新型多功能電鍍測試架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械學(xué)、微電子學(xué)以及MEMS技術(shù)等領(lǐng)域，具體是一種新型多功能電鍍測試架。
【背景技術(shù)】
[0002]UV-Liga工藝分為光亥丨」、微電鑄、微復(fù)制三個(gè)步驟，其中微電鑄失敗，鍍層可能出現(xiàn)發(fā)花或發(fā)霧、不亮、粗糙、有麻點(diǎn)、有條紋、疏松、有毛刺、長瘤、長針孔、脫皮、橘皮、淚痕和羽狀等現(xiàn)象，因此電鑄的成功與否直接決定了微復(fù)制能否成功。而電鑄液性能的好壞正是電鑄工藝的關(guān)鍵，傳統(tǒng)表征電鑄液性能的三個(gè)參數(shù)是分散能力、覆蓋能力和整平能力，市場上已知的電鑄設(shè)備除了霍爾槽能測量分散能力和覆蓋能力之外，其他設(shè)備均只能測試一種參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，而提供一種新型多功能電鍍測試架。本發(fā)明是根據(jù)電鑄的工藝參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，設(shè)計(jì)出的一種能夠同時(shí)測試電鍍液三種性能的電鍍架，從而能夠指導(dǎo)分析微電鑄實(shí)際操作和電鍍液配比，加快國內(nèi)UV-Liga工藝的發(fā)展，提高微器件的制作能力。
[0004]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種新型多功能電鍍測試架，包括兩根平行設(shè)置的支架主梁，兩根支架主梁上固定有三組陽極插槽，其中的兩組陽極插槽分別位于兩根支架主梁的左右兩端；每組陽極插槽由兩個(gè)相鄰設(shè)置的倒等腰梯形框架組成(倒等腰梯形框架是指上底朝下、下底朝上的梯形框架，上底即指較短的一條底邊，下底即指較長的一條底邊)，兩個(gè)倒等腰梯形框架所在的平面平行設(shè)置，倒等腰梯形框架的上底框共同固定在兩根支架主梁上；三組陽極插槽的整體兩側(cè)分別固定有一根支架側(cè)梁，支架側(cè)梁固定在倒等腰梯形框架的腰框上；兩根支架主梁上位于每組陽極插槽的兩個(gè)倒等腰梯形框架之間的位置開設(shè)有一對(duì)卡槽；兩根支架主梁上位于左端陽極插槽與中間陽極插槽之間的位置開設(shè)有若干對(duì)硅片插槽，兩根支架主梁上位于右端陽極插槽與中間陽極插槽之間的位置開設(shè)有若干對(duì)硅片插槽，并且位于中間陽極插槽右側(cè)的硅片插槽對(duì)數(shù)多于位于中間陽極插槽左側(cè)的硅片插槽對(duì)數(shù)的二倍。
[0005]進(jìn)一步的，左端陽極插槽靠里一側(cè)的倒等腰梯形框架的上底框上位于兩根支架主梁之間的部分為斷開設(shè)置；右端陽極插槽靠里一側(cè)的倒等腰梯形框架的上底框上位于兩根支架主梁之間的部分為斷開設(shè)置；中間陽極插槽的兩個(gè)倒等腰梯形框架的上底框上位于兩根支架主梁之間的部分均為斷開設(shè)置。
[0006]位于中間陽極插槽右側(cè)的硅片插槽對(duì)數(shù)為82對(duì)，位于中間陽極插槽左側(cè)的硅片插槽對(duì)數(shù)為40對(duì)。
[0007]左端陽極插槽靠外一側(cè)的倒等腰梯形框架的下底框上和右端陽極插槽靠外一側(cè)的倒等腰梯形框架的下底框上都分別固定有把手。
[0008]本發(fā)明結(jié)構(gòu)體積輕巧，在底部兩根支架主梁上挖有硅片插槽，兩根支架主梁上固定有三對(duì)陽極插槽，能分別垂直固定陰極和陽極，進(jìn)而形成垂直電場線，優(yōu)化電鍍效果。且本發(fā)明結(jié)構(gòu)采用國外進(jìn)口材料GE412，耐腐蝕、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并設(shè)計(jì)把手，方便拿取。
[0009]在本發(fā)明電鍍測試架上，采用遠(yuǎn)近陰極法可測試電鍍液分散能力，采用MEMS技術(shù)制作半內(nèi)環(huán)可測試電鍍液覆蓋能力，采用水浴斜曝光制作V形溝槽測試電鍍液整平能力，即能同時(shí)測量電鍍液的三種參數(shù)。具體為:
