金屬薄膜成形裝置的製作方法
2023-06-20 13:41:46
專利名稱:金屬薄膜成形裝置的製作方法
技術領域：
本發明與金屬薄膜成形有關，特別是關於一種流體控制裝置。可於基板表面及基板的通孔內壁成形差異性均勻厚度的金屬薄膜的金屬薄膜成形裝置。
背景技術：
隨著電子裝置的發展，印刷電路板的製造也逐漸朝向高密度封裝的型態，使表面成形的金屬線路的線寬更細、其表面供電子組件針腳穿過的通孔的孔徑也逐漸縮小。因此印刷電路板上成形的金屬薄膜的厚度均勻度的要求也更高，金屬薄膜缺陷也必須降低至最少，以提升金屬薄膜的延展性及抗拉強度，避免因為線路變細，而導致強度不足斷裂的現象。
為了改善金屬薄膜厚度均勻度的問題，日本專利JP56058999號專利案提出一種以噴灑方式進行金屬薄膜的裝置，以使鍍液均勻的分布在基板表面，以使金屬薄膜的厚度更為均勻。美國專利US5077099號專利案則利用周期性振動源，使基板振動，帶動鍍液於基板表面進行循環，以使金屬薄膜厚度更為均勻。然而上述二種方法僅能改善基板表面的金屬薄膜厚度，對於基板上的通孔內壁部分，由於通孔縱橫比(軸向長度與徑向寬度的比例)的問題，使得鍍液於通孔內幾乎無法出現流動，甚至無法有效溼潤這些通孔，特別是通孔的孔徑縮小而縱橫比提高時，這些問題會變得更明顯，而造成通孔內壁的金屬薄膜成形效果極差，而影響印刷的路版的良率。因此如何針對縱橫比高的小孔徑通孔，設計一種良好的金屬薄膜技術，成為一項重要的技術課題。
發明內容鑑於以上的問題，本發明的主要目的在於提供一種金屬薄膜成形裝置，以解決以往於基板上進行金屬金屬薄膜時，基板表面與通孔內壁之間金屬薄膜厚度不均一的問題。
為達成上述目的，本發明提供一種金屬薄膜成形裝置，用以在一具備至少一通孔的基板上成形金屬薄膜，其包含有一密閉腔室、一壓力產生裝置及一壓力控制裝置。其中基板固定於密閉腔室中，使基板將密閉腔室分隔為二部分。而壓力產生裝置及壓力控制裝置，連接於密閉腔室，分別對應基板的二側，其中壓力產生裝置用以導入一鍍液，使其平行於基板表面流動，而壓力控制裝置用以導出鍍液，並控制該基板二側的壓力差，藉以鍍液可由壓力產生裝置帶動進入密閉腔室中，造成平行於基板的表面的鍍液流動，以及通過通孔的鍍液流動。透過壓力控制裝置的調節，於基板表面及通孔內壁成形的金屬薄膜厚度可分別加以控制。
另一具體特徵，本發明更可具備一鍍液穩定裝置，用以攪拌進入密閉腔室的鍍液，使鍍液中的溶質與溶劑更均勻地混合，使其成分更均勻。
另一具體特徵，本發明更可設置一溫度控制裝置，用以控制進入密閉腔室的鍍液溫度，以控制金屬薄膜成形條件。
另一具體特徵，本發明更可設置一層流穩定裝置，用以消除進入密閉腔室的流體的邊界層，使鍍液於基板表面流動的速率更均勻。
另一具體特徵，本發明更可設置一速度控制組件，至於密閉腔室中，藉由調整速度控制組件與基板表面的間距，以調整於基板表面流動的流體速度。
另一具體特徵，本發明更包含有一電場控制裝置，具有二電極，此二電極浸泡於密閉腔室的鍍液中，並位於基板的二側，用以產生一電場，使基板位於電場中，藉以加強金屬薄膜成形效果。
本發明解決了金屬薄膜成型中厚度不均一的問題，並且更加均勻，成型效果好。
以下在實施方式中詳細敘述本發明的詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟悉本領域的普通技術人員了解本發明的技術內容並據以實施，且根據本說明書所公開的內容、權利要求
及附圖，任何熟悉本領域的普通技術人員可輕易地理解本發明相關的目的及優點。
以上的關於本
發明內容
的說明及以下的實施方式的說明用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的權利要求
更進一步的解釋。
圖1為依據本發明所建立的金屬薄膜成形設備；
