用于电镀的不可渗透基板载体的制作方法

用于电镀的不可渗透基板载体的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于电镀多个基板的基板载体，该基板载体包括：非导电载体主体，其上固定有基板；导电线，其嵌入载体主体；导电汇流条，其嵌入载体主体的顶部侧面并且电连接到导电线；热塑性包覆模制层，其覆盖汇流条的一部分；以及塑料与塑料的粘合部，其位于热塑性包覆模制层与非导电载体主体之间。
【专利说明】用于电镀的不可渗透基板载体
[0001]本申请是2011年7月11日提交、实用新型名称为“用于电镀的不可渗透基板载体”、申请号为201190000585.7 (国际申请号为PCT/US2011/043571)的实用新型专利申请的分案申请。
[0002]相关专利申请的交叉引用
[0003]本专利申请涉及由凯琳娜甘提(Kalyana Ganti)随同本文在同一天提交的、名称为 “Sealed Substrate Carrier for Electroplating”(用于电锻的密封基板载体)的共同拥有的美国专利申请N0.12/889，228 [代理人案卷号10031.006610 (S0187US1)]。本专利申请还涉及由陈安辰(Chen-An Chen)、伊马纽阿巴斯(Emmanuel Abas)、艾德蒙多第维诺(Edmundo Divino)、杰克艾米塔(Jake Ermita)、何塞卡普龙(Jose Capulong)、阿诺卡斯蒂略(Arnold Castillo)、和戴安娜麻(Diana Ma)随同本文在同一天提交的、名称为“Maintainable Substrate Carrier for Electroplating”(用于电锻的可维护基板载体)的共同拥有的美国专利申请N0.12/889，232 [代理人案卷号10031.006620 (S0187US2)]。
[0004]联邦政府资助的研究或开发的声明
[0005]本文所述的实用新型是根据美国能源部授予的合同号DE-FC36-07G017043在政府支持下制造的。政府可在本实用新型中具有某些权利。
【背景技术】
[0006]1.抟术领域
[0007]本实用新型整体涉及电镀领域。更具体地讲，本实用新型涉及用于电镀基板的载体。
[0008]2.相关领域说明
[0009]电镀是一种沉积技术，其可用于在基板上形成金属层。在一些电镀工艺中，阳极可由待沉积的金属制成，阴极可为待电镀的基板。将阳极和阴极均浸入电解质溶液中，并且在阳极和阴极两端施加电压，以使得电流在两者之间流动。这样会造成阳极的金属氧化，从而使金属的离子溶解在溶液中。这样也会造成阴极的金属离子还原，从而在基板上沉积一层金属。在其他电镀工艺中，溶液可具有待电镀的金属的离子，并且阳极可为非消耗性阳极。在这种情况下，金属离子可在电解槽中周期性补充。
[0010]为了有效地电镀大量基板，可使用载体固定多个基板以及在电镀处理期间向那些基板施加电压。载体可用于在不同化学电解槽之间传送基板以及另外用于在冲洗和干燥步骤期间安全地抓握基板。
[0011]本专利申请公开了用于电镀的改进基板载体。
实用新型内容
[0012]本实用新型的目的是提供稳固的基板载体，其在热塑性层和金属层之间具有增强的附着性。
[0013]一个实施例涉及用于电镀多个基板的基板载体。所述基板载体包括:非导电载体主体，其上固定有所述基板；导电线，其嵌入所述载体主体；导电汇流条，其嵌入所述载体主体的顶部侧面并且电连接到所述导电线；热塑性包覆模制层，其覆盖所述汇流条的一部分；以及塑料与塑料的粘合部，其位于所述热塑性包覆模制层与所述非导电载体主体之间。
[0014]根据本实用新型的基板载体，增强的附着性使得密封效果优异。
[0015]本专利申请中还公开了其他实施例、方面和特征。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]当结合以下附图考虑时，通过参见【具体实施方式】和权利要求书可以更完全地理解所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。
[0017]图1为根据本实用新型实施例的不可渗透基板载体的非导电板的内表面的平面图。
[0018]图2为根据本实用新型实施例的非导电板的外表面的平面图。
[0019]图3为根据本实用新型实施例的非导电板的外表面基板固定区域的透视图。
