TWI671435B - 電鍍裝置 - Google Patents

Abstract

一種電鍍裝置，其係包括機架、電鍍槽，該電鍍槽固定於機架上，在電鍍槽的腔體內設置有陽極盒和治具，又，上述陽極盒和治具相對，且呈平行設置；晶圓或印刷電路板固定放置於治具上；在陽極盒和治具之間設置有攪拌件；另外；攪拌件的運動方向與陽極盒、治具的放置方向一致，又，攪拌件與陽極盒、晶圓或印刷電路板之間的距離均不大於2mm；更詳而言之，當攪拌件在陽極盒和治具之間作往復運動時，對電鍍液進行擾動，極大地增加了電鍍液的流動速度及擾動振幅，從而增大了電鍍液與晶圓或印刷電路板表面的接觸頻率，提高了鍍層成形品質，且在一定程度上減少了電鍍液的使用量之功效。

Description

電鍍裝置

本發明係與晶圓電鍍技術領域有關，特別指一種用於晶圓或印刷電路板的電鍍裝置。

按，在晶圓電鍍工藝過程中，通常採用垂直連續式電鍍方式，需要將晶圓放置於電鍍治具上，電鍍治具上設置有多個導電片，這些導電片與晶圓相接觸，因此，晶圓電鍍治具上的晶圓在電鍍工藝中可與外部電源相連，且在陽極盒的作用下，進而通過電鍍液的分解可在其表面形成所需鍍層。

然而，為了提高鍍層的成形品質以及減少鍍液的使用量，現有晶圓電鍍裝置中已經有利用擾流裝置對電鍍液進行擾動，然而存在著擾動效果差，從而導致鍍層成形平整度超標、鍍層成形連續性差…等問題，特別是當晶圓上的微通孔及電鍍通孔尺寸較小時，情況更為嚴重。

是以，本案發明人在觀察到上述缺失後，而遂有本發明之產生。

本發明之主要目的係在提供一種電鍍裝置，其係具有結構簡單，並能達到電鍍液擾流效果好、鍍層成形品質好之目的。

為達上述目的，本發明提供了一種電鍍裝置，其係包含有機架、電鍍槽；該電鍍槽固定於該機架上，在該電鍍槽的腔體內設置有陽極盒和治具；該陽極盒和該治具相對，且呈平行設置；晶圓或印刷電路板係固定放置於該治具上，其中，在該陽極盒和該治具之間設置有攪拌件；該攪拌件作往復直線運動；該攪拌件的運動方向與該陽極盒、該治具的設置方向一致；該攪拌件呈平板狀，且在其上開設有多條長條狀開口；該開口相互平行；該攪拌件與該陽極盒、該晶圓或該印刷電路板之間的距離均不大於2mm。

較佳地，其中更包括驅動臂，其係與該攪拌件固定連接，又，該驅動臂由固定於該機架上的高頻往復式直線驅動裝置進行驅動。

較佳地，其中更包括導向塊，其係固定於該機架上，並處於該驅動臂遠離該高頻往復式直線驅動裝置的一端，且相應地在該驅動臂上設置有導向部，又，在該導向塊上開設有與該導向部相適配的槽口。

較佳地，其中在該槽口的各側壁上均鑲嵌有石墨層。

較佳地，其中，該電鍍槽的數量為三個，並分別為鍍銅槽、鍍鎳槽、鍍錫槽，且依序呈並排設置。

較佳地，其中還包括預處理槽，其設置於該電鍍槽的前道工序，該預處理槽用於對該晶圓進行清洗與潔淨。

較佳地，其中在該預處理槽內設置有高壓噴淋系統裝置。

較佳地，其中該高壓噴淋系統裝置包括多個噴嘴，每一噴嘴均呈傾斜於晶圓預清洗表面之結構設置，且各傾斜角度不一。

本發明所提供之電鍍裝置，於攪拌件在陽極盒和治具之間作往復運動時，其係對電鍍液進行擾動，特別當攪拌件與陽極盒、晶圓之間的距離偏小時，形成極窄縫隙，極大地增加了電鍍液的流動速度及擾動振幅，從而增大了電鍍液與晶圓表面的接觸頻率，提高了鍍層成形品質，且在一定程度上減少了電鍍液的使用量。

請參閱圖1及圖2，並搭配圖3及圖4所示，係為本發明之一較佳實施例之前視圖、俯視圖、A-A剖視圖及局部放大圖，其係揭露有一種電鍍裝置100，該電鍍裝置100包括機架1、電鍍槽2，該電鍍槽1可以根據實際工序要求設置為多個，在本實施例中設置了三個，其分別為鍍銅槽21、鍍鎳槽22、鍍錫槽23，依序並排固定於上述機架1上。

另外，為了可即時地對電鍍液進行更新，換置，上述電鍍槽21、22、23均與固定於機架1底部的迴圈泵15相連。

於本實施例中，在電鍍槽21、22、23的腔體內均設置有陽極盒3和治具4。上述陽極盒3和治具4相對，且呈平行設置。晶圓固定放置於治具4上，兩者的外表面基本齊平。在陽極盒3和治具4之間設置有攪拌件5。該攪拌件5作往復直線運動。攪拌件5的運動方向與陽極盒3、治具4的放置方向一致。

