新型真空電鍍裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型真空電鍍裝置，包括：電鍍槽，其具有至少用以容置電鍍液、陰極、陽極的密閉中空內(nèi)腔，所述密閉中空內(nèi)腔與抽真空裝置連通；至少用以調(diào)節(jié)盛裝于電鍍槽內(nèi)的電解液溫度的溫控系統(tǒng)；以及，至少用以對盛裝于電鍍槽內(nèi)的電解液進(jìn)行循環(huán)過濾的循環(huán)過濾系統(tǒng)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不僅可以將電鍍過程中產(chǎn)生的氣體排出，并可以對鍍液進(jìn)行溫度控制和循環(huán)過濾，改善電鍍環(huán)境，節(jié)約電鍍成本，保證電鍍件和電鍍液的質(zhì)量，并提升電鍍液的使用壽命，且尤其適合深孔電鍍。
【專利說明】新型真空電鍍裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型具體涉及一種新型真空電鍍裝置，其適用于對于深寬比和電鍍件質(zhì)量要求較高的微納器件電鍍過程。
技術(shù)背景
[0002]在電鍍過程中，由于氧化還原反應(yīng)和極化效應(yīng)，會產(chǎn)生氫氣等氣體，特別是在微納器件電沉積過程中，由于孔隙的尺寸非常小，如不把產(chǎn)生的氣體及時排除，氣體粘附在沉積層表面，阻礙了金屬離子的進(jìn)一步還原，最后造成被鍍金屬表面出現(xiàn)麻點，影響沉積金屬層質(zhì)量，嚴(yán)重時會使金屬層出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象甚至得不到電鍍器件。在進(jìn)行高深寬比電鍍時，氫氣的排出更加困難，傳統(tǒng)的解決方案是通過改變攪拌方式如超聲攪拌、機(jī)械攪拌和在鍍液中添加一些添加劑，但結(jié)果表明并不能很好的解決殘留在深孔內(nèi)部的滯留氫氣的問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種新型真空電鍍裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0004]為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種新型真空電鍍裝置，包括:
[0006]電鍍槽，其具有至少用以容置電鍍液、陰極、陽極的密閉中空內(nèi)腔，所述密閉中空內(nèi)腔與抽真空裝置連通；
[0007]至少用以調(diào)節(jié)盛裝于電鍍槽內(nèi)的電解液溫度的溫控系統(tǒng)；
[0008]以及，至少用以對盛裝于電鍍槽內(nèi)的電解液進(jìn)行循環(huán)過濾的循環(huán)過濾系統(tǒng)。
[0009]進(jìn)一步的，在所述電鍍槽的槽壁上，且位于電解液液面上方的位置處分別設(shè)有真空抽氣孔和釋壓孔，所述真空抽氣孔和釋壓孔還分別與抽真空裝置和帶有釋壓閥的管路連通。
[0010]進(jìn)一步的，所述電鍍槽的下部分別設(shè)有進(jìn)液口和出液口，所述進(jìn)液口和出液口與電鍍槽外的循環(huán)過濾系統(tǒng)連通。
[0011]進(jìn)一步的，所述出液口和出液口分別設(shè)置于電鍍槽的相對的兩側(cè)槽壁底部。
[0012]進(jìn)一步的，所述循環(huán)過濾系統(tǒng)包括濾芯、用以將濾芯與所述進(jìn)液口和出液口連通的管路以及設(shè)置在所述進(jìn)液口與濾芯之間和/或所述出液口與濾芯之間的管路上的泵體。
[0013]進(jìn)一步的，所述溫控系統(tǒng)包括分別與盛裝于電解槽內(nèi)的電解液接觸的熱電偶和測溫電阻，且所述熱電偶和測溫電阻還與電解槽外的溫控儀連接。
[0014]進(jìn)一步的，所述新型真空電鍍裝置還包括設(shè)置于電鍍槽內(nèi)，且固定于電解液液面上方的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，所述陰極和陽極的一端部與所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)連接，并可在所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)上滑動，另一端部伸入電解液中。
[0015]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)可采用水平設(shè)置的導(dǎo)電架。
[0016]進(jìn)一步的，所述陰極包括用以固定工件的壓環(huán)和支架，所述支架一端部與固定壓環(huán)固定連接，并且所述支架一端部還連接有用以將工件壓在固定壓環(huán)上的導(dǎo)電壓片，同時，所述工件與壓環(huán)之間還設(shè)有密封墊圈。
[0017]進(jìn)一步的，所述電鍍槽包括槽體和槽蓋，所述槽蓋與槽體密封連接。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點包括:
[0019](I)能夠提供低真空環(huán)境，可以降低電鍍液表面張力，使得滯留在沉積層上的氣體析出，顯著改善電鍍質(zhì)量，同時可加速電沉積的正向進(jìn)行。
[0020](2)通過采用循環(huán)過濾系統(tǒng)，可以促使電鍍液流動，起到攪拌作用，并將電鍍過程中差生的雜質(zhì)過濾掉,保證電鍍?nèi)芤旱馁|(zhì)量。