[0020]图4为根据本实用新型实施例的包括导电汇流条和导电线的导电组件的平面图。
[0021]图5A为根据本实用新型实施例的图4导电组件的一部分的第一透视图。
[0022]图5B为根据本实用新型实施例的图4导电组件的一部分的第二透视图。
[0023]图6为示出施加到根据本实用新型实施例的导电汇流条的一部分上的热塑性包覆模制层(或外敷层)的平面图。
[0024]图7为示出根据本实用新型实施例的两块载体板和一个导电组件的粘合中的多个层的剖面图。
[0025]图8为示出夹在根据本实用新型实施例的基板载体上的半导体晶片的透视图。
[0026]图9A为根据本实用新型实施例的第一夹片组件的透视图。
[0027]图9B为示出第一夹片组件分开时的部件的分解图。
[0028]图1OA为根据本实用新型实施例的第二夹片组件的透视图。
[0029]图1OB为示出第二夹片组件分开时的部件的分解图。
[0030]图1OC还示出了杠杆的Z形状。
[0031]图11为示出根据本实用新型实施例的双夹片组件的俯视图。
[0032]图12为根据本实用新型实施例的可渗透基板载体一侧的外表面的透视图。
[0033]图13为根据本实用新型实施例的图12可渗透基板载体的一部分的特写透视图。
[0034]图14为根据本实用新型实施例的制造和维护用于电镀的单件式基板载体的方法的流程图。
[0035]图15为根据本实用新型实施例的使用载体电镀多个基板的方法的流程图。【具体实施方式】
[0036]以下【具体实施方式】本质上只是例证性的，并不旨在限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性的”是指“作为例子、实例或例证”。本文示例性描述的任何实施方式不一定被理解为比其他实施方式更优选或有利。此外，并不意图受前述【技术领域】、【背景技术】、实用新型内容或以下【具体实施方式】中提出的任何明示或暗示的理论的约束。[0037]用于电镀的常规基板载体具有难以诊断和解决的问题。常规基板载体的一个问题是它们有时会在将基板加载到载体的过程中使基板破损。 申请人:对破损进行了分析并且发现破损在很多情况下发生在用于将基板固定到载体的金属夹片附近。 申请人:对这些破损进行了进一步分析，并且确定它们通常是由于当夹片未完全处于“闭合”位置时夹片的一部分冲击基板边缘而引起。
[0038]常规基板载体的另一个问题是其中一些基板的电镀在很多情况下不完整，因为基板的覆盖不均匀。载体中未完全电镀的基板的位置并不总是相同，并且看起来在一定程度上是随机的。 申请人:对未完全电镀基板进行了分析，并且发现未完全电镀“污斑”通常位于基板的底部。 申请人:确定这些“污斑”是由于滞留于载体凹槽底部并且未冲洗干净的电镀溶液残留物。
[0039]其他问题涉及载体缺乏耐久性。换句话讲，机械破损会限制常规基板载体在有必要进行修理或更换之前的使用寿命。接触夹片在很多情况下会由于破损或损坏、或者具有过低张力、或者不在正确位置接触基板而失效。此外，载体上的衬垫常常破损或断裂。此外，载体主体本身常常断裂或破损，并且载体内的铜导体常常由于化学电解槽的侵蚀而失效。 申请人:确定，载体主体破损的成因包括层叠期间载体过度堆叠以及对载体抓握不当。
[0040]本专利申请公开了改进的基板载体，其提供上述一个或多个问题的解决方案。
[0041]根据本实用新型的一个实施例，提供的基板载体不具有允许溶液从载体一侧流向另一侧的开口。换句话讲，基板载体为有效连续的并且是电解质溶液不可渗透的。常规观点为，此类开口对于减小载体重量并且允许电解质溶液从一侧流向另一侧是有利的。然而， 申请人:惊奇地发现，具有有效连续性和不可渗透性的“平坦”载体主体(不具有穿过主体的开口)具有多个优点。首先， 申请人:认为，平坦载体主体提供拨水作用，其有助于在冲洗过程中完全移除电解质溶液。此外，虽然照惯例认为平坦载体主体明显较重(由于不含开放空间)，但 申请人:设计出了具有内部腔体以便显著减小其重量的平坦载体主体。
[0042]根据本实用新型的另一个实施例，提供了稳固的基板载体，其在热塑性层和金属层之间具有增强的附着性。增强的附着性使得密封效果优异，从而阻止化学溶液过早腐蚀载体内的金属。如本文所公开，可通过用两个强效粘合界面更换此前较弱的金属至热塑性表面粘合界面来解决或减少附着性问题。两个强效粘合界面为改进的金属与热塑性表面的粘合界面(使用提供优异附着性的粘合技术，例如注模)和热塑性表面与热塑性表面的粘合界面。
