镀铜系统技术方案

本发明专利技术公开了一种镀铜系统，包括水中导电阳极结构、外部电源、控制单元、主电镀单元、氧化铜粉末储存释放单元及氧化铜粉末搅拌溶解单元，其中水中导电阳极结构、主电镀单元及外部电源形成电气回路，外部电源依据输出电力而产生用电输出信号，控制单元依据用电输出信号控制氧化铜粉末储存释放单元释放氧化铜粉末，并经氧化铜粉末搅拌溶解单元传输至主电镀单元。因此，镀液的铜离子是由氧化铜粉末储存释放单元所释放的氧化铜粉末并经氧化铜粉末搅拌溶解单元而获得补充，由控制单元依据外部电源的用电输出信号而控制，藉以实现自动镀铜添加功能。

【技术实现步骤摘要】
镀铜系统
本专利技术涉及一种镀铜系统，尤其是在镀铜制程中通过控制单元依据外部电源所提供的电力来控制氧化铜粉末及光泽剂释放至主电镀单元的镀液中。
技术介绍
铜的导电性及加工性能良好，是铜箔制造业、印刷电路板产业或电气相关产业中相当重要的导电材料，可当作电气连接线路或电路图案。而铜的导电度深受纯度的影响，所以如何提高铜的纯度并保持电气、厚度、表面特性的均一性，一直以来都是产业界努力的目标。 通常，制造电路板导体铜可包括化学镀铜制程或电镀铜制程，其中化学镀铜制程是利用适当的还原剂将铜离子还原成金属铜，而电镀铜制程主要是利用电力将铜离子还原成金属铜。由于电镀铜制程的制程简单，具有较成熟的工艺，且质量容易掌握，是目前较为主要的制程。 此外，在电镀铜制程中，必须经常补充铜源至镀液中，以维持电镀铜的质量，所以一般是利用由铜或铜合金所制作的阳极，在通电下，将金属铜氧化成铜离子而释放至镀液中，这种方式称为可溶性阳极，比如磷铜阳极。然而，可溶性阳极会随着电镀的进行而消耗并改变形状，进而影响镀液中的电流分布，使得电镀铜的厚度、电气特性不均一。因此，可使用不溶性阳极改善此问题，不溶性阳极主要是利用惰性材料制成，比如铱钽阳极、白金钛阳极、钛包铜阳极，并以氧化铜或其它铜盐当作铜源，有利于镀液流通并有效控制镀液中阳极及阴极之间的电场分布，进而控制电流密度分布，提高电镀铜厚度及电气特性的均一性。 在电镀铜过程中，镀液的铜离子会局部减少，慢慢消耗，但是须保持在特定的较佳温度范围内，才能得到高质量的电镀铜，所以需要采取适当措施，通常是利用空气、机械、溶液喷射(solut1n jet)或移动镀件等方法进行搅拌。因此，部分镀液会因搅动所产生的气泡而被带出，并附着在附近的机具上，同时进而因蒸发液而影响镀铜厚度分布不均，析出硫酸铜晶体而影响机具的电气特性，比如增加阳极与阳极杆之间接触电阻值。 此外，现有技术中氧化铜的添加操作是先测量镀液中的铜离子浓度，再加入适当量的氧化铜于镀液中，这样不仅耗费人力，且很难维持制程条件的一致性，尤其无法达到高质量、高效率的自动化制作。 因此，很需要一种镀铜系统，其能依据电力消耗而自动估算出镀液中损失的铜离子含量，进而释放适当量的氧化铜粉末以补充铜源，并补充适量的添加剂(即光泽剂)，来实现高质量自动化镀铜制程，并解决上述现有技术的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种镀铜系统，其包括水中导电阳极结构、外部电源、控制单元、主电镀单元、氧化铜粉末储存释放单元以及氧化铜粉末搅拌溶解单元，其中水中导电阳极结构、主电镀单元及外部电源依次连接而形成电气回路，而水中导电阳极结构包括导电性容器、固定元件及浸泡液，外部电源依据输出电力而产生用电输出信号，控制单元依据用电输出信号控制氧化铜粉末储存释放单元释放氧化铜粉末，并经氧化铜粉末搅拌溶解单元而至主电镀单元。因此，镀液的铜离子是由氧化铜粉末储存释放单元所释放的氧化铜粉末而获得补充，且由控制单元依据外部电源的用电输出信号而控制，来实现自动镀铜添加功能。 