一种可调控电场式制具的制作方法 专利技术说明

电解或电泳工艺的制造及其应用技术1.本发明涉及电镀制具技术领域，具体为一种可调控电场式制具。背景技术：2.传统的电镀金属沉积层走向越来越薄化，传统的电镀金属沉积层越薄，是因其片电阻效应易造成外圈厚内圈薄之结果。铜柱凸块技术是近年来三维集成电路制程中逐渐获得大量采用的技术，也在各种应用领域崭露头角。由于铜柱可透过使用电镀方式制作；因此，铜柱电镀系统成为在3dic产业中常见的制程应用系统。一般在3dic产业的制程上，通常是在具有图案的硅基板或者是在印刷电路板上以电镀的方式形成铜柱。而在电镀的过程中，最重要的是让电镀所形成的铜柱高度具有均匀性，因此如何电镀出具有高度均匀性的铜柱即为电镀技术最重要的效能指标之一。3.在习知的电镀铜柱技术中，为了在电镀进行时，溶液中的铜离子在不同区域产生不同速度的沉积，以便让电镀后的铜柱高度能均匀，通常从电镀制程所需用到的不溶性阳极板的结构上着手。广泛使用的网状结构分区不溶性阳极板。该不溶性阳极板系由复数阳极网状结构组成，再以非导体将阳极钛网区隔；其中，内圈为一个独立阳极钛金属网外层均包覆一层氧化铱(iro2)，外圈为另一个独立阳极钛金属网外层均包覆一层氧化铱(iro2)，当各自提供之不同单位电流输入时，该网状结构中会传送不同速率的铜离子沉积在被镀物上，希望藉以达到控制不同电流来达成制程结束后产品良好的均匀性。4.上述的方法是将不同电流的阳极，在片电阻效应产品上改变沉积速率，将外厚内薄之电镀结果改善成整面均匀的厚度。依实物上的结果而言，其均匀性普遍在10％上下。由于现有的铜柱电镀设备中，除非更换不同的阳极板，否则阳极板的形状都是固定不变，无法因产品特性改变做出及时调整。因此习知技术常利用再加一阳极遮板来改善其铜柱高度的均匀性，但在制程过程中，常因为阴极的si基板或者pcb板的图案不同，导致该阳极遮板的图案与遮蔽范围也要随之变更，徒增实验上或者是量产在线的不便与降低效率。因此，虽然利用阳极遮板确实可改善均匀性不佳的情形，但仍有其极限存在。如何有效地解决此问题，实系本领域人士所需思量所在。技术实现要素：5.本发明的目的在于提供一种可调控电场式制具，以解决背景技术中提出的问题。6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可调控电场式制具，包括电镀槽体，所述电镀槽体的内侧滑动连接有调控机构，所述调控机构上设置有密封机构和密封组件；所述调控机构用于固定放置待镀物置于电镀槽体中，所述电镀槽体的内部盛装有电镀液，用于对调控机构上的待镀物进行电镀；7.所述调控机构包括挂架、第一导电片、第二导电片(可控电场导电片亦包含二片以上之复数片)、导电框、电线组件和接电组件，所述电镀槽体的内侧滑动连接有挂架，所述挂架内部开设有与电镀槽体相对应的矩形通槽，所述挂架的内侧固定连接有第一导电片，所述挂架的内侧且在第一导电片的外侧固定连接有第二导电片，所述电镀槽体的内侧且在第二导电片的外侧固定连接有导电框，所述第一导电片、第二导电片和导电框靠近电镀槽体中心的一侧固定连接有电线组件，所述挂架的上部固定连接有接电组件。8.进一步的，所述电线组件的结构包括第一电线、第二电线、第三电线、第四电线、第五电线和第六电线，所述导电框靠近挂架中心的一侧上部中间位置固定连接有第四电线，所述导电框靠近挂架中心的一侧下部中间位置固定连接有第二电线，所述导电框靠近挂架中心的一侧且远离第二电线、第四电线一侧的中间位置固定连接有第三电线，所述导电框的一侧还固定连接有第一电线，所述第一电线与导电框的接点设置在第三电线与导电框接点的相对侧，所述第一导电片靠近挂架中心的一侧固定连接有第五电线，所述第二导电片靠近挂架中心的一侧固定连接有第六电线。9.在产品密封安装完毕后，通过外置电源，对第一接电块接入负电流，第一接电块上的电流经由导电框再传递到第三导电片上，再通过第三导电片传递到产品上使产品表面带负电，吸引铜离子(cu2+)进而进行电镀，由于客户的尺寸越来越大，设计第一接电块通过第一电线、第二电线、第三电线和第四电线与导电框固定连接，使得电流分布更加平均，提高电镀效果；10.