用于基底的化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统的制作方法

1.本公开内容涉及一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统，一种在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的装置，一种分配系统的用途，以及一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体分配系统的制造方法。


背景技术：

2.用于生产印刷电路板(pcbs)的面板的基底尺寸正在大幅增加，以提高制造效率，并适应大尺寸技术要求。面板的单边长度已经大大超过了1000毫米，在某些情况下甚至超过了3000毫米。
3.目前，最佳的处理结果是通过所谓的hsp系统实现的，即包含高速电镀技术的系统。在这样的系统中，一个或两个hsp与一个或两个基底一起被浸入含有电解液和一个或几个阳极的槽中。在这个充满电解液的槽中，电解液(以及随之而来的电流分布)通过hsp板被引导到基底表面。然而，当面板尺寸达到较大尺寸时，人们注意到，出现了明显的、不同的杂散电流，这些杂散电流在hsp(s)周围从阳极流向基底(作为阴极)，导致在基底上沉积不需要的、非均匀的材料。
4.这些出现在大尺寸面板电镀系统中的不同杂散电流已被确认是因hsp由非金属(塑料)材料制造而引起的，这些材料在使用过程中通常会在不同的温度下轻微变形。通过这种变形，电镀系统的各个组成部分之间的材料间隙可能会出现并随后消失，从而导致了一些绕过hsp分配方向的不必要的电流路径。材料特性是导致这种大尺寸hsp系统的行为的原因，如膨胀系数、材料强度和变形稳定性，这些是无法克服的。因此，以目前工业界对hsp的设计和实施，通常无法解决这些杂散电流和均匀性问题。


技术实现要素：

5.因此，有必要提供一种改进的用于对大型基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统，特别是能够实现均匀性较高的材料沉积。
6.所述问题通过独立权利要求的主题得到了解决，其中进一步的实施例被纳入从属权利要求中。应当指出的是，以下所描述的公开内容的各个方面也适用于用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统、用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的装置、用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体分配系统的用途和制造方法。
7.根据本公开内容，提出了一种配置用于基底的化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统。所述工艺流体的分配系统包括第一分配体、替代体和框架。
8.第一分配体被配置为引导工艺流体和/或电流的流动流向基底。第一分配体和替代体被布置为在它们之间插入基底。框架被配置为将第一分配体和替代体彼此相对地安装。所述框架可包括至少一个，优选几个分配框架元件。框架可以设置在分配体和替代体之间，并确定它们之间的距离，以提供一个合适的空间来容纳待处理的基底。
9.所述框架被进一步配置为与第一分配体和替代体共同构成围绕基底的壳体。换句话说，第一分配体、替代体和框架共同构成了基底的壳体。所述壳体形成加工或电镀单元，用于对基底进行化学和/或电解表面处理。所述壳体或加工单元可以作为一个独立的单元插入到含有工艺流体的槽中。换句话说，当壳体插入槽中时，它不与槽相连或可拆卸地连接到槽上，这样，壳体可以单独从槽中取出。因此，包括基底在内的壳体可以安全地转移，并且壳体的更换可以独立于槽进行。
10.所述壳体确保了分配系统的电气隔离，从而作为分配系统的必需部分提供了电气密封效果。因此，所述壳体为分配系统提供了极大的改进和极为可靠的电气密封。所述电气密封避免了以杂散电流形式出现的电流泄漏，进而避免由杂散电流引起的不需要的非均匀材料的沉积。
11.壳体可以将加工单元和槽的功能分开，从而能够克服由不同的例如膨胀系数、材料强度和变形稳定性而导致的不同材料的不同变形特性所造成的问题。因此，在制造根据本公开内容的分配系统时，公差也可以没有那么严格，也不需要进行返工或对例如槽等进行特殊调整，只要实现良好和持久的电气密封即可。因此，大型基底也可以被处理，以实现较高的沉积均匀性。
12.根据本公开的分配系统适于与基底配合使用，所述基底不限于特定的尺寸。与第一分配体和替代体共同构成壳体的框架的尺寸，可以相对于基底的尺寸进行调整。