[0043]根据本实用新型的另一个实施例，提供了一种基板载体，其减少了由于元件故障而引起的停工时间。元件故障可包括(例如)将待电镀基板固定到载体的夹片的故障。如本文所公开，基板载体可被构造为使得可采用可拆卸方式附连夹片和其他元件。这样可有利地使载体保持运行而基本上无需停工以修复更永久性地附连的元件。
[0044]图1为根据本实用新型实施例的不可渗透基板载体的非导电(电绝缘)板的内表面102的平面图。非导电板本身为电绝缘的。另外示出了布置在内表面上的导电组件，其包括载体顶部的导电汇流条120以及从汇流条120出发朝载体底部行进的导电线128。
[0045]在该示例性实施例中，内表面102包括十五个“X”型棱纹图案106，每个X型棱纹图案106分隔四个凹陷压痕104。这些凹陷压痕104显著减小了板的重量。
[0046]此外，在X型棱纹图案106的中心示出了中心位置111，其对应于外表面202上的中心衬垫位置211 (参见下面所述的图2)。另外在围绕每个X型棱纹图案106的周边示出了第一周边位置112，其对应于外表面202上的周边衬垫位置212(参见图2)。在围绕每个X型棱纹图案106的稍微较远周边示出了第二周边位置114，其对应于外表面202上的定向栓位置214 (参见图2)。
[0047]另外图1中示出了导电组件，其包括连接到金属线128的金属汇流条120。例如，金属汇流条120可为机加工的不锈钢，金属线128可为铜线。可通过焊接金属罩板129(其也可为例如不锈钢)以导电方式将金属汇流条120连接到金属线128。金属轴衬可焊接在轴衬孔127中以使板129和金属线128的顶部402 (参见图4)牢固地互连。此外，在X型棱纹图案106的任一侧将金属夹紧销130附接到金属线128。这些金属夹紧销可构造为允许将可拆除的夹片附连到载体的外表面202上。金属夹紧销130中的一些在板的边缘附连到金属线128，另一些在板的内部附接到金属线128。
[0048]金属汇流条120被机加工成具有多个开口。可包括两个“键孔”型开口 122以将载体安装到机械工作臂上。“键孔”形状包括定向结构123，其使工作臂和载体之间能更一致对齐。每个键孔型开口 122的任一侧可为侧开口 124。侧开口 124有利地减轻了金属汇流条120的重量。在顶部中心位置提供柄部开口 126以有利于载体的手动抓握。汇流条120也可包括一系列粘合孔132以有利于热塑性外敷层602的牢靠附连(参见下文所述的图6)。
[0049]另外图1中示出了位于载体拐角的定位销孔140。这些定位销孔140同时穿过非导电板和金属汇流条120并且可用于在将载体加载到桌面或装载器时对齐载体。
[0050]图2为根据本实用新型实施例的非导电板的外表面202的平面图。另外示出了导电汇流条120的一部分。在该示例性实施例中，外表面202被设计为基本“平坦”以使电解质溶液滞留在载体拐角和裂缝中的趋势降低。
[0051]外表面202包括十五个中心衬垫附连点211。在围绕每个中心衬垫附连点211的第一周边上示出了周边衬垫附连点212。这些衬垫附连点(211和212)可包括(例如)用于可拆卸地附连塑性衬垫的安装孔。
[0052]在围绕每个中心衬垫附连点211的第二周边上示出了定向栓附连点214。第二周边上的点比第一周边上的点距中心点稍远。栓附连点214可包括(例如)用于可拆卸地附连塑性栓的安装孔。
[0053]在该示例性实施例中，用于固定基板(例如，硅片)的十五个区域213存在于外表面202上。每个基板固定区域213均被定向栓附连点214环绕。衬垫附连点(211和212)位于基板固定区域213内，使得附连在那些点的衬垫使基板和外表面202的表面之间间隔开。
[0054]图2中还示出了夹片附连结构210。根据本实用新型的实施例，每个夹片附连结构均可包括金属夹紧销的螺纹外表面502 (参见下文所述的图5B)。夹片附连结构位于每个基板固定区域213的相对侧。在示出的示例性实施例中，夹片附连结构可竖列对齐，包括沿着板每一侧的夹片附连结构210和板内部区域中的相邻基板固定区域213之间的夹片附连结构210。
