CN1153852C - 控制电力线分布的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种应用于电铸工艺上的控制电力线分布的装置及方法，所述装置包括：一阳极件，它相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子；一阴极件，设于该阳极件的一相对位置上，接收该离子以于其上形成一特定物质堆积层，在该阴极件周缘绕设一导电层；一电铸介质，存在于该阳极件与该阴极件间，以传递该离子而形成一电力线；以及一遮蔽装置，设于该阳极板与该阴极板之间，它具有一开孔，可使该电力线穿过该开孔发射至该阴极板上。

Description

控制电力线分布的装置及方法

本发明是为一种应用于电铸工艺上的控制电力线分布的装置及方法。

一般在墨水匣喷嘴片工艺上，对于在喷嘴孔的孔径控制上，大部分借助加入遮蔽板或利用金属导电特性，使得在工艺中所堆积的金属膜层能较平均，因而孔径公差能接近±3μm，以确保墨水喷出量能均匀稳定。

如图1所示，电铸槽中利用直流电流使一阳极板11上的阳极金属产生氧化反应变成金属离子后，因受电力场作用而在该阳极板11与一阴极板12之间形成电力线13，又该电力线13是受电流密度分布及通电时间长短的影响，电流密度分布越密集则所形成的电力线也越多，而该数条电力线13较集中的区域越容易造成金属离子还原成金属原子而形成排列堆积的情形。又该电力线13的发射并无一固定的位置，因而若无控制该电力线13的遮蔽板，则有该电力线13分布不均的情形发生，且其金属堆积会受电力场分布影响，造成堆积程度有厚薄不一的现象。而又因该阴极板12上受边缘效应的作用，电位差较大，电场较强，因此，若无遮蔽板控制，则边缘所形成的金属膜层会较中间厚。

针对以上的缺点，现有技术例如芳野齐等人的日本发明专利申请公开号为特开平5-25676的申请案与陈小娟等人的申请号为91205260.0d的中国实用新型专利申请已研究出另一种解决的方法，请参阅图2(a)(b)，于一阳极板21及一阴极板22、221之间加一单孔遮蔽板24，使电力线23能先集中通过该单孔遮蔽板24再发射至该阴极板221上，借此可增加在该阴极板22、221中间的投射机率，以改善因边缘效应所造成在该阴极板22、221边缘所形成的金属层会较中间厚的问题，而经过测试，其结果显示：其中间与边缘相差±10μm，与理想值±3μm仍有差距，故其合格率不佳。

由上述可知，现有技术存在以下的缺点：

1.该阴极板上的金属膜层厚度不均。

2.利用该单孔遮蔽板，反而会造成该金属膜层大多向中间分布，致使该金属膜层分布范围过小。

另一习知技术，例如芳野齐等人的日本发明专利公开号为特开平5-25676的申请案与陈小娟等人的中国实用新型申请号为91205260.0的申请案，其是利用一特殊的原盘支撑架以进行电铸程序。在原盘支撑架所支撑的原盘外围部分至少要设置1个以上的辅助电极，并利用不同的电压差施加于原盘与阳极以辅助阴极与阳极之间，以进行电铸程序，藉此可以防止外围部分的电力线集中，并使原盘上的电铸膜厚度差变小。但如果电压差V1比电压差V2大时，无法预防原盘外围部分电力线的集中，电压差V2如果比电压差V1明显大时，无法对原盘析出，因此，电位大小V1与V2的最佳关系是V2比V1稍微大一点，而且V2要比V1的1.5倍小，因此此习知技术需控制电位差V1与V2。

本发明的主要目的是提供一种可避免边缘金属层会较中间厚重的问题的控制电力线分布的装置和方法。

为实现上述目的，本发明的控制电力线分布的装置，其应用于电铸一墨水匣喷嘴片工艺上，它包括：一阳极件，它相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子；一阴极件，设于该阳极件的一相对位置上，接收该离子以于其上形成一特定物质堆积层，且在该阴极件周缘绕设一导电层，其中所述导电层通过一导电胶带而粘附于所述阴极件周缘上；一电铸介质，存在于该阳极件与该阴极件间，以传递该离子而形成一电力线；以及一遮蔽装置，设于该阳极件与该阴极件之间，它具有至少一开孔且由绝缘材质制成，可使该电力线穿过该开孔发射至该阴极件上。

