TWI615511B - 電鍍槽裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之實施例揭露一電鍍槽，包含一槽體、一孔板、一電鍍液流管、兩組陽極盒、以及兩擾流器；其中，該孔板與該槽體底部形成一空間以容置該電鍍液流管，該孔板上設置複數個孔；該電鍍液流管係由該槽體的一個壁面穿入，以將電鍍液注入該槽體；該兩組陽極盒係分別設置於該槽體內靠近相對的兩壁面；該兩擾流器係設置於該兩組陽極盒之間，該兩擾流器外接一動力機構，以推動該兩擾流器進行返覆之移動，以對槽體內之電鍍液進行擾動；該兩擾流器之間可容置放一電路板治具以夾持待鍍之電路板。

Description

電鍍槽裝置
本發明係有關一種電鍍槽裝置，由指一種具擾動能力的電鍍槽裝置，適用於電路板的電鍍製程。
印刷電路板(printed circuit board，或簡稱電路板)的微小化也面臨了許多製程上的困難，因此與相關半導體電路的微小化是近年來許多電子產品與行動科技的技術人員的研究重點。例如，在電路板製程中常用到的鍍銅(copper plating)步驟，在微小化的技術中變成重要的技術門檻。以現行通用的鍍銅技術來說，是將一電路板浸在一種鍍銅電解液(copper plating solution)中，再透過電解(electrolysis)方式，將電解銅(electrolytic copper)填入電路板上的微通孔(micro via)、電鍍通孔(plated through hole，PTH)、高深寬比(aspect ratio，AR)銅柱(Cu-pillar)或均勻且平整地涵蓋特定表面區域。然而，隨著電路板的微小化，通孔變小、寬高比提高、銅柱或細導線(fine line patterning)皆成為必需要克服的門檻才能確保電路板的效能與功用。以現行高密度互連(high density interconnection,HDI)電路 板製程來說，其中，如何將電解銅完全填滿微通孔而不留氣洞(void)是關鍵性課題，不只是提高電路板的品質，同時也降低費用與提高製程良率。
習知的電路板電鍍方式係採用垂直連續式電鍍，而電鍍槽的流體控制設計為噴流方式，其缺點是電鍍過程中過強的噴流機制會有礙填充孔的平衡均勻，甚至有時會將乾膜噴離被鍍板；再加上被鍍板材通常是以雙夾或四夾的方式夾持，容易導致導電及流場不均勻的狀況，進而產生銅柱跳鍍(missing bump)與均勻度差的結果，因此無法應用於量產。再者，習知的電鍍槽體較大，鍍銅時所需的電鍍液量較多，增加製作成本。因此，現行的習知技術往往受限於銅柱電鍍深寬比約為1：1的實務極限、以及細導線電鍍約為15um×15um的實務極限。對於高要求的微小化電路板而言是不敷使用的。
另一方面，由於業界電路板製程迥異且繁複，因此，許多製程設備往往僅能適用於一特定製程中的一特定步驟，而同一製程中的不同步驟或甚至不同製程裡的步驟並無法互通共用，因此不僅設備投資昂貴，也須更大的生產製造空間來置放設備以執行製程。
有鑑於此，如何改善電鍍槽設計，以增加使用彈性能適用於不同製程或步驟，並且縮小槽體以降低所需的電鍍 液量來降低所耗費的成本，是為業界重要議題。
本發明之實施例揭露一電鍍槽；該電鍍槽包含一槽體、一孔板、一電鍍液流管、兩組陽極盒、以及兩擾流器；其中，該孔板係設置於該槽體接近底部的地方，與該槽體底部形成一空間以容置該電鍍液流管，該孔板上設置複數個孔；該電鍍液流管係由該槽體的一個壁面穿入，以將電鍍液注入該槽體；該兩組陽極盒係分別設置於該槽體內靠近相對的兩壁面，每組陽極盒更包含一不可溶陽極(insoluble anode)與一陽極遮罩(anode shield)，該兩組陽極盒的陽極遮罩係面對面設置；該兩擾流器係設置於該兩組陽極盒之間，每個擾流器更包含複數片擾流板，與兩支連結棒分別將該複數片擾流板的上下兩端連結固定，該兩擾流器外接一動力機構，以推動該兩擾流器進行返覆之移動，以對槽體內之電鍍液進行擾動；該兩擾流器之間可容置放一電路板治具以夾持待鍍之電路板。
110‧‧‧槽體
120‧‧‧電鍍液流管
121‧‧‧電鍍液流出孔
130‧‧‧孔板
131‧‧‧孔
140‧‧‧陽極盒
150‧‧‧擾流器
151‧‧‧擾流板
160‧‧‧電路板治具
第一圖所示為本發明之電鍍槽之一實施例的剖視示意圖。
第二圖所示為第一圖之實施例的上視圖。
第三圖所示為第一圖之實施例的電鍍液的流動方向示意圖。
以下，參考伴隨的圖式，詳細說明依據本發明的實施例，俾使本領域者易於瞭解。所述之創作可以採用多種變化的實施方式，當不能只限定於這些實施例。本發明省略已熟知部分(well-known part)的描述，並且相同的參考號於本發明中代表相同的元件。
第一圖所示為本發明之電鍍槽之一實施例的剖視示意圖，係將該電鍍槽切開以呈現其內部的組成結構。如第一圖所示，本實施例之電鍍槽包含一槽體110、一電鍍液流管120、一孔板130、兩組陽極盒140、以及兩擾流器150。其中，該槽體110係為一上開式槽體，其壁面的上緣可供置放；該孔板130係設置於該槽體110接近底部的地方，與該槽體110底部形成一空間以容置該電鍍液流管120，該孔板130上設置複數個孔131；該電鍍液流管120係由該槽體110的一個壁面穿入，以將電鍍液注入該槽體110，該電鍍液可透過該孔板130上的複數個孔131由下向上流出；該兩組陽極盒140係分別設置於該槽體110內的兩邊，靠近相對的兩壁面，每組陽極盒140更包含一不可溶陽極(insoluble anode)與一陽極遮罩(anode shield)(圖中未示)，該兩組陽極盒的陽極遮罩係面對面設置；該兩擾流器150係設置於該兩組陽極盒140之間，每個擾流器150更包含複數片擾流板151，並由兩支連結棒分別將該複數片擾流板151的上下 兩端連結固定，該兩擾流器150外接一動力機構(圖中未示)，以推動該兩擾流器150進行返覆之移動，以對槽體110內之電鍍液進行擾動；該兩擾流器150之間可容置放一電路板治具(圖中未示)以夾持待鍍之電路板。
值得注意的是，該兩組陽極盒140、該兩擾流器150、以及夾持待鍍之電路板的電路板治具(圖中未示)皆可由槽體110的上方置入槽體110，並以吊掛方式擱置於槽體壁面的上緣。再者，該電鍍液流管120位於該孔板130下方的部分更設置複數個朝上的電鍍液流出孔121，以供該電鍍液從槽體110接近底部的地方均勻的流入。
第二圖所示為第一圖之實施例的上視圖。如第二圖所示，電鍍槽包含一槽體110、一電鍍液流管120、一孔板130、兩組陽極盒140、以及兩擾流器150，圖中並顯示一電路板治具160夾持待鍍的電路板，置放於該兩擾流器150之間。值得注意的是，該兩擾流器150的複數片擾流板151係為平行設置，並且與該連結棒間可形成一夾角，以達到擾流的最佳效果。值得注意的是，該兩擾流器150所外接的用以推動擾流器150的動力機構(圖中未示)可以低頻率的方式進行規律的返覆移動，例如，在一較佳實施例中，該頻率可為0-10Hz之間。此擾動的目的係在於將電鍍過程中所產生的氫氣重電鍍液中排出。並且，該兩擾流器150的返覆移動，可沿著與該待鍍電路 板的表面平行的方向上下或左右移動。
第三圖所示為第一圖之實施例的電鍍液的流動方向示意圖。如第三圖所示，當該電鍍液自該電鍍液流管120朝上設置的複數個電鍍液流出孔131流出後，可自該孔板130的複數個孔131自下而上流動，然後該自下而上的流體方向再經過該兩擾流器150的返覆擾動，可均勻地在待鍍電路板的表面流動，改善電鍍的效果。
綜而言之，本發明之實施例揭露之電鍍槽設計，可增加使用彈性能適用於不同製程或步驟，並且縮小槽體以降低所需的電鍍液量來降低所耗費的成本。
因此，本發明之電鍍槽確能藉所揭露之技藝，達到所預期之目的與功效，符合發明專利之新穎性，進步性與產業利用性之要件。
惟，以上所揭露之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例而已，非為用以限定本發明之實施，大凡熟悉該項技藝之人士其所依本發明之精神，所作之變化或修飾，皆應涵蓋在以下本案之申請專利範圍內。
110‧‧‧槽體
120‧‧‧電鍍液流管
121‧‧‧電鍍液流出孔
130‧‧‧孔板
131‧‧‧孔
140‧‧‧陽極盒
150‧‧‧擾流器
151‧‧‧擾流板