圖2為本發明第一實施例的分解立體圖；圖3為第一實施例的剖面示意圖；圖4為第一實施例的系統方塊圖；圖5為第二實施例的系統方塊圖；圖6為第二實施例的系統方塊圖，為另一實施狀態；圖7為第二實施例的系統方塊圖，為又一實施狀態；圖8為第三實施例的系統方塊圖；及圖9為第四實施例的系統方塊圖。
其中，附圖標記1 框架 2 輸送系統A、B、C、D、E、F、G、H、I 鍍液槽10 密閉腔室 11 流體導入組件111 流通管路 112 開孔12 流體導出組件 121 流通管路122 開孔 20 基板21 通孔 31 壓力產生裝置32 壓力控制單元 41 流體速度42 流體速度 51 磁石攪拌裝置52 氣體源 53 溫度控制裝置54 層流穩定裝置 55 速度控制組件56 電場控制裝置 561 電極W 間距具體實施方式
為使對本發明的目的、構造、特徵、及其功能有進一步的了解，配合實施例詳細說明如下。
如圖1所示，為依據本發明所建立的金屬薄膜成形設備，其包含有框架1、輸送系統2及多個鍍液槽A、B、C、D、E、F、G、H、I，輸送系統2架設於框架1上方，用以移動待加工的基板於各鍍液槽A、B、C、D、E、F、G、H、I中移動。各鍍液槽A、B、C、D、E、F、G、H、I分別表面處理程序、金屬薄膜成形製程，其中表面處理程序用於基板表面形成一基底薄膜，當基板表面形成基底薄膜之後，再將催化劑亦特定圖案型態塗布於基板表面，再進入金屬薄膜成形製程，使金屬沉積於催化劑所塗布的區域，而形成預定圖案型態的金屬薄膜。本發明的金屬薄膜成形裝置可應用於各鍍液槽中，藉以使不同成分的鍍液或是去離子水均勻地流過基板表面，以控制金屬薄膜成長的厚度。
如圖2、圖3至圖4所示，為本發明第一實施例所提供的金屬薄膜成形裝置，可應用於前述的任何一鍍液槽，各鍍液槽可構成一密閉腔室10，而待加工的基板20固定於此一密閉腔室10中，並將此一密閉腔室20區隔為二部分，此外各基板20上設有多個通孔21，可供流體通過而流通於基板20的二側。
密閉腔室10內更設有一流體導入組件11及一流體導出組件12，流體導入組件11呈現框架型態，其內部具有流通管路111，可透過導管連接於一壓力產生裝置31，以將鍍液或去離子水引入流通管路中，而透過位於流體導入組件11內側緣的開孔112流入密閉腔室10內。流體導出組件12大致與流體導出組件11相同，呈現框架型態，其內部具有流通管路121，內側緣形成多個開孔122，用以吸入於密閉腔室10內的鍍液，而經由一連接於流體導出組件12的壓力控制單元32流出密閉腔室10外。流體導入組件11及流體導出組件12平行地設於基板20的二側，藉以使壓力產生裝置31與壓力控制裝置32連接於密閉腔室10，同時對應於基板20的二側。
流體導入組件11及流體導出組件12平行地設於基板20的二側，使其等內側的開孔112、122指向與基板20表面平行，因此不論是由流體導入組件11進入密閉腔室10內的流體，或是被流體導出組件12吸出的流體(鍍液或去離子水)，都可以平行於基板20表面的方向流動，並以垂直基板20的方向通過通孔21流動。壓力產生裝置31可為一流體泵浦，而壓力控制裝置32可為一閥門，利用其等之間的調整配合，可以控制基板20二側的壓力差，以調整流體流速，使平行於基板20表面流動的流體速度41及通過通孔的流體速度42相同，使得與基板20表面及通孔21內壁的金屬薄膜條件相近，以使於基板20表面或通孔21內壁成形的金屬薄膜成長速率相同，使金屬薄膜厚度均勻，使導電或是應力特性較為均勻，不會出現太大的差異。而基板20表面預先以觸媒(Catalyst)成形預定的圖案，當基板20浸泡於鍍液時，鍍液成分可與觸媒進行離子或質子交換，使金屬析出成型於基板，形成圖案。
如圖5所示，為本發明第二實施例所提供的金屬薄膜成形裝置。於本實施例中，壓力產生裝置31與密閉腔室10之間，更設有一鍍液穩定裝置，鍍液穩定裝置主要用以攪拌鍍液，藉以使鍍液中的溶質與溶劑更為均勻地混合，讓鍍液質量更為穩定。此一鍍液穩定裝置為一磁石攪拌裝置51，於鍍液進入密閉腔室10之前就將鍍液加以攪拌，使鍍液特性更為穩定。
