專利名稱：超聲增強電鍍設備和方法
技術領域：
本發明涉及電鍍領域。更具體地說，本發明提供一種超聲增強的電鍍設備及方法。
背景技術：
電鍍深孔、溝槽或其它高縱橫比的構造可引起挑戰性的問題。在電鍍高縱橫比的構造中，質量轉移和電化學過程二者均可能是不利的，特別在構造中最深的點。例如在電鍍中要從高縱橫比的構造中釋放所產生的汽泡可能十分困難；在構造內部金屬離子可能迅速耗盡而不能正常地補充；和在陽極附近不能容易地除去不需要的分解產物。此外，電鍍過程趨向于在孔口上或溝槽的上邊緣上越積越厚，這些將對高縱橫比構造的電鍍造成更深遠的沖擊。所有這些因素可在電鍍過程中引入缺陷。
對于高縱橫比電鍍曾經開發出各種方法。在一些LIGA(平版印刷、電成型、和脫模成型)過程中，高縱橫比構造曾經用傳統鍍制過程但以較慢的鍍制速率進行。鍍制一般在相對較小的、諸如芯片上進行。通常認為傳統的鍍制是既麻煩又浪費時間。高縱橫比構造的鍍制是用特殊設計的工具實施的(Ariel G.Schrodt和Nick N.Issaev著，“自動化微電子成型工作站的改進微電子成型工藝和進展”，HARMST`97全球LIGA論壇，1997年6月，威斯康星州，文摘)。在該方法中零件是在施加真空和溫度梯度時鍍制的。鍍制可以達到高速度但只能夠用昂貴的儀器上鍍制小規格的零件。另一鍍制高縱橫比構造的方法牽涉用脈沖鍍制法充填不大于約1微米深度和寬度的凹穴(美國專利No.5,705,230)。
超聲能量曾經在鍍制過程中應用，最常用是作為清潔的輔助。美國專利No.5,705,230當鍍制淺凹槽時利用超聲能量。美國專利No.4,842,699描述在鍍制通孔時為保證在通孔中有足夠的電解液運輸而利用超聲能量。美國專利No.5,695,621披露在鍍制蒸汽發生器管路的內表面時利用共振電鍍金陽極。GB 2313605披露一種采用超聲能量促進汽泡釋放的鍍鉻過程。JP 1294888A描述在杯內放置超聲振動器以促進汽泡的釋放。JP 51138538披露在利用超聲能量時鍍制印刷電路板。
雖然超聲能量可改進在鍍制中的質量轉移和消除汽泡，它也可對鍍制具有負面沖擊。在電氣成型過程中，在電氣成型時不適當地暴露在超聲能量中可能會增加在電氣成型零件中的剩余應力。在電鍍時使用超聲能量也可造成在沉積材料和基底之間的粘合問題，特別是當采用聚合物或非導體基底時。
大多數電鍍過程在含有電鍍液的鍍槽中進行。在電鍍槽中使用超聲能量的另一問題是在槽中的能量分布，特別是在陰極上，不均勻。超聲變換器安裝在鍍槽的側壁或底部的固定位置上，其結果是在陰極上超聲能量分布不均勻，因為超聲能量隨著距離而衰減。這一問題當電鍍大表面時變得更加尖銳，由于在大零件表面在能量分布上加大的變化。
發明概要本發明提供一種應用超聲能量改進電鍍過程的電鍍方法和系統。該電鍍方法牽涉到在陽極和陰極之間超聲能量源的定位和使用具有最大超聲能量密度面積的超聲能量掃掠電鍍表面。結果，電鍍表面的各部分在電鍍時接受變化量的超聲能量，使電鍍表面間歇地接受最大超聲能量。
當電鍍表面包括一個或多個需要電鍍的空穴時，本發明的設備和方法可提供特別的優點。如果這些空穴，或者是通過陰極形成的孔或者是形成在陰極表面上的井孔，具有相對較高的縱橫比，在空穴內表面電鍍可能很困難。在有些情況，超聲傳播軸線(即超聲能量的行進方向)可以與空穴對準，使超聲能量達到空穴各處，從而促進在空穴內最深部分的電鍍。
