用于深孔电镀的电镀制具的制作方法

本实用新型涉及电镀工具技术领域，具体讲的是一种用于深孔电镀的电镀制具。

背景技术：

在半导体封装行业中或者其它行业中，如图1，常常需要在硅片样品01上获得深宽比(深度与宽度的比值)较大的金属立柱02作为焊脚，一般的生产方法是：

1.在硅片样品01上溅射镀制一层金属导电膜03(例如TiW/Au膜)；

2.如图2，在金属导电膜03上涂覆光胶层04；

3.在光胶04上光刻出深宽比较大的深孔05；

4.放入电镀槽中电镀，使其从深孔05的底表面逐渐析出金属而形成的金属立柱02；

5.除去其余光胶，得到深宽比较大的金属立柱02。

而现有技术中，电镀制具中的挂具一般是挂在阴极的挂杆上，在电镀时，挂具是静止在电镀溶液槽内的，这样，在上述的步骤4中，由于深孔05的深孔05较大，电镀溶液不易进入到深孔05的底部，因此，难以在深孔05的底部析出金属，从而难以形成深宽比较大的金属立柱。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种使电镀溶液容易进入硅片样品上的深孔底部，从而可以获得深宽比较大的金属立柱的用于深孔电镀的电镀制具。

为解决上述技术问题，本实用新型的用于深孔电镀的电镀制具，其特征在于，包括分别固定在电镀溶液槽的两侧第一支架和第二支架，第一支架上转动连接有第一转轮以及用以驱动第一转轮转动的第一驱动装置，第二支架上转动连接有第二转轮以及用以驱动第二转轮转动的第二驱动装置，第一转轮上设有第一销轴，第一销轴偏离第一转轮的中心设置，第二转轮上设有第二销轴，第二销轴偏离第二转轮的中心设置，第一销轴与第二销轴之间设有连接杆，连接杆的两端分别与第一销轴和第二销轴连接，连接杆上固定连接有挂具，挂具的底端设有用以固定样品的样品固定板，样品固定板位于电镀溶液槽内并被电镀溶液漫过，所述第一转轮与第二转轮的转动轴线为同一轴线，并且第一转轮与第二转轮的转动轴线为水平方向并平行于样品表面；

采用上述结构后，具有以下优点：第一转轮和第二转轮的转动，使连接杆绕第二转轮的转动轴作环绕运动，挂具挂在连接杆上从而使挂具跟着连接杆作环绕运动，因此挂具上的样品也作环绕运动。这样，在电镀时，由于样品上的深孔垂直于样品表面，样品的环绕运动可以分为两个过程，其一是样品将样品表面的电镀溶液向前推动的过程即相对靠近的过程，其二是样品与样品表面的电镀溶液相对远离的过程。在相对靠近的过程中，电镀溶液在推力的作用下，从而具有进入深孔的趋势，也就是说，在此过程中，电镀溶液更容易进入硅片样品上的深孔底部，从而在深孔底部析出金属；在相对远离的过程中，样品与样品表面的电镀溶液相对远离，从而使深孔内的电镀溶液离开深孔与电镀溶液槽内的电镀溶液混匀，避免深孔内的电镀溶液内的阳离子浓度由于析出金属后处于阳离子浓度降低的状态。因此，在相对靠近的过程中与在相对远离的过程的交替状态循环进行电镀的条件下，更易获得深宽比较大的金属立柱。另外，试样的环绕运动一方面可以带动试样周边的电镀溶液运动，相当于给电镀溶液一定的搅拌作用，使电镀溶液的浓度均匀。

在公开上述技术方案的基础上，本实用新型还具有如下技术特征：所述第一转轮上设有第一穿槽，所述第一穿槽沿第一转轮的径向延伸，第一销轴插接在第一穿槽上，第一销轴的另一端通过第一螺母将第一销轴拧紧在第一转轮上；所述第二转轮上设有第二穿槽，所述第二穿槽沿第二转轮的径向延伸，第二销轴插接在第二穿槽上，第二销轴的另一端通过第二螺母将第二销轴拧紧在第二转轮上，所述连接杆为可伸缩结构，所述连接杆两端通过万向节分别与第一销轴和第二销轴连接。这样，当需要调节第一销轴、第二销轴到转动圆心之间的距离时，连接杆的长度可以适当的调节。