[0055]图3为根据本实用新型实施例的非导电板的外表面202上的基板固定区域213的透视图。如图所示,在基板固定区域213的中心为中心衬垫311(附连到图2中示出的中心附连点211)。在围绕中心衬垫311的第一周边上示出了可拆卸地附连到周边附连点212的周边衬垫312。例如，中心和周边附连点(211和212)可包括插入孔，并且可通过将衬垫下侧的短插芯插入插入孔内而附连衬垫(311和312)。可提供衬垫(310和311)以便有利地在外表面202的表面和待电镀基板之间形成冲洗空间。衬垫(310和311)可由塑料制成，并且可构造为可拆除的以易于在它们磨损或损坏时进行更换。在一个实施方式中，衬垫可具有呈“泪滴”形状的平坦表面。
[0056]围绕中心衬垫311的第二周边上示出了可拆卸地附连到定向栓附连点214的定向栓314。(第二周边上的点比第一周边上的点距中心衬垫311稍远。)例如，栓附连点214可包括插入孔，并且可通过将每个栓底部的短插芯插入插入孔内而附连栓314。栓314具有双重功能，即将待电镀基板固定在基板固定空间内并且保护夹片免受可由基板引起的损坏。栓314可由塑料制成，并且可构造为可拆除的以易于在其磨损或损坏时进行更换。在一个实施方式中，栓314可成锥形。
[0057]如图进一步所示，在基板固定区域213的一侧为第一组三个夹片附连结构210，并且在另一侧为第二组三个夹片附连结构210。夹片附连结构210可构造为使得可以可拆卸地附连导电夹片以易于在其磨损或损坏时进行更换。夹片附连结构210在导电组件(例如图4所示)和导电夹片之间形成导电通路。
[0058]此外，图3示出了围绕夹片附连结构1210的浮凸切口 316。这些浮凸切口 316为凹进区域，其有利于夹片组件基部(例如，参见图1OA和IOB中示出的夹片组件1000的基部1012)的正确定位。
[0059]图4为根据本实用新型实施例的导电组件(焊件)(包括导电汇流条120和金属线128)的平面视图。如图所示，金属夹紧销130附连到金属线128。如图进一步所示，金属线128附连到连接板402，其用于将导电汇流条120连接至金属线128。在一个实施例中，汇流条120可由不锈钢形成，并且金属线128可包括铜线。
[0060]图5A和5B为示出根据本实用新型实施例的图4导电组件的部分的两个透视图。如图5A所不,连接板402夹在两个金属罩板129之间。随后可在轴衬孔127中焊接轴衬，以便将导电汇流条120机械地电连接到金属线120。金属夹紧销130以永久方式(例如，焊接)附连到金属线120。如图5B所示，金属夹紧销130可包括螺纹外表面502。此外，可(例如)通过注模围绕金属线128上的金属夹紧销130沉积热塑性层(或外敷层)504。此外，可(例如)通过浸涂或喷涂在金属线128上方沉积另外的热塑性层(或外敷层)506。为了便于说明，图5B中仅在金属线128的很小一段上示出有热塑性层506。然而，热塑性层506可根据本实用新型的实施例涂布在金属线128的一部分或全部上。
[0061]图6为示出施加到根据本实用新型实施例的导电汇流条120的一部分上的热塑性包覆模制层(或外敷层)602的平面图。如图所示，热塑性包覆模制层602优选地跨越导电汇流条120的水平长度。在该示例性构型中，热塑性包覆模制层602填塞粘合孔132以便牢固地粘合到导电汇流条120。可(例如)通过注模在导电汇流条120的选择部分上方施加热塑性包覆模制层602。
[0062]图7为示出根据本实用新型实施例的两块载体板和一个导电组件的粘合中的多个层的剖面图。注意，图7未按比例绘制，出于解释说明的目的而示出多个层。
[0063]如图所示，导电汇流条120的下部被夹在两块非导电载体板700的内表面102之间。如图所示，热塑性包覆模制层602覆盖导电汇流条120的两侧。可使用溶剂粘固剂层732在非导电载体板700的内表面102和导电汇流条120上的热塑性外敷层602之间形成塑料与塑料的粘合。
[0064]图8为示出用夹子夹在根据本实用新型实施例的基板载体上的半导体晶片804的透视图。如图所示，晶片804可设置在由沿着其周边的定向栓314所限定的空间内。晶片804底部与载体的外表面202可被多个衬垫(例如，中心衬垫311和周边衬垫312)(未示出)间隔开。在该示例性实施例中，导电夹片802附连到晶片804相对侧上的夹片附连结构210。将晶片804固定到载体时，可定位每个导电夹片802以使得其接触点落在晶片804表面上的金属接触衬垫806上。在示例性实施例中，晶片804被构造为使得每个接触衬垫806均位于周边衬垫312中的其中一个的正上方，以使得夹片可紧贴衬垫压紧晶片(参见右侧另一个晶片的相邻空间)。