本發明方法和系統的另一潛在優點是減少需要促進電鍍的超聲能量。因為當超聲能量掃過電鍍表面時，電鍍表面各部分間歇地暴露在最大超聲密度之下，因此超聲能量可以減少。
本發明還有另一優點是，在電鍍中超聲能量掃過電鍍表面時可減少與使用超聲有關的問題，如在技術背景中所討論的剩余應力、粘合問題等。此外，超聲能量的掃掠性質可改善在鍍層材料中的均勻性。
本發明方法和系統的又一優點是，超聲能量直接撞擊在電鍍表面上，而超聲能量源的運動減少或防止由于使構造位于陽極和陰極之間造成的屏蔽或遮蔽有關的問題。在這些當電鍍時超聲源在陽極和陰極之間運動的系統中，被運動超聲源造成的陰極間歇性屏蔽可提供相似于脈動電鍍過程(其中電流密度有目的地變化)的電鍍優點。
雖然本發明當用在高縱橫比的空穴中可提供特殊的優點，當用在任何表面的電鍍時，不論表面是否包括高縱橫比的空穴，它也是有利的。
在一方面，本發明提供一種電鍍方法，其中包括提供含有電鍍溶液的槽；在電鍍溶液中提供陽極和陰極，其中陰極是電鍍表面；直接在陽極和陰極的電鍍表面之間設置超聲源；電鍍陰極的電鍍表面；和用超聲能量(在電鍍中由超聲源發射)掃掠電鍍表面，其中掃掠包括使最大超聲能量密度的面積移動越過電鍍表面。
在另一方面，本發明提供一種電鍍方法，它包括提供含有電鍍溶液的槽；在電鍍溶液中提供陽極和陰極，其中陰極有包括多個空穴的電鍍表面，其中多個空穴的各空穴具有中心軸線和至少為約1∶1或更高的縱橫比；電鍍陰極的電鍍表面；直接在陽極和陰極的電鍍表面之間設置超聲源，其中由超聲源發射的超聲能量具有傳播軸線；和用超聲能量(在電鍍中由超聲源發射)掃掠電鍍表面。在電鍍中掃掠包括使最大超聲能量密度的面積移動越過電鍍表面；互相相對地移動電鍍表面和超聲源并且同時從超聲源發射超聲能量；和使超聲能量的傳播軸線對準多個空穴的各空穴中心軸線。
在另一方面，本發明提供具有鍍槽容積的鍍槽的電鍍設備；在鍍槽容積中的陽極；在鍍槽容積中的陰極，其中陰極包括電鍍表面；位于鍍槽容積內的超聲源，超聲源直接位于陽極和陰極之間并且其方位可發射超聲能量向電鍍表面；和移動設備以便在超聲能量源和陰極之間提供相對運動，而超聲源和陰極處于鍍槽容積之中。
本發明的這些和其它特征和優點可在以下與本發明方法和系統的各種說明性實施方案中聯系描述。
附圖簡要說明
圖1為按照本發明電鍍系統的頂視圖。
圖2為圖1中系統的側視圖。
圖3為圖1中系統拆去陽極30后的正視圖。
圖4為另一電鍍系統的視圖。
圖5為電鍍表面的示意性描述，其中最大超聲能量密度的面積用虛線表示。
圖6描述圖5的變型，其中最大超聲密度的面積大于電鍍表面。
圖7描述本發明的另一種電鍍系統，其中超聲能量的掃掠由旋轉運動完成，其中圖7取為對旋轉軸線的橫向。
圖8為圖7系統沿圖7中8-8線的剖視圖。
圖9描述超聲能量傳播軸線和在電鍍表面中空穴中心線之間的關系。
具體的實施方式按照本發明的說明性電鍍系統在圖1和2中描述。應該理解該系統在本質上僅為說明性。按照本發明可以設立許多其它的系統，它們可提供所要求的最大超聲能量密度的面積掃掠電鍍表面。
雖然較佳的是，關聯本發明的“掃掠”和“相對運動”應是連續的(其中最大超聲能量密度面積的速度只有在改變方向時才達到零)，應該理解運動可替代地是逐步分段方式，在其離散運動之間還有一些靜止的停留時間。不過，較佳地任何靜止停留時間不占用全部時間(即超聲增強電鍍執行時間)約5％以上。