在公开上述技术方案的基础上，本实用新型还具有如下技术特征：所述连接杆为可伸缩结构是指，所述连接杆包括第一杆体和第二杆体，第一杆体的端部设有容纳第二杆体的轴向孔，第二杆体插接在轴向孔内，轴向孔的底端固定有拉簧，拉簧与第二杆体的端部连接。

在公开上述技术方案的基础上，本实用新型还具有如下技术特征：所述用于深孔电镀的电镀制具还包括罩体，罩体两侧分别固定在第一支架和第二支架上，罩体内设有驱使第一转轮和第二转轮同步转动的同步机构，所述同步机构包括转轴，固定在转轴上的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮的结构相同，第一转轮和第二转轮的外周面均设有轮齿，转轴的两端分别转动连接在罩体两侧，第一齿轮与第一转轮上的轮齿啮合，第二齿轮与第二转轮上的轮齿啮合。

在公开上述技术方案的基础上，本实用新型还具有如下技术特征：所述第一驱动装置包括第一伺服电机，第一伺服电机的输出端连接有第一传动齿轮，第一转轮的转轴上设有第一从动齿轮，第一传动齿轮与第一从动齿轮啮合；第二驱动装置包括第二伺服电机，第二伺服电机的输出端连接有第二传动齿轮，第二转轮的转轴上设有第二从动齿轮，第二传动齿轮与第二从动齿轮啮合。

附图说明

图1是硅片样品的截面示意图。

图2是硅片样品制造过程的截面示意图。

图3是本实用新型用于深孔电镀的电镀制具的侧面示意图。

图4是本实用新型用于深孔电镀的电镀制具的第一转轮与第二转轮的结构示意图。

图5是本实用新型用于深孔电镀的电镀制具的第一转轮与第二转轮的另一视角的结构示意图。

图6是本实用新型用于深孔电镀的电镀制具的连接杆的结构示意图。

图7是本实用新型用于深孔电镀的电镀制具的喷管的结构示意图。

图8是本实用新型用于深孔电镀的电镀制具中连接杆为非水平位置时的结构示意图。

其中：

1、第一支架；2、第二支架；3、电镀溶液槽；4、第一转轮；5、第二转轮；6、连接杆；7、第一销轴；8、第二销轴；9、挂具；10、样品；11、样品固定板；12、液泵；13、水用电磁阀；14、喷液组件；15、喷液孔；16、喷管；17、第一穿槽；18、第二穿槽；19、万向节；20、罩体；21、第一螺母；22、第二螺母；23、轴向孔；24、第一杆体；25、第二杆体；26、拉簧；27、第一齿轮；28、第二齿轮；29、转轴；30、轮齿；31、第一伺服电机；32、第二伺服电机；33、第一传动齿轮；34、第一从动齿轮；35、第二传动齿轮；36、第二从动齿轮。

具体实施方式

下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的实用新型概念。然而，这些实用新型概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开内容更详尽和完整，并且向本领域的技术人员完整传达其包括的范围。也应注意这些实施例不相互排斥。来自一个实施例的组件、步骤或元素可假设成在另一实施例中可存在或使用。在不脱离本公开的实施例的范围的情况下，可以用多种多样的备选和/或等同实现方式替代所示出和描述的特定实施例。本申请旨在覆盖本文论述的实施例的任何修改或变型。对于本领域的技术人员而言明显可以仅使用所描述的方面中的一些方面来实践备选实施例。本文出于说明的目的，在实施例中描述了特定的数字、材料和配置，然而，领域的技术人员在没有这些特定细节的情况下，也可以实践备选的实施例。在其它情况下，可能省略或简化了众所周知的特征，以便不使说明性的实施例难于理解。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图3-8，在一个实施例中，用于深孔电镀的电镀制具，包括分别固定在电镀溶液槽3的两侧第一支架1和第二支架2，电镀溶液槽3内有电镀溶液，第一支架1上转动连接有第一转轮4以及用以驱动第一转轮4转动的第一驱动装置，第二支架2上转动连接有第二转轮5以及用以驱动第二转轮5转动的第二驱动装置，具体的，第一支架1和第二支架2上均设有轴承座，第一转轮4和第二转轮5的转轴分别转动连接在轴承座上，第一转轮4和第二转轮5半径相等。

