TWI686514B - 電形成設備 - Google Patents

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TWI686514B TW107143866A TW107143866A TWI686514B TW I686514 B TWI686514 B TW I686514B TW 107143866 A TW107143866 A TW 107143866A TW 107143866 A TW107143866 A TW 107143866A TW I686514 B TWI686514 B TW I686514B
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李東垠
金鍾權
梁洪碩
洪在和
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南韓商波斯可股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可產生合金成分均勻的產品的電形成設備。該電形成設備包含：一旋轉陰極，具有滾筒狀且電沉積一金屬箔片；一陽極，沿該旋轉陰極的一圓周表面設置；以及一電解液進料機構，提供一電解液至該旋轉陰極與該陽極之間的一流動路徑。該電解液進料機構沿該旋轉陰極之旋轉方向供應該電解液。

Description

電形成設備
本發明係關於一種用於連續生產電形成的薄金屬板的電形成設備。
金屬薄片係透過連續軋製一金屬板至需要的厚度或是透過將金屬離子電鍍至陰極滾筒上製備而成。在藉由軋製來製造金屬薄片的情況下，可能會有極限存在，因為其厚度不能變更薄，而電鍍方法可以製造一厚度為20微米(μm)或更薄的超薄箔片，因此，如果金屬離子可均勻地沉積在陰極滾筒上，則可以產生無法經軋製方法製造的超薄箔片的金屬薄片。
圖1是透過電形成以連續生產金屬板之設備的示意圖，其中滾筒狀旋轉陰極1和同心弧的陽極2以一預定距離間隔設置。在這種情況下，例如，當在電解液槽7中以不變的比例混合含有一或多種金屬離子(例如鐵、銅、鎳、鉻等)的電鍍電解液時，透過一供應管3和一進料機構4將其供應於該旋轉陰極1和該陽極2之間的空間；金屬離子透過電解反應電鍍在該旋轉陰極的表面上，以形成薄金屬板10。透過一剝離滾筒8將所形成的薄金屬板從該旋轉陰極表面分離。為了在陰極表面上均勻地沉積金屬離子，應平順地供應電解液到電解液流動路徑6，其為旋轉陰極1和陽極2之間的空間。
圖2為根據先前技術之一電解液進料機構4。供給到該進料機構4的電解液被送至該流動路徑6。電解液通過間隙20和21連續地供給至流動路徑6的上游側和下游側出口，該間隙20和21在該進料機構4的上部板和兩側板之間以垂直方向為準有一預定注入角θ。然而，在點（a和b）之間的區域D中電解液通過間隙20和21到達該旋轉陰極的表面之處，在區域中新的電解液可能不會連續供應且流動是停滯的。沉積在此區域的金屬離子會有與其他區域的金屬離子不同的濃度，導致在最終產生的薄金屬板的厚度方向的中心部分有金屬成分不均勻的問題。為了大幅減少薄金屬板中金屬成分不均勻的區域，應該縮小電解液的注入角度θ。隨著注入角度縮小，到達該旋轉陰極表面的電解液的壓力增加。因此，在流動路徑6中電解液的供應可能不平順。
圖3是由圖1所示的電形成設備製造的金屬箔片的截面圖。如圖3所示，在以這種方式生產的銦鋼薄片(invar sheet)中，在銦鋼薄片的厚度方向上，其中心部分的濃度急速增加，同時鐵的濃度急劇降低。在這種情況下，當透過蝕刻在產品的兩個表面上鑽細孔時，由於在合金成分不均勻的區域中的蝕刻表面11上的蝕刻不恆定，因此可能在其上產生突起15。
本發明之一態樣是提供一種電形成設備，其可產生一種有均勻合金成分的產品。
根據本發明之一態樣，一種電形成設備，包含：一旋轉陰極，具有滾筒狀且電沉積一金屬箔片；一陽極，沿該旋轉陰極的一圓周表面設置；以及一電解液進料機構，提供一電解液至該旋轉陰極與該陽極之間的一流動路徑。該電解液進料機構沿該旋轉陰極之旋轉方向供應該電解液，並且沿一圓周方向設置在該陽極的一端。
該電解液進料機構可包含一供應管，且該供應管中設有一中間板，該中間板具有形成於其中的複數個通孔。該供應管可具有一四邊形橫截面或一圓形橫截面。該供應管可朝向該流動路徑設置，且可包含沿該旋轉陰極之長度方向線性排列的複數個通孔。
該供應管可包含一噴嘴，沿該旋轉陰極之長度方向延伸，且朝向該流動路徑設置。
該電形成設備，可包含一額外的電解液進料機構，其沿該圓周方向設置在該陽極的另一端。該額外的電解液進料機構可沿與該旋轉陰極旋轉方向相反的方向供應一電解液至該流動路徑。
該陽極可具有一開口部，其設置在該旋轉陰極之軸線之下，該開口部構成允許流經該流動路徑的該電解液從該流動路徑流出。該電解液進料機構和該額外的電解液進料機構可連接到相同的電解液供應源。
透過以下詳細描述結合附圖將更清楚理解本發明的上述和其他態樣、特徵和優點。
在下文中，將參考附圖描述本發明的例示性實施例。
在下文中，將描述例示性實施例。可對本發明中的例示性實施例進行各式修改，且本發明的範圍並不限於下列所述之例示性實施例。此外，本說明書提供本發明中的例示性實施例，以向本技術領域具有通常知識者更充分地解釋本發明。
圖4是根據第一實施例的電形成設備的示意圖。