所描述的系統包括含有陰極20和陽極30的鍍槽10。超聲能量源40也位于鍍槽10中，其中超聲能量源40直接位于陰極20和陽極30之間。該系統也較佳地包括將在以下更詳細描述的運動裝置50。
圖1描述沿陰極20和陽極30頂面邊緣的鍍槽10的頂面。在該圖中也可見超聲能量源40的頂端，連同鍍槽10側壁的頂部邊緣。圖2為描述陰極20、陽極30和較佳超聲能量源40側面邊緣的系統側視圖。圖3為系統正視圖，其中移去鍍槽10和陽極以便暴露超聲能量源40和陰極20。
在圖1-3中也描述了運動裝置50。如在以下更詳細描述，運動裝置50用來移動超聲能量源40跨越陰極20。多數(如果不是全部)運動裝置50較佳地設置在鍍槽10內的任何電鍍液之外。運動裝置50較佳地能夠在電鍍中以往復運動方式移動超聲能量源40前后地跨越陰極20的電鍍表面22。在本行業中熟練人士所知的機構或機構的組合均可用來提供所需的往復運動。例子包括，但不僅限于，凸輪和隨動件機構、鋼球換向機構等。
此外，雖然運動裝置50被描述為移動超聲能量源40而陰極20保持靜止，應該理解可以提供其它系統，其中超聲能量源40保持靜止而移動陰極20。在另一種替代方案中，陰極20和超聲能量源40均可移動(同時或者不同時)。
鍍槽10可以為任何合適的形狀和/或配置。例如，可以具有一般矩形頂部開口和大體三個垂直延伸到底部的側壁。第四側壁可方便地對垂直成為角度以改善固定在陰極構造20(此時靠在傾斜的側壁上)上的相對較小基片的電鍍。這樣的電鍍槽結構在行業中是眾所周知的并以后在此不再描述。
可以對鍍槽10固定適當的泵和流體容器以便提供任何需要的電鍍溶液的循環。在有些情況中，需要時新鮮的溶液可以計量地加入槽10中而在電鍍中可從槽10中放去用過的溶液。
陰極20如此位于鍍槽10內，使其在電鍍時浸沒在電鍍溶液內。陰極20包括或定義電鍍表面22，在其上面優先地執行電鍍。陰極20將典型地設置為基片或目標形式，在其電鍍完成后可以從系統上卸去。
在正常電鍍中當按照本發明方法處理的陰極用不是足夠的導電材料制成時，最好在至少是目標表面22上設置一層導電薄膜。該薄膜可以用任何合適的技術沉積或形成，例如，濺射、化學蒸汽沉積、鏡面反應、無電鍍制等等。
陽極30也位于鍍槽10內，其方式使陽極30在電鍍時浸沒在電鍍溶液中。陽極30可以，例如，設置為金屬板或包含金屬球或小球的籃子。在很多情況中，也可以用陽極袋減少或防止陽極淤渣漏入電鍍溶液。此外，也可以用陽極屏蔽改進電流分布。
如以上所描述，系統部件在形狀和尺寸方面大多數為傳統的。不過，按照本發明該系統也包括直接位于陰極20和陽極30之間的超聲能量源40。如在此使用的“直接位于”意味著，超聲能量源40介入在陰極20和陽極30之間，使陽極30的光線投影在陰極20上時將部分地被超聲源40所遮掩。
在典型電鍍系統中，直接位于陰極20和陽極30之間的障礙物由于遮蔽和其它效應而可導致不均勻鍍層。結果，已知的電鍍系統和方法避免在陰極20和陽極30之間引入障礙物。相反，本發明可在陰極20和陽極30之間直接設置超聲能量源40。不過，障礙陰極20和陽極30之間途徑的負面效應被在電鍍中移動超聲能量源40所減少，使任何被超聲能量源40所屏蔽的陰極20不會導致不均勻的電鍍。
