专利名称：控制电力线分布的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于电铸工艺上的控制电力线分布的装置及方法。
一般在墨水匣喷嘴片工艺上，对于在喷嘴孔的孔径控制上，大部分是利用遮蔽板及金属导电特性来进行改善，使孔径公差能接近±3cm，以确保墨水喷出量能均匀稳定。
如
图1所示，电铸槽中利用直流电流使一阳极板11上的阳极金属产生氧化反应变成金属离子后，因受电力场作用而在该阳极板11与一阴极板12之间形成电力线13，又该电力线13是受电流密度分布及通电时间长短的影响，电流密度分布越密集则所形成的电力线也越多，而该电力线13较集中的区域越容易造成金属离子还原成金属原子而形成排列堆积的情形。又该数条电力线13的发射并无一固定的位置，因而若无控制该电力线13的遮蔽板，则有该电力线13分布不均的情形发生，且其金属堆积会受电力场分布影响，造成堆积程度有厚薄不一的现象。而又因该阴极板12上受边缘效应的作用，电位差较大，电场较强，因此，若无遮蔽板控制，则边缘所形成的金属膜层会较中间厚。
针对以上的缺点已研究出另一种解决的方法，如图2所示，于一阳极板21及一阴极板22之间加一单孔遮蔽板24，使电力线23能先集中通过该单孔遮蔽板24再发射至该阴极板22上，借此可增加在该阴极板22中间的投射机率，以改善因边缘效应所造成在该阴极板22边缘所形成的金属层会较中间厚的问题，而经过测试，其结果表明其中间与边缘相比差±10μm，与理想值±3μm仍有差距，故其合格率不佳。
由上述说明可知，现有技术还存在以下的缺点1.该阴极板上的金属膜层厚度不均。
2.利用该单孔遮蔽板，反而造成该金属膜层大多向中间分布，致使该金属膜层分布范围过小。
本发明的主要目的是提供一种可避免边缘金属层较中间厚重的问题的控制电力线分布的装置和方法。
为实现上述目的，本发明的应用于电铸工艺的控制电力线分布的装置，它包括一阳极件，它相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子；一阴极件，设于该阳极件的一相对位置上，以接收该离子以于其上形成一特定物质堆积层；一电铸介质，存在于该阳极件与该阴极件间，以传递该离子而形成一电力线；以及一遮蔽装置，设于该阳极板与该阴极板之间，且该装置上具有数个开孔，以使该电力线穿过该数个开孔均匀发射至该阴极板上。
根据上述构想，控制电力线分布的装置中该阴极件为一阴极板，且其材质为钛或铬。
根据上述构想，控制电力线分布的装置中该阴极件为一阴极板，且其材质为钛或铬。
根据上述构想，控制电力线分布的装置中该阳极件与该阴极件的间距为15～30cm。
根据上述构想，控制电力线分布的装置中该电铸介质是由铵基磺酸镍、氯化镍及硼酸所组成。
根据上述构想，控制电力线分布的装置中该遮蔽装置与该阴极板间距为1～5cm。
根据上述构想，控制电力线分布的装置中该遮蔽装置为一多孔遮蔽板，且该数个开孔面积由中间自两旁依序变小且两两对称，又其开孔间距皆相同。
根据上述构想，控制电力线分布的装置中该多孔遮蔽板的开孔面积大小是介于π(1.5cm)2～π(0.5cm)2之间。
为实现上述目的，本发明的应用于电铸工艺的控制电力线分布的方法，该方法包括下列步骤(a)提供一电铸槽，该电铸槽包括一阳极件及一阴极件，该阳极件相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子，又具有一电铸介质，存在于该阳极件与该阴极件间，以传递该离子而形成一电力线；(b)提供一遮蔽装置，设于该阳极板与该阴极板之间，且该装置上具有数个开孔；(c)通一电流于该阳极板与该阴极板间，以相应于其电流密度产生该电力线；以及(d)加强该电流以提高该电流密度。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(a)所示，其中该阳极件是为一阳极板，且其材质为镍。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(a)所示，其中该阴极件是为一阴极板，设于该阳极件的一相对位置上，以接收该离子以于其上形成一特定物质堆积层，且其材质为钛或铬。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(a)所示，其中该阳极件与该阴极件的间距为15～30cm。
根据上述构想，控制电力线分布的装置中如步骤(a)所示，其中该电铸介质是由铵基磺酸镍、氯化镍及硼酸所组成。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(b)所示，其中该遮蔽装置与该阴极板间距为1～5cm。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(b)所示，其中该遮蔽装置为一多孔遮蔽板，且该数个开孔面积由中间自两旁依序变小且两两对称，又其开孔间距皆相同。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中其中该多孔遮蔽板的开孔面积大小是介于π(1.5cm)2～π(0.5cm)2之间。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(c)所示，其中该电流密度为2.5～5DM。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(c)所示，其中该电力线通过穿过该遮蔽装置中的数个开孔以均匀发射至该阴极板上，并沉积该特定物质堆积层于该阴极板上。