[0021](3)通過采用溫控系統(tǒng)，可以保證電鍍過程中所需的最佳溫度，保證電鍍環(huán)境的穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為實施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為實施例1中電鍍槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為實施例1中電鍍槽槽蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4a_圖4b分別為實施例1中陰極的主視圖和側(cè)向剖視圖；
[0026]圖5a-圖5b分別為實施例1中壓環(huán)的主視圖和側(cè)向剖視圖；
[0027]圖中各附圖標(biāo)記及其指示的組件分別為:1_真空閥，2-電鍍槽，3-槽蓋、4-導(dǎo)電架，5-熱電偶，6-測溫電阻，7-溫控儀，8-釋壓閥，9-電鍍液，10-陽極，11-循環(huán)過濾系統(tǒng)，12-陰極，13-循環(huán)閥門，14-密封圈，15-測溫電阻孔，16-加熱管孔，17-支架，18-螺紋孔，19-金屬壓片，20-導(dǎo)電孔，21-沉頭孔，22-密封墊圈。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的技術(shù)方案作更為具體的說明。
[0029]本實施例涉及的一種新型真空電鍍裝置，其適合于高深寬比微納器件的電鍍，包括電鍍槽、循環(huán)過濾系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)等組成部分。
[0030]其中，電鍍槽包括槽體和槽蓋，槽蓋與槽體密封連接，且圍合形成密封中空腔體。
[0031]參閱圖1所示，電鍍槽2作為電沉積反應(yīng)的場所，其內(nèi)腔設(shè)有導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，且在電鍍槽上還分布有真空抽氣孔、釋壓孔、進(jìn)液口、出液口等。
[0032]進(jìn)一步的，在所述電鍍槽的槽壁上，且位于電解液液面上方的位置處分別設(shè)有真空抽氣孔和釋壓孔，所述真空抽氣孔經(jīng)帶有真空閥I的管路與抽真空裝置連通，而釋壓孔還與帶有釋壓閥8的管路連通。
[0033]進(jìn)一步的，所述電鍍槽的相對兩側(cè)的槽壁下端部還分別設(shè)有進(jìn)液口和出液口，所述進(jìn)液口和出液口與電鍍槽外的循環(huán)過濾系統(tǒng)11連通。
[0034]顯然的，為滿足電鍍槽與抽真空裝置、釋壓閥、循環(huán)過濾裝置等的連接要求，還可在電鍍槽上設(shè)置真空閥口、釋壓閥口、循環(huán)閥口等。
[0035]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)可采用水平設(shè)置的導(dǎo)電架4，所述導(dǎo)電架設(shè)置于電鍍槽內(nèi)，且固定于電解液液面上方，所述陰極12和陽極10的一端部與所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)連接，并可在所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)上滑動，另一端部伸入電解液中。
[0036]進(jìn)一步的，所述循環(huán)過濾系統(tǒng)11可包括濾芯(例如過濾棉芯)、用以將濾芯與所述進(jìn)液口和出液口連通的管路以及設(shè)置在所述進(jìn)液口與濾芯之間和/或所述出液口與濾芯之間的管路上的泵體等。
[0037]進(jìn)一步的，所述溫控系統(tǒng)可包括分別與盛裝于電解槽內(nèi)的電解液接觸的熱電偶5和測溫電阻6，且所述熱電偶和測溫電阻還與電解槽外的溫控儀7連接。
[0038]進(jìn)一步的，前述抽真空裝置可以包含真空泵、真空反饋裝置及其管路等。
[0039]再請參閱圖2-3所示，槽蓋3為定型槽蓋，外圈設(shè)有密封圈14，確保在電鍍過程中電鍍槽內(nèi)的真空度。
[0040]進(jìn)一步的，在槽蓋頂部可設(shè)有測溫電阻孔15和加熱管孔16等，方便與外部溫度控制裝置進(jìn)行配合。
[0041]又及，在本實用新型中陰極亦可稱為陰極夾具，其可用于將待電鍍的工件固定，并實現(xiàn)與電源的連接。
[0042]參閱圖4a_5b，該陰極12可包括用以固定工件的壓環(huán)和支架，所述支架一端部與固定壓環(huán)固定連接，并且所述支架一端部還連接有用以將工件壓在固定壓環(huán)上的導(dǎo)電壓片(例如金屬壓片19)，同時，所述工件與壓環(huán)之間還設(shè)有密封墊圈22。其中支架可包括一絕緣材料(如PP材料)制備的殼狀件，其上端設(shè)有導(dǎo)電孔20。在電鍍時，可通過該導(dǎo)電孔及固定于支架內(nèi)部的導(dǎo)線將導(dǎo)電機(jī)構(gòu)與導(dǎo)電壓片和工件電連接，保證工件和外部電路可以形成回路。而藉由前述壓環(huán)和密封圈，可含有防止電鍍時電鍍液滲透到夾具內(nèi)部。前述支架和壓環(huán)兩部分可通過絕緣螺母聯(lián)接。
[0043]利用該真空電鍍裝置進(jìn)行低真空電沉積的過程為:
[0044]電鍍開始前，將工件，例如電鍍硅片基底放入陰極夾具之中，然后將金屬壓片固定住硅片，用絕緣螺母擰緊。
[0045]將配置好的電鍍液倒入電鍍槽中，將陰、陽極按適當(dāng)距離放置在電鍍槽內(nèi)的導(dǎo)電架上，將槽蓋密閉蓋住。
