意圖，而圖2是圖1中線I-I的剖面示意圖。請參閱圖1與圖2，本發明所揭露的電化學表面處理治具100包括一絕緣體基座110、多個插槽120以及多個置物孔130。插槽120與置物孔130皆位於絕緣體基座110之中，且置物孔130與插槽120連通。

絕緣體基座110的材質為絕緣材料，例如絕緣體基座110可由聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE，俗稱鐵氟龍)、玻璃或塑膠等絕緣材料所製成。絕緣體基座110具有一頂面112、一相對頂面112的底面114與一連接於頂面112與底面114之間的側面116。側面116具有一第一平面116a與一第二平面116b，而第一平面116a相對於第二平面116b，即第一平面116a在第二平面116b的對面。

這些插槽120皆位於絕緣體基座110之中，且都具有一位於頂面112的槽口122，其中插槽120是從頂面112朝向底面114延伸。此外，這些插槽120相對於頂面112的深度D皆小於頂面112至底面114的長度T，即插槽120的深度D小於絕緣體基座110的厚度(即長度T)。因此，這些插槽120並不是貫穿絕緣體基座110而形成。

這些置物孔130皆具有一位於側面116的開口132，並呈矩陣排列。詳細而言，在本實施例中，一些置物孔130位於側面116的第一平面116a，而另一些置物孔130則位於側面116的第二平面116b，其中位於第一平面116a的置物孔130與位於第二平面116b的置物孔130各自呈矩陣排列。不過，雖然圖1所示的置物孔130是呈矩陣排列，但這種排列的形式僅為舉例說明，並非限定本發明。

另外，其中一些置物孔130與其中一個插槽120相通，而另一些置物孔130則與另一個插槽120相通。舉例而言，位於第一平面116a的置物孔130與其中一個插槽120相通，而位於第二平面116b的置物孔130則與另一個插槽120相通。可是，特別一提的是，這些插槽120並沒有彼此相通，而位於第一平面116a的置物孔130也沒有與位於第二平面116b的置物孔130相通。

須說明的是，雖然圖1與圖2所示的置物孔130與插槽120皆為多個，但是在其他未繪示的實施例中，電化學表面處理治具100也可以只包括一個置物孔130與一個插槽120，即置物孔130與插槽120二者的數量皆為一個。因此，圖1與圖2所示的置物孔130與插槽120二者的數量僅為舉例說明，並非限定本發明。

在本實施例中，電化學表面處理治具100可以更包括一通孔(through hole)140，而通孔140是貫穿絕緣體基座110而成，因此通孔140的深度相當於絕緣體基座110的厚度(即長度T)。此外，通孔140從頂面112延伸至底面114，並位於這些插槽120之間。

以上主要介紹電化學表面處理治具100的結構與材質，至於如何應用電化學表面處理治具100，以下將配合圖3及圖4，進行詳細的說明。

圖3是圖1中的電化學表面處理治具在裝入金屬工件與電極板之後的立體示意圖，而圖4是圖3中線J-J的剖面示意圖。請參閱圖3與圖4，在進行電解拋光之前，首先，至少一個金屬工件200與至少一個電極板300會先配置在電化學表面處理治具100中。

詳細而言，圖3所示的多個金屬工件200可以是螺絲、鉚釘或是其他需要被電解拋光的物品。舉例來說，以圖3為例，在這些金屬工件200當中，其中一些金屬工件200例如是一字形螺絲，而另一些金屬工件200例如是十字形螺絲，其他的金屬工件200則例如是鉚釘(如圖3中，沒有一字或十字刻痕的金屬工件200)。

這些金屬工件200能分別配置於在這些置物孔130中，並與絕緣體基座110緊配。詳細而言，金屬工件200的一部分能插入於置物孔130內，而另一部分則會被裸露出來。以圖3及圖4為例，金屬工件200釘身的部分會全部插入至置物孔130中，而釘頭的部分則被裸露出來，因此電化學表面處理治具100能局部遮蓋金屬工件200。

多個電極板300分別配置於這些插槽120中。由於插槽120與置物孔130連通，因此電極板300能與金屬工件200電性導通。不過，因為這些插槽120並沒有彼此相通，而位於第一平面116a的置物孔130也沒有與位於第二平面116b的置物孔130相通，所以這些電極板300彼此分離而未電性導通，而位於第一平面116a的金屬工件200也沒有與位於第二平面116b的金屬工件200電性導通。