如圖4所示，根據第一實施例之電形成設備可包含具有滾筒狀的一旋轉陰極1，執行金屬箔片的電沉積；一陽極2，沿著旋轉陰極1的圓柱形圓周表面設置；以及一電解液進料機構100，提供電解液至旋轉陰極1與陽極2之間的流動路徑6。該電解液進料機構100可配置成沿著旋轉陰極1的旋轉方向供應電解液。
該電解液進料機構100可設在陽極2圓周方向的一端上方，例如在陽極2一端的上方，其是在薄金屬板10與該旋轉陰極分離處的對面。該進料機構100透過一供應管30可連接到一電解液供應源50。
透過供應管30和電解液進料機構100，可將電解液從電解液供應源50供應到旋轉陰極1和陽極2之間的流動路徑6，然後可沿旋轉陰極1的旋轉方向移動。然後電解液可流出並被引入一電解液槽7中，其是在陽極2的端部之外，且為薄金屬板10與剝離滾筒8分離的位置
在這實施例中，由於電解液的供應是在陽極2的端側，因此可防止在中間出現的如先前技術中所述之流動停滯區域。因此，可防止薄金屬板10上金屬成分不均勻的區域的產生，且可防止在薄金屬板10上因為成分不均勻所形成的蝕刻突起。
詳細而言，根據例示性實施例，可在旋轉陰極1的旋轉方向上供應電解液，穩定電解液的流動。
圖5至圖7是圖4第一實施例的電解液進料機構100的範例以及其修改例。
如圖5所示，根據一例示性實施例，電解液進料機構100可包含具有圓形截面的供應管101，並且該供應管101可包含在流動路徑的方向上所形成的複數個通孔105。可將該些通孔105在旋轉陰極的長度方向上以線性排列。該些通孔105是沿該供應管101的長度方向上形成。
可將具有複數個通孔111的中間板110設置在供應管101內。該中間板110可使電解液在供應管101內具有穩定的流動。
圖6是圖5的修改例。圖6所示的修改例中的電解液進料機構100可和圖5的電解液進料機構100相同，除了供應管101的截面以外。在圖6中，該電解液進料機構100可包含一供應管101和一中間板110，且該供應管101可在長度方向上具有矩形截面。
圖7是圖5的另一種修改。在圖7所示的修改例中的電解液進料機構100中，供應管101的形狀與圖5的電解液進料機構100的供應管的形狀相同。可將一中間板110設置在電解液進料機構100內。在圖7的例示性實施例中，用於排出已經通過該中間板110的電解液的一噴嘴106可為線型噴嘴，其沿供應管101的長度方向延伸，使電解液可線性流動並且排出到一流動路徑6中。
在圖7中，在中間板110中形成的通孔111可為圓形。
圖8是根據第二實施例之電形成設備的示意圖。
如圖8所示，根據第二實施例之電形成設備可包含具有滾筒狀的一旋轉陰極1，執行金屬箔片的電沉積；一陽極2，沿著旋轉陰極1的圓柱形圓周表面設置；以及一對電解液進料機構100，提供電解液至旋轉陰極1與陽極2之間的流動路徑6。該對電解液進料機構100可設在陽極2圓周方向上的兩端，並且以下述方式配置：一電解液進料機構100係在薄金屬板10的分離側，其可沿與旋轉陰極1的旋轉方向相反的方向供應電解液；以及另一電解液進料機構100係在薄金屬板10的分離側的對面，其可沿旋轉陰極1的旋轉方向供應電解液。
陽極2可在旋轉陰極1的軸線下方形成一開口9，使從兩側所供應的電解液可通過開口9從流動路徑6流出。該開口9的大小足以使從一對電解液進料機構100供應的電解液能夠平順地流出。
透過供應管30和電解液進料機構100，可將電解液從電解液供應源50供應到旋轉陰極1和陽極2之間的流動路徑6，然後可沿旋轉陰極1的旋轉方向以及與旋轉陰極1的旋轉方向相反的方向移動。然後，電解液可通過設置在該陽極中心的開口流出以進入一電解液槽7中。
在這實施例中，由於從陽極2兩端的位置供應電解液，所以可以避免在中間發生如先前技術中的流動停滯區域，因此可平順形成薄金屬板。例如，可以在電解液之前和開始時供應富含金屬的電解液，這可能有益於製備薄金屬板。此外，可避免在薄金屬板的中間部分出現不均勻的金屬成分，並且可在厚度方向上製造具有均勻成分的薄金屬板10。
透過供應管30可將該對電解液進料機構100連接到電解液供應源50。該對電解液進料機構100可連接到單個電解液供應源50。
如上所述，根據例示性實施例，可以提供一電形成設備，其藉由避免停滯區域的發生而產生合金成分均勻的產品。
雖然已在前文中展示和描述了例示性實施例，但是對於本技術領域具有通常知識者而言，顯而易見的是在不脫離由請求項所定義的發明範圍的情況下，可進行修改和變化。
1‧‧‧旋轉陰極 30‧‧‧供應管 2‧‧‧陽極 50‧‧‧電解液供應源 4‧‧‧進料機構 100‧‧‧電解液進料機構 6‧‧‧流動路徑 101‧‧‧供應管 7‧‧‧電解液槽 105‧‧‧通孔 8‧‧‧剝離滾筒 106‧‧‧噴嘴 9‧‧‧開口 110‧‧‧中間板 10‧‧‧薄金屬板 111‧‧‧通孔 11‧‧‧蝕刻表面 D‧‧‧距離 15‧‧‧突起 θ‧‧‧注入角度 20‧‧‧間隙 21‧‧‧間隙
圖1是根據先前技術之電形成設備之示意圖。 圖2是圖1之電形成設備的放大圖。 圖3是蝕刻由圖1所示之電形成設備所蝕刻的產品的截面圖。 圖4是根據本發明第一實施例的電形成設備的示意圖。 圖5至7是圖4電解液進料機構的例示性實施例。 圖8是根據本發明第二實施例之電形成設備的示意圖。
1‧‧‧旋轉陰極
2‧‧‧陽極
6‧‧‧流動路徑
7‧‧‧電解液槽
8‧‧‧剝離滾筒
10‧‧‧薄金屬板
30‧‧‧供應管
50‧‧‧電解液供應源
100‧‧‧電解液進料機構