根据上述构想，控制电力线分布的装置中该阳极件为一阳极板，且其材质为镍。

根据上述构想，控制电力线分布的装置中该阴极件为一阴极板，且其材质为钛或铬。

根据上述构想，控制电力线分布的装置中该阳极件与该阴极件的间距为15～30cm。

根据上述构想，控制电力线分布的装置中该导电层材质为铜。

根据上述构想，控制电力线分布的装置中该电铸介质为是由氨基磺酸镍、氯化镍及硼酸所组成。

根据上述构想，控制电力线分布的装置中该遮蔽装置与该阴极板距离为1～5cm。

根据上述构想，控制电力线分布的装置中该遮蔽装置为一多孔遮蔽板，且该数个开孔的孔径由中间自两旁依序变小且两两对称，又其开孔间距皆相同。

根据上述构想，控制电力线分布的装置中该多孔遮蔽板的开孔直径大小是介于1～3cm的间。

为实现上述目的，本发明的控制电力线分布的方法，其应用于电铸一墨水匣喷嘴片工艺上，所述方法包括下列步骤：

提供一电铸槽，所述电铸槽包括一阳极件及一阴极件，所述阳极件相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子，又具有一电铸介质，存在于所述阳极件与所述阴极件间，以传递所述离子而形成一电力线；

于所述阴极件周缘施加一导电层，其中所述导电层是通过至少一导电胶带而粘附于所述阴极件周缘上；

提供一遮蔽装置，设于所述阳极件与所述阴极件之间，该遮蔽装置具有至少一开孔且由绝缘材质制成；以及

通一电流于所述阳极件与所述阴极件间，以相应于其电流密度产生所述电力线。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(a)所示，其中该阳极件为一阳极板，且其材质为镍。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(a)所示，其中该阴极件为一阴极板，设于该阳极件的一相对位置上，以接收该离子以于其上形成一特定物质堆积层，且其材质为钛或铬。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(a)所示，其中该阳极件与该阴极件的间距为15～30cm。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(a)所示，其中该电铸介质是由氨基磺酸镍、氯化镍及硼酸所组成。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(b)所示，其中该导电层是通过一导电胶带均匀黏附于该阴极板周缘上，又该导电胶带宽度为0.3～0.6cm，且材质为铜。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(b)所示，其中该导电层亦可由数段导电胶带连接成一封闭或非封闭区域，以黏附于该阴极板周缘上。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(c)所示，其中该遮蔽装置与该阴极板间距为1～5cm。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(c)所示，其中该遮蔽方法为一单孔遮蔽板。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(c)所示，其中该遮蔽方法为一多孔遮蔽板，且该数个开孔面积由中间自两旁依序变小且两两对称，又其开孔间距皆相同。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中其中该多孔遮蔽板的开孔直径大小是介于1～3cm之间。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(d)所示，其中该电流密度为2.5～10A/dm²。

根据上述构想，控制电力线分布的方法中如步骤(d)所示，其中该电力线借助穿过该遮蔽方法中的数个开孔以均匀发射至该阴极板，并沉积该特定物质堆积层于该阴极板上。

本发明所提供的控制电力线分布的装置和方法可改善在现有技术中仅以单孔遮蔽板作为控制电力线分布的方式所造成电力线多往该阴极板中间的区域分布的问题，进而可使该金属膜层厚度更平均及分布范围更符合所需。

为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。

图1是现有的电铸装置示意图；

图2(a)是现有的阴极板示意图；

图2(b)是现有的电铸装置中另加一遮蔽板的示意图；

图3(a)是本发明较佳实施例的阴极板示意图；

图3(b)是本发明较佳实施例的电铸装置示意图。

请同时参见图3(a)(b)，它们是本发明较佳实施例的装置示意图，它包括：一阳极板31、一阴极板32、321及一单孔遮蔽板34，其中该阳极板31与该阴极板32、321是位于相对的位置上，其间距为15～30cm，且该遮闭板34设于该阳极板31与该阴极板32、321之间，并与该阴极板距离为1～5cm，该阳极板31的材料可为镍，该阴极板32则为一玻璃板上镀钛，该单孔遮蔽板34为一不导电材质，例如：压克力板。