随后根据产品的特性，对第三接电块通入负电，对第二接电块通入正电，使得第一导电片通入负电吸引铜离子，加速铜离子沉积，第二导电片通入正电推斥铜离子，减缓铜离子沉积，且根据产品的特性，控制通入第一导电片、第二导电片电量大小，进而达到将被镀物以不同速率的沉积进而达到良好的均匀度；针对第一、第二导电片(或更多)之电流可为正负、正正(大小不同正电流)、负负(大小不同负电流)、负正等各种排列组合。11.进一步的，所述接电组件的结构包括第一接电块、第二接电块和第三接电块(或更多)，所述挂架的上部内侧固定连接有第一接电块、第二接电块和第三接电块，所述第一接电块、第二接电块和第三接电块从上到下依次排列，所述第一接电块与第一电线、第二电线、第三电线和第四电线为固定连接，所述第二接电块与第六电线为固定连接，所述第三接电块与第五电线为固定连接。(或更多)12.进一步的，所述密封机构包括气囊、顶升座、圆柱凸块、弹片和水滴形开口，所述挂架的内侧卡接有气囊，所述挂架的内侧且在气囊的外侧卡接有顶升座，所述顶升座远离气囊的一侧固定连接有分布均匀的圆柱凸块，所述挂架的内侧且在顶升座的外侧卡接有弹片，所述弹片上开设有分布均匀的水滴形开口。13.进一步的，所述密封组件包括隔板、垫板、产品、密封框、固锁别针和第三导电片，所述挂架的内侧且在第一导电片、第二导电片的外侧固定连接有隔板，所述挂架的内侧且在隔板的外侧卡接有垫板，所述垫板的内侧卡接有产品，所述产品远离垫板的一侧设置有密封框，所述密封框的内侧卡接有第三导电片，所述密封框靠近第三导电片的一侧固定连接有分布均匀固锁别针，所述固锁别针与水滴形开口相对应。14.将气囊、顶升座、弹片依次卡接到挂架的内侧，随后将垫板卡接到挂架的内侧，然后将产品卡接到垫板的内侧，下一步将第三导电片卡接到密封框的内侧，然后将密封框上的固锁别针插入到挂架的内部与弹片上的水滴形开口相对应，此时第三导电片外侧部位与导电框接触，内圈部位与产品接触；15.进一步的，所述挂架的上部开设有吊装孔，所述吊装孔的外侧设置有金属框，所述金属框通过螺钉与挂架为固定连接。16.进一步的，所述挂架上均设置有矩形框，所述矩形框将第一导电片、第二导电片和导电框隔绝开来，所述隔板将第二导电片、导电框与产品隔绝开来，所述垫板将产品与导电框隔绝开来。17.由于挂架的内部开设有与气囊相对应的通孔，且通孔内设置有连接管，连接管的一端与气囊相连接，使得通过外置的气泵与连接管的另一端连接，启动外置气泵，使得气体通过连接管对气囊进行充气，气囊充气后将顶升座、圆柱凸块顶起，由于顶升座、弹片的边缘处都有凹凸不平的设计，利用此特性将顶升座、弹片卡扣在气囊外侧且在挂架内侧凹槽内，圆柱凸块在顶起的过程中推动弹片内圈向外翘起，使得密封框上的固锁别针由水滴形开口的大边伸入，平移至小边；18.随后将气囊消气，使得顶升座、弹片逐渐恢复到初始状态，在此过程中，将固锁别针下拉，进而将密封框拉紧，进而实现了产品自动密封安装的目的；19.进一步的，所述顶升座、弹片的轴向外侧均设置有凸棱，所述挂架的内侧开设有与凸棱相对应的凹槽，所述挂架上开设有与气囊、顶升座和弹片相对应的卡槽。20.进一步的，所述挂架上开设有与气囊相对应的通孔，所述通孔内设置有连接管，所述连接管的一端与气囊连通，所述气囊关于挂架对称设置。21.进一步的，还包括用于固定产品的手动组件，所述手动组件包括橡胶环和梅花螺钉，所述密封框通过梅花螺钉与挂架固定连接，所述橡胶环卡接在第三导电片与密封框之间；22.所述产品为圆形设计，所述密封机构和密封组件为手动设计。23.当采用手动密封时，将各组件依次安装后，通过外置工具利用梅花螺钉将密封框与挂架相固定安装。24.进一步的，亦可以依照电镀需求设计为单面电镀挂架或双面电镀挂架；25.进一步的，第一导电片、第二导电片之排列方式可为一复数组合方式、一圆形方式、或其他任意方式；第一导电片、第二导电片之表面具有一层导电耐酸碱膜；26.进一步的，挂架与密封框可由抗腐蚀且不与电路板制成过程中所使用之化学药剂相作用的材料制成，例如铁氟龙之类的材料。27.