TWM522954U - 電沉積設備 - Google Patents

Description

電沉積設備

本新型創作是有關於一種沉積設備，且特別是有關於一種電沉積設備。

在電沉積製程中，當工件尺寸長達數十米時，不易建置巨型電鍍處理槽以進行電沉積。因此，需要以3D鍍著成型的方法沉積金屬，而所謂3D鍍著成型的方式，具體而言就是屬於電沉積製程中的刷鍍。

應用刷鍍進行電沉積時，某些金屬（例如鉻）的沉積效率不高，不易還原析出並有離子化的傾向。為解決上述問題，電沉積過程中需要使用高電流密度。然而，刷鍍設備會因為高電流密度通過而發熱，且高溫又會導致金屬沉積的效率變差。

本新型創作提供一種電沉積設備，可有效控制刷鍍製程的溫度且提高金屬沉積效率。

本新型創作的電沉積設備，包括刷鍍頭。刷鍍頭包括多個通道，且每一通道在刷鍍頭的同一面具有一開口。

在本新型創作的一實施例中，上述刷鍍頭具有多個柱狀結構構成多個通道。

在本新型創作的一實施例中，上述刷鍍頭具有開口的面包括平面或弧面。

在本新型創作的一實施例中，上述電沉積設備還可包括電源供應器。電源供應器電性連接刷鍍頭與被鍍工件。

在本新型創作的一實施例中，上述電沉積設備還可包括與刷鍍頭相連的握把。

在本新型創作的一實施例中，上述電沉積設備還可包括鍍液回收裝置。

在本新型創作的一實施例中，上述電沉積設備還可包括鍍液輸入裝置，用以供應鍍液至刷鍍頭。

在本新型創作的一實施例中，上述刷鍍頭還可包括鍍液輸入管道，用以使鍍液輸入通道。

在本新型創作的一實施例中，上述電沉積設備還可包括鍍液回收裝置與泵。鍍液回收裝置用以回收鍍液。泵則用以將回收的鍍液輸入上述鍍液輸入裝置。

在本新型創作的一實施例中，上述刷鍍頭中的多個通道為等距分布或不等距分布。

在本新型創作的一實施例中，位於上述刷鍍頭的邊緣之通道的寬度比位於刷鍍頭的中心之通道的寬度大。

在本新型創作的一實施例中，上述電沉積設備還可包括摩擦墊。摩擦墊至少包覆刷鍍頭具有上述開口的那一面。

在本新型創作的一實施例中，上述電沉積設備還可包括間隔件。間隔件設置於刷鍍頭具有上述開口的那一面。

在本新型創作的一實施例中，上述刷鍍頭還可包括連接多個通道的連通道。

在本新型創作的一實施例中，上述刷鍍頭還可包括連接連通道的排氣孔。

在本新型創作的一實施例中，上述電沉積設備還可包括蓋板。所述蓋板設置於刷鍍頭具有開口的那一面，其中蓋板包括多個通孔，多個通孔分別連接開口。

在本新型創作的一實施例中，上述蓋板還包括多個盲孔，盲孔不與上述開口連通。

在本新型創作的一實施例中，上述通孔具有固定孔徑。

在本新型創作的一實施例中，上述通孔靠近刷鍍頭之孔徑大於遠離刷鍍頭之孔徑。

在本新型創作的一實施例中，上述通孔包括點狀通孔、狹縫式通孔、虛線型通孔或其組合。

在本新型創作的一實施例中，上述蓋板還可包括連接多個通孔的連通道。

在本新型創作的一實施例中，上述刷鍍頭還可包括連接上述蓋板之連通道的排氣孔。

基於上述，本新型創作所提出的電沉積設備可藉由刷鍍頭中的通道，使電沉積的過程中刷鍍頭的反應面積增加並且使刷鍍頭端部的電流密度提高，因此可提高金屬的沉積效率。此外，上述通道的空間可作為鍍液的暫存區，並藉由暫存區內的鍍液來沖擊冷卻操作中高溫的刷鍍頭尖端，故可避免高溫導致金屬沉積效率變差的問題。再者，藉由具有多個通道的刷鍍頭之設計，還可減輕刷鍍頭的重量，故可使刷鍍頭的操作更為容易。

為讓本新型創作的上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本新型創作的第一實施例的一種電沉積設備的示意圖。

請參照圖1，電沉積設備100包括刷鍍頭102，其中刷鍍頭102包括多個通道104，且通道104在刷鍍頭102的同一面102a都具有開口104a。電沉積設備100還具有電源供應器106分別電性連接刷鍍頭102與被鍍工件108，且由於圖1中的刷鍍頭102是與一握把110相連，所以可透過握把110間接與刷鍍頭102電性連接。在本實施例中，刷鍍頭102的表面102a為平面，然而在其他實施例中此面102a亦可為弧面或對應不同形狀的被鍍工件108而設計成對應的形狀，本新型創作不以平面為限。本新型創作中不以刷鍍頭102的形狀為限，只要刷鍍頭102中包括通道104即屬於本新型創作的範疇中，所屬技術領域中具有通常知識者可依產品設計需求來改變刷鍍頭102的形狀；舉例來說，刷鍍頭102也可以是圓餅型，並配合適當的握把，即可應用於旋轉式刷筆。再者，藉由具有多個通道104的刷鍍頭102之設計，可減輕刷鍍頭102的重量，故可使刷鍍頭102更為容易操作。電沉積設備100還可在對應被鍍工件108的位置設置鍍液回收裝置112，用以回收自被鍍工件108滴下的鍍液。至於鍍液則可利用外加的鍍液輸入裝置114，用以於電鍍期間供應鍍液至刷鍍頭100。在其他實施例中，鍍液輸入裝置114亦可透過握把110中的管路(未繪)，而將鍍液輸入刷鍍頭102內並到達被鍍工件108。

在本實施例中，鍍液是選自金(Au)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、銅(Cu)、鈷(Co)、鋅(Zn)、錫(Sn)、鎢(W)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、銦(In)、鉻(Cr)等鍍液。譬如：鈷鎳、鎢鎳、磷鎳、鐵鎳、鎘鎳、鎘鋅、磷鈷鎳、鎳鋅、鋅錫、錫鉛、銻銅錫、銦銅等合金鍍液。另外，所述鍍液也可選自金屬與氧化物、金屬與氮化物或金屬與無機物的複合鍍液。

在圖1中，刷鍍頭100內的通道104是呈現狹縫式的通道，但本新型創作並不限於此。第一實施例的刷鍍頭也可如圖2A與圖2B所示。

在圖2A中，刷鍍頭200具有多個柱狀結構202構成多個通道204，由於通道204是柱狀結構202構成，所以其端部會產生尖端放電，故可進一步提高電流密度，並藉由使用具有高電流密度的刷鍍頭200，避免某些金屬(例如是鉻)不易還原析出的問題。而且，圖2A的柱狀結構202之頂面202a雖為平面，但可依照需求將其設計成弧面或其他形狀。在圖2B中，刷鍍頭204中的通道206是凹洞式通道，且其開口206a呈點狀分布。當柱狀結構202彼此分離時，在操作電沉積設備100的過程中可於柱狀結構103a與靠近工件114一側的端部產生尖端放電，故可進一步提高電流密度。藉由使用具有高電流密度的刷鍍頭102a，可避免某些金屬(例如是鉻)不易還原析出的問題。

圖3是依照本新型創作的第二實施例的一種電沉積設備的示意圖。

請參照圖3，本實施例的電沉積設備300與第一實施例類似，包括刷鍍頭302、位於刷鍍頭302內的多個通道304、電源供應器306、被鍍工件308、鍍液回收裝置312與鍍液輸入裝置314。在第二實施例中，被鍍工件308是裝設在電極板310上，所以電源供應器306是分別電性連接刷鍍頭300與電極板310。另外，可藉由泵318，將鍍液回收裝置312中回收的鍍液，輸入鍍液輸入裝置314，再進入刷鍍頭302內的鍍液輸入管道316。此外，電沉積過程中會產生氣泡，而氣泡的產生可能導致反應面積變小且易發生燒焦的情形。因此，鍍液輸入管道316也可改為排氣孔使用，藉由排氣孔的設計可將電沉積過程中所產生的氣泡排出，故可避免隨著電沉積過程的進行發生反應面積變小以及燒焦的問題。此外，藉由連接多個通道304之連通道320，可引導通道304中產生的氣泡使其排出。若是連通道320的位置較低，還可使通道304中的鍍液經由連通道320均勻混合。另外，電沉積設備100還可包括摩擦墊322，至少包覆刷鍍頭302具有開口304a的面302a。在進行電沉積期間，刷鍍頭302電性連接電源供應器306的正極，而被鍍工件308透過電極板310電性連接到電源供應器108的負極，使得刷鍍頭302、鍍液與被鍍工件308進行氧化還原反應，而在被鍍工件308上還原出欲鍍的金屬。上述磨擦墊322設置於刷鍍頭302與被鍍工件308之間，可避免刷鍍頭302與被鍍工件308發生短路的問題，且磨擦墊322可使鍍液通過。

在圖3中，刷鍍頭300內的通道304為等距分布，並具有相同的寬度；但本新型創作並不限於此。第二實施例的刷鍍頭也可如圖4所示。

請參照圖4，其中的刷鍍頭400的通道402a~402b為不等距分布，譬如位於刷鍍頭400的邊緣之通道402a的寬度w1比位於刷鍍頭400的中心之通道402b的寬度w2大。因為溫度上升會導致金屬沉積效率變差，所以這樣的設計能改善刷鍍頭302的邊緣區域因電流密度較大，而造成邊緣區域溫度過熱的情形。

圖5是依照本新型創作的第三實施例的一種電沉積設備的剖面示意圖。

請參照圖5，第三實施例的電沉積設備500除了有刷鍍頭502、位於刷鍍頭502內的多個通道504、電源供應器508、被鍍工件510、電極板512等構件，還有設置於刷鍍頭502具有開口504a的面502a上的間隔件506。所述間隔件506因為設置於刷鍍頭502與被鍍工件510之間，所以能避免刷鍍頭502與被鍍工件510發生短路的問題，其作用與圖3中的摩擦墊322類似。

圖6A是依照本新型創作的第四實施例的一種電沉積設備之剖面示意圖。

請參照圖6A，第四實施例的電沉積設備600除了有刷鍍頭602、位於刷鍍頭602內的多個通道604、電源供應器606、被鍍工件608、電極板610、摩擦墊612等構件，還有設置於刷鍍頭602具有開口604a的面602a的一蓋板614。所述蓋板614包括多個通孔616，其立體圖如圖6B所示，且蓋板614的通孔616分別連接刷鍍頭602的開口604a。這個蓋板614與刷鍍頭602之間的連結，可利用外加固定件(未繪)或者插槽、卡隼等接合部(未繪)來達成。蓋板614的作用在於調節刷鍍頭602內鍍液輸出液量，所以蓋板614的通孔616除了如圖6A是固定孔徑d1，還可以有不同的變化。

圖6C是依照本新型創作的第四實施例的另一種電沉積設備之剖面示意圖，其中使用與圖6A相同的元件符號代表相同或類似的構件。如圖6C所示，蓋板618中也有多個通孔620，其立體圖如圖6D所示。但通孔620靠近刷鍍頭602之孔徑d2大於遠離刷鍍頭602之孔徑d3，所以在刷鍍頭602移動過程中，能使鍍液更容易形成渦流，而增加刷鍍頭602的散熱效果。

圖6E是依照本新型創作的第四實施例的又一種電沉積設備之剖面示意圖，其中使用與圖6A相同的元件符號代表相同或類似的構件。圖6E的蓋板622可同時設有通孔624以及連接通孔624的連通道626，其立體圖如圖6F所示。連通道626的作用與圖3的連通道320類似，可與刷鍍頭602內設置的排氣孔602b連通，而排出電沉積過程形成的氣泡，以進一步避免反應面積變小以及燒焦的問題。另外，排氣孔602b也可變更為連接至鍍液輸入裝置的通道，來供應鍍液至刷鍍頭602。

圖7是第四實施例的蓋板之其他變形例的立體示意圖。在圖7中，蓋板700還可包括多個盲孔702。盲孔702是朝向被鍍工件(608)而不與開口(604a)連通。在電沉積過程中，盲孔702可作為另一個鍍液暫存的空間，使鍍液均勻分布在被鍍工件(608)上而提高電沉積的均勻性。此外，蓋板700的通孔可依照需求做不同的設計與分布，例如點狀通孔704、狹縫式通孔706、虛線型通孔708或其組合，本新型創作不以通孔704~708的形狀為限，所屬技術領域中具有通常知識者可依產品需求調整其形狀與分布。

綜上所述，本新型創作的電沉積設備具有較佳的沉積效率以及更易為操作。詳而言之，刷鍍頭中具有通道，其可使電沉積的過程中電極的反應面積增加，且使刷鍍頭端部的電流密度提高，故可提高金屬的沉積效率。此外，刷鍍頭中通道的空間可作為鍍液的暫存區，使得暫存區內的鍍液可冷卻操作中溫度提高的刷鍍頭，故可避免電沉積過程中高溫導致金屬沉積效率變差的問題。再者，藉由刷鍍頭中具有多個通道的設計，可減輕刷鍍頭的重量，故可使刷鍍頭更為容易操作。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、300、500、600‧‧‧電沉積設備
102、200、204、302、400、502、602‧‧‧刷鍍頭
102a、202a、206a、302a、502a、602a‧‧‧表面
104、204、206、304、402a、402b、504、604‧‧‧通道
104a、206a、304a、504a、604a‧‧‧開口
106、306、508、606‧‧‧電源供應器
108、308、510、608‧‧‧被鍍工件
110‧‧‧握把
112、312‧‧‧鍍液回收裝置
114、314‧‧‧鍍液輸入裝置
202‧‧‧柱狀結構
310、512、610‧‧‧電極板
316‧‧‧鍍液輸入管道
318‧‧‧泵
320、626‧‧‧連通道
322、612‧‧‧摩擦墊
506‧‧‧間隔件
602b‧‧‧排氣孔
614、618、622、700‧‧‧蓋板
616、620、624、704、706、708‧‧‧通孔
702‧‧‧盲孔
w1、w2‧‧‧寬度
d1、d2、d3‧‧‧孔徑

圖1是依照本新型創作的第一實施例的一種電沉積設備之示意圖。 圖2A與圖2B是第一實施例的刷鍍頭之兩種變形例的立體示意圖。 圖3是依照本新型創作的第二實施例的一種電沉積設備之剖面示意圖。 圖4是第二實施例的刷鍍頭之一種變形例的剖面示意圖。 圖5是依照本新型創作的第三實施例的一種電沉積設備的剖面示意圖。 圖6A是依照本新型創作的第四實施例的一種電沉積設備之剖面示意圖。 圖6B是圖6A中的蓋板之立體示意圖。 圖6C是依照本新型創作的第四實施例的另一種電沉積設備之剖面示意圖。 圖6D是圖6C中的蓋板之立體示意圖。 圖6E是依照本新型創作的第四實施例的再一種電沉積設備之剖面示意圖。 圖6F是圖6E中的蓋板之立體示意圖。 圖7是第四實施例的蓋板之其他變型例的立體示意圖。

100‧‧‧電沉積設備

102‧‧‧刷鍍頭

102a‧‧‧表面

104‧‧‧通道

104a‧‧‧開口

106‧‧‧電源供應器

108‧‧‧被鍍工件

110‧‧‧握把

112‧‧‧鍍液回收裝置

114‧‧‧鍍液輸入裝置

Claims (23)

1. 一種電沉積設備，包括刷鍍頭，所述刷鍍頭包括多個通道以及位在所述刷鍍頭的同一面的多個開口，其中每一所述通道由所述刷鍍頭的內部延伸至每一所述開口。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，其中所述刷鍍頭具有多個柱狀結構構成所述多個通道。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，其中所述刷鍍頭具有所述開口的所述面包括平面或弧面。
4. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，更包括電源供應器，電性連接所述刷鍍頭與被鍍工件。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，更包括握把，與所述刷鍍頭相連。
6. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，更包括鍍液回收裝置。
7. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，更包括鍍液輸入裝置，用以供應鍍液至所述刷鍍頭。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電沉積設備，其中所述刷鍍頭更包括鍍液輸入管道，用以使所述鍍液輸入所述通道。
9. 如申請專利範圍第7項所述的電沉積設備，更包括：鍍液回收裝置，用以回收所述鍍液；以及泵，用以將回收的所述鍍液輸入所述鍍液輸入裝置。
10. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，其中所述刷鍍頭中的所述多個通道為等距分布。
11. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，其中所述刷鍍頭中的所述多個通道為不等距分布。
12. 如申請專利範圍第11項所述的電沉積設備，其中位於所述刷鍍頭的邊緣之所述通道的寬度比位於所述刷鍍頭的中心之所述通道的寬度大。
13. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，更包括摩擦墊，至少包覆所述刷鍍頭具有所述開口的所述面。
14. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，更包括間隔件，設置於所述刷鍍頭具有所述開口的所述面。
15. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，其中所述刷鍍頭更包括連通道，連接所述多個通道。
16. 如申請專利範圍第15項所述的電沉積設備，其中所述刷鍍頭更包括排氣孔，所述排氣孔連接所述連通道。
17. 如申請專利範圍第1項所述的電沉積設備，更包括蓋板，設置於所述刷鍍頭具有所述開口的所述面，其中所述蓋板包括多個通孔，所述多個通孔分別連接所述開口。
18. 如申請專利範圍第17項所述的電沉積設備，其中所述蓋板更包括多個盲孔，所述盲孔不與所述開口連通。
19. 如申請專利範圍第17項所述的電沉積設備，其中所述通孔具有固定孔徑。
20. 如申請專利範圍第17項所述的電沉積設備，其中所述通孔靠近所述刷鍍頭之孔徑大於遠離所述刷鍍頭之孔徑。
21. 如申請專利範圍第17項所述的電沉積設備，其中所述通孔包括點狀通孔、狹縫式通孔、虛線型通孔或其組合。
22. 如申請專利範圍第17項所述的電沉積設備，其中所述蓋板更包括連通道，連接所述多個通孔。
23. 如申請專利範圍第22項所述的電沉積設備，其中所述刷鍍頭更包括排氣孔，所述排氣孔連接所述連通道。