超聲能量源40如此安裝在系統內，使超聲能量源40所發射的超聲能量導向陰極20的電鍍表面22。撞擊在電鍍表面22上的超聲能量可較佳地，但不是必須的，沿對應于超聲能量源40伸長的方向(例如圖3中d1)相對均勻地分布在電鍍表面22上。為完成此目的，超聲能量源40可較佳地如此伸長(例如，以桿、梁等形式)，使其沿一個方向(d1)橫越陰極20的電鍍表面22。超聲能量源40可以單個伸長的傳感器形式設置，或可設置為沿軸線安裝的陣列。
雖然超聲能量源40較佳地在一個方向，例如d1橫越陰極20的電鍍表面22，它較佳地在第二方向上，例如圖3中d2，比陰極的電鍍表面22更狹。在最小處，第二方向并不平行于第一方向。較佳地，如圖2中所見，第二方向正交于第一方向。
參見圖4，其中沿一端觀察的超聲能量源40將典型地以波形43的形式在電鍍表面22的方向上發射超聲能量。當這些波形撞擊電鍍表面22時，它們將定義出一個最大超聲能量密度的面積，該面積將典型地對應于超聲能量源40和電鍍表面22之間的最短距離。圖4包括一個示例性最大超聲能量密度的面積44。
理論上在電鍍表面22上經受的超聲能量密度可采取一種外形，其中只有電鍍表面22的很小一部分經受絕對最大超聲能量密度，即在任何給定的時候在電鍍表面上經受的最高超聲能量密度。不過，為本發明的目的“最大超聲能量密度的面積”可以定義為經受至少約95％或更多的絕對最大能量密度的電鍍表面22的面積。
圖5為電鍍表面122的示意性描述，在其上面最大超聲能量密度的面積用虛線表示。按照本發明，面積144在雙箭頭S方向掃掠電鍍表面122至少兩次，使在電鍍表面122上在電鍍中任何所選擇的點暴露在最大超聲能量源密度下至少，例如，兩次。
雖然圖5所描述的系統或方法說明最大超聲能量密度的面積144至少在一維上小于電鍍表面122，圖6描述另一種變化，其中最大超聲能量密度的面積244在所有維數上均大于電鍍表面222。結果，按照本發明的方法掃掠面積244將需要使面積244相對于電鍍表面222運動，這導致電鍍表面222的一部分位于面積244以外，例如在圖6中所見。
圖7及8描述本發明系統和方法中另一種變化，其中陰極320上的電鍍表面322當處于電鍍槽310內時繞軸線323旋轉。超聲能量源340位于鍍槽310中陽極330和電鍍表面322之間。陰極320繞軸線323的旋轉(通過任何合適的旋轉機構)使最大超聲能量密度的面積掃掠電鍍表面322。按照本發明的方法，典型地較佳的是陰極320如此旋轉，使電鍍表面各部分通過超聲能量源340面前至少兩次，以便按照本發明的方法提供超聲能量重復掃掠。雖然描述了陰極320的運動，應該理解，可替代地，超聲能量源340可以運動而陰極保持靜止，或在另一可替代方案中，陰極320和超聲能量源340均可同時或不同時運動。
圖9描述按照本發明方法和設備的另一可選特征。在陰極420上設置電鍍表面422(在圖9中僅顯示其中一部分)。電鍍表面422包括通孔460形式的一個空穴，即完全穿過陰極420形成的空洞。另一空穴在圖9中以井孔470形式出現，它不是像通孔460一樣完全穿過陰極420形成。
各空穴，即通孔460和井孔470(各自)定義從空穴延伸的軸線461和471。此外，各空穴也定義縱橫比，就是空穴沿中心軸線的深度對于空穴寬度之比(其中寬度是在空穴深度的中點上對空穴深度的橫向上測量)。本發明的陰極電鍍表面中形成的空穴可有較高的縱橫比(d∶w)，即縱橫比約為1∶1或更高。
為本發明的目的，通孔460的深度典型地可定義為陰極420的厚度。雖然軸線461和471描述為大致正交于平坦的電鍍表面422，應該理解在有些情況下，空穴可以是其中心軸線并不正交于電鍍表面422，即中心軸線可傾斜于法線。
