TWI692553B - 電鍍系統之攪拌裝置 - Google Patents

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許吉昌
孫尚培
黃伯軒
吳博軒
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Abstract

本發明中電鍍系統係具有一槽體，其具有一底壁以及複數豎立於該底壁上之側壁，由該底壁及該複數側壁圍成一供裝設電鍍液及待鍍物之空間，該攪拌裝置至少包含：一氣體導管以及二出水管，該氣體導管設有一氣體噴出區域，該出水管設有一液體噴出區域，該氣體噴出區以及液體噴出區域係配置於該待鍍物下方，該氣體噴出區域係與該待鍍物重疊，而二出水管之該液體噴出區域係分別位於該氣體噴出區域之兩外側，利用氣體噴出區域將氣體噴出且集中於該待鍍物之正下方，同時利用兩外側之液體噴出區域所噴出之液體造成擾動，進而對電鍍液形成攪拌作用，可提升電鍍效率以及改善膜厚分布。

Description

電鍍系統之攪拌裝置
本發明係有關一種電鍍系統之攪拌裝置，特別是一種以更為積極、可靠之手段來提升電鍍效率以及改善膜厚分布的攪拌裝置。
電鍍係為一種電解反應，利用電解反應把一種金屬鍍在另一種金屬的表面上，以形成一層金屬外殼薄膜，我們將這樣的過程稱為電鍍。而電鍍技術廣泛的應用在各種不同用途與不同領域上。從早期以美觀為主的裝飾用途，如於容器表面上形成一具有光澤的薄膜，漸漸發展到現今應用於高科技產業，如半導體的製程中，是現今科技產業中不可或缺的一項技術。
常見的電鍍條件不外乎電流密度、攪拌、電流波形、電鍍位置（電流分佈）等；其中，改善攪拌條件（如水流攪拌、空氣攪拌、陰極攪拌、超音波攪拌）可以快速除去陰極表面之氫氣泡反應，進而提升了電鍍效率、改善膜厚分佈、消除燒焦現象、改善錫鉛選鍍界面線等多項優點。
目前的電鍍設備，例如有中華民國專利編號M282984之「電鍍槽之攪拌裝置」，如第7圖所示，主要是在電鍍槽61的底部至少舖設有一個空氣管62，各空氣管62的下方係襯設一個引流板63，在進行電鍍作業時，由空氣管62將泵浦或空氣壓縮機所產生的空氣導入電鍍槽61中，透過空氣管62所排出的氣泡產生加速電鍍液活動性的攪拌作用，以提高電鍍效率；然，上述習有電鍍設備中，待鍍物50下方係設有兩個空氣管62，且兩個空氣管62係相對位於待鍍物50之外側位置處，兩個空氣管62所產生的部分氣泡於浮升過程中會附著於待鍍物50之表面，而造成待鍍物50氣泡附著處無法進行化學反應，形成坑洞的現象(俗稱子彈孔)，影響被加工物之品質，且由於氣泡所造成之電鍍液攪動程度不一，是以使電鍍液呈現溫度分層之情形，亦影響化學反應的進行，造成待鍍物50品質不良。
有鑑於此，本發明提供一種電鍍系統之攪拌裝置，特別是一種以更為積極、可靠之手段來提升電鍍效率以及改善膜厚分布的攪拌裝置，為其主要目的者。
本發明中電鍍系統係具有一槽體，其具有一底壁以及複數豎立於該底壁上之側壁，由該底壁及該複數側壁圍成一供裝設電鍍液及待鍍物之空間，該攪拌裝置至少包含：一氣體導管，係由該槽體的一個側壁穿入，以將一氣體注入該槽體，該氣體導管設有一氣體噴出區域，該氣體噴出區域係配置於該待鍍物下方並與該待鍍物重疊，該氣體噴出區域係具有複數個朝下之氣體流出孔；以及二出水管，係由該槽體之其中一個側壁穿入且接近該底壁處，該出水管設有一液體噴出區域，以將該電鍍液注入該槽體，二出水管之該液體噴出區域係配置於該待鍍物下方且分別位於該氣體噴出區域之兩外側，該液體噴出區域係具有複數個朝下之液體流出孔。
本發明主要將氣體噴出區域配置於該待鍍物下方之重疊區域，而二出水管之該液體噴出區域係分別位於該氣體噴出區域之兩外側，利用氣體噴出區域將氣體噴出且集中於該待鍍物之正下方，同時利用兩外側之液體噴出區域所噴出之液體造成擾動，進而對電鍍液形成攪拌作用，可提升電鍍效率以及改善膜厚分布。
在一優選具體實施方案中，進一步設有一擴散板，係設置於該槽體該底壁處，與該底壁形成一容置空間，該氣體噴出區以及液體噴出區域係位於該容置空間內，該擴散板具有複數穿孔，且該擴散板並設有至少一突出部，該突出部係朝向該槽體頂部。
在一優選具體實施方案中，所述擴散板之突出部兩側分別具有平面部以及連接該突出部及平面部之連接部，該擴散板之突出部係相對位於該待鍍物下方。
在一更優選具體實施方案中，所述連接部係為斜面。
在一優選具體實施方案中，所述平面部與斜面之夾角係大於90度且小於180度。
在一優選具體實施方案中，所述連接部係為垂直平面。
在一優選具體實施方案中，所述氣體導管係設有二列沿該氣體導管之縱長方向排列之氣體流出孔，該二列之氣體流出孔其夾角係為90度。
在一優選具體實施方案中，所述攪拌裝置係設有兩個氣體噴出區域，且分別配置於該二液體噴出區域之內側。
在一更優選具體實施方案中，所述出水管係設有二列沿該出水管之縱長方向排列之液體流出孔，該二列之液體流出孔其夾角係為90度。
