TWI784691B - 水平式電鍍系統 - Google Patents

Abstract

本發明為一種水平式電鍍系統，包括：一電鍍槽，供容納電鍍液於其內；一噴流模組，設置於電鍍槽內底部或周圍且設有數噴流孔，噴流孔噴出由下而上流動的電鍍液；一陽極板，設置於噴流模組上，且不會遮蔽到噴流孔；一基板夾持裝置，固定著一基板，且使基板的被電鍍面朝下；一導流模組，包括一可轉動的導流盤，導流盤中央區分佈著數葉片，導流盤位於基板夾持裝置與噴流模組之間，當導流盤轉動時，利用葉片引導電鍍液朝被電鍍面流動，藉此提升電鍍的流場均勻度及效率，且可用於單片大尺寸面板或多片晶圓的電鍍作業，提高晶圓電鍍之產出量。

Description

水平式電鍍系統

本發明為一種電鍍系統的技術領域，尤其指一種有關晶圓或面板的電鍍設備。

一般決定電鍍品質的因素主要在於：效率、可靠度、及均勻度。常見的電鍍製程為潛浸式，基板呈直立狀放置，優點在於針對大尺寸面板級封裝應用時可以將設備尺寸縮小，但直立狀的基板容易造成自動夾持防漏裝置不易製作，基板尺寸越大，越容易滲漏電鍍液至基板背面，造成板背接觸至電鍍藥水，進而被電鍍金屬覆蓋，影響電鍍面積計算，進而導致可靠度及均勻度較差。為改善此問題，部份基板採杯式水平電鍍製程，此時基板呈水平狀放置，電鍍液則由下而上湧出，對被電鍍面朝下的基板進行電鍍作業，採此方式之均勻度及可靠度雖然較高，但因水平式電鍍設備用於大尺寸基板電鍍會造成設備占地面積過大，因此將設備設計中之電鍍槽採取往上堆疊方式可以節省占地面積，除此，並以自動化上下基板方式處理，則可達全自動化量產之目的，本發明因此因應而出。

為了解決上述之問題，本發明之主要目的是提供一種水平式電鍍系統，基板採水平方式放置，電鍍液由下而上湧出，本發明是在基板下方設有一可轉動的導流盤，導流盤中央設有數葉片，當導流盤轉動時，利用葉片增加電鍍液的流速及流場控制，維持適當壓力及流速及均勻流場，提昇基板被電鍍面表面電鍍液的置換率，讓電鍍均勻度及可靠度佳，且能提升電鍍的效率及均勻度。

為達上述之目的，本發明為一種水平式電鍍系統，包括：一電鍍槽，供容納電鍍液於內；一噴流模組，設置於電鍍槽內底部或周圍設有數噴流孔，噴流孔噴出由下而上流動的電鍍液；一陽極板，設置於噴流模組上，不會遮蔽到噴流孔；一基板夾持裝置，固定著基板，且使基板的被電鍍面朝下；一導流模組，包括一可轉動的導流盤，導流盤中央分佈著數葉片，導流盤位於基板夾持裝置與噴流模組之間，當導流盤轉動時，利用葉片引導電鍍液朝向被電鍍面流動，藉此提升電鍍的均勻度及效率。

作為較佳優選實施方案之一，電鍍槽中央為主槽室，周圍設有溢流室，溢流室周圍高度高於主槽室。

作為較佳優選實施方案之一，噴流模組包括一腔體，多個噴流孔分佈於腔體表面，且噴流孔開口朝上。

作為較佳優選實施方案之一，陽極板包括呈放射狀由中心向外漸增的多個同心環體，且相連同心環體之間設有導體相連。

作為較佳優選實施方案之一，同心環體四邊型環。

作為較佳優選實施方案之一，基板夾持裝置具有一朝下的安裝面，且安裝面分佈著數結合孔，結合孔內連接著電源的陰極，另外設有一蓋框，蓋框設有數個導電柱及導電片，中間為鏤空區，鏤空區尺寸小於基板的尺寸，導電柱的數目及位置對應著結合孔，當基板放置於安裝面，將蓋框蓋上且使數個導電柱插入數結合孔內，且讓導電片與基板接觸，就可將基板固定於安裝面，且使基板被電鍍面朝下祼露，通電方式是由基板背面的夾持裝置通電，經由蓋框四周多個導電柱及導電片將電傳導至基板的被電鍍面，全框導電可提基板之電場均勻度。