进一步的，第三导电片执行将电流由导电框表面导电到产品上，并由密封框上设置的防漏密封条将第三导电片、导电框及产品边缘完全密封，保持导电部件完全干燥。28.进一步的，密封机构与密封组件可设计还可设计为气压缸式、簧片式，气压缸式是为将气囊、顶升座、弹片和垫板移除，利用气缸取代，挂架上的气压缸扣紧密封环上的固锁别针，达到密封效果。29.进一步的，产品类型不局限于圆形与方形，可根据客户需求变化。30.与现有技术相比，本发明提供了一种可调控电场式制具，具备以下有益效果：31.1、该可调控电场式制具，通过挂架、第三导电片、导电框、第一接电块、第一电线、第二电线、第三电线、第四电线将负电流平均导入被镀物四周边缘；再利用第三接电块连接第一导电片(带负电电场)和第二接电块连接第二导电片(带正电电场)之间的配合作用不仅可改变铜离子的吸引力或推斥力，亦可同时改变不同位置的吸引力大小或推斥力大小，利用人为直接控制电场导板通电时的电量、正负电，使得铜离子的沉积速率不同进而提升产品电镀厚度的均匀性。可改善现今所广泛使用的可溶或不溶性分区阳极板以及阳极遮板之不足处。由于铜柱电镀广泛应用于3dic的产业上，因此能够控制电镀后的铜柱，使其高度具有均匀性，而且通过设置有四条电线与导电框相连，使得电流分布更加平均，提高电镀效果。32.2、该可调控电场式制具，通过增加控制沉积速率之设计，则可达到控制铜柱高度均匀性的目的，解决了现有技术中不同电流的阳极，在片电阻效应产品上改变沉积速率，将外厚内薄之电镀结果改善成整面均匀的厚度。其均匀性普遍在10％上下，均匀性低下，现有技术中利用再加一阳极遮板来改善其铜柱高度的均匀性，但在制程过程中，常因为阴极的si基板或者pcb板的图案不同，导致该阳极遮板的图案与遮蔽范围也要随之变更，徒增实验上或者是量产在线的不便与降低效率的问题。33.3、该可调控电场式制具，通过密封机构和密封组件将导电部件密封进行电镀。传导电流部件皆在干燥环境，不会因导体浸泡在药液中在表面长出金属层影响使用寿命和被镀物的均匀度。附图说明34.图1为本发明实施例一中制具整体的分解立体结构示意图；35.图2为本发明实施例一中密封机构、密封组件和挂架的组合式分解立体结构示意图；36.图3为本发明实施例一中密封机构、密封组件另一角度组合式分解立体结构示意图；37.图4为本发明实施例一中接电组件的立体结构示意图；38.图5为本发明实施例一中调控机构的立体结构示意图；39.图6为本发明实施例一中第一导电片、第二导电片和导电框的立体结构示意图；40.图7为本发明实施例一中电线组件的立体结构示意图；41.图8为本发明实施例二中制具整体的分解立体结构示意图；42.图9为本发明实施例二中手动组件的分解立体结构示意图。43.图中：1、电镀槽体；2、调控机构；21、挂架；22、第一导电片；23、第二导电片；24、导电框；25、电线组件；251、第一电线；252、第二电线；253、第三电线；254、第四电线；255、第五电线；256、第六电线；26、接电组件；261、第一接电块；262、第二接电块；263、第三接电块；3、密封机构；31、气囊；32、顶升座；33、圆柱凸块；34、弹片；35、水滴形开口；4、密封组件；41、隔板；42、垫板；43、产品；44、密封框；45、固锁别针；46、第三导电片；5、金属框；6、手动组件；61、橡胶环；62、梅花螺钉。具体实施方式44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。45.实施例一46.请参阅图1-图7，一种可调控电场式制具，包括电镀槽体1，电镀槽体1的内侧滑动连接有调控机构2，调控机构2上设置有密封机构3和密封组件4；调控机构2用于固定放置待镀物置于电镀槽体1中，电镀槽体1的内部盛装有电镀液，用于对调控机构2上的待镀物进行电镀；47.