第一转轮4上设有第一销轴7，第一销轴7偏离第一转轮4的中心设置，第二转轮5上设有第二销轴8，第二销轴8偏离第二转轮8的中心设置，第一销轴7与第二销轴8之间设有连接杆6，连接杆6的两端分别与第一销轴7和第二销轴8连接，连接杆6上固定连接有挂具9，挂具9的底端设有用以固定样品10的样品固定板11，样品固定板11位于电镀溶液槽3内并被电镀溶液漫过，所述第一转轮4与第二转轮5的转动轴线为同一轴线，并且第一转轮4与第二转轮5的转动轴线为水平方向并平行于样品10表面。

所述用于深孔电镀的电镀制具还包括液泵12、水用电磁阀13和喷液组件14，所述液泵12的进口通过管道与电镀溶液槽3的内侧连通，液泵12的出口通过管道与喷液组件14连通，水用电磁阀13设在液泵12与喷液组件14之间，喷液组件14固定在电镀溶液槽3内并被电镀溶液漫过且位于样品10前方，喷液组件14上设有多个喷液孔15，多个所述喷液孔15朝向样品10表面，电镀溶液被吸入液泵12并从喷液孔15喷出喷向样品10表面。

在公开上述实施例的基础上，本实用新型还可以具有如下技术特征：多个所述喷液孔15的直径大小满足：沿着喷液组件14中液体流动方向，多个所述喷液孔15的直径依次变大。这样，可以保证多个喷液孔的喷出电镀溶液的流速相对均匀，保证电镀在样品表面的均匀性。因为若是多个所述喷液孔15的直径相等，上流位置处的喷液孔就把喷液组件的内压卸了，因此造成下流位置处的喷液孔压力减小。

在公开上述实施例的基础上，本实用新型还可以具有如下技术特征：所述喷液组件14包括多根喷管16，多根所述喷管16平行设置，多根所述喷管16的在样品10表面上的投影面积大于样品10的表面积，所述喷液孔15均匀分布在多根所述喷管16的侧壁上。这样，进一步保证电镀在样品表面的均匀性，得到均匀性好的样品。

在公开上述实施例的基础上，本实用新型还可以具有如下技术特征：所述第一转轮4上设有第一穿槽17，所述第一穿槽17沿第一转轮4的径向延伸，第一销轴7插接在第一穿槽17上，第一销轴7的另一端通过第一螺母21将第一销轴7拧紧在第一转轮4上；所述第二转轮5上设有第二穿槽18，所述第二穿槽18沿第二转轮5的径向延伸，第二销轴8插接在第二穿槽18上，第二销轴8的另一端通过第二螺母22将第二销轴8拧紧在第二转轮5上，所述连接杆6为可伸缩结构，所述连接杆6两端通过万向节19分别与第一销轴7和第二销轴8连接。这样，一方面，可使第一销轴到第一转轮的转动圆心之间的距离可调，第二销轴到第二转轮的转动圆心之间的距离可调，从而可以调节连接杆的运动幅度，从而方便调整电镀参数，适应不同的电镀产品。另一方面，如图8，可以使第一销轴7与第二销轴8调节到非水平状态时，在第一转轮4和第二转轮5转动带动的作用下，样品10可以作类“∞”形运动，从而在镀制大平面样品薄膜时，大平面样品表面的薄膜将以一定规律呈现在样品表面，进而方便实验人员研究电镀薄膜的规律，也就是说，丰富了电镀制具的使用功能，产生了一种新的电镀方法。

在公开上述实施例的基础上，本实用新型还可以具有如下技术特征：所述连接杆6为可伸缩结构是指，所述连接杆6包括第一杆体24和第二杆体25，第一杆体24的端部设有容纳第二杆体25的轴向孔23，第二杆体25插接在轴向孔23内，轴向孔23的底端固定有拉簧26，拉簧26与第二杆体25的端部连接。当需要调节第一销轴、第二销轴8到转动圆心之间的距离时，在第一转轮4与第二转轮5转动时，连接杆的长度可以自动适当的调节。

在公开上述实施例的基础上，本实用新型还可以具有如下技术特征：所述用于深孔电镀的电镀制具还包括罩体20，罩体20两侧分别固定在第一支架1和第二支架2上，罩体20内设有驱使第一转轮4和第二转轮5同步转动的同步机构，所述同步机构包括转轴29，固定在转轴29上的第一齿轮27和第二齿轮28，第一齿轮27和第二齿轮28的结构相同，第一转轮4和第二转轮5的外周面均设有轮齿30，转轴29的两端分别转动连接在罩体20两侧，第一齿轮27与第一转轮4上的轮齿30啮合，第二齿轮28与第二转轮5上的轮齿30啮合。这样，第一齿轮27和第二齿轮28的转动同步可以保证样品的运动更平稳，从而保证电镀制得更好的样品。