作為較佳優選實施方案之一，導流模組還包數支撐件及驅動組件，驅動組件包括一旋轉件及能驅動旋轉件的動力裝置，驅動組件位於電鍍槽上方，數個支撐件上下兩端分別連接著旋轉件及導流盤，當動力裝置帶動旋轉件轉動，位於下方的導流盤也能同步轉動。

作為較佳優選實施方案之一，基板夾持裝置可與另一旋轉升降機構相連接，使基板夾持裝置在電鍍過程中能夠同步旋轉。

作為較佳優選實施方案之一，基板夾持裝置端面形狀呈長方形，所配合的蓋框也為長方形，所固定的基板為半導體先進封裝面板。

作為較佳優選實施方案之一，基板夾持裝置端面形狀呈圓形，所配合的蓋框也為圓形，所固定的基板為微發光二極體 (Micro LED)  晶圓基板。

下面將結合具體實施例和附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，當元件被稱為「安裝於或固定於」另一個元件，意指它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，意指它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。在所示出的實施例中，方向表示上、下、左、右、前和後等是相對的，用於解釋本案中不同部件的結構和運動是相對的。當部件處於圖中所示的位置時，這些表示是恰當的。但是，如果元件位置的說明發生變化，那麼認為這些表示也將相應地發生變化。

除非另有定義，本文所使用的所有技術和科學術語與屬於本發明技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術語只是為了描述具體實施例的目的，不是旨在限制本發明。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1及圖2所示，為本發明之水平式電鍍系統的剖面結示意圖及立體結構示意圖。本發明為一種水平式電鍍系統，包括：一電鍍槽1，供容納電鍍液A於其內；一噴流模組2，設置於電鍍槽1內底部或周圍，設有數噴流孔21，噴流孔21是朝上噴出電鍍液，使得電鍍液A由下而上湧出；一陽極板3，設置於噴流模組2上，不會遮蔽到噴流孔21；一基板夾持裝置4，固定著基板，且使基板的被電鍍面朝下；一導流模組5，包括一可轉動的導流盤51，導流盤51中央分佈著數葉片511，導流盤51位於基板夾持裝置4與噴流模組2之間，當導流盤51轉動時，利用葉片511引導電鍍液A朝向被電鍍面流動，藉此提升電鍍的均勻度及效率。

接著就各構件的結構作一詳細的說明：

電鍍槽1為開朝上的容器，可供容納電鍍液A。電鍍液A依電鍍作業而為相對之組成物。電鍍槽1中央區域為主槽室11，為電鍍作業的主要工作區，周圍還設有溢流室12，溢流室12周圍高度高於主槽室11，藉此收集由主槽室11溢流出的電鍍液。溢流室12底部設有回收管131，經泵13可將回收的電鍍液A經過濾或調整濃度後再由輸送管132送至噴流模組2內。

噴流模組2設置於電鍍槽1內的底部或周圍。噴流模組2包括一腔體22及分佈於其表面的多個噴流孔21，噴流孔21開口朝上，噴流孔21的數量及分佈的位置皆經設計，以達到所需之流埸。前述輸送管132將大量電鍍液A送入腔槽22內，經小孔徑的噴流孔21噴出前，可利用腔體2達到增壓的效果，且噴出後形成由下而上的水流，使流速、方向及壓力符合設定的需求。

陽極板3置於噴流模組2之腔體22的外圍之上，在電鍍過程中連接電源線之正電極端。在本實施例中，陽極板3呈放射狀由中心向外漸增的同心環體31結構，所有同心環體31設有導體32相連，以利電性傳輸。在實施例中，同心環體31為四邊型環，但並不以此為限，也可為圓形或其他幾何形狀。