13.在一个实施方案中，用于基底的化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统，进一步包括被配置为容纳壳体和阳极的槽。所述槽也可以容纳一个以上的阳极。换句话说，一方面是槽，另一方面是壳体或电镀单元，它们被构造成独立的单元。分配系统还可以包括被放置在壳体上方的安装悬挂件，被配置为将壳体保持在一个悬空位置。安装悬挂件也可被配置为将槽保持在相对于周围的悬空位置。安装悬挂件还可被配置为将基底支架中的基底在壳体中保持悬空位置。
14.也可以使用两个腔室，而不是一个槽。在另一个实施方案中，分配系统因此包括两个腔室，每个腔室安装在壳体的一个侧面，其中每个腔室被配置为容纳阳极。
15.在一个实施方案中，槽或腔室可以适合容纳不同尺寸的阳极。换句话说，槽或腔室的尺寸可以根据插入其中的阳极的尺寸来调整。
16.在一个实施方案中，替代体为第二分配体，也被配置为引导工艺流体和/或电流流向基底。换句话说，分配系统包括第一分配体、第二分配体和框架。第一分配体和第二分配体被配置为引导工艺流体和/或电流流向基底。第一分配体和第二分配体被布置为在它们之间插入至少一个基底。框架被配置为将第一分配体和第二分配体彼此相对地安装。所述框架进一步被配置为与第一分配体和第二分配体共同构成围绕至少一个基底的壳体。
17.在一个实施方案中，所述工艺流体的分配系统进一步包括一个或多个电气密封单元，所述电气密封单元被配置为以相对于周围的电气绝缘的方式，密封框架和第一分配体之间的界面、以及框架和替代体之间的界面。一个或多个密封单元实现了壳体的电气隔离，从而避免了分配体周围出现杂散电流的可能性。因此，处理的均匀性得到了显著改善。密封单元可以是一个细长的、可弹性变形的元件，放置在不同部件之间的界面上，在那里电流被施加并需要被控制，以避免出现不必要的杂散电流。密封单元的例子是形状和大小足够合适的垫圈，如o型环、唇形密封、压缩密封配件、面密封、塞子密封、充气密封、静水或流体动
力密封、粘结密封、胶粘密封或类似的密封元件。电气密封也可以通过将不同部件焊接在一起实现。
18.在一个实施方案中，壳体的顶面至少部分开放，以允许基底通过。因此，带有一个或两个基底的基底支架可以从顶面通过开口插入壳体内。壳体的顶面至少部分地对周围环境开放。这样，壳体就可以理解为在侧面和底部是电绝缘的，但在顶部是开放的。
19.在一个实施方案中，框架包括几个彼此相对并安装于第一分配体和第二分配体上的独立的框架元件。例如，框架包括四个侧向元件和一个底部元件。这些独立的元件可以相互胶合。在一个实施方案中，独立的框架元件可拆卸地彼此相对安装、以及安装于第一分配体与和替代体或第二分配体上。例如，可以使用螺钉安装。因此，两个分配体，或一个单独的分配体和替代体，可以牢固且高精度地相互连接。
20.在一个实施方案中，框架被配置为将第一分配体和替代体或第二分配体相互平行安装。另外，相对于彼此倾斜也是可能的。
21.在一个实施方案中，框架比第一分配体和替代体或第二分配体更坚硬。因此，所述框架被配置为迫使初始不平行的第一或第二分配体或替代体进入平行状态。这支持了平衡制造公差。此外，除了平行之外，其他条件也是可能的。
22.在一个实施方案中，所述框架包括分配框架元件，所述分配框架元件至少包括一个工艺流体入口和/或一个工艺流体出口。分配框架元件或流体分配板可以被放置在第一或第二分配体或替代体的下部。所述分配框架元件可用于形成与槽的流体供应系统的简易连接。
23.根据本公开内容，还提出了一种在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的装置。用于对基底进行化学和/或电解表面处理的装置包括如上所述的分配系统和基底支架。所述基底支架被配置为在分配系统中支撑至少一个基底。
24.在一个实施方案中，分配系统的第一分配体和基底支架被安装在待插入的工艺流体上方的同一参考系统中。参考系统可以是预先确定的参考位置或装置的一部分，第一分配体和基底支架被安装在所述位置上。参考系统也可以是框架的上部，位于工艺流体的上方。
25.优选的，工艺流体和/或电流可以完全填充在槽内，参考系统可以布置在工艺流体的上方。即使只有50％或80％的槽被工艺流体填满，参考系统也可以布置在工艺流体的上方。然而，在槽内的工艺流体的任何水平高度，第一分配体和基底支架应完全浸入工艺流体中。
26.其结果是一个易于应用和有效的单元，用于校平以确保壳体相对于基底处理系统在水平和垂直方向是精准对齐的。由于第一分配体和壳体以及基底支架上端被固定，所有的热膨胀都适用于相同的方向，即朝向其下端的方向。此外，重力有助于避免第一分配体或第二分配体或替代体的弯曲，并使它们保持平面状。
27.根据本公开内容，还提出了一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体分配系统的制造方法。用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统的制造方法包括以下步骤：