[0065]图9A为根据本实用新型实施例的第一夹片组件900的透视图。如图所示，第一夹片组件900可包括夹片901、螺钉912和O形环914。在该示例性实施例中，夹片901可由单一不锈钢片(例如，完全硬化的SS301)形成。此外，螺钉912可在内部带有螺纹，以使得其可螺纹连接到夹片附连销130的外螺纹502上。
[0066]图9B为示出第一夹片组件900分开时的部件的分解图。此外，还标记了夹片901的多个结构。如图所示，夹片901包括具有孔904的基部902。夹片附连销130穿过O形环914和孔904而安装，并且随后螺钉912可螺纹连接到夹片附连销130的外螺纹502上。夹片901的基部904也可包括一个或多个对齐结构903，以便附连夹片后提供夹片的正确角取向。
[0067]如图进一步所示，弹簧905可从基部902向上延伸。在这种情况下，该弹簧包括形成夹片的金属的折叠。夹片臂906可始于弹簧905的顶部并且向远离基部902的方向延伸。如图所示，在示例性实施例中，臂906可成锥形以提高其使用寿命。顶端部分908可从离基部902最远的臂906的端部向下延伸。接触结构910可形成在顶端部分908的最低点。该接触结构910是夹片901的一部分，该夹片与待电镀的基板物理接触(例如，在半导体晶片表面上的接触衬垫806处)。在一个实施方式中，该接触结构910的宽度为大约1mm。
[0068]图1OA为根据本实用新型的实施例的第二夹片组件1000的透视图。在该示例性实施例中，第二夹片组件1000可包括金属和塑料部件。图1OB为示出第二夹片组件1000分开时的部件的分解图。如图所示，该第二夹片组件可包括塑料基部1012、金属弹簧附连板1014、金属螺钉1016、金属双扭转弹簧支承夹片1018、塑料杠杆1020以及橡胶O形环1022。
[0069]该螺钉1016包括穿过弹簧附连板1014的开口、O形环1022和穿过基部1012中的开口而安装的轴。在示例性实施方式中，轴1042可具有内螺纹以螺纹连接到金属夹紧销130的外螺纹502上。使用结构1030将杠杆1020也附接到基部1020。
[0070]在弹簧支承夹片1018处的线端部1038安装在弹簧附连板1014上的套圈结构1040中。弹簧支承夹片1018的臂1036穿过杠杆1020中的开口 1034而安装。当压下杠杆102的臂1042时，夹片1018的臂1036升起。当释放杠杆102的臂1042时，夹片1018的臂1036降低。
[0071]螺钉1016的轴可穿过O形环1022、弹簧附连板1014的孔以及基部1012中的孔。螺钉1016的轴可具有内螺纹，其螺纹连接到夹片附连销130的外螺纹上以将基部1012附接到非导电载体板的外表面202。O形环1022可安装到围绕基部1012中的孔的凹环中以防止电镀槽的电解质溶液到达夹片附连销130。
[0072]弹簧支承夹片1018可由不锈钢(例如，SS301)制成，并且可包括安装到弹簧附连板1014的套圈1040中的线端部1038。弹簧支承夹片1018还可包括臂1036，该臂可被挤压以安装在或穿过杠杆1020中的弹簧孔1034。弹簧开口 1034可提供保护弹簧圈1037和限制臂1036从右到左和从左到右的移动的双重功能。杠杆1020可包括凸型可旋转附连结构1030，其适合安装到基部1012的相应的凹型可旋转附连结构1028中。因此，该凸型可旋转结构1030形成枢轴以便可转动地安装该杠杆1020。
[0073]可将杠杆(驱动臂)1020形成为“Z”形状。该Z形状示出在图1OC中。杠杆1020的Z形状有利地形成宽的窗口以打开夹片，尤其当它们设置在双夹片组件1100中时，如结合图11在下文中所述。
[0074]当夹片组件1000附接到夹片附连销130时，通过提升弹簧支承夹片1018的臂，可按下杠杆1020的手柄1042以打开(松开)夹片，因而在其顶端升高接触结构1044。释放杠杆1020的手柄1042促使通过降低弹簧支承夹片1018的臂而闭合(接合)夹片，使得接触结构1044施加向下的力以固定待电镀的基板的位置。
[0075]根据本实用新型的实施例，该夹片组件1000形成从金属夹紧销130到待电镀的基板的导电通路。在一个实施方式中，螺钉1016、弹簧附连板1014以及夹片1018均是金属的以形成从金属夹紧销130到待电镀的基板的导电通路。