I)采用遠(yuǎn)近陰極法可測試電鍍液分散能力:在中間的陽極插槽內(nèi)插固銅板作為陽極，在中間陽極插槽左側(cè)的硅片插槽內(nèi)放置硅片為近陰極，在中間陽極插槽右側(cè)的硅片插槽內(nèi)放置硅片為遠(yuǎn)陰極，遠(yuǎn)陰極到中間陽極插槽的距離為近陰極到中間陽極插槽的距離的二倍，具體為近陰極到中間陽極插槽的距離為10cm，遠(yuǎn)陰極到中間陽極插槽的距離為20cm，如圖5所示。最后電鍍相同的時(shí)間，測試兩硅片的質(zhì)量變化比，從而算出電鍍液的分散能力。
[0010]2)采用水浴斜曝光制作V形溝槽測試電鍍液整平能力:在硅片上朝著陽極的一面上通過SU-8光刻膠及掩膜版制作若干V形溝槽，如圖6所示，然后進(jìn)行電鍍后，用臺(tái)階儀測試V槽深度的變化，一般認(rèn)為深度減小為正整平，整平能力最好，不變?yōu)楹?，深度增大，為?fù)整平，為差。
[0011]3)采用MEMS技術(shù)制作微半內(nèi)環(huán)可測試電鍍液覆蓋能力:在硅片上朝著陽極的一面上采用MEMS技術(shù)制作若干微半內(nèi)環(huán)，微半內(nèi)環(huán)的尺寸為深寬比是2:1，如圖7所示，電鍍后觀察微半內(nèi)環(huán)里的電鍍覆蓋百分比，近似估算電鍍液的微覆蓋能力。
[0012]本發(fā)明是綜合考量微電鑄所需的工藝參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，采用國外進(jìn)口材料GE214制作而成的電鍍測試架，為大規(guī)模生產(chǎn)電鑄液前，測量電鑄液的性能參數(shù)，定性表征電鍍液性能優(yōu)劣提供了一個(gè)方便，提供了一個(gè)易操作的檢測平臺(tái)。通過本發(fā)明電鍍測試架，可用遠(yuǎn)近陰極法測試電鍍液分散能力、運(yùn)用水浴斜曝光制作V槽測試整平能力、用內(nèi)環(huán)覆蓋法測試覆蓋能力。本發(fā)明電鍍測試架為提高電鑄液性能提供了條件，加快了 UV-Liga工藝的發(fā)展。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明電鍍測試架的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明電鍍測試架的主視圖。
[0015]圖3為圖2的俯視圖。
[0016]圖4為圖2的左視圖。
[0017]圖5為本發(fā)明中遠(yuǎn)近陰極法原理圖。
[0018]圖6為本發(fā)明中水浴斜曝光制作V形溝槽原理圖。
[0019]圖7為本發(fā)明中微半內(nèi)環(huán)示意圖。
[0020]圖中:1-支架主梁、1-1-硅片插槽、2-陽極插槽、2-1-倒等腰梯形框架、2-2-陽極卡槽、3-支架側(cè)梁、4-把手、5-銅板、6-硅片、7-SU-8光刻膠、8-掩膜版、9-微半內(nèi)環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述: 如圖1至圖4所示，一種新型多功能電鍍測試架，包括兩根平行設(shè)置的支架主梁1，兩根支架主梁I上固定有三組陽極插槽2，其中的兩組陽極插槽2分別位于兩根支架主梁I的左右兩端；每組陽極插槽2由兩個(gè)相鄰設(shè)置的倒等腰梯形框架2-1組成，倒等腰梯形框架2-1的上底框共同固定在兩根支架主梁I上；三組陽極插槽2的整體兩側(cè)分別固定有一根支架側(cè)梁3，支架側(cè)梁3固定在倒等腰梯形框架2-1的腰框上；兩根支架主梁I上位于每組陽極插槽2的兩個(gè)倒等腰梯形框架2-1之間的位置開設(shè)有一對(duì)陽極卡槽2-2 ;兩根支架主梁I上位于左端陽極插槽2與中間陽極插槽2之間的位置開設(shè)有若干對(duì)硅片插槽1-1，兩根支架主梁I上位于右端陽極插槽2與中間陽極插槽2之間的位置開設(shè)有若干對(duì)硅片插槽1-1，并且位于中間陽極插槽2右側(cè)的硅片插槽1-1對(duì)數(shù)多于位于中間陽極插槽2左側(cè)的硅片插槽1-1對(duì)數(shù)的二倍。