重要的是，攪拌件5呈平板狀，且在其上開設有多條長條狀開口，上述開口相互平行，又，攪拌件5與陽極盒3、晶圓或印刷電路板之間的距離均不大於2mm，本發明主要係以晶圓為例；如此一來，當攪拌件5在陽極盒3和治具4之間作往復運動時，對電鍍液進行擾動，特別當攪拌件5與陽極盒3、晶圓之間的距離偏小時，極易形成極窄縫隙，極大地增加了電鍍液的流動速度及擾動振幅，從而增大了電鍍液與晶圓表面的接觸頻率，提高了鍍層成形品質，且在一定程度上減少了電鍍液的使用量。

再者，在同一套電鍍裝置100上同時實現鍍銅、鍍鎳、鍍錫，提高了電鍍製程間的連續性，提高了電鍍效率及品質，且電鍍裝置100集成化的設計有利於設備自身體積的減小，降低設備製造成本，便於進行生產線佈置。

另外，上述電鍍裝置100還包括驅動臂6，該驅動臂6與攪拌件5固定連接，驅動臂6由固定於機架1上的高頻往復式直線驅動裝置7驅動；這樣設置的目的，一方面，高頻往復式直線驅動裝置7的體積較小，且運動控制系統簡單，便於進行佈置；另一方面，可以根據不同的晶圓規格或型號通過高頻往復式直線驅動裝置7即時、快捷地對攪拌件5的運行行程及動作頻率進行調整。

需進一步說明的是，為了減少在電鍍設置運行過程中攪拌件5的抖動量，還設置有導向塊8，其固定於機架1上，處於驅動臂6遠離高頻往復式直線驅動裝置7的一端，並相應地在驅動臂6上設置有導向部61。在導向塊8上開設有與上述導向部61相適配的槽口。

這樣一來，導向塊8能有效地對驅動臂6進行導向，減少攪拌件5的抖動量，提高擾流的一致性，均勻性，從而保證了晶圓鍍層的表面平整度，提高了電鍍層品質。更進一步，驅動臂6及擾動板5均採用剛性較好的高強度塑膠制得。

於本實施例中，為了便於導向部61和導向塊8進行裝配及滑動配合，導向部61的截面優選為圓形。

於本實施例中，本發明更進一步在槽口的各側壁上均鑲嵌有石墨層。該石墨層設置於各側壁的中部位置，且其寬度不大於1/3槽口的深度。這樣一來，能有效地降低驅動臂6的導向部61與槽口之間的摩擦係數，不但提高了導向部61和導向塊8的使用壽命，更為重要的是，降低了高頻往復式直線驅動裝置7的實際工作功率，從而延長了其使用壽命，降低了能源消耗量。除了上述降低摩擦係數的措施以外，還可以在導向塊8的槽口內設置與上述導向部61相適配的滑動軸承。

再者，在電鍍槽21、22、23內還可設置有電加熱裝置9和溫度感測器10，用於對電鍍液溫度進行控制，從而可以借助溫度感測器10即時地對各電鍍槽2內的電鍍液進行溫度檢測，當溫度低於工藝溫度參數時，及時通過電加熱裝置9進行升溫處理，確保電鍍液的溫度滿足使用要求，提高晶圓的電鍍效率及品質。

作為上述電鍍裝置100的進一步改進，該電鍍裝置100還可設置有預處理槽11，其設置於各電鍍槽2的前道工序；通過該預處理槽11用於對晶圓進行清洗與潔淨，從而可以在對晶圓進行正式電鍍製程前，借助預處理槽11提前對晶圓的表面進行清理，確保其潔淨度，防止其表面雜物對電鍍液造成污染。在上述預處理槽11內設置有高壓噴淋系統裝置12，其通過設置於機架1底部的高壓噴淋泵14進行清洗液供應。

於本實施例中，該高壓噴淋系統裝置12具有多個噴嘴121，噴嘴121均呈傾斜於晶圓預清洗表面之結構設置，且各傾斜角度不一；這樣一來，進一步提高了清洗潔淨度。

最後，在機架1的底部設置有調平裝置13。該調平裝置13包括焊接於機架1上的螺母，以及與其相適配的螺栓。這樣一來，通過調平裝置13可以方便、快捷地對電鍍裝置100自身進行水平度調整，確保電鍍裝置100內各種零部件正常運行，從而保證晶圓電鍍層品質的穩定性。

為供進一步瞭解本發明構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本發明使用方式加以敘述，相信當可由此而對本發明有更深入且具體之瞭解，如下所述：

請參閱圖1及圖2，並搭配圖3及圖4所示，係為本發明之一較佳實施例之前視圖、俯視圖、A-A剖視圖及局部放大圖；由上述結構之說明，可明確地得知本發明之電鍍裝置100中每一元件、結構連接關係及結構特徵，係具有特定之用途及作用，茲，說明如下：