圖9中的超聲能量源440描述為以波形發射超聲能量，其中該波形定義從超聲能量源440發出的傳播軸線445。雖然在圖9中僅描述幾個傳播軸線，應該理解存在大量的傳播軸線而這些已經顯示的在性質上僅為示例而已。
較佳的是在本發明的某些方面，至少超聲能量源440所發射的超聲能量的傳播軸線中一條對準在陰極420中各空穴的中心軸線。傳播軸線與空穴的中心軸線對準可通過改進對空穴最深處輸送超聲能量而促進在空穴內的電鍍。
在按照本發明的方法中，超聲能量源運行的功率水平可根據，但并不限于，所包括在陰極上正在電鍍的材料、陰極的尺寸、陰極的形狀、希望電鍍的厚度、在電鍍表面中任何空穴的縱橫比、電鍍是否保形、電鍍溶液的成份、陽極和陰極之間的電流密度等各種因素而變化。
由于超聲能量的掃掠性質，超聲能量的能量密度可顯著地低于典型地使用的(例如)清潔過程或傳統的超聲增強電鍍過程(其中超聲能量并不掃掠電鍍表面)。例如，在電鍍中使用的能量密度可只為約在清潔中使用的能量密度10％，因為不需要抽空在鍍槽中的電鍍溶液。
雖然本發明涉及超聲增強電鍍的方法，但較佳的是在鍍槽內僅在電鍍發生時間中一部分內提供超聲能量。例如，在一種方法中，最好在沒有超聲能量時在電鍍最初時期后在電鍍表面上進行超聲能量掃掠。在另一種方法中，最好首先在電鍍表面上掃掠超聲能量時電鍍，緊接著中斷超聲能量而繼續在沒有超聲能量時電鍍。在兩種方法中，電鍍電流密度在各階段均可相同，或可按需要變化。
在還有另一方法中，較佳是在沒有任何超聲能量時執行一些最初電鍍，緊接著在用超聲能量掃掠電鍍表面時電鍍，然后中斷對電鍍表面輸送超聲能量而繼續電鍍該電鍍表面。如上所述，電鍍電流密度可在所有階段相同，或者電鍍電流密度可按需要變化。
例子提供下列例子以便促進對本發明的理解。其目的不是為限制本發明的范圍。
設置一臺具有溶液容積為65加倫(246公升)的電鍍槽。陰極放置在槽中并且其方位相對于水平為45°，而目標表面面向上方。陰極為安裝在玻璃上的平面聚酰亞胺基片。空穴的縱橫比約為28∶1。電鍍表面通過鏡面反應在電鍍前用導電銀層覆蓋。
陽極以在鈦籃中小鎳球形式設置。這些小球由國際鎳公司制造。陽極袋放置在陽極周圍。陽極基本上平行于陰極安裝。
超聲變換器在鍍槽中直接位于陰極的目標表面和陽極之間。超聲變換器為CAE超聲公司(紐約州，Jamestown)的N-1000型(海王星系列)，具有平均功率為350瓦(350焦耳/秒)和頻率為40千赫芝。
超聲變換器安裝在往復運動裝置上。該往復運動裝置位于鍍槽上方并使超聲變換器在電鍍中橫越陰極的電鍍表面前后運動。
電鍍溶液為包括氨基磺酸鎳500克/升、硼酸30克/升和少量表面活性劑(從McDermid的Barrett Snap L購得)的水溶液以調整表面張力到29達因/平方厘米(用Fischer Scientific公司的表面應力儀21型測量)。電鍍溶液的溫度為135°F(57℃)。在電鍍中電鍍溶液在鍍槽中以大約每小時10次的速率再循環。
當所有部件就位后，電鍍以1 ASF(0.108安培/平方分米)的電流密度開始并在1小時中無超聲能量，緊接著在24小時中以同樣電流電鍍而用超聲掃掠電鍍表面，此后中止超聲能量輸送。不過，電鍍在沒有超聲能量下以15 ASF(1.62安培/平方分米)的電流繼續24小時。