28.·
布置第一分配体和替代体，以便在它们之间插入基底，以及
29.·
通过框架将第一分配体和替代体彼此相对地安装。
30.第一分配体和替代体被配置为引导工艺流体和/或电流流向基底。所述框架被配置为与第一分配体和替代体共同构成围绕基底的壳体。
31.根据本公开内容，还提出了一种如上所述的系统或装置用于对基底进行化学和/或电化学处理，特别是对大型基底进行化学和/或电化学处理的用途。术语“大型基底”可以理解为尺寸在300
×
300毫米以及更大尺寸的基底。优选的，基底的对角线或直径大于或等于350毫米，更优选500毫米，甚至更优选800毫米，甚至更优选1000毫米。
32.应理解的是，根据独立权利要求的系统、装置、用途和方法具有类似和/或相同的优选实施方案，特别是如从属权利要求中定义的。应进一步理解，本公开的优选实施方案也可以是从属权利要求与各自独立权利要求的任何组合。
33.本公开的这些和其他方面将从下文描述的实施方案中变得明显并得到阐明。
附图说明
34.下面将参照附图说明本公开的示例性实施方案。
35.图1示意性地和示例性地示出了根据本公开内容，用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统的一个实施方案。
36.图2示意性地和示例性地示出了根据本公开内容，当从横截面上看时的工艺流体分配系统的一个实施方案。
37.图3示意性地和示例性地示出了根据本公开内容，当从下面看时的工艺流体分配系统的一个实施方案。
38.图4示意性地和示例性地示出了在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的装置的一个实施方案。
39.图5示意性地和示例性地示出了在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的装置的一个实施方案。
具体实施方式
40.图1示意性地和示例性地示出了根据本公开的用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统10的一个实施方案。图2示意性地和示例性地示出了根据本公开内容，当从横截面上看时的工艺流体的分配系统10的一个实施方案。工艺流体的分配系统10包括第一分配体11、第二分配体12和框架14。
41.第一分配体11和第二分配体12被配置为引导工艺流体和/或电流流向基底。第一分配体和第二分配体12被布置为在它们之间插入基底。
42.框架14将第一分配体11和第二分配体12彼此相对地安装。框架14与第一分配体11和第二分配体12共同构成围绕着待插入的基底的壳体。框架14包括几个独立的框架元件1、4，它们彼此相对并安装于第一分配体11和第二分配体12上。框架14包括四个侧向元件和一个底部元件。这些独立的元件可以相互用螺钉拧在一起。框架14将第一分配体11和第二分配体12相互平行安装。
43.壳体的顶部表面是开放的，以允许基底通过。装有一个或两个基底的基底支架21(见图4)可以从顶面通过开口插入壳体。因此，壳体的顶面对周围环境是开放的。
44.图3示意性地、示例性地示出了根据本公开内容，当从下面看时工艺流体的分配系
统10的一个实施方案。从图3中可以看出，框架14包括由几个工艺流体入口2和几个工艺流体出口3组成的分配框架元件13。所述分配框架元件13或流体分配板被放置在第一或第二分配体的下部。
45.换句话说，第一分配体11、第二分配体12和框架14共同构成了基底的壳体。所述壳体可以作为一个独立的单元插入含有工艺流体的槽15中。这可以在图4中看到。
46.图4示意性地和示例性地示出了用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的装置20和系统10的一个实施方案。装置20包括所述分配系统10和用于容纳壳体和至少一个阳极的槽15。在图4中，两个阳极被放置在槽15中。
47.分配系统10进一步还包括密封单元，用于相对于周围，以不透流体或液体且电气绝缘的方式，密封所述框架14和第一分配体11之间的界面、以及框架14和第二分配体12之间的界面。所述密封单元实现了壳体的电气隔离。
48.框架14比第一分配体11和第二分配体12更坚硬。因此，框架14也迫使初始不平行的第一或第二分配体进入平行状态。
49.图5示意性地、示例性地示出了用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的装置20的一个实施方案。用于化学和/或电解表面处理的装置20包括如上所述的分配系统10和基底支架21。基底支架21被配置为在分配系统10中支撑至少一个基底。分配系统10的壳体和基底支架21安装于工艺流体上方的同一参考系统a(见断线)中。由于第一分配体11和由此而来的壳体以及基底支架21都在上端固定，所有的热膨胀都适用于同一方向，即朝向于它们的下端方向。