導流模組5包括一可轉動的導流盤51，導流盤51中央分佈著數葉片511，當導流盤51轉動時，利用葉片511引導電鍍液A由噴流模組2朝向基板B的被電鍍面流動。為了帶動導流盤51轉動，導流模組5還包括數支撐件52及驅動組件53，驅動組件53包括一旋轉件351及一動力裝置532，動力裝置532負責驅動旋轉件351轉動，在具體的實施例中旋轉件351外圍可設有齒輪，並由動力裝置532帶動一小齒輪與齒輪嚙合而傳動，但此僅為其中一種實施例，並不以此為限。支撐件52上下兩端分別固定於旋轉件351及導流盤51，數個支撐件52並呈等角度均勻分佈周圍。藉此當驅動組件53作動，利用支撐件52就能同步使導流盤51轉動。

基板夾持裝置4，用以夾持一基板B，且使基板B之被電鍍面朝下。在本實施例中基板B為半導體先進封裝面板，但並不以此為限，也可為晶圓。基板夾持裝置4頂部另可安裝一組升降機構(圖中未畫出)帶動其垂直上升或下降，並在下降時將所固定之基板B浸沒至電鍍液A中。基板夾持裝置4內部也設有陰極線路能所固定的基板B接觸，以利電鍍作業的進行。基板夾持裝置4可依需要為各種型式，本實施例中僅提供其中一種方式，但並不以限。如圖3所示，基板夾持裝置4具有一朝下的安裝面41，安裝周圍分佈著數結合孔411，結合孔411內連接著電源的陰極。另外設有一蓋框42，蓋框42中間為鏤空區420，周圍設有數個導電柱421及導電片422。鏤空區420尺寸須小於基板B的尺寸。導電柱421的數目及位置對應著結合孔411。當基板B放置於安裝面41，將蓋框42蓋上且使數導電柱421插入數結合孔41內，導電片422與基板B接觸，將基板B固定於安裝面41處，且使基板B被電鍍面朝下祼露，當然蓋框42的內框緣或外框緣設有密封條423，確保浸沒至電鍍液A中時液體不會滲入內部。本發明的通電方式是由基板B背面的夾持裝置4通電，經由蓋框42四周多個導電柱421及導電片422將電傳導至基板B正面，全框導電可提升基板B之電場均勻度，並因防漏設計，防止導電柱421及導電片422接觸電鍍液造成導電裝置成為被鍍物。

綜合以上所述，本發明水平式電鍍系統是由噴流模組2在電鍍過程中持續噴出電鍍液A，形成由下而上流動的循環水流，基板夾持裝置4將所固定基板B浸沒於電鍍液A中，利用導流盤52轉動，使電鍍液A持續及保持適當壓力流至被電鍍面，增加被電鍍面表面電鍍液A的置換率，在陽極板3及基板B分別由相對應電極通電後，被電鍍面就能漸漸形成厚度均勻的沉積物，且電鍍效率高，品質佳，符合專利之申請要件。

如圖4所示，為本發明的另一實施例。上述之實施例中基板夾持裝置4是藉由一升降機構達到上升及下降的目的，但並不以此為限，另可由一旋轉升降機構(圖中未畫出)與基板夾持裝置4連接，使基板夾持裝置4在電鍍過程中能同步旋轉，此也有助增加被電鍍面表面電鍍液A的置換率，提昇電鍍效果。

如圖5所示，為本發明基板夾持裝置的另一實施例的示意圖。在上述實施例中，由於基板B為半導體先進封裝面板，且為單片大尺寸面板，故基板夾持裝置4端面形狀呈長方形，但在本實施例中由於基板B1為微發光二極體 (Micro LED)  晶圓基板，相對地基板夾持裝置4A端面也為圓形，另外在本實施例中能一次固定多個微發光二極體 (Micro LED)  晶圓基板，相對地基板夾持裝置4A的安裝面41A則設有多個圓形的蓋框42A，用以固定多個晶圓。

然而，上述實施例僅例示性說明本發明的功效，而非用於限制本發明，任何熟習此技術領域的人士均可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。此外，在上述實施例中的元件的數量僅為例示性說明，也非用於限制本發明。因此本發明的權利保護範圍，應如以下的申請專利範圍所列。