[0076]图11为示出根据本实用新型实施例的双夹片组件1100的俯视图。此双夹片组件1100优选附接到位于两个基板固定区域213之间的夹片附连结构210上。如图所示，在该实施例中，基部1012被构造为具有两套凹型可旋转附连结构1028 (—套设置在螺钉1016的左边，一套设置在螺钉1016的右边)使得两个杠杆1020可转动地安装到基部1012。通过将线端部1038插入到弹簧附连板1014上的两套套圈1040中并且通过将它们挤压到杠杆1020的弹簧孔1034中而附接两个弹簧臂1018。一个弹簧臂1018以其顶端部分位于第一基板固定区域213的上方朝向示意图的顶部而取向，并且另一个弹簧臂1018以其顶端位于第二基板固定区域213的上方朝向示意图的底部而取向。
[0077]根据本实用新型的实施例，可配置自动机器打开围绕每个基板固定区域213的所有夹片并且可将晶片(或其他待处理的基板)置于其中。可通过同时压下手柄1042以升高相应弹簧支承夹片1018的臂而实现夹片的打开。然后，可通过如下方式闭合围绕每个基板固定区域213的夹片:自动机器释放手柄1042以降低相应弹簧支承夹片1018的臂，使得接触结构1044按压在金属接触衬垫806上而牢固地固定晶片(或其他基板或其他待电镀的基板)的位置。因而，一旦全部待处理的晶片(或其他基板)已装载到载体上，则可进行电镀和其他处理。在所述处理后，可配置自动机器再打开围绕每个基板固定区域213的夹片使得被处理的晶片(或其他基板)可被移除和由将被随后处理的晶片更换。
[0078]图12为根据本实用新型实施例的可渗透基板载体一侧的外表面1202的透视图。在该替代实施例中，形成每个基板载体的两块板均包括每个基板固定区域的至少一个开口。该所示的实施例具有位于每个基板固定区域中心处的一个大的开口 1204。如图所示，例如，开口 1204可以是圆形的。开口 1204减少了载体主体重量并且允许冲洗溶液流过(渗透)该载体主体。 申请人:相信当载体从电解槽移除时，开口 1204能减少阻力。
[0079]导电组件(焊件)(包括位于载体顶部的导电汇流条120和从汇流条120出发向载体的底部行进的导电线128)可与图4、5A、5B、6和7相关的上述导电组件相同或类似。
[0080]在图12中进一步所示的是位于每个开口 1204的左侧和右侧上的夹片附连结构1210。导电夹片优选附接到夹片附连结构1210上。导电夹片可与图9A和9B相关的上述夹片组件900或与图10A、10B、10C和11相关的上述夹片组件(1000和1100)相同或类似。
[0081]另外，图12示出了位于载体主体的左侧、底侧和右侧的支撑棱纹1220。这些支撑棱纹1220为载体主体提供了结构强度。根据本实用新型的实施例，支撑棱纹1220具有锥形的外形以便不滞留电解质溶液。
[0082]水平支撑条1222也示出在图12中。水平支撑条1222可构造为在开口 1204的行之间以向载体主体提供另外的结构强度。根据本实用新型的实施例，升高的水平支撑条1222具有锥形的外形以便不滞留电解质溶液。
[0083]另外，图12示出了位于载体主体上的多个堆叠结构1224。在一个实施方式中，可沿水平支撑条1222周期性地设置堆叠结构1224。该堆叠结构1224被构造为在载体主体堆叠时可保持载体主体间的对齐和间距。
[0084]图13为根据本实用新型实施例的图12可渗透基板载体的一部分的全貌透视图。如图所示，围绕开口 1204的每个侧面包括基板对齐结构1314。基板对齐结构1314绕开口1204设置并且被构造为使得待电镀的晶片(或其他基板)适合安装在其周边具有这些基板对齐结构1314的区域中。
[0085]如图进一步所示，有多个分隔结构1312围绕开口 1204设置。当晶片或其他待电镀基板夹在基板载体上时，分隔结构1312位于晶片或其他基板之下。分隔结构1312提供了在基板和载体之间的间隔或间隙。
[0086]另外，图13示出了围绕夹片附连结构1210的浮凸切口 1316。这些浮凸切口 1316为凹进区域，其利于夹片组件基部(例如，参见在图1OA和IOB中所示的夹片组件1000的基部1012)的正确定位。
[0087]图14为根据本实用新型的实施例的制造和维护用于电镀的单件式基板载体的方法1400的流程图。当与先前多件式基板载体相比时，该单件式基板载体明显更稳固。
[0088]框图1402到1408是关于导电组件的制造。例如,可将导电组件构造为与图4有关的上述导电组件(焊件)。
[0089]在框图1402中，制造导电汇流条。在一个例子中，可通过将6厘米厚的不锈钢(例如，SS316)条加工成具有开口的形状而制得汇流条，如上文结合图1所示的汇流条120所述。在加工后，可将汇流条去毛刺和清洁。