在進行電解拋光的過程中，裝有金屬工件200與電極板300的電化學表面處理治具100會浸泡在電解液中，並且通電至電解液，其中這些電極板300會通入正電壓而形成陽極電極。如此，這些金屬工件200的表面會發生電解反應，進而得以進行電解拋光。

由於金屬工件200與絕緣體基座110緊配，因此金屬工件200能堵住置物孔130，讓電解液難以從置物孔130滲入到位於插槽120中的電極板300。當進行電解拋光時，電極板300很難被電解液溶解而受到破壞，所以電化學表面處理治具100能保護電極板300，進而拉長電極板300的壽命，同時更能降低發生電解液被溶解的電極板300污染的情形，以提高對金屬工件200表面平坦化的品質。

其次，因為電化學表面處理治具100局部遮蓋金屬工件200，所以可選擇金屬工件200的某一部分來進行電解拋光。以圖3及圖4為例，由於只有金屬工件200釘頭的部分裸露出來，因此，當進行電解拋光時，這些金屬工件200只有釘頭的部分進行電解反應。由此可知，電化學表面處理治具100能局部電解拋光金屬工件200的表面。

另外，由於電化學表面處理治具100可更包括貫穿絕緣體基座110而成的通孔140，因此，當電化學表面處理治具100浸泡於電解液時，電解液會填入至通孔140內。這樣可減少電化學表面處理治具100發生晃動的情形或是減低晃動的程度，防止電解液的液面起伏太大，以及避免干擾到電解拋光進行的過程。

值得一提的是，本實施例的電化學表面處理治具100不僅可應用於電解拋光的技術，亦能應用於其他電化學表面處理技術，例如電鍍(electroplating)。詳細而言，本發明技術領域(例如電化學技術領域)中具有通常知識者能根據上述內容得知：當通入負電壓至電極板300時，則可以對這些金屬工件200進行電鍍，以在金屬工件200的表面上鍍上一層薄膜。因此，本發明的電化學表面處理治具100並不限定應用在電解拋光的技術領域中。

雖然本發明以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。

100．．．電化學表面處理治具

110．．．絕緣體基座

112．．．頂面

114．．．底面

116．．．側面

116a．．．第一平面

116b．．．第二平面

120．．．插槽

122．．．槽口

130．．．置物孔

132．．．開口

140．．．通孔

200．．．金屬工件

300．．．電極板

D．．．深度

T．．．長度

圖1是本發明一實施例之電化學表面處理治具的立體示意圖。

圖2是圖1中線I-I的剖面示意圖。

圖3是圖1中的電化學表面處理治具在裝入金屬工件與電極板之後的立體示意圖。

圖4是圖3中線J-J的剖面示意圖。

100．．．電化學表面處理治具

110．．．絕緣體基座

112．．．頂面

114．．．底面

116．．．側面

116a．．．第一平面

116b．．．第二平面

120．．．插槽

122．．．槽口

130．．．置物孔

132．．．開口

140．．．通孔

Claims (11)

1. 一種電化學表面處理治具，包括：一絕緣體基座，具有一頂面、一相對該頂面的底面以及一連接於該頂面與該底面之間的側面；至少一插槽，位於該絕緣體基座之中，並具有一位於該頂面的槽口，其中該插槽相對於該頂面的深度小於該頂面至該底面的長度；以及至少一置物孔，位於該絕緣體基座之中，並具有一位於該側面的開口，其中該置物孔與該插槽連通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電化學表面處理治具，包括多個該置物孔。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電化學表面處理治具，其中該些置物孔呈矩陣排列。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電化學表面處理治具，包括多個該插槽。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電化學表面處理治具，包括多個該置物孔，其中一些置物孔與其中一個插槽相通，而另一些置物孔與另一個插槽相通。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電化學表面處理治具，其中該側面具有一第一平面以及一相對該第一平面的第二平面，一些置物孔位於該第一平面，而另一些置物孔位於該第二平面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電化學表面處理治具，更包括一貫穿該絕緣體基座而成的通孔，其中該通孔從該頂面延伸至該底面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電化學表面處理治具，包括多個該插槽，而該通孔位於該些插槽之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電化學表面處理治具，其中至少一金屬工件適於配置於該置物孔中，並與該絕緣體基座緊配。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電化學表面處理治具，其中該金屬工件為螺絲或鉚釘。
11. 如申請專利範圍第9項所述之電化學表面處理治具，其中至少一電極板適於配置於該插槽中，並與該金屬工件電性導通。