本发明涉及集成电路元器件制备技术领域，具体是一种批量电镀金属热沉元件的阴极装置。
背景技术：
在集成电路制造领域中，电镀技术由于其具有工作条件简单，制备金属种类多样等特点，常常用于金属薄膜制备。当前，电镀设备多用于晶圆级线性生长、晶圆级选择性生长，tsv制备等晶圆级表面加工技术。电镀设备所用的电镀阴极装置也相应的采用多点夹持方式实现晶圆夹持。
值得注意的是，集成电路领域中的功率器件在工作时，释放大量热量，需及时从工作环境疏导至外部环境，最常用的疏导方法就是在功率器件上加装金属热沉元件。由于，功率器件普遍尺寸较小，且外形多种多样，导致了金属热沉元件的尺寸同样较小、外形结构多样，通常只有几个毫米，很多结构属于非标体式结构。
这样势必大大提升了金属热沉元件的电镀难度。原因在于：一、金属热沉元件外形尺寸纤细，现有电镀阴极装置无法夹持；二，不同于晶圆表面电镀的平面式技术，金属热沉元件多为体式电镀，即需对体表面进行均匀电镀，现有电镀阴极装置无法提供较高的均匀性，不具备使用价值。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种批量电镀金属热沉元件的阴极装置，该阴极装置能够批量地实现金属热沉元件的表面电镀，结构简单、安装方便、成本低，稳定性好，且电镀均匀性高，满足金属热沉元件的电镀要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种批量电镀金属热沉元件的阴极装置，包括装载罩壳与装载托盘，所述装载罩壳呈圆锥台状，装载罩壳顶面设有导电片，装载罩壳的底边设有导电环；装载罩壳的壳壁设有电镀液通孔阵列，装载罩壳的壳壁还内嵌设有一组金属引线,金属引线顶端与导电片相连接、底端与导电环相连接；所述装载托盘与装载罩壳底部螺纹配合连接，形成对金属热沉元件的装载腔，装载托盘盘面设有一组电镀液穿流孔；
所述导电片中心设有螺孔，装载罩壳顶部设有与螺孔同心的安装孔，安装孔内穿设有螺纹配合的导电柱，导电柱用于和电镀设备阴极接口螺纹连接。
进一步的，所述导电柱由上至下分为电极部、中间保护部、连接部与底端保护部，电极部与电镀设备阴极接口螺纹连接，中间保护部外周套设有螺纹配合的保护套，连接部与装载罩壳顶部螺纹配合相连，底端保护部连接有保护堵头。
进一步的，所述保护套的顶面与底面分别设有密封槽，密封槽内设有密封环。
进一步的，所述装载托盘内设有密封圈，密封圈与导电环底面形成密封配合。
进一步的，所述装载罩壳顶部的安装孔为包含上螺孔与下螺孔的台阶螺孔，上螺孔与导电柱螺纹配合，下螺孔与保护堵头螺纹配合。
进一步的，所述金属引线包含四根，均匀间隔分布于装载罩壳的壳壁内。
本发明的有益效果是：
一、本装置无需对金属热沉元件进行夹持，通过装载罩壳与装载托盘使使金属热沉元件被批量地容纳于装载腔内，电镀液由电镀液通孔阵列以及电镀液穿流孔进入装载腔，实现对金属热沉元件的电镀；结构简单、安装方便、成本低，稳定性好，且电镀均匀性高，满足金属热沉元件的电镀要求；
二、装载罩壳呈喇叭状的设计，能够增大金属热沉元件在电镀电场垂直方向上的的摊铺面积，获得更好的电镀效果；
三、通过密封环、保护套以及保护堵头，使导电柱所有部分都不与电镀液直接接触，避免额外电镀、损伤导电柱的螺纹结构、浪费贵重金属；并且采用螺纹连接的方式，一方面易于装卸，另一方面在螺纹咬合时，通过内、外螺纹之间的摩擦，能够完全去除连接处金属的自然氧化层，提高欧姆接触质量，降低接触电阻，提供稳定的电镀工艺电流；