调控机构2包括挂架21、第一导电片22、第二导电片23、导电框24、电线组件25和接电组件26，电镀槽体1的内侧滑动连接有挂架21，挂架21内部开设有与电镀槽体1相对应的矩形通槽，挂架21的内侧固定连接有第一导电片22，挂架21的内侧且在第一导电片22的外侧固定连接有第二导电片23，电镀槽体1的内侧且在第二导电片23的外侧固定连接有导电框24，第一导电片22、第二导电片23和导电框24靠近电镀槽体1中心的一侧固定连接有电线组件25，挂架21的上部固定连接有接电组件26。48.进一步的，电线组件25的结构包括第一电线251、第二电线252、第三电线253、第四电线254、第五电线255和第六电线256，导电框24靠近挂架21中心的一侧上部中间位置固定连接有第四电线254，导电框24靠近挂架21中心的一侧下部中间位置固定连接有第二电线252，导电框24靠近挂架21中心的一侧且远离第二电线252、第四电线254一侧的中间位置固定连接有第三电线253，导电框24的一侧还固定连接有第一电线251，第一电线251与导电框24的接点设置在第三电线253与导电框24接点的相对侧，第一导电片22靠近挂架21中心的一侧固定连接有第五电线255，第二导电片23靠近挂架21中心的一侧固定连接有第六电线256。49.在产品43密封安装完毕后，通过外置电源，对第一接电块261接入正电流，第一接电块261上的电流导电框24再传递到第三导电片46上，再通过第三导电片46传递到产品43上，吸引铜离子进而进行电镀，由于第一接电块261通过第一电线251、第二电线252、第三电线253和第四电线254与导电框24固定连接，使得电流分布更加平均，提高电镀效果；50.随后根据产品43的特性，对第三接电块263通入负电，对第二接电块262通入正电，使得第一导电片22通入负电吸引铜离子，加速铜离子沉积，第二导电片23通入正电推斥铜离子，减缓铜离子沉积，且根据产品43的特性，控制通入第一导电片22、第二导电片23电量大小，进而达到将被镀物以不同速率的沉积进而达到良好的均匀度；51.进一步的，接电组件26的结构包括第一接电块261、第二接电块262和第三接电块263，挂架21的上部内侧固定连接有第一接电块261、第二接电块262和第三接电块263，第一接电块261、第二接电块262和第三接电块263从上到下依次排列，第一接电块261与第一电线251、第二电线252、第三电线253和第四电线254为固定连接，第二接电块262与第六电线256为固定连接，第三接电块263与第五电线255为固定连接。52.进一步的，密封机构3包括气囊31、顶升座32、圆柱凸块33、弹片34和水滴形开口35，挂架21的内侧卡接有气囊31，挂架21的内侧且在气囊31的外侧卡接有顶升座32，顶升座32远离气囊31的一侧固定连接有分布均匀的圆柱凸块33，挂架21的内侧且在顶升座32的外侧卡接有弹片34，弹片34上开设有分布均匀的水滴形开口35。53.进一步的，密封组件4包括隔板41、垫板42、产品43、密封框44、固锁别针45和第三导电片46，挂架21的内侧且在第一导电片22、第二导电片23的外侧固定连接有隔板41，挂架21的内侧且在隔板41的外侧卡接有垫板42，垫板42的内侧卡接有产品43，产品43远离垫板42的一侧设置有密封框44，密封框44的内侧卡接有第三导电片46，密封框44靠近第三导电片46的一侧固定连接有分布均匀固锁别针45，固锁别针45与水滴形开口35相对应。54.将气囊31、顶升座32、弹片34依次卡接到挂架21的内侧，随后将垫板42卡接到挂架21的内侧，然后将产品43卡接到垫板42的内侧，下一步将第三导电片46卡接到密封框44的内侧，然后将密封框44上的固锁别针45插入到挂架21的内部与弹片34上的水滴形开口35相对应，此时第三导电片46外侧部位与导电框24接触，内圈部位与产品43接触；55.进一步的，挂架21的上部开设有吊装孔，吊装孔的外侧设置有金属框5，金属框5通过螺钉与挂架21为固定连接。56.进一步的，挂架21上均设置有矩形框，矩形框将第一导电片22、第二导电片23和导电框24隔绝开来，隔板41将第二导电片23、导电框24与产品43隔绝开来，垫板42将产品43与导电框24隔绝开来。