50.必须指出的是，本公开的实施方案是参照不同的主题事项来描述的。特别是，一些实施例参照方法类型的权利要求进行描述，而其他实施例则参照装置类型的权利要求进行描述。然而，本领域的技术人员将从上述和以下描述中了解到，除非另有通知，否则除了属于一种主题的特征的任何组合外，与不同主题有关的特征之间的任何组合也被视为与本技术公开。然而，所有的特征都可以结合起来，提供比特征的简单加和更多的协同效应。
51.虽然在附图和前述描述中已经详细说明和描述了本公开的内容，但这种说明和描述应被视为说明性或示例性的，而不是限制性的。本公开内容并不限于所公开的实施例。本领域的技术人员在实施本公开内容时，通过对附图、本公开内容和从属权利要求的研究，可以理解并实现对所公开的实施例的其他变化。
52.在权利要求中，“包括”一词并不排除其他元素或步骤，而不定项“一个”或“一种”并不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中重新引用的几个项目的功能。仅仅是某些措施在相互不同的从属权利要求中被重新引用这一事实，并不表明这些措施的组合不能被用来发挥优势。权利要求中的任何参考标志都不应被理解为对保护范围的限制。
53.实施例
54.1.一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统(10)，包括：
[0055]-第一分配体(11)，
[0056]-替代体，以及
[0057]-框架(14)，
[0058]
其中，第一分配体(11)被配置为引导工艺流体和/或电流流向基底，
[0059]
其中，第一分配体(11)和替代体被布置为在它们之间插入基底，
[0060]
其中，框架(14)被配置为将第一分配体(11)和替代体彼此相对地安装，并且
[0061]
其中，框架(14)被进一步配置为与第一分配体(11)和替代体共同构成围绕基底的壳体。
[0062]
2.根据实施例1的分配系统(10)，进一步包括一个槽(15)，被配置为容纳壳体和阳极。
[0063]
3.根据实施例1的分配系统(10)，进一步包括两个腔室，每个腔室安装在壳体的一个侧面上，其中每个腔室被配置为容纳阳极。
[0064]
4.根据前述实施例之一的分配系统(10)，进一步包括密封单元，所述密封单元被配置为以相对于周围电绝缘的方式，密封框架(14)和第一分配体(11)之间的界面、以及框架(14)和替代体之间的界面。
[0065]
5.根据前述实施例之一的分配系统(10)，其中壳体的顶部表面至少部分开放，以允许基底通过。
[0066]
6.根据前述实施例之一的分配系统(10)，其中框架(14)被配置为将第一分配体(11)和替代体相互平行安装。
[0067]
7.根据前述实施例之一的分配系统(10)，其中框架(14)包括几个独立的框架元件(1，4)，彼此相对并安装于第一分配体(11)和替代体上。
[0068]
8.根据前述实施例的分配系统(10)，其中独立的框架元件(1，4)是可拆卸地安装的。
[0069]
9.根据前述实施例之一的分配系统(10)，其中框架(14)比第一分配体(11)和替代体更坚硬，从而被配置成迫使初始不平行的第一分配体和替代体进入平行状态。
[0070]
10.根据前述实施例之一的分配系统(10)，其中替代体为第二分配体(12)，也被配置为引导工艺流体和/或电流流向基底。
[0071]
11.根据前述实施例之一的分配系统(10)，其中框架(14)包括分配框架元件(13)，所述分配框架元件至少包括一个25的工艺流体入口(2)和/或一个工艺流体出口(3)。
[0072]
12.一种用于在工艺流体中对基底进行化学和/或电解表面处理的装置(20)，包括：
[0073]-根据上述实施例之一的分配系统(10)，以及
[0074]-基底支架(21)，
[0075]
其中，基底支架被配置为在分配系统(10)中支撑至少一个基底。
[0076]
13.根据前述实施例的装置(20)，其中分配系统(10)的第一分配体(11)和基底支架(21)被安装于待插入的工艺流体上方的同一参考系统(a)中。
[0077]
14.一种用于对基底进行化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统(10)的制造方法，包括以下步骤：
[0078]-布置第一分配体(11)和替代体，以便在它们之间插入基底，以及
[0079]-通过框架(14)将第一分配体(11)和替代体彼此相对地安装，
[0080]
其中，第一分配体(11)和替代体被配置为引导工艺流体和/或电流流向基底，以及
[0081]
其中，框架(14)被配置为与第一分配体(11)和替代体共同构成围绕基底的壳体。
[0082]
15.根据实施例1至13之一的系统(10)或装置(20)，用于对基底进行化学处理，特别是对大型基底进行化学处理。