1:電鍍槽 11:主槽室 12:溢流室 13:泵 131:回收管 132:輸送管 2:噴流模組 21:噴流孔 22:腔體 3:陽極板 31:同心環體 32:導體 4:基板夾持裝置 4A:基板夾持裝置 41:安裝面 41A:安裝面 411:結合孔 42:蓋框 42A:蓋框 420:鏤空區 421:導電柱 422:導電片 423:密封條 5:導流模組 51:導流盤 511:葉片 52:支撐柱 53:驅動裝置 531:旋轉件 532:動力裝置 A:電鍍液 B:基板 B1:基板

圖1為本發明水平式電鍍系統的平面架構示意圖；

圖2為本發明水平式電鍍系統的立體示意圖；

圖3為本發明水平式電鍍系統之基板夾持裝置的示意圖；

圖4為本發明水平式電鍍系統的另一實施例的示意圖；

圖5為本發明水平式電鍍系統之基板夾持裝置另一實施例的示意圖。

1:電鍍槽

11:主槽室

12:溢流室

13:泵

131:回收管

132:輸送管

2:噴流模組

21:噴流孔

22:腔體

3:陽極板

4:基板夾持裝置

5:導流模組

51:導流盤

511:葉片

52:支撐柱

53:驅動裝置

531:旋轉件

532:動力裝置

A:電鍍液

B:基板

Claims (9)

1. 一種水平式電鍍系統，包括：一電鍍槽，供容納電鍍液於內；一噴流模組，設置於該電鍍槽內底部或周圍且設有數噴流孔，該噴流孔噴出由下而上流動的該電鍍液；一陽極板，設置於該噴流模組上且不會遮蔽到該噴流孔；一基板夾持裝置，固定著至少一個基板，且使該基板的被電鍍面朝下；一導流模組，包括一可轉動的導流盤，該導流盤中央區分佈著數葉片，該導流盤位於該基板夾持裝置與該噴流模組之間，當該導流盤轉動時，利用該葉片引導該電鍍液朝被電鍍面流動，其中該導流模組還包數支撐件及驅動組件，該驅動組件包括一旋轉件及能驅動該旋轉件的動力裝置，該驅動組件位於該電鍍槽上方，數個該支撐件上下兩端分別連接著該旋轉件及該導流盤，當該動力裝置帶動該旋轉件轉動，位於下方的該導流盤也能同步轉動。
2. 如請求項1所述之水平式電鍍系統，該電鍍槽中央為主槽室，周圍設有溢流室，該溢流室周圍高度高於該主槽室。
3. 如請求項1所述之水平式電鍍系統，該噴流模組包括一腔體，該多個噴流孔分佈於該腔體表面，且該噴流孔開口朝上。
4. 如請求項1所述之水平式電鍍系統，該陽極板包括呈放射狀由中心向外漸增的多個同心環體，且相連該同心環體之間設有導體相連。
5. 如請求項4所述之水平式電鍍系統，該同心環體四邊型環。
6. 如請求項1所述之水平式電鍍系統，該基板夾持裝置具有一朝下的安裝面，該安裝面分佈著數結合孔，該結合孔內連接著電源的陰極，另外設有一蓋框，該蓋框設有數個導電柱及導電片，中間為鏤空區，該鏤空區尺寸小 於該基板的尺寸，該導電柱的數目及位置對應著該結合孔，當該基板放置於安裝面，將該蓋框蓋上且使數個該導電柱插入數個該結合孔內，且讓該導電片與該基板接觸，就可將該基板固定於該安裝面，且使該基板被電鍍面朝下祼露，通電方式是由該基板背面的該夾持裝置通電，經由該蓋框四周數個該導電柱及該導電片將電傳導至該基板的被電鍍面，全框導電可提基板之電場均勻度。
7. 如請求項1所述之電鍍系統，該基板夾持裝置可與另一旋轉升降機構相連接，使該基板夾持裝置在電鍍過程中能夠同步旋轉。
8. 如請述項1所述之電鍍系統，該基板夾持裝置端面形狀呈長方形，所配合的該蓋框也為長方形，所固定的該基板為半導體先進封裝面板。
9. 如請述項1所述之電鍍系統，該基板夾持裝置端面形狀呈圓形，所配合的蓋框也為圓形，所固定的該基板為微發光二極體(Micro LED)晶圓基板。

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