[0046]開啟真空抽氣裝置，設(shè)定真空值，開啟溫控系統(tǒng)，設(shè)定電鍍液溫度，開啟循環(huán)過濾系統(tǒng)，待電鍍液溫度穩(wěn)定后，接通陰、陽極電鍍電源。
[0047]電鍍過程中，產(chǎn)生的氣體由于電鍍液表面張力的原因,會溢出，氣體會隨著抽真空裝置被抽出到通風(fēng)孔中。
[0048]電鍍結(jié)束后，關(guān)閉循環(huán)過濾系統(tǒng)、抽真空裝置和循環(huán)過濾系統(tǒng)，打開釋壓閥，待電鍍槽恢復(fù)常壓后，打開槽蓋，將電鍍好的工件取出。
[0049]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不僅可以將電鍍過程中產(chǎn)生的氣體排出，并可以對鍍液進(jìn)行溫度控制和循環(huán)過濾，改善電鍍環(huán)境，節(jié)約電鍍成本，保證電鍍件和電鍍液的質(zhì)量，并提升電鍍液的使用壽命，且尤其適合深孔電鍍。
[0050]需要指出的是，本實用新型所舉實例僅為方便說明，并非對本實用新型任何形式上的限制，若在不脫離本實用新型所提技術(shù)特征范圍內(nèi)，利用本實用新型所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部更動或者修飾等效實施例，并且未脫離本實用新型技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本實用新型技術(shù)特征范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型真空電鍍裝置，其特征在于包括: 電鍍槽，其具有至少用以容置電鍍液、陰極、陽極的密閉中空內(nèi)腔，所述密閉中空內(nèi)腔與抽真空裝置連通； 至少用以調(diào)節(jié)盛裝于電鍍槽內(nèi)的電解液溫度的溫控系統(tǒng)； 以及，至少用以對盛裝于電鍍槽內(nèi)的電解液進(jìn)行循環(huán)過濾的循環(huán)過濾系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型真空電鍍裝置，其特征在于，在所述電鍍槽的槽壁上，且位于電解液液面上方的位置處分別設(shè)有真空抽氣孔和釋壓孔，所述真空抽氣孔和釋壓孔還分別與抽真空裝置和帶有釋壓閥的管路連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型真空電鍍裝置，其特征在于，所述電鍍槽下部分別設(shè)有進(jìn)液口和出液口，所述進(jìn)液口和出液口與電鍍槽外的循環(huán)過濾系統(tǒng)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型真空電鍍裝置，其特征在于，所述出液口和出液口分別設(shè)置于電鍍槽的相對的兩側(cè)槽壁底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的新型真空電鍍裝置，其特征在于，所述循環(huán)過濾系統(tǒng)包括濾芯、用以將濾芯與所述進(jìn)液口和出液口連通的管路以及設(shè)置在所述進(jìn)液口與濾芯之間和/或所述出液口與濾芯之間的管路上的泵體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型真空電鍍裝置，其特征在于，所述溫控系統(tǒng)包括分別與盛裝于電解槽內(nèi)的電解液接觸的熱電偶和測溫電阻，且所述熱電偶和測溫電阻還與電解槽外的溫控儀連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型真空電鍍裝置，其特征在于，它還包括設(shè)置于電鍍槽內(nèi)，且固定于電解液液面上方的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，所述陰極和陽極的一端部與所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)連接，并可在所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)上滑動，另一端部伸入電解液中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型真空電鍍裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)采用水平設(shè)置的導(dǎo)電架。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的新型真空電鍍裝置，其特征在于，所述陰極包括用以固定工件的壓環(huán)和支架，所述支架一端部與固定壓環(huán)固定連接，并且所述支架一端部還連接有用以將工件壓在固定壓環(huán)上的導(dǎo)電壓片，同時，所述工件與壓環(huán)之間還設(shè)有密封墊圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型真空電鍍裝置，其特征在于，所述電鍍槽包括槽體和槽蓋，所述槽蓋與槽體密封連接。
【文檔編號】C25D19/00GK203715776SQ201420068275
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】苗斌, 李加?xùn)|, 吳東岷 申請人:中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所