由于在电解槽中包括有氨基磺酸镍、氯化镍及硼酸等电铸介质，当通一电流于该阳极板即会解离出金属离子，且所解离出的金属离子因为受电力场作用，会在该阳极板31与该阴极板32之间形成电力线33，借助该电力线33可在该阴极板上使金属离子还原成金属原子，若该电力线33较集中的区域其所堆积排列的金属原子也越多，又该电力线33分布是受边缘效应所影响，因此易于阴极板边缘形成金属膜层，虽然另加一单孔遮蔽板34，但却致使电力线多往中间的区域分布，以致仍有分布不均的情况存在。如图3(a)所示，因此于该阴极板32的周围加一导电金属层35，其中该导电金属层35通过一导电胶带均匀黏附于该阴极板周缘上，又该导电胶带宽度为0.3～0.6cm，且材质为铜。如图3(b)所示，因铜比钛有更佳的导电性，所以当数条电力线33发射至该阴极板321时，不会因为单孔遮蔽板34的作用影响，而仅在中间的区域形成金属膜层，该电力线33会有部份向两侧分布，因而可使该阴极板32上的金属膜层厚度较为平均且分布范围能较符合理想值(约±3μm)。

综上所述，本发明于上述较佳实施例中所提供的控制电力线分布的装置和方法可改善在现有技术中仅以单孔遮蔽板作为控制电力线分布的方式所造成电力线多往该阴极板中间的区域分布的问题，进而可使该金属膜层厚度更平均及分布范围更符合所需。

Claims (21)

1.一种控制电力线分布的装置，其应用于电铸一墨水匣喷嘴片工艺上，它包括：

一阳极件，它相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子；

一阴极件，设于该阳极件的一相对位置上，接收该离子以于其上形成一特定物质堆积层，且在该阴极件周缘绕设一导电层，其中所述导电层通过一导电胶带而粘附于所述阴极件周缘上；

一电铸介质，存在于该阳极件与该阴极件间，以传递该离子而形成一电力线；以及

一遮蔽装置，设于该阳极件与该阴极件之间，它具有至少一开孔且由绝缘材质制成，可使该电力线穿过该开孔发射至该阴极件上。

2.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述阳极件为一阳极板，且其材质为镍。

3.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述阴极件为一阴极板，且其材质为钛或铬。

4.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述阳极件与所述阴极件的间距为15～30cm。

5.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述导电层材质为铜。

6.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述电铸介质由氨基磺酸镍、氯化镍及硼酸所组成。

7.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述遮蔽装置与所述阴极件距离为1～5cm。

8.如权利要求1所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述遮蔽装置为一多孔遮蔽板，且所述数个开孔的孔径由中间自两旁依序变小且两两对称，又其开孔间距皆相同。

9.如权利要求8所述的控制电力线分布的装置，其特征在于，所述多孔遮蔽板的开孔直径大小是介于1～3cm之间。

10.一种控制电力线分布的方法，其应用于电铸一墨水匣喷嘴片工艺上，所述方法包括下列步骤：

提供一电铸槽，所述电铸槽包括一阳极件及一阴极件，所述阳极件相应于一电力施加而分解出一特定物质的离子，又具有一电铸介质，存在于所述阳极件与所述阴极件间，以传递所述离子而形成一电力线；

于所述阴极件周缘施加一导电层，其中所述导电层是通过至少一导电胶带而粘附于所述阴极件周缘上；

提供一遮蔽装置，设于所述阳极件与所述阴极件之间，该遮蔽装置具有至少一开孔且由绝缘材质制成；以及

通一电流于所述阳极件与所述阴极件间，以相应于其电流密度产生所述电力线。

11.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述阳极件为一阳极板，且其材质为镍。

12.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述阴极件为一阴极板，设于所述阳极件的一相对位置上，以接收所述离子以于其上形成一特定物质堆积层，且其材质为钛或铬。

13.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述阳极件与所述阴极件的间距为15～30cm。

14.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述电铸介质由氨基磺酸镍、氯化镍及硼酸所组成。

15.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述导电层通过一导电胶带均匀黏附于所述阴极板周缘上，所述导电胶带宽度为0.3～0.6cm，其材质为铜。

16.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述导电层由数段导电胶带连接成一封闭或非封闭区域，以黏附于所述阴极板周缘上。

17.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述遮蔽装置与所述阴极件间距为1～5cm。

18.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述遮蔽装置为一单孔遮蔽板。

19.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述遮蔽装置为一多孔遮蔽板，且所述数个开孔面积由中间自两旁依序变小且两两对称，又其开孔间距皆相同。

20.如权利要求19所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述多孔遮蔽板的开孔直径大小是介于1～3cm之间。

21.如权利要求10所述的控制电力线分布的方法，其特征在于，所述电流密度为2.5～10A/dm²。

Images