根据上述构想，控制电力线分布的方法还包括步骤(d)之前取下该遮蔽装置一步骤(d0)，以增加该阴极板周缘沉积的厚度。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(d)所示，当该阴极板上均匀沉积该特定物质堆积层时即可加强该电流强度。
根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(d)所示，提高该电流密度至5～10DM，以增加后续沉积速度。
采用本发明的上述方案，本发明所提供的控制电力线分布的装置和方法可改善在现有技术中仅以单孔遮蔽板作为控制电力线分布的方式所造成电力线多往该阴极板中间的区域分布的问题，进而可使该金属膜层厚度更平均及分布范围更符合所需。
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。
图1是现有的的电铸装置示意图；图2是现有的的电铸装置中另加一单孔遮蔽板的示意图；图3(a)是本发明较佳实施例的电铸装置示意图；图3(b)是本发明较佳实施例的电铸装置中的多孔遮蔽板的示意图；图4是本发明较佳实施例的电铸装置中移除一多孔遮蔽板的示意图。
请参见图3(a)，它是本发明较佳实施例的装置示意图，它包括一阳极板31、一阴极板32及一多孔遮蔽板34，其中该阳极板31与该阴极板32是位于相对的位置上，其间距为15～30cm，且该多孔遮闭板34设于该阳极板31与该阴极板32之间，并与该阴极板距离为1～5cm，又该阳极板31的材料为镍，该阴极板32、321则为一玻璃板上镀钛，该多孔遮蔽板34为一不导电材质，例如压克力板。
由于在电解槽中包括有铵基磺酸镍、氯化镍及硼酸等电铸介质，当通一电流于该阳极板即会解离出金属离子，且所解离出的金属离子因为受电力场作用，会在该阳极板31与该阴极板32之间形成电力线33，借助该电力线33可在该阴极板上使金属离子还原成金属原子，若该数条电力线33较集中的区域其所堆积排列的金属原子也越多，又该电力线33分布是受边缘效应所影响，因此易于阴极板边缘形成金属膜层，故本发明于该阳极板31与该阴极板32之间加该多孔遮闭板34，如图3(b)所示，该多孔遮闭板34的特点是在其上有数个依直线排列的开孔35，而该数个开孔35孔径由中间自两旁依序变小且两两对称，又其孔径间距大小皆相同，其中该多孔遮蔽板的开孔面积大小是介于π(1.5cm)2～π(0.5cm)2之间，又因开孔35孔径越大越可以增加该电力线33发射至中央的机率，而两侧开孔35孔径较小即可阻挡部份该电力线33发射至该阴极板32上，即可改善因边缘效应所造成金属薄膜层分布不均的情形。
本发明的另一解决方法为在电铸工艺的前半段时间先通以小电流(该电流密度为2.5～5DM)并配合多孔遮蔽板34的运用，即可使该电力线33较平均集中于该阴极板中间的区域，以形成金属堆积，如图4所示，当该阴极板上均匀沉积该特定物质堆积层时，即可取下该多孔遮蔽板，并加强电流(此时电流密度为5～10DM)，使该电力线43不再受控制并乱射在阴极板42上，因而边缘在此时成长厚度较中间快，还能趋于平衡，使该阴极板42上的金属膜层厚度能较为平均且分布范围能较符合理想值(约±3μm)。
综上所述，本发明于上述较佳实施力中所提供的控制电力线分布的装置，即可改善在现有技术中仅以单孔遮蔽板作为控制电力线分布的方式所造成电力线多往该阴极板中间的区域分布的问题，进而可使该金属膜层厚度更平均及分布范围更符合所需。
权利要求
1.一种应用于电铸工艺上的控制电力线分布的装置，它包括一阳极件，它相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子；一阴极件，设于该阳极件的一相对位置上，以接收该离子以于其上形成一特定物质堆积层；一电铸介质，存在于该阳极件与该阴极件间，以传递该离子而形成一电力线；以及一遮蔽装置，设于该阳极板与该阴极板的间，且该装置上具有数个开孔，可使该电力线穿过该数个开孔均匀发射至该阴极板上。
2.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述阳极件为一阳极板，且其材质为镍。
3.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述阴极件为一阴极板，且其材质为钛或铬。
4.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述阳极件与所述阴极件的间距为15～30cm。