[0022]具體實(shí)施時(shí)，左端陽極插槽2靠里一側(cè)的倒等腰梯形框架2-1的上底框上位于兩根支架主梁I之間的部分為斷開設(shè)置；右端陽極插槽2靠里一側(cè)的倒等腰梯形框架2-1的上底框上位于兩根支架主梁I之間的部分為斷開設(shè)置；中間陽極插槽2的兩個(gè)倒等腰梯形框架2-1的上底框上位于兩根支架主梁I之間的部分均為斷開設(shè)置。位于中間陽極插槽2右側(cè)的硅片插槽1-1對(duì)數(shù)為82對(duì)，位于中間陽極插槽2左側(cè)的硅片插槽1-1對(duì)數(shù)為40對(duì)。左端陽極插槽2靠外一側(cè)的倒等腰梯形框架2-1的下底框上和右端陽極插槽2靠外一側(cè)的倒等腰梯形框架2-1的下底框上都分別固定有把手4。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型多功能電鍍測試架，其特征在于:包括兩根平行設(shè)置的支架主梁(I)，兩根支架主梁(I)上固定有三組陽極插槽(2)，其中的兩組陽極插槽(2)分別位于兩根支架主梁(O的左右兩端；每組陽極插槽(2)由兩個(gè)相鄰設(shè)置的倒等腰梯形框架(2-1)組成，倒等腰梯形框架(2-1)的上底框共同固定在兩根支架主梁(I)上；三組陽極插槽(2 )的整體兩側(cè)分別固定有一根支架側(cè)梁(3)，支架側(cè)梁(3)固定在倒等腰梯形框架(2-1)的腰框上；兩根支架主梁(I)上位于每組陽極插槽(2)的兩個(gè)倒等腰梯形框架(2-1)之間的位置開設(shè)有一對(duì)陽極卡槽(2-2);兩根支架主梁(I)上位于左端陽極插槽(2)與中間陽極插槽(2)之間的位置開設(shè)有若干對(duì)硅片插槽(1-1)，兩根支架主梁(I)上位于右端陽極插槽(2 )與中間陽極插槽(2)之間的位置開設(shè)有若干對(duì)硅片插槽(1-1)，并且位于中間陽極插槽(2)右側(cè)的硅片插槽(1-1)對(duì)數(shù)多于位于中間陽極插槽(2)左側(cè)的硅片插槽(1-1)對(duì)數(shù)的二倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能電鍍測試架，其特征在于:左端陽極插槽(2)靠里一側(cè)的倒等腰梯形框架(2-1)的上底框上位于兩根支架主梁(I)之間的部分為斷開設(shè)置；右端陽極插槽(2)靠里一側(cè)的倒等腰梯形框架(2-1)的上底框上位于兩根支架主梁(I)之間的部分為斷開設(shè)置；中間陽極插槽(2)的兩個(gè)倒等腰梯形框架(2-1)的上底框上位于兩根支架主梁(I)之間的部分均為斷開設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型多功能電鍍測試架，其特征在于:位于中間陽極插槽(2)右側(cè)的硅片插槽(1-1)對(duì)數(shù)為82對(duì)，位于中間陽極插槽(2)左側(cè)的硅片插槽(1-1)對(duì)數(shù)為40對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型多功能電鍍測試架，其特征在于:左端陽極插槽(2)靠外一側(cè)的倒等腰梯形框架(2-1)的下底框上和右端陽極插槽(2)靠外一側(cè)的倒等腰梯形框架(2-1)的下底框上都分別固定有把手(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型多功能電鍍測試架，其特征在于:左端陽極插槽(2)靠外一側(cè)的倒等腰梯形框架(2-1)的下底框上和右端陽極插槽(2)靠外一側(cè)的倒等腰梯形框架(2-1)的下底框上都分別固定有把手(4)。
【專利摘要】本發(fā)明為一種新型多功能電鍍測試架，能同時(shí)測試電鑄液的分散能力、覆蓋能力和整平能力。本發(fā)明包括兩根支架主梁，兩個(gè)支架主梁上固定有三組陽極插槽，三組陽極插槽的兩側(cè)各固定有一根支架側(cè)梁，兩根支架主梁上位于各組陽極插槽之間的位置開設(shè)有若干硅片插槽。本發(fā)明是綜合考量微電鑄所需的工藝參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，采用國外進(jìn)口材料GE214制作而成的電鍍測試架，為大規(guī)模生產(chǎn)電鑄液前，測量電鑄液的性能參數(shù)，定性表征電鍍液性能優(yōu)劣提供了一個(gè)方便，提供了一個(gè)易操作的檢測平臺(tái)。通過本發(fā)明電鍍測試架，可用遠(yuǎn)近陰極法測試電鍍液分散能力、運(yùn)用水浴斜曝光制作V槽測試整平能力、用半內(nèi)環(huán)覆蓋法測試覆蓋能力。
【IPC分類】C25D1-00, G01N13-00
【公開號(hào)】CN104746109
【申請?zhí)枴緾N201510198041
【發(fā)明人】張斌珍, 徐蘇坪, 王雄師, 楊昕, 趙龍, 崔建利
【申請人】中北大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月24日