由于挂架21的内部开设有与气囊31相对应的通孔，且通孔内设置有连接管，连接管的一端与气囊31相连接，使得通过外置的气泵与连接管的另一端连接，启动外置气泵，使得气体通过连接管对气囊31进行充气，气囊31充气后将顶升座32、圆柱凸块33顶起，由于顶升座32、弹片34的边缘处都有凹凸不平的设计，利用此特性将顶升座32、弹片34卡扣在气囊31外侧且在挂架21内侧凹槽内，圆柱凸块33在顶起的过程中推动弹片34内圈向外翘起，使得密封框44上的固锁别针45由水滴形开口35的大边伸入，平移至小边；57.随后将气囊31消气，使得顶升座32、弹片34逐渐恢复到初始状态，在此过程中，将固锁别针45下拉，进而将密封框44拉紧，进而实现了产品43自动密封安装的目的；58.进一步的，顶升座32、弹片34的轴向外侧均设置有凸棱，挂架21的内侧开设有与凸棱相对应的凹槽，挂架21上开设有与气囊31、顶升座32和弹片34相对应的卡槽。59.进一步的，挂架21上开设有与气囊31相对应的通孔，通孔内设置有连接管，连接管的一端与气囊31连通，气囊31关于挂架21对称设置。60.实施例二61.如图8、9所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：62.本实施例中，还包括用于固定产品43的手动组件6，手动组件6包括橡胶环61和梅花螺钉62，密封框44通过梅花螺钉62与挂架21固定连接，橡胶环61卡接在第三导电片46与密封框44之间；63.产品43为圆形设计，密封机构3和密封组件4为手动设计。64.当采用手动密封时，将各组件依次安装后，通过外置工具利用梅花螺钉62将密封框44与挂架21相固定安装。65.本实施例的具体使用方式与作用：66.使用时，首先将气囊31、顶升座32、弹片34依次卡接到挂架21的内侧，随后将垫板42卡接到挂架21的内侧，然后将产品43卡接到垫板42的内侧，下一步将第三导电片46卡接到密封框44的内侧，然后将密封框44上的固锁别针45插入到挂架21的内部与弹片34上的水滴形开口35相对应，此时第三导电片46外侧部位与导电框24接触，内圈部位与产品43接触；67.由于挂架21的内部开设有与气囊31相对应的通孔，且通孔内设置有连接管，连接管的一端与气囊31相连接，使得通过外置的气泵与连接管的另一端连接，启动外置气泵，使得气体通过连接管对气囊31进行充气，气囊31充气后将顶升座32、圆柱凸块33顶起，由于顶升座32、弹片34的边缘处都有凹凸不平的设计，利用此特性将顶升座32、弹片34卡扣在气囊31外侧且在挂架21内侧凹槽内，圆柱凸块33在顶起的过程中推动弹片34内圈向外翘起，使得密封框44上的固锁别针45由水滴形开口35的大边伸入，平移至小边；68.随后将气囊31消气，使得顶升座32、弹片34逐渐恢复到初始状态，在此过程中，将固锁别针45下拉，进而将密封框44拉紧，进而实现了产品43自动密封安装的目的；69.在产品43密封安装完毕后，通过外置电源，对第一接电块261接入负电流，第一接电块261上的电流经由导电框24再传递到第三导电片46上，再通过第三导电片46传递到产品43上，吸引铜离子进而进行电镀，由于第一接电块261通过第一电线251、第二电线252、第三电线253和第四电线254与导电框24固定连接，使得电流分布更加平均，提高电镀效果；70.随后根据产品43的特性，对第三接电块263通入负电，对第二接电块262通入正电，使得第一导电片22通入负电吸引铜离子，加速铜离子沉积，第二导电片23通入正电推斥铜离子，减缓铜离子沉积，且根据产品43的特性，控制通入第一导电片22、第二导电片23电量大小及正负电各种排列组合，进而达到将被镀物以不同速率的沉积进而达到良好的均匀度；71.当采用手动密封时，将各组件依次安装后，通过外置工具利用梅花螺钉62将密封框44与挂架21相固定安装。手动梅花螺钉亦可设计为气压缸、簧片、气囊等等密封方式。72.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。









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