[发明专利]电镀方法和装置

权利要求书

1.在至少两个永久性或临时性基底的每一个上同时电沉积金属性材料层的方法，包括下列步骤：

(a)串联电连接多个离子互通性电沉积区；

(b)由单源向至少两个所述离子互通性电沉积区串联供应电力；

(c)将所述至少两个基底中的每一个基底浸在所述离子互通性电沉积区之间共享的水性电解质中；

(d)向每一个基底供应负电荷和向每一基底提供相等电流。

2.权利要求1的方法，用于同时制备多个镀覆的部件，每一部件在其至少一部分上含有电沉积的金属性材料层，其中每一电沉积区具有至少一个阴极区并使其中的基底阴极化，其中每一电沉积区中的电沉积参数为，平均电流密度为5至10,000mA/cm²，正向脉冲接通时间为0.1至10,000毫秒，脉冲断开时间为0至10,000毫秒，反向脉冲接通时间为0至500毫秒，峰值正向电流密度为5至10,000mA/cm²，峰值反向电流密度为5至20,000mA/cm²，频率为0至1000Hz，占空因数为5至100％，电解质温度为0至100℃；作为基底或构成阳极区的工作电极，其转速为0至1,000RPM；电解质pH为0至12；电解质搅拌速率为1至6,000ml/(min·cm²)，在阳极区中覆盖0-95％的几何阳极表面积，且电解质电化学惰性颗粒含量为0至70体积％，其中所得同时镀覆的部件的部件间变化性表现为小于±20％的最大层重量与平均层重量的比率和小于±20％的层重量标准偏差与平均层重量的比率，和在四个或更多个基底的情况下，小于10的峰度。

3.权利要求2的方法，其中在两个串联串中同时电沉积至少四个制品，其中每一串用不同电源供电且其中使所述电源同步以使电沉积区之间的电压波动最小化。

4.权利要求3的方法，其中选择所述电沉积参数以使每一个电沉积的金属性材料层具有20微米～5厘米的厚度，且其中所得部件间的变化性表现为小于±20％的最大层厚度与平均层厚度的比率和小于±20％的层厚度标准偏差与平均层厚度的比率，以及在四个或更多个基底的情况下小于10的峰度。

5.权利要求2的方法，其中选择所述电沉积参数以使电沉积的金属性材料层具有选自2纳米至5,000纳米的平均晶粒度、平均晶粒度超过5,000纳米的粗晶粒微结构和非晶微结构的相同微结构。

6.权利要求2的方法，其中选择所述电沉积参数以使所有电沉积的金属性材料层具有相同的分级晶粒度。

7.根据权利要求2的方法，其中该金属性材料是选自Ag、Au、Cu、Co、Cr、Mo、Ni、Sn、Fe、Pd、Pb、Pt、Rh、Ru和Zn的金属，或者是选自Ag、Au、Cu、Co、Cr、Mo、Ni、Sn、Fe、Pd、Pb、Pt、Rh、Ru和Zn的一种或多种元素和选自B、P、C、S和W的任选一种或多种元素的合金。

8.根据权利要求2的方法，其中所述金属性材料含有：

a.选自Ag、Au、Cu、Co、Cr、Mo、Ni、Sn、Fe、Pd、Pb、Pt、Rh、Ru和Zn的一种或多种金属；

b.选自C、O和S的至少一种元素；和

c.任选地，选自B、P和W的至少一种或多种元素。

9.权利要求2的方法，其中电沉积到整形假体、枪筒、模具、体育用品、手机或汽车部件的基底上。

10.根据权利要求2的方法，其中电沉积到枪筒内部。

11.用于将金属性材料同时电沉积到串联电连接的至少两个基底的表面上的装置，所述装置包含：

(a)电解质井，填充有含有要沉积的金属性材料的离子的电解质溶液；

(b)串联电连接的至少两个镀覆池；

(c)用于从所述井向每一镀覆池供应所述电解质溶液并用于将所述电解质溶液送回所述中心电解质井的电解质循环回路；

(d)每一个镀覆池包含：

(i)至少一个阳极，

(ii)能够容纳和承载任选相对于偷窃电极放置的要镀覆的临时性或永久性基底之一的阴极，和

(iii)用于使镀覆池之间的电压差和分路电流最小化的机构，其选自隔板、同步电源和池间曲折电解质路径，

(e)电连接到至少两个镀覆池上的至少一个电源。

12.用于使用至少两个电源将金属性材料同时电沉积到串联电连接的至少四个基底的表面上的装置，所述装置包含：

(a)电解质井，填充有含有要沉积的金属性材料的离子的电解质溶液；

(b)串联电连接的至少两个镀覆池；

(c)至少两个串，其中每一个串由串联电连接的至少两个镀覆池构成；

(d)用于从所述井向每一镀覆池供应所述电解质溶液并用于将所述电解质溶液送回所述电解质井的电解质循环回路；

(e)至少两个电源，每一个电连接不同的镀覆池串，其中在镀覆周期过程中始终在电流接通时间、断开时间和反向时间以及各自的电流密度方面使电源同步；

(f)各镀覆池包含：

(i)至少一个阳极，

(ii)能够容纳和承载任选相对于偷窃电极放置的要镀覆的临时性或永久性基底之一的阴极，

(iii)含有要沉积的金属性材料的离子的电解质，

(iv)使镀覆池之间的电压差和分路电流最小化的机构，其选自隔板、同步电源和池间曲折电解质路径。