[0090]在框图1404中，横跨其水平长度的汇流条的一部分用热塑性塑料包覆模制或外敷。例如，可通过将氯化聚氯乙烯(CPVC)注模到汇流条的下部上而进行该包覆模制或外敷。在一个例子中，热塑性外敷层可形成在汇流条的区域上，例如图6所示的区域602。
[0091]在框图1405中，汇流条和金属线在电连接在一起之前可被预处理。该预处理可包括用喷砂脱脂和/或使用粗布清除表面沉积物，并且还可包括通过多次洗涤和风干来清洁。该预处理还可包括用化学物质进行预处理以提高在汇流条(例如，不锈钢)和金属线(例如，铜)之间的附着性。
[0092]在框图1406中，金属线电连接到汇流条。这可通过将金属线(例如，铜)焊接到汇流条(例如，不锈钢)上而实现。在一个实例中，可将金属线构造为类似于图4中所示的金属线128的构型。
[0093]在框图1408中，夹片附连部件电连接到金属线，并且可沉积热塑性层。例如，该热塑性层可包括围绕每个夹片附连部件的热塑性层(参见图5B中的504)和在金属线上的热塑性层(参见图5B中的506)。
[0094]框图1410和1412涉及用于载体主体的非导电板的制造。在一个实施例中，该非导电板可由CPVC材料制成。其他实施例可使用不同的热塑性材料。
[0095]在框图1410中，两个非导电板上形成有多个结构以用于载体主体。在第一实施例中，载体主体被设计为不渗透电解质溶液的并且可包括具有如图1所示的内表面102和如图2所示的外表面202的非导电板。在该实施例中，虽然形成有穿过所述板以用于夹片附连部件的孔，但是围绕夹片附连部件的热塑性层与非导电板的内表面粘合以保持载体主体的非渗透性。在第二实施例中，载体主体被设计为可渗透电解质溶液的并且可构造为具有如图12所示的大的圆形开口 1204。
[0096]在框图1412中，在粘合之前，先预处理板的表面。例如，可对表面做喷砂处理，然后通过多次清洗和风干将其清洁。
[0097]框图1414到1416涉及将导电组件和载体板整合成单件式基板载体。在框图1414中，将溶剂粘固剂施加到这两块板的内表面区域。在由CPVC制成的板中，示例性溶剂粘固剂可以是CPVC溶剂粘固剂，例如，Weld-On 9 724?溶剂粘固剂。
[0098]在框图1416中，该两块板的内侧与汇流条的包覆模制部分和封装在其间的金属线粘合。例如，图1中示出了汇流条和金属线靠着其中一块板的内表面的定位。例如，该粘合法可涉及:将底漆涂覆在板的内表面；将凝胶材料涂覆到要嵌入金属线的内表面的区域上；将金属线嵌入在凝胶材料中；粘合该两块板的内表面；以及固化该粘合板(例如，固化72小时)。
[0099]框图1417和1420涉及将夹片、衬垫和栓添加到载体板的外表面上。
[0100]在框图1417中，对夹片附连部件进行粘合后钻孔，并对夹片附连部件进行攻丝或螺纹连接。其后，在框图1418中，可以可拆卸方式将用于使基板固定到载体的夹片在载体的外表面处附接到夹片附连结构。因为夹片可拆卸地附接，所以它们在磨损或损坏时可容易地更换。在一个实施例中，该夹片可包括夹片组件900，如图9A和9B所示的那些。在另一个实施例中，夹片可包括在载体边缘上的单个夹片和位于载体内部的双夹片(其中该双夹片位于两个基板固定区域之间)。该单个夹片可包括(例如)图10AU0B所示的夹片组件1000。该双夹片可包括(例如)图11所示的夹片组件1100。
[0101]在框图1420中，分隔衬垫和基板对齐栓可拆卸地附接到载体板的外表面上。因为衬垫和栓可拆卸地附接，所以它们在磨损或损坏时可容易地更换。该分隔衬垫在载体的外表面202处可拆卸地附接到衬垫附连点(211和212)。在一个实施例中，该分隔衬垫可包括图3所示的衬垫(311和312)。基板对齐栓在载体的外表面202处可拆卸地附接到对齐栓附连点214。
[0102]框图1422和1426涉及维护基板载体。在框图1422中，载体用于电镀基板。载体的用法通常涉及将其上夹有基板的载体浸入一个或多个电镀槽中，同时通过夹片将电压施加到基板。例如，参见结合图15在下文中所述的方法1500。
[0103]有时，夹片可能被磨损或损坏。根据本实用新型的实施例，磨损或损坏的夹片可在框图1424的步骤中容易地更换。在一个实施方式中，可按周期性计划表进行夹片更换。这样可有利地使载体保持运行而基本上无需停工以修复更永久性地附连的夹片。