四、密封圈对导电环底面进行隔离保护，使导电环只有内壁与电镀液接触，提高电镀效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的爆炸示意图；
图3是本发明中装载罩壳的放大示意图；
图4是本发明中装载罩壳的仰视立体图；
图5是本发明中装载罩壳的剖视图；
图6是本发明中导电柱的放大示意图；
图7是本发明中保护套的放大示意图；
图8是本发明中保护套的仰视立体图；
图9是本发明中保护堵头的放大示意图；
图10是导电柱与保护套以及保护堵头的配合示意图；
图11是本发明中装载托盘的放大示意图。
具体实施方式
结合图1与图2所示，本发明提供一种批量电镀金属热沉元件的阴极装置，包括装载罩壳1与装载托盘2；结合图3～5所示，装载罩壳1呈圆锥台状，装载罩壳1顶面设有导电片3，装载罩壳1的底边内侧设有导电环4；装载罩壳1的壳壁设有电镀液通孔阵列5，装载罩壳1的壳壁还内嵌设有一组金属引线6,金属引线6顶端与导电片3相连接、底端与导电环4相连接；作为优选的，所述金属引线6包含四根，均匀间隔分布于装载罩壳1的壳壁内。
导电片3中心设有螺孔3a，装载罩壳1顶部设有与螺孔3a同心的安装孔7，安装孔7内穿设有螺纹配合的导电柱8，导电柱8也与螺孔3a螺纹配合。导电柱8用于和电镀设备阴极接口螺纹连接。安装孔7为包含上螺孔7a与下螺孔7b的台阶螺孔。
结合图6所示，导电柱8由上至下分为电极部8a、中间保护部8b、连接部8c与底端保护部8d。
结合图7～10所示，电极部8a用于和电镀设备阴极接口螺纹连接，中间保护部8b外周套设有螺纹配合的保护套9，连接部8c与装载罩壳1顶部螺纹配合相连，底端保护部8d连接有保护堵头10。保护套9的顶面与底面分别设有上密封槽9a与下密封槽9b，两个密封槽内分别设有上密封环11a与下密封环11b。上密封环11a使保护套9与电镀设备阴极接口之间密封,下密封环11b使保护套9与导电片3之间密封。
所述上螺孔7a与导电柱的连接部8c螺纹配合，下螺孔7b与保护堵头10螺纹配合。保护堵头10的内壁设有内螺纹、外壁设有外螺纹，保护堵头10的内壁与底端保护部8d螺纹配合、外壁与下螺孔7b螺纹配合。
结合图11所示，装载托盘2与装载罩壳1底部螺纹配合连接，形成容纳金属热沉元件的装载腔，装载托盘2盘面设有一组电镀液穿流孔12。装载托盘内设有密封圈13，密封圈13与导电环4底面形成密封配合。
使用时，先将一批待电镀的金属热沉元件放入装载罩壳1，然后拧上装载托盘2，使金属热沉元件被容纳于装载罩壳1与装载托盘2形成的装载腔内；通过导电柱8将本装置和电镀设备阴极接口螺纹连接，电镀时，本装置倾斜地浸入电镀液中，导电柱8在通电的同时进行旋转，电流经导电柱8、导电片3、金属引线6传递至导电环4；装载罩壳1、装载托盘2、保护套9、保护堵头10均为绝缘材料，电镀时，只有导电环4的内壁与电镀液接触，电镀液由电镀液通孔阵列5以及电镀液穿流孔12进入装载腔，实现对金属热沉元件的电镀。电镀时，装载罩壳1跟随导电柱8旋转，使得其内部的金属热沉元件不断地翻滚变换位置，从而保证各个金属热沉元件都能被均匀地电镀，提高电镀效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。