Claims (5)

  1. 一種電形成設備，包含：一旋轉陰極，具有滾筒狀且電沉積一金屬箔片；一陽極，沿該旋轉陰極的一圓周表面設置；一電解液進料機構，沿一圓周方向設置在該陽極的一端，且沿該旋轉陰極之旋轉方向提供一電解液至該旋轉陰極與該陽極之間的一流動路徑；以及一額外的電解液進料機構，沿該圓周方向設置在該陽極的另一端，並沿與該旋轉陰極之旋轉方向相反的方向供應一電解液至該流動路徑；其中，該陽極具有一開口部，設置在該旋轉陰極之軸之下，該開口部構成允許流經該流動路徑的該電解液從該流動路徑流出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電形成設備，其中，該電解液進料機構包含一供應管，且該供應管中設有一中間板，該中間板具有形成於其中的複數個通孔。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電形成設備，其中，該供應管具有一四邊形橫截面或一圓形橫截面，朝向該流動路徑設置，且包含沿該旋轉陰極之長度方向線性排列的複數個通孔。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電形成設備，其中，該供應管包含一噴嘴，沿該旋轉陰極之長度方向延伸，且朝向該流動路徑設置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電形成設備，其中，該電解液進料機構和該額外的電解液進料機構連接到相同的電解液供應源。
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