在電鍍中，超聲變換器在功率水平約35瓦(焦耳/秒)下運行。超聲變換器在電鍍中以前后的往復運動橫越陰極的電鍍表面移動，使超聲變換器在大約每30秒中完成在電鍍表面上一個方向上的各次通過。
按照該過程，電鍍表面用鎳電鍍，具有高質量、堅實的構造、低應力、良好的粘著力和均勻的沉積。
以上特定實施方案說明本發明的實踐。該發明可以合適地在沒有本文件中的任何元件或者特別描述的項目時實施。
對于本行業中熟練人士而言，本發明十分明顯可以有各種變型和變化而不必偏離本發明的范圍。例如，雖然這些系統和方法描述為僅采用一臺超聲能量源，兩臺或更多臺超聲能量源可以在電鍍中用來在目標表面上提供超聲能量。在另一例子中，可以電鍍曲面或非平面目標表面。應該理解本發明不應該不適當地限制于在此提出的說明性實施方案。
權利要求
1.一種電鍍方法，包括提供包括電鍍溶液的鍍槽；提供在電鍍溶液中的陽極和陰極，其中陰極包括電鍍表面；使超聲能量源直接位于陽極和陰極的電鍍表面之間；電鍍陰極的電鍍表面；和在電鍍時用超聲能量源發射的超聲能量掃掠電鍍表面，其中掃掠包括移動最大超聲能量密度的面積橫越電鍍表面。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，電鍍表面包括至少一個包含中心軸線的空穴和超聲能量包括傳播軸線，而其中，該方法包括使傳播軸線與中心軸線對準。
3.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，至少一個空穴包括至少為1∶1或更高的縱橫比。
4.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，至少一個空穴包括通過陰極形成的孔。
5.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，至少一個空穴包括在電鍍表面形成的井孔。
6.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，用超聲能量掃掠電鍍表面包括掃掠電鍍表面至少兩次。
7.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，用超聲能量掃掠電鍍表面包括使電鍍表面和超聲能量源互相相對移動。
8.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，電鍍表面的電鍍包括在第一電流密度和沒有超聲能量源發射的超聲能量下電鍍，緊接著在第二電流密度下并在超聲能量掃掠電鍍表面時電鍍。
9.按照權利要求8所述的方法，其特征在于，第一電流密度不等于第二電流密度。
10.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，電鍍表面的電鍍包括在第一電流密度和用超聲能量掃掠電鍍表面時電鍍，緊接著在第二電流密度下并在沒有超聲能量源發射的超聲能量下電鍍。
11.按照權利要求10所述的方法，其特征在于，第一電流密度不等于第二電流密度。
12.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，電鍍表面的電鍍包括在第一電流密度和沒有超聲能量源發射的超聲能量下電鍍；在第二電流密度下并在超聲能量掃掠電鍍表面時電鍍；中止對電鍍表面輸送超聲能量；在中止對電鍍表面輸送超聲能量后，在第三電流密度下電鍍。