5.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述电铸介质由铵基磺酸镍、氯化镍及硼酸所组成。
6.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述遮蔽装置与所述阴极板间距为1～5cm。
7.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述遮蔽装置为一多孔遮蔽板，且所述数个开孔面积由中间自两旁依序变小且两两对称，又其开孔间距皆相同。
8.如权利要求7所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述多孔遮蔽板的开孔面积大小是介于π(1.5cm)2～π(0.5cm)2之间。
9.一种应用于电铸工艺上的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤(a)提供一电铸槽，所述电铸槽包括一阳极件及一阴极件，所述阳极件，相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子，又具有一电铸介质，存在于所述阳极件与所述阴极件间，以传递所述离子而形成一电力线；(b)提供一遮蔽装置，设于所述阳极板与所述阴极板之间，且所述装置上具有数个开孔；(c)通一电流于所述阳极板与所述阴极板间，以相应于其电流密度产生所述电力线；以及(d)加强所述电流以提高所述电流密度。
10.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述阳极件为一阳极板，且其材质为镍。
11.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述阴极件为一阴极板，设于所述阳极件的一相对位置上，以接收所述离子以于其上形成一特定物质堆积层，且其材质为钛或铬。
12.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述阳极件与所述阴极件的间距为15～30cm。
13.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述电铸介质由铵基磺酸镍、氯化镍及硼酸所组成。
14.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述遮蔽装置与所述阴极板间距为1～5cm。
15.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述遮蔽装置为一多孔遮蔽板，且所述数个开孔面积由中间自两旁依序变小且两两对称，又其开孔间距皆相同。
16.如权利要求15所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述多孔遮蔽板的开孔面积大小是介于π(1.5cm)2～π(0.5cm)2之间。
17.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述电流密度为2.5～5DM。
18.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述电力线通过穿过所述遮蔽方法中的数个开孔以均匀发射至所述阴极板上，并沉积所述特定物质堆积层于所述阴极板上。
19.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，还包括在步骤(d)之前的取下所述遮蔽装置的步骤(d0)，以增加所述阴极板周缘沉积的厚度。
20.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，当所述阴极板上均匀沉积所述特定物质堆积层时即可加强所述电流强度。
21.如权利要求9所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，还包括提高所述电流密度至5～10DM，以增加后续沉积速度。
全文摘要
本发明为一种应用于电铸工艺上的控制电力线分布的装置及方法,所述装置包括:一阳极件,它相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子;一阴极件,设于该阳极件的一相对位置上,以接收该离子以于其上形成一特定物质堆积层;一电铸介质,存在于该阳极件与该阴极件间,以传递该离子而形成一电力线;以及一遮蔽装置,设于该阳极板与该阴极板之间,且该装置上具有数个开孔,可使该电力线穿过该数个开孔均匀发射至该阴极板上。
文档编号C25D1/00GK1372018SQ0110837
公开日2002年10月2日 申请日期2001年2月28日 优先权日2001年2月28日
发明者莫自治, 郭嘉雄, 辜垣清, 何理志 申请人:研能科技股份有限公司