除非另外說明，否則本申請說明書和申請專利範圍中所使用的下列用語具有下文給予的定義。請注意，本申請說明書和申請專利範圍中所使用的單數形用語「一」意欲涵蓋在一個以及一個以上的所載事項，例如至少一個、至少二個或至少三個，而非意味著僅僅具有單一個所載事項。此外，申請專利範圍中使用的「包含」、「具有」等開放式連接詞是表示請求項中所記載的元件或成分的組合中，不排除請求項未載明的其他組件或成分。亦應注意到用語「或」在意義上一般也包括「及/或」，除非內容另有清楚表明。本申請說明書和申請專利範圍中所使用的用語「約(about)」，是用以修飾任何可些微變化的誤差，但這種些微變化並不會改變其本質。
請參閱第1圖、第2圖以及第3圖所示，本發明之電鍍系統係具有一槽體10以供裝設電鍍液。該槽體10具有一底壁11以及複數豎立於該底壁11上之側壁12，由該底壁11及該複數側壁12圍成一供裝設電鍍液以及待鍍物50之空間。
本發明之攪拌裝置至少包含：一氣體導管21以及二出水管22，該氣體導管21係由該槽體10的一個側壁12穿入，以將一氣體注入該槽體10，該氣體導管21設有一氣體噴出區域210，該氣體噴出區域210係配置於該待鍍物50下方並與該待鍍物50重疊，該氣體噴出區域210係具有複數個朝下之氣體流出孔211。另至少配置有一動力件(可以為馬達)連接該氣體導管，以提供壓力促使該氣體之流動。
二出水管22係由該槽體10之其中一個側壁12穿入且接近該底壁11處，該出水管22設有一液體噴出區域220，以將該電鍍液注入該槽體10，二出水管22之該液體噴出區域220係配置於該待鍍物50下方且分別位於該氣體噴出區域210之兩外側，該液體噴出區域220係具有複數個朝下之液體流出孔221。另至少配置有一動力件(可以為馬達)連接該出水管，以提供壓力促使該電鍍液之流動。
如圖所示之實施例中，該攪拌裝置係設有兩個氣體噴出區域210，且分別配置於該二液體噴出區域220之內側，且電鍍槽內進一步設有一擴散板30，係設置於該槽體10靠近該底壁11處，與該底壁11形成一容置空間31，該氣體噴出區域210以及液體噴出區域220係位於該容置空間31內，該擴散板30具有複數穿孔32。
本電鍍系統實際使用時，該槽體10內裝設有電鍍液，並使該二伸入槽體10內之陽極板受到電鍍液浸覆，再將欲電鍍附著有電鍍層之被鍍物50吊掛於陰極板導電相接，並浸入電鍍液內，藉此通以直流電的電源後，該二陽極板俾會釋放電子，而電鍍液的正離子則在陰極端還原，進而將陽極板之金屬電解附著於被鍍物50表面而形成電鍍層。其中，本發明主要將氣體噴出區域210配置於該待鍍物50下方之重疊區域，而二出水管之該液體噴出區域220係分別位於該氣體噴出區域210之兩外側，利用氣體噴出區域210將氣體噴出且集中於該待鍍物50之正下方，同時利用兩外側之液體噴出區域220所噴出之液體造成擾動，進而對電鍍液形成攪拌作用，可提升電鍍效率以及改善膜厚分布。且複數氣泡經由擴散板之複數穿孔32散出，可減緩噴流力量並可達到均勻擴散之作用，以改良電鍍時流場不均勻之缺失，以提升電鍍品質。
如第4圖所示，該氣體導管21於氣體噴出區域以及出水管22於液體噴出區域係分別設有二列沿所屬管體之縱長方向排列之氣體流出孔211以及液體流出孔221，該二列氣體流出孔211其夾角A1係為90度，以及該二列之液體流出孔221其夾角A2係為90度。
另外，如第5圖及第6圖所示，該擴散板30並設有至少一突出部33，該突出部33係朝向該槽體10頂部，該擴散板30係具有一突出部33以及二個分別以連接部35連接於其兩側之平面部34，本實施例中，該連接部35係為斜面，而該平面部34與斜面之夾角A3係大於90度且小於180度。其中，該平面部24與斜面之夾角係以135度為佳。雖然本說明書說明且圖式繪示突出部33兩側之斜面係構形為單一斜面的結構，但突出部33兩側亦可具有所屬技術領域中具有通常知識者已知的各種其他構形結構。例如依序連接多個斜面，或者突出部33兩側之斜面具有不同的傾斜角度等。
上述實施例中，該擴散板亦可如第7圖所示之實施例所示，該擴散板30同樣具有一突出部33以及二個分別以連接部35連接於其兩側之平面部34，本實施例中，該連接部35係為垂直平面，同樣可以達到可改良電鍍時流場不均勻之缺失，提升電鍍品質之功效。
以上諸實施例僅供說明本發明之用，而並非對本發明的限制，相關領域的技術人員，在不脫離本發明的技術範圍做出的各種變換或變化也應屬於本發明的保護範疇。
A1、A2、A3‧‧‧夾角 10‧‧‧槽體 11‧‧‧底壁 12‧‧‧側壁 21‧‧‧氣體導管 210‧‧‧氣體噴出區域 211‧‧‧氣體流出孔 22‧‧‧出水管 220‧‧‧液體噴出區域 221‧‧‧液體流出孔 30‧‧‧擴散板 31‧‧‧容置空間 32‧‧‧穿孔 33‧‧‧突出部 34‧‧‧平面部 35‧‧‧連接部 50‧‧‧待鍍物
第1圖所示為本發明中電鍍系統之結構示意圖； 第2圖所示為本發明中電鍍系統之另一視角結構示意圖； 第3圖所示為本發明中電鍍系統之使用示意圖； 第4圖所示為本發明中電鍍系統之結構放大示意圖； 第5圖所示為本發明中擴散板之結構示意圖； 第6圖所示為本發明中擴散板之結構立體圖；以及 第7圖所示為本發明中擴散板之另一結構立體圖。
10‧‧‧槽體
210‧‧‧氣體噴出區域
211‧‧‧氣體流出孔
220‧‧‧液體噴出區域
30‧‧‧擴散板
31‧‧‧容置空間
32‧‧‧穿孔
50‧‧‧待鍍物