如圖6及圖7所示，鍍液穩定裝置亦可為一氣體源52，將氣體通入鍍液中，利用微小氣泡對鍍液產生攪拌效果，氣體可於鍍液進入密閉腔室10之前通入，預先將鍍液加以穩定，如圖6所示。亦可將氣體源52連接於流體導入組件31而直接將氣體通入密閉腔室10中，以直接於密閉腔室10中對鍍液進行攪拌穩定作業，如圖7所示。
再如圖8所示，為本發明第三實施例所提供的一種所提供的金屬薄膜成形裝置。為有效控制鍍液條件，於本實施例中，於壓力產生裝置31與壓力控制裝置32之間，設有一溫度控制裝置53及一層流穩定裝置54，藉以在流體由壓力產生裝置31驅動進入密閉腔室10之前，調整鍍液的狀態，以使鍍液更能均勻地流過基板20表面。
其中，溫度控制裝置53主要由加熱器所組成，用以控制鍍液的溫度，使鍍液進入密閉腔室10之前，達到最佳化的反應溫度，以提升金屬薄膜成形速率。而層流穩定裝置54由疏孔性介質(Porous Medium)所組成，由於鍍液在管路中流動會使流體邊界層(boundary layer)的厚度逐漸提升，導致鍍液到達基板20表面時的流速產生不均勻現象，若在鍍液進入密閉腔室10之前，先讓其流過層流穩定裝置，可以破壞層流現象，使邊界層重新成長，如此一來，鍍液進入密閉腔室10時，流速的分布就為變得較為均勻，以使金屬薄膜成長速率更為均勻，而使得厚度更為均一。
此外，於本實施例中，更設有一速度控制組件55，此一速度控制組件55為一板體，設置於基板20的一側，藉由調整速度控制組件55與基板20之間的間距W，可以改變流經基板20表面的鍍液速度，藉以對鍍液的流速進行進一步的調整。
如圖9所示，為本發明第四實施例所提供的一種的金屬薄膜成形裝置的示意圖。為了進一步對金屬薄膜成形程序的控制，加強金屬薄膜成形效果，於本實施例中設有一電場控制裝置56，用以產生一交流電或是一直流電，電場控制裝置56具有二電極561，設於密閉腔室10中，使其等被浸泡於鍍液中，且位於基板20的二側。利用通入一直流電或是一交流電，可以使基板20位於一電場中，藉以加強金屬薄膜成形效果。
當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的普通技術人員當可根據本發明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求
的保護範圍。
權利要求
1.一種金屬薄膜成形裝置，用以在一具備至少一通孔的基板上成形金屬薄膜，其特徵在於，包括有一密閉腔室，該基板固定於該密閉腔室中，而將該基板分隔為二部分；一壓力產生裝置，連接於該密閉腔室，對應於該基板的一側，用以導入一鍍液平行於該基板表面流動；及一壓力控制裝置，連接於該密閉腔室，對應於該基板的另一側，用以導出該鍍液，並控制該基板二側的壓力差；其中，該鍍液由該壓力產生裝置帶動進入該密閉腔室，利用該密閉腔室的壓力差造成該鍍液在平行基板表面與垂直基板表面的流動速度差異，使得平行基板表面形成的金屬薄膜與平行於上述的通孔的表面形成的金屬薄膜厚度可以有效的控制。
2.根據權利要求
1所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，更包含有一鍍液穩定裝置，位於該基板與該壓力產生裝置之間，用以攪拌該鍍液與穩定該鍍液質量。
3.根據權利要求
2所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該鍍液穩定裝置為一氣體源，用以通入一氣體以攪拌該鍍液。
4.根據權利要求
2所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該鍍液穩定裝置為磁石攪拌裝置。
5.根據權利要求
1所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，更包含有一層流穩定裝置，設於該壓力產生裝置與該密閉腔室之間，藉以改變該鍍液的流體邊界層狀態，以使該鍍液於平行於基板方向的流動速度均勻穩定。
