[实用新型]一种用于电沉积加工平面件的装置

说明书

本实用新型公开了一种用于电沉积加工平面件的装置，包括外槽、设置于外槽内的内槽、阴极基底、搅拌板、竖直设置于内槽内的阳极和稳流板。所述的阴极基底竖直设置于外槽内侧壁上，与内槽的不封闭口正对；所述的搅拌板设置于内槽的不封闭口与阴极基底之间，且与阴极基底平行正对放置。此装置工作时，搅拌板作周向平动运动，内槽壁面对阴极基底周边流场的影响被减弱，从而改善了阴极基底表面流场分布。此装置极大地改善了平面电沉积件厚度分布的均匀性。

技术领域

本实用新型涉及一种电化学沉积装置，具体为一种提高电沉积平面件厚度均匀性的用于电沉积加工平面件的装置。

背景技术

厚度分布均匀性是所有电沉积工艺（包括电镀、电铸、电刷镀等）关注的核心指标之一。提高电沉积层厚度均匀性的主要思路是改善电沉积制程的电场分布与流场分布。申请号为201610170809.8的发明专利提出了一种组合运用稳流板（改善电场分布和流场分布）和搅拌板（提供均匀搅拌）的平面件电沉积装置。利用该装置，电沉积层厚度均匀性能得到大幅度提高。但是，该电沉积装置的搅拌板在作周向平动运动对电解液进行搅拌时，电解液的运动因受到内槽壁面阻挡和干扰而出现剧烈变化，从而使阴极基底周边流场与其中心区域的流场不太一样，导致电沉积层的厚度均匀性无法达到理想的要求。为此，本专利对上述装置进行改进。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种改善阴极基底周边流场分布，以进一步提高电沉积层厚度分布均匀性的平面件电沉积装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于电沉积加工平面件的装置，包括外槽、设置于外槽内的内槽、阴极基底、搅拌板、竖直设置于内槽内的阳极和稳流板，其特征在于：所述的内槽为由三个槽壁围成的、含有不封闭口的长方体形槽；所述的阴极基底竖直设置在外槽内侧壁上；所述的阴极基底与不封闭口正对；所述的搅拌板为长方形薄板，设置于不封闭口与阴极基底之间，且与阴极基底平行正对放置；所述的搅拌板距阴极基底的距离可调，且搅拌板的面积大于阴极基底的面积；所述的稳流板设置于内槽的不封闭口处，且与阴极基底平行；所述的不封闭口到阴极基底的距离可调。

所述的不封闭口的高度h1与阴极基底的高度h2、稳流板的高度h3相等，所述的不封闭口的宽度w1与阴极基底的宽度w2、稳流板的宽度w3相等。

所述的搅拌板距阴极基底的距离为1~4mm。

所述的不封闭口距阴极基底的距离为5~8mm。

本实用新型所涉及的工作原理为：内槽的不封闭口处设有竖直放置的稳流板，通过在稳流板上均匀分布的通孔来使得到达阴极基底表面的电解液在到达搅拌板前为流场分布均匀的电解液。此时，搅拌板作周向平动运动的过程中不断通过剪切力作用带动阴极面附近的电解液快速流动起来。内槽为含有不封闭口的长方体形槽，搅拌板设置于不封闭口与阴极基底之间，基本消除内槽壁面对阴极面附近电解液的阻挡和干扰。搅拌板的面积大于阴极基底的面积，且搅拌板侧壁距相应外槽侧壁有一定的距离，搅拌板四周侧壁对电解液造成的不稳定流场缓冲于外槽内的电解液中，对阴极面附近电解液的流场分布影响较小，且外槽壁面对阴极面附近电解液流动的阻挡和干扰的影响较小，甚至可以忽略。由于阴极基底表面电解液主要受搅拌板的搅拌作用，而且搅拌板相对于阴极面各点的运动速度基本相同，使得阴极面上的剪切流强度基本相同。这样使得阴极基底周边流场与其中心区域的流场基本一致，从而形成更均匀的流场分布。

工作时，内槽中的电解液经稳流板流出，变成流速较低且受溶液进入位置和方式影响较小的稳定的流场。阴极基底附近的电解液在搅拌板的搅拌作用下形成稳定且均匀的流场。同时，电解液在搅拌板的带动下，经搅拌板与内槽和阴极基底之间的间隙流出，这样，在实现阴极电沉积过程电解液更新的同时，不至于对阴极面上的流场分布带来较大的影响。流出的电解液汇聚于外槽内，再经过外槽进入电解液循环过滤系统。此外，同时增大或减小内槽的不封闭口距阴极基底的距离和搅拌板距阴极基底的距离，可以使阴极基底表面电解液获得不同流动强度（或搅拌强度）的流场。