Claims (8)

  1. 一種電鍍槽裝置，包含：一槽體、一孔板、一電鍍液流管、兩組陽極盒、以及兩擾流器，每個該擾流器更包含複數片擾流板，該複數片擾流板係為平行設置，並由兩支連結棒分別將該複數片擾流板的上下兩端連結固定，該複數片擾流板與該連結棒間形成一夾角；其中，該孔板係設置於該槽體接近底部的地方，與該槽體底部形成一空間以容置該電鍍液流管，該孔板上設置複數個孔；該電鍍液流管係由該槽體的一個壁面穿入，以將一電鍍液注入該槽體；該兩組陽極盒係分別設置於該槽體內的兩邊，靠近相對的兩壁面；該兩擾流器係設置於該兩組陽極盒之間，該兩擾流器可外接一動力機構以推動該兩擾流器進行返覆之移動，以達到對槽體內之電鍍液進行擾動；該兩擾流器之間可容置放一電路板治具以夾持待鍍之電路板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍槽裝置，其中該每組陽極盒更包含一不可溶陽極(insoluble anode)與一陽極遮罩(anode shield)，且該兩組陽極盒的陽極遮罩係面對面設置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍槽裝置，其中該兩擾 流器所外接的用以推動擾流器的動力機構係以低頻率的方式進行規律的返覆移動。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電鍍槽裝置，其中該低頻率為藉於0-10Hz之間。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之電鍍槽裝置，其中該兩擾流器的返覆移動，可沿著與該待鍍電路板的表面平行的方向上下或左右移動。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍槽裝置，其中該電鍍液流管位於該孔板下方的部分更設置複數個朝上的電鍍液流出孔。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍槽裝置，其中該兩組陽極盒與該兩擾流器皆可以吊掛方式置放於該槽體壁面的上緣。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電鍍槽裝置，其中該電路板治具可以吊掛方式置放於該槽體壁面的上緣。
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