其一，機架1固定連接的導向塊8能有效地對驅動臂6進行導向，降低往復運動時驅動臂6自身的抖動量，減少攪拌件5的抖動量，提高擾流的一致性，均勻性，從而保證了晶圓或印刷電路板之鍍層的表面平整度，提高了電鍍層品質。

其二，在側壁上鑲嵌的石墨能有效地降低驅動臂6的導向部61與槽口之間的摩擦係數，不但提高了導向部61和導向塊8的使用壽命，更為重要的是，降低了高頻往復式直線驅動裝置7的工作功率，提高了其使用壽命，降低了能源消耗量。

其三，在同一套電鍍裝置100上同時實現鍍銅、鍍鎳、鍍錫，提高了電鍍製程間的連續性，提高了電鍍效率及品質，且電鍍裝置100集成化的設計有利於設備自身體積的減小，降低設備製造成本，便於進行生產線佈置。

其四，借助溫度感測器10即時地對電鍍槽2內的電鍍液進行溫度檢測，當溫度低於工藝溫度參數時，及時通過電加熱裝置9進行升溫處理，確保電鍍液的溫度滿足使用要求，提高晶圓或印刷電路板的電鍍效率及品質。

其五，由於該電鍍裝置100還包括預處理槽，其設置於電鍍槽2的前道工序，故，在對晶圓或印刷電路板進行正式電鍍製程前，借助預處理槽提前對晶圓或印刷電路板的表面進行清理，確保其潔淨度，防止其表面雜物對電鍍液造成污染。

綜上所述，本發明在同類產品中實有其極佳之進步實用性，同時遍查國內外關於此類結構之技術資料，文獻中亦未發現有相同的構造存在在先，是以，本發明實已具備發明專利要件，爰依法提出申請。

惟，以上所述者，僅係本發明之較佳可行實施例而已，故舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

100‧‧‧電鍍裝置

1‧‧‧機架

2‧‧‧電鍍槽

21‧‧‧鍍銅槽

22‧‧‧鍍鎳槽

23‧‧‧鍍錫槽

3‧‧‧陽極盒

4‧‧‧治具

5‧‧‧攪拌件

6‧‧‧驅動臂

61‧‧‧導向部

7‧‧‧高頻往復式直線驅動裝置

8‧‧‧導向塊

9‧‧‧電加熱裝置

10‧‧‧溫度感測器

11‧‧‧預處理槽

12‧‧‧高壓噴淋系統裝置

121‧‧‧噴嘴

13‧‧‧調平裝置

14‧‧‧高壓噴淋泵

15‧‧‧迴圈泵

圖1係本發明之一較佳實施例之前視圖。 圖2係本發明之一較佳實施例之俯視圖。 圖3係本發明之一較佳實施例之A-A剖視圖。 圖4係本發明之一較佳實施例中顯示I處之局部放大圖。

Claims (8)

1. 一種電鍍裝置，其係包含有機架、電鍍槽；該電鍍槽固定於該機架上，在該電鍍槽的腔體內設置有陽極盒和治具；該陽極盒和該治具相對，且呈平行設置；晶圓或印刷電路板係固定放置於該治具上，其特徵在於：在該陽極盒和該治具之間設置有攪拌件；該攪拌件作往復直線運動；該攪拌件的運動方向與該陽極盒、該治具的設置方向一致；該攪拌件呈平板狀，且在其上開設有多條長條狀開口；該開口相互平行；該攪拌件與該陽極盒、該晶圓或該印刷電路板係之間的距離均不大於2mm；及該電鍍裝置更包括驅動臂，其係與該攪拌件固定連接，又，該驅動臂由固定於該機架上的高頻往復式直線驅動裝置進行驅動。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之電鍍裝置，更包括導向塊，其係固定於該機架上，並處於該驅動臂遠離該高頻往復式直線驅動裝置的一端，且相應地在該驅動臂上設置有導向部，又，在該導向塊上開設有與該導向部相適配的槽口。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之電鍍裝置，其中，在該槽口的各側壁上均鑲嵌有石墨層。
4. 依據申請專利範圍第1至3項其中任一項所述之電鍍裝置，其中，該電鍍槽的數量為三個，並分別為鍍銅槽、鍍鎳槽、鍍錫槽，且依序呈並排設置。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之電鍍裝置，其中，在該各電鍍槽內設置有電加熱裝置和溫度感測器，並用於對電鍍液溫度進行控制。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之電鍍裝置，還包括預處理槽，其設置於該電鍍槽的前道工序，該預處理槽用於對該晶圓進行清洗與潔淨。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之電鍍裝置，其中，在該預處理槽內設置有高壓噴淋系統裝置。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之電鍍裝置，其中，該高壓噴淋系統裝置包括多個噴嘴，每一噴嘴均呈傾斜於晶圓預清洗表面之結構設置，且各傾斜角度不一。