在公开上述实施例的基础上，本实用新型还可以具有如下技术特征：所述第一驱动装置包括第一伺服电机31，第一伺服电机31的输出端连接有第一传动齿轮33，第一转轮4的转轴上设有第一从动齿轮34，第一传动齿轮33与第一从动齿轮34啮合；第二驱动装置包括第二伺服电机32，第二伺服电机32的输出端连接有第二传动齿轮35，第二转轮5的转轴上设有第二从动齿轮36，第二传动齿轮35与第二从动齿轮36啮合。

上述结构的电镀制具的工作原理：第一转轮4和第二转轮5的转动，使连接杆6绕第二转轮5的转动轴作环绕运动，挂具挂在连接杆上从而使挂具跟着连接杆作环绕运动，因此挂具上的样品也作环绕运动，并且喷液孔15朝向样品10表面。这样，在电镀时，由于样品上的深孔垂直于样品表面，样品的环绕运动可以分为两个过程，其一是样品将样品表面的电镀溶液向前推动的过程即相对靠近的过程，其二是样品与样品表面的电镀溶液相对远离的过程。在相对靠近的过程中，喷液孔15朝向样品10表面喷液，电镀溶液在推力的作用下，从而具有进入深孔的趋势，也就是说，在此过程中，电镀溶液更容易进入硅片样品上的深孔底部，从而在深孔底部析出金属；在相对远离的过程中，样品与样品表面的电镀溶液相对远离，从而使深孔内的电镀溶液离开深孔与电镀溶液槽3内的电镀溶液混匀，避免深孔内的电镀溶液内的阳离子浓度由于析出金属后处于阳离子浓度降低的状态。因此，在相对靠近的过程中与在相对远离的过程的交替状态循环进行电镀的条件下，更易获得深宽比较大的金属立柱。另外，试样的环绕运动一方面可以带动试样周边的电镀溶液运动，相当于给电镀溶液一定的搅拌作用，使电镀溶液的浓度均匀。

另外本实用新型还公开了一种用于深孔电镀的电镀制具的电镀方法，它包括以下步骤：

a.将样品固定在样品固定板11上；

b.启动电镀制具的电源，并设定第一伺服电机31，第二伺服电机32和水用电磁阀13的参数，使其满足：第一伺服电机31与第二伺服电机32的转速相同以使第一转轮4和第二转轮5的转速相同；当第一转轮4和第二转轮5带动样品10朝向喷液组件14方向运动时，水用电磁阀13的状态为开启，当第一转轮4和第二转轮5带动样品10朝远离喷液组件14方向运动时，水用电磁阀13的状态为关闭；并设置镀膜时间。

c.第一伺服电机31，第二伺服电机32和水用电磁阀13开始工作，镀膜开始；

d.当达到镀膜设置时间时，镀膜完成。

优选的，所述第一转轮4和第二转轮5的转动频率P与样品10的深孔的深宽比A满足：A＝10P。在这规律下，镀制的效果更好。

采用上述电镀方法后具有如下优点：由于当第一转轮4和第二转轮5带动样品10朝向喷液组件14方向运动时，水用电磁阀13的状态为开启，当第一转轮4和第二转轮5带动样品10朝远离喷液组件14方向运动时，水用电磁阀13的状态为关闭。也就是说，在相对靠近的过程中，喷液孔15朝向样品10表面喷液，电镀溶液在推力的作用下，从而具有进入深孔的趋势，即在此过程中，电镀溶液更容易进入硅片样品上的深孔底部，从而在深孔底部析出金属；在相对远离的过程中，喷液孔15停止向样品10表面喷液，样品与样品表面的电镀溶液相对远离，从而使深孔内的电镀溶液离开深孔与电镀溶液槽3内的电镀溶液混匀，避免深孔内的电镀溶液内的阳离子浓度由于析出金属后处于阳离子浓度降低的状态。因此，在相对靠近的过程中与在相对远离的过程的交替状态循环进行电镀的条件下，更易获得深宽比较大的金属立柱。

以上所述，仅是本实用新型较佳可行的实施示例，不能因此即局限本实用新型的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本实用新型的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本实用新型权利要求的保护范围之内。