Claims (8)

  1. 一種電鍍系統之攪拌裝置，該電鍍系統係具有一槽體，其具有一底壁以及複數豎立於該底壁上之側壁，由該底壁及該複數側壁圍成一供裝設電鍍液及待鍍物之空間，該攪拌裝置至少包含：一氣體導管，係由該槽體的一個側壁穿入，以將一氣體注入該槽體，該氣體導管設有一氣體噴出區域，該氣體噴出區域係配置於該待鍍物下方並與該待鍍物重疊，該氣體噴出區域係具有複數個朝下之氣體流出孔；二出水管，係由該槽體之其中一個側壁穿入且接近該底壁處，該出水管設有一液體噴出區域，以將該電鍍液注入該槽體，二出水管之該液體噴出區域係配置於該待鍍物下方且分別位於該氣體噴出區域之兩外側，該液體噴出區域係具有複數個朝下之液體流出孔；以及一擴散板，係設置於該槽體靠近該底壁處，與該底壁形成一容置空間，該氣體噴出區域以及液體噴出區域係位於該容置空間內，該擴散板具有複數穿孔。
  2. 如請求項1所述電鍍系統之攪拌裝置，其中，該擴散板並設有至少一突出部，該突出部係朝向該槽體頂部，該擴散板之突出部兩側分別具有平面部以及連接該突出部及平面部之連接部，該擴散板之突出部係相對位於該待鍍物下方。
  3. 如請求項2所述電鍍系統之攪拌裝置，其中，該連接部係為斜面。
  4. 如請求項3所述電鍍系統之攪拌裝置，其中，該平面部與斜面之夾角係大於90度且小於180度。
  5. 如請求項2所述電鍍系統之攪拌裝置，其中，該連接部係為垂直平面。
  6. 如請求項1至5任一項所述電鍍系統之攪拌裝置，其中，該氣體噴出區域係設有二列沿該氣體導管之縱長方向排列之氣體流出孔，該二列之氣體流出孔其夾角係為90度。
  7. 如請求項1至5任一項所述電鍍系統之攪拌裝置，其中，該攪拌裝置係設有兩個氣體噴出區域，且分別配置於該二液體噴出區域之內側。
  8. 如請求項1至5任一項所述電鍍系統之攪拌裝置，其中，該液體噴出區域係設有二列沿該出水管之縱長方向排列之液體流出孔，該二列之液體流出孔其夾角係為90度。
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