13.按照權利要求12所述的方法，其特征在于，第一電流密度、第二電流密度和第三電流均不相同。
14.一種電鍍方法，包括提供包括電鍍溶液的鍍槽；提供在電鍍溶液中的陽極和陰極，其中陰極包括含有多個空穴的電鍍表面，其中多個空穴的各空穴包括中心軸線和至少約為1∶1或更高的縱橫比；電鍍陰極的電鍍表面；直接在陽極和陰極的電鍍表面之間使超聲能量源定位，其中超聲能量源發射的超聲能量包括傳播軸線；在電鍍時用超聲能量源發射的超聲能量掃掠電鍍表面，其中掃掠包括用最大超聲能量密度的面積使最大超聲能量密度的面積移動橫越電鍍表面；其中用超聲能量掃掠電鍍表面包括使電鍍表面和超聲能量源互相相對地運動并且從超聲能量源發射超聲能量；和其中掃掠包括使超聲能量的傳播軸線與多個空穴的各空穴中心軸線對準。
15.按照權利要求14所述的方法，其特征在于，電鍍表面的電鍍包括在第一電流密度和沒有超聲能量源發射的超聲能量下電鍍，緊接著在第二電流密度下并在超聲能量掃掠電鍍表面時電鍍。
16.按照權利要求15所述的方法，其特征在于，第一電流密度不等于第二電流密度。
17.按照權利要求14所述的方法，其特征在于，電鍍表面的電鍍包括在第一電流密度和用超聲能量掃掠電鍍表面時電鍍，緊接著在第二電流密度下并在沒有超聲能量源發射的超聲能量下電鍍。
18.按照權利要求17所述的方法，其特征在于，第一電流密度不等于第二電流密度。
19.按照權利要求14所述的方法，其特征在于，電鍍表面的電鍍包括在第一電流密度和沒有超聲能量源發射的超聲能量下電鍍；在第二電流密度下并在超聲能量掃掠電鍍表面時電鍍；中止對電鍍表面輸送超聲能量；在中止對電鍍表面輸送超聲能量后，在第三電流密度下電鍍。
20.按照權利要求19所述的方法，其特征在于，第一電流密度、第二電流密度和第三電流密度均不相同。
21.一種電鍍設備，包括包括鍍槽容積的鍍槽；位于鍍槽容積內的陽極；位于鍍槽容積內的陰極，其中陰極包括電鍍表面；位于鍍槽容積內的超聲能量源，超聲能量源直接位于陽極和陰極之間并且其方位朝向對電鍍表面發射超聲能量；和運動裝置，可提供在超聲能量源和陰極之間的相對運動，而超聲能量源和陰極位于鍍槽容積內部。
22.按照權利要求21所述的電鍍設備，其特征在于，運動裝置包括能夠使超聲能量源和陰極以往復方式互相相對運動的往復運動的裝置。
23.按照權利要求21所述的電鍍設備，其特征在于，運動裝置包括可操作地固定于超聲能量源的往復運動裝置，以便使超聲能量源在鍍槽容積內往復地移動。
24.按照權利要求21所述的電鍍設備，其特征在于，運動裝置包括可操作地固定于陰極的往復運動裝置，以便使陰極在鍍槽容積內往復地移動。
25.按照權利要求21所述的電鍍設備，其特征在于，運動裝置包括能夠使陰極圍繞旋轉軸線旋轉的轉動裝置。
26.按照權利要求21所述的電鍍設備，其特征在于，運動裝置包括能夠使超聲能量源圍繞旋轉軸線旋轉的轉動裝置。
全文摘要
一種應用超聲能量增強電鍍過程的電鍍方法和系統。電鍍方法牽涉到用具有最大超聲能量密度面積的超聲能量掃掠電鍍表面，而同時執行電鍍。該系統包括可提供在超聲能量源和陰極之間相對運動的運動裝置，而超聲能量源和陰極位于電鍍槽內部。
文檔編號C25D5/18GK1612950SQ02817324
公開日2005年5月4日 申請日期2002年8月1日 優先權日2001年9月5日
發明者張海燕, H·L·克林克 申請人:3M創新有限公司