所述主电镀单元至少包括不溶性阳极、阴极、主电镀槽、镀液及搅拌装置，其中镀液包含硫酸、硫酸铜及光泽剂等，且镀液容置于主电镀槽中，而不溶性阳极、阴极浸泡于镀液中，搅拌装置用于搅拌镀液溶解。所述水中导电阳极结构的浸泡液可以是纯水或去离子水，容置于导电性容器内，并由固定元件将不溶性阳极固定至导电性容器，使得不溶性阳极可经水中导电阳极结构而电气连结至外部电源的正极。 由于主电镀单元的阴极是电气连接外部电源的负极，因此，当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，将镀液中的水氧化而产生氧气，同时镀液中的铜离子被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以形成导通的电气回路。 因此，镀液中损失的铜离子是由氧化铜粉末储存释放单元所释放的氧化铜粉末而获得补充，且由控制单元依据外部电源的用电输出信号而控制，藉以实现自动镀铜添加功倉泛。 【附图说明】 图1是本专利技术所公开的镀铜系统的结构示意图；图2是本专利技术所公开的镀铜系统中的水中导电阳极结构示意图。 附图标记说明:10_水中导电阳极结构，11-导电性容器，13-固定元件，15-浸泡液，30-外部电源，40-控制单元，50-主电镀单元，51-不溶性阳极，53-阴极，55-主电镀槽，57-镀液，59-搅拌装置，59a-注气机，59b-注气管，70-氧化铜粉末储存释放单元，71-氧化铜之储存筒，73-推进装置，75-氧化铜粉末，80-氧化铜粉末搅拌溶解单元，81-搅拌溶解槽，83-搅拌棒，85-搅拌液，B-气泡，D20、D21、D23、D25、D27、D40_方向，1-电流，PUP2-帮浦，TlO-光泽剂储存筒。 【具体实施方式】 以下配合附图及附图标记对本专利技术之实施方式做更详细的说明，俾使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。 参阅图1，为本专利技术镀铜系统的示意图。如图1所示，本专利技术的镀铜系统主要包括至少一水中导电阳极结构10、外部电源30、控制单元40、主电镀单元50、氧化铜粉末储存释放单元70以及氧化铜粉末搅拌溶解单元80，可用以实现自动添加铜源的功能，其中水中导电阳极结构10、外部电源30及主电镀单元50依序串接而形成电气回路，系用以实现镀铜功倉泛。 外部电源30系用以提供电力。 主电镀单元50至少包括至少一不溶性阳极51、阴极53、主电镀槽55、镀液57及其搅拌装置59，其中镀液57是容置于主电镀槽55内，且不溶性阳极51及阴极53是浸泡于镀液57中，搅拌装置59是用以搅拌镀液57，改善主电镀单元50的铜离子均匀度。 不溶性阳极51具有钩状前端，且可为铱钽阳极、白金钛阳极，也可由钛、钛镀白金、钛镀钝金/抗腐蚀金属钝化层、或抗腐蚀导电非金属而构成，而该抗腐蚀导电非金属系包括石墨。阴极53可当作被镀件，比如印刷电路板的基板。镀液57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。不溶性阳极51及阴极53是浸泡于镀液57中。为获得较均一性的电流分布，以提高电镀品质，可将该等不溶性阳极51对称性配置于阴极53的二侦牝如图1中所示。然而，本专利技术的范围系不受限于此，而是可涵盖不溶性阳极51的其它配置方式。 搅拌装置59可包括注气机59a及注气管59b，其中注气机59a连接注气管59b，且注气管59b进一步穿设或配管连接于主电镀槽55内，使得注气机59a经由注气管59b而将空气注入镀液57中以产生气泡B，藉由气泡B在镀液57中上升产生扰动而搅拌镀液57。要注意的是，本专利技术搅拌方式的范围并不未受限于上述的实例，而是可涵盖镀液搅拌的其它方式，例如机械、溶液喷射式振动镀件方式以进行搅拌。 