6.根據權利要求
5所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該層流穩定裝置為一疏孔性介質。
7.根據權利要求
1所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，更包含有一電場控制裝置，具有二電極，該二電極浸泡於該鍍液內，且分別位於該基板的二側，用以產生一電場。
8.根據權利要求
7所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該二電極之間被通入一直流電。
9.根據權利要求
7所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該二電極之間被通入一交流電。
10.根據權利要求
1所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，更包含有一溫度控制裝置，用以控制該鍍液的溫度。
11.根據權利要求
1所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，更包含有一速度控制組件，設於該密閉腔室內，可相對於該基板移動而調整其與基板之間的間距，以控制該鍍液平行於該基板表面的流速。
12.根據權利要求
1所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該壓力產生裝置為一液體泵浦。
13.根據權利要求
1所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該密閉腔室內更設有一流體導入組件，連接於該壓力產生裝置，且設於該基板的一側，用以導引鍍液平行地流經該基板的表面。
14.根據權利要求
13所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該流體導入組件呈現框架型態，其內部具有一流通管路，其內側緣具有多個開孔。
15.根據權利要求
1所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該基板具有一觸媒成形的圖案，當該基板浸泡於該鍍液，該鍍液可與該觸媒進行離子或質子交換，使金屬的析出成型於該基板，形成該圖案。
16.根據權利要求
1所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，該密閉腔室內更設有一流體導出組件，連接於該壓力產生裝置，且設於該基板的一側，用以導引鍍液平行地流經該基板的表面。
17.根據權利要求
16所述的金屬薄膜成形裝置，其特徵在於，流體出組件呈現框架型態，其內部具有流通管路，其內側緣具有多個開孔。
專利摘要
一種金屬薄膜成形裝置，用以在一具備至少一通孔的基板上成形金屬薄膜，其將基板固定於一密閉腔室中，使基板將密閉腔室分隔為二部分。而密閉腔室連接有一壓力產生裝置及一壓力控制裝置，分別對應基板的二側，其中壓力產生裝置用以導入一鍍液，使其平行於基板表面流動，而壓力控制裝置用以導出鍍液，並控制基板二側的壓力差，藉以鍍液可由壓力產生裝置帶動進入密閉腔室中，造成平行於基板的表面流動以及通過通孔的鍍液流動，因此壓力控制裝置的調節，於基板表面及通孔內壁成形的金屬薄膜厚度，可以分別加以控制。
文檔編號H05K3/00GK1995454SQ200510137674
公開日2007年7月11日 申請日期2005年12月31日
發明者張杰凱, 鄭兆凱, 楊明桓, 王仲偉, 陳富港, 曾子章, 李長明, 張志敏, 餘丞博 申請人:財團法人工業技術研究院, 欣興電子股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan