[发明专利]水中导电阳极结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种水中导电阳极结构，尤其是用以串接外部电源及主电镀单元以避免镀液的硫酸铜结晶影响电镀操作。

背景技术

金属铜具有优异的电气传导特性，且来源充足，因此，被大量应用到电气传导用的电线或电路板的电气连接线。由于铜的纯度对导电度的影响很重要，因此，如何制造高纯度铜或铜箔一直以来都业界努力的主要目标，其中电镀铜制程是最重要的制程之一，可直接在基板上形成用于印刷电路板的铜层，或在辊轮上形成厚度均一且表面平整的铜箔。

在习用技术中，常用的电镀铜制程主要是使用包含硫酸铜、光泽剂、螯合剂、缓冲剂及其他添加剂的镀液，藉外部电力还原成高纯度金属铜而在阴极上析出，且由含铜量较低或铜纯度较低的材料所构成的阳极，利用氧化反应将铜氧化成铜离子而溶于镀液中，并释放其中的杂质，藉以提供铜源。这种阳极是直接将铜溶于镀液中，一般称为可溶性阳极，可包括磷铜块，盛装于钛篮中，并成对设置于阴极二侧。不过在电镀过程中，磷铜块的体积逐渐缩小，且表面的解离速度不一，常产生铜屑而崩离，因此需定时停止电镀操作以更换磷铜块并移除崩离的铜屑，造成生产上的不便并影响降低产量。此外，对于特定属性的产品，纯度的要求较高，比如99．9％以上，或甚至高达99．99％，而且需要速度快、厚度薄且均一性佳，而较高电流密度情形下，可溶性阳极容易产生极化，且在电镀过程中，会因阳极的形状改变而容易产生不良的电流分布。因此，一般可使用不溶性阳极，亦即由稳定性较高的材料构成，比如铱钽阳极、白金钛阳极、钛包铜阳极，可制成平板状而设置成平行于阴极，而铜源则由含铜化合物的额外添加物溶于硫酸铜镀液而提供，比如氧化铜。此外，不溶性阳极经常制成网状，有利于镀液的流通，尤其可控制镀液中阳极及阴极之间的电场分布，进而控制电流密度而产生厚度均一的电镀铜层。

此外，为提高电镀的容许电流密度(allowable current density)及降低镀液的温度以改善电镀质量，通常可利用空气、机械、溶液喷射(solution jet)或移动镀件等方法进行搅拌，其中以使用注气机灌入空气形成气泡，藉空气上浮而搅动镀液，是最常使用的方式。然而，上述习用技术的缺点为，镀液中的放升气泡会将部分镀液携出或喷出，进而飘散到镀槽外而附着在周围组件、装置或设备上，尤其是镀液中含有硫酸铜，会在附着后析出固态硫酸铜，影响被附着之组件的电气性能，比如增加电阻。因此，很需要一种水中导电阳极结构，可避免气泡所携带的镀液析出硫酸铜，解决上述习用技术的问题。

发明内容

本发明之主要目的在于提供一种水中导电阳极结构，包括浸泡液、至少一固定组件及至少一导电性容器，可用以串接外部电源及主电镀单元，且主电镀单元至少包括至少一不溶性阳极、阴极、主电镀槽、镀液及搅拌装置，而搅拌装置是用以搅拌镀液，每个不溶性阳极具有钩状前端，并钩挂至导电性容器的内侧，镀液是容置于主电镀槽内，其中浸泡液可为纯水或自来水，是容置于导电性容器内，而部分的固定组件及不溶性阳极是浸泡于该浸泡液中，并藉固定组件将不溶性阳极锁固至导电性容器的内侧，以使得导电性容器及不溶性阳极相互电气连接。

固定组件及导电性容器具电气导电性。外部电源的正极经由电气导电线而电气连接至导电性容器，且该电气导电线是由固定组件而锁固至导电性容器。主电镀单元的阴极连接外部电源的负极。可包含氢离子及金属离子，其中金属离子系包括铜离子、镍离子、锌离子及铬离子的至少其中之一。此外，镀液57还可进一步包含光泽剂、添加剂。

在外部电源提供电力时，电流从外部电源经水中导电阳极结构而流到主电镀单元的不溶性阳极，用以将镀液中的水氧化而产生氧气，同时镀液中的铜离子还原成金属铜而在阴极上析出，进而电流由阴极流到外部电源而形成导通的电气回路，可提供电镀功能。

综述之，与现有技术相比，本发明的优点至少在于：利用固定组件锁固不溶性阳极至导电性容器，并利用导电性容器中的浸泡液，提供散热、冷却作用，藉以有效维持电镀质量，并可解决被气泡带出的镀液因析出硫酸铜所造成的问题，避免电阻增加。

附图说明

图1显示本发明水中导电阳极结构的示意图；

图2显示本发明水中导电阳极结构结合不溶性阳极的部分示意图；

图3显示本发明水中导电阳极结构中固定组件的示意图；