主电镀单元50的不溶性阳极51的一端经由相对应的水中导电阳极结构10而电气连接至外部电源30的正极，主电镀单元50的阴极53电气连接至外部电源30的负极。控制单元40电气连接至外部电源30，用以侦测外部电源30的输出电力。 氧化铜粉末储存释放单元70包括氧化铜之储存筒71、推进装置73及氧化铜粉末75,而氧化铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀铜系统，其特征在于，所述镀铜系统包括一外部电源，用以提供电力，并依据所提供的电力而产生并输出一用电输出信号； 一主电镀单元，包括至少一不溶性阳极、一阴极、一主电镀槽、一镀液及一搅拌装置，其中每个不溶性阳极具有钩状前端，所述镀液容置于所述主电镀槽内，且所述镀液至少包含氢离子及金属离子，该金属离子包括铜离子、镍离子、锌离子及铬离子的至少其中之一，而所述不溶性阳极及该阴极浸泡于该镀液中，所述搅拌装置用来搅拌该镀液；至少一水中导电阳极结构，包括一导电性容器、至少一固定元件以及一浸泡液，其中该导电性容器及该固定元件具有电气导电性，且每个导电性容器为凹槽长条状或U型长条状，用来容置该浸泡液，且该浸泡液为纯水或自来水，该不溶性阳极的钩状前端钩挂至该导电性容器的内侧，并通过该固定元件锁固该不溶性阳极至该导电性容器，部分的该固定元件及部分的该不溶性阳极的钩状前端浸泡于该浸泡液中；一氧化铜粉末储存释放单元，用以储存及释放氧化铜粉末； 一氧化铜粉末搅拌溶解单元，用以接收来自该氧化铜粉末储存释放单元的该氧化铜粉末，并混合来自该主电镀单元的镀液，经搅拌溶解以形成含铜离子溶液；以及一控制单元，接收该外部电源所输出的用电输出信号，并依据该用电输出信号以控制该氧化铜粉末储存释放单元而释放该氧化铜粉末至该主电镀单元中，以当作铜源， 其中该外部电源的一正极经由电气导电线而电气连接至该导电性容器，且该电气导电线在终端的接线端子由该固定元件而锁固至该导电性容器，该主电镀单元的阴极电气连接该外部电源的一负极，以使得该外部电源提供电力时，该主电镀单元将该镀液中的铜离子还原成金属铜而在该阴极上析出。...

【技术特征摘要】
1.一种镀铜系统，其特征在于，所述镀铜系统包括一外部电源，用以提供电力，并依据所提供的电力而产生并输出一用电输出信号； 一主电镀单元，包括至少一不溶性阳极、一阴极、一主电镀槽、一镀液及一搅拌装置，其中每个不溶性阳极具有钩状前端，所述镀液容置于所述主电镀槽内，且所述镀液至少包含氢离子及金属离子，该金属离子包括铜离子、镍离子、锌离子及铬离子的至少其中之一，而所述不溶性阳极及该阴极浸泡于该镀液中，所述搅拌装置用来搅拌该镀液； 至少一水中导电阳极结构，包括一导电性容器、至少一固定元件以及一浸泡液，其中该导电性容器及该固定元件具有电气导电性，且每个导电性容器为凹槽长条状或U型长条状，用来容置该浸泡液，且该浸泡液为纯水或自来水，该不溶性阳极的钩状前端钩挂至该导电性容器的内侧，并通过该固定元件锁固该不溶性阳极至该导电性容器，部分的该固定元件及部分的该不溶性阳极的钩状前端浸泡于该浸泡液中； 一氧化铜粉末储存释放单元，用以储存及释放氧化铜粉末； 一氧化铜粉末搅拌溶解单元，用以接收来自该氧化铜粉末储存释放单元的该氧化铜粉末，并混合来自该主电镀单元的镀液，经搅拌溶解以形成含铜离子溶液；以及 一控制单元，接收该外部电源所输出的用电输出信号，并依据该用电输出信号以控制该氧化铜粉末储存释放单元而释放该氧化铜粉末至该主电镀单元中，以当作铜源， 其中该外部电源的一正极经由电气导电线而电气连接至该导电性容器，且该电气导电线在终端的接线端子由该固定元件而锁固至该导电性容器，该主电镀单元的阴极电气连...

【专利技术属性】
技术研发人员：周治雲，傅新民，谭桂明，
申请(专利权)人：商实企业有限公司，
类型：发明
国别省市：塞舌尔;SC