[0104]相似地，有时，分隔衬垫和/或对齐栓可能被磨损或损坏。根据本实用新型的实施例，磨损或损坏的衬垫和/或栓可按框图1426所述容易地更换。在一个实施方式中，可按周期性计划表进行衬垫和/或栓更换。这样可有利地使载体保持运行而基本上无需停工以修复更永久性地附连的衬垫和/或栓。
[0105]图15是根据本实用新型的实施例使用基板载体以电镀多个基板的方法1500的流程图。在框图1502中，可使用自动装载器将多个基板夹紧到载体的基板固定区域。在框图1504中，可将基板载体安装到电镀机器的工作臂上。
[0106]在框图1506中，该电镀机器可机械地将载体浸入到电镀槽中。按框图1508所述，可将电压沿着穿过汇流条、金属线和夹片的导电通路，施加到基板。在一个例子中，该基板可包括硅晶片。例如，该夹片可与在晶片表面上的网格线中的铜(或其他金属)的基部(晶种)层接触。然后，可将金属层从电镀槽沉积到基部层的顶部上。
[0107]按框图1512所述，如果要将多个金属层电镀到基板上，则该方法1500可返回到框图1506，可将载体机械地浸入不同的电镀槽中以沉积不同的金属层，从而(例如)形成用于金属触点的多层堆叠。例如，当不再有金属层要电镀到基板上时，则按框图1514所述，可通过自动机器从载体移除基板。其后，该方法1500可返回到框图1502并且待处理的其他(未电镀的)基板可自动地夹紧到该基板载体上。
[0108]虽然前面的【具体实施方式】已给出了至少一个示例性实施例，但应当理解，存在许多变型形式。还应当理解，本文所述的一个或多个示例性实施例并不旨在不必要地限制要求保护的主题的范围、适用性或构型。相反，前面的详细描述将为本领域的技术人员提供实施所述一个或多个实施例的便利的指示说明。应当理解，可在不脱离权利要求书所限定的范围(其包括提交本专利申请时已知的等同物和可预知的等同物)的情况下对元件的设计和布置方式进行多种改变。
【权利要求】
1.一种用于电镀多个基板的基板载体，所述基板载体包括: 非导电载体主体，其上固定有所述基板； 导电线，其嵌入所述载体主体； 导电汇流条，其嵌入所述载体主体的顶部侧面并且电连接到所述导电线； 热塑性包覆模制层，其覆盖所述汇流条的一部分；以及 塑料与塑料的粘合部，其位于所述热塑性包覆模制层与所述非导电载体主体之间。
2.根据权利要求1所述的基板载体，其中所述热塑性包覆模制层跨越所述载体主体的顶部侧面的水平长度，以便密封所述顶部侧面。
3.根据权利要求1所述的基板载体，还包括: 热塑性外敷层，其包覆所述导电线的至少一部分；以及 塑料与塑料的粘合部，其位于所述热塑性外敷层与所述载体主体之间。
4.根据权利要求1所述的基板载体，还包括: 多个导电夹片附连部件，其附接到嵌入在所述载体主体中的所述导电线；以及 热塑性层，其沉积在所述导电线上，从而围绕所述导电夹片附连部件。
5.根据权利要求4所述的基板载体，还包括: 多个接触夹片，其附接到所述夹片附连部件，所述接触夹片固定所述基板的位置并且将所述基板电连接到所述导电线。
6.根据权利要求1所述的基板载体，其中所述非导电载体主体和所述热塑性包覆模制层均包括氯化聚氯乙烯材料。
7.根据权利要求6所述的基板载体，其中使用氯化聚氯乙烯溶剂粘固剂形成所述塑料与塑料的粘合部。
8.根据权利要求1所述的基板载体，还包括: 基板固定区域，其在所述基板载体的每个外表面上设置成多行。
9.根据权利要求8所述的基板载体，还包括: 圆形开口，其在每个基板固定区域的中心处穿过所述基板载体。
10.根据权利要求8所述的基板载体，还包括: 基板对齐结构，其围绕每个基板固定区域的周边。
11.根据权利要求8所述的基板载体，还包括: 升高的水平支撑条，其位于所述行之间的载体主体上，其中所述升高的水平支撑条具有锥形的外形。
12.根据权利要求1所述的基板载体，还包括: 位于所述载体主体上的多个堆叠结构，所述堆叠结构构造成保持堆叠的载体主体之间的对齐和间距。
13.根据权利要求1所述的基板载体，还包括: 支撑棱纹，其位于所述载体主体的多个侧面上。
【文档编号】C25D17/06GK203795007SQ201320681505
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2011年7月11日 优先权日:2010年9月23日
【发明者】伊曼纽尔·楚阿·阿巴斯, 陈真安, 马小冰, 卡里安纳·巴尔加瓦·甘地, 埃德蒙多·阿尼达·迪威诺, 杰克·兰德尔·G·尔米塔, 乔斯·弗朗西斯科·S·卡普隆, 阿诺德·维拉莫尔·卡斯帝罗 申请人:太阳能公司