新型多功能電鍍測試架的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械學、微電子學以及MEMS技術等領域，具體是一種新型多功能電鍍測試架。
【背景技術】
[0002]UV-Liga工藝分為光亥丨」、微電鑄、微復制三個步驟，其中微電鑄失敗，鍍層可能出現發花或發霧、不亮、粗糙、有麻點、有條紋、疏松、有毛刺、長瘤、長針孔、脫皮、橘皮、淚痕和羽狀等現象，因此電鑄的成功與否直接決定了微復制能否成功。而電鑄液性能的好壞正是電鑄工藝的關鍵，傳統表征電鑄液性能的三個參數是分散能力、覆蓋能力和整平能力，市場上已知的電鑄設備除了霍爾槽能測量分散能力和覆蓋能力之外，其他設備均只能測試一種參數。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了解決上述現有技術中存在的問題，而提供一種新型多功能電鍍測試架。本發明是根據電鑄的工藝參數和環境參數，設計出的一種能夠同時測試電鍍液三種性能的電鍍架，從而能夠指導分析微電鑄實際操作和電鍍液配比，加快國內UV-Liga工藝的發展，提高微器件的制作能力。
[0004]本發明是通過如下技術方案實現的:
一種新型多功能電鍍測試架，包括兩根平行設置的支架主梁，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相鄰設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)，兩個倒等腰梯形框架所在的平面平行設置，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分別固定有一根支架側梁，支架側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倒等腰梯形框架之間的位置開設有一對卡槽；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有若干對硅片插槽，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有若干對硅片插槽，并且位于中間陽極插槽右側的硅片插槽對數多于位于中間陽極插槽左側的硅片插槽對數的二倍。
[0005]進一步的，左端陽極插槽靠里一側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置；右端陽極插槽靠里一側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置；中間陽極插槽的兩個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置。
[0006]位于中間陽極插槽右側的硅片插槽對數為82對，位于中間陽極插槽左側的硅片插槽對數為40對。
[0007]左端陽極插槽靠外一側的倒等腰梯形框架的下底框上和右端陽極插槽靠外一側的倒等腰梯形框架的下底框上都分別固定有把手。
[0008]本發明結構體積輕巧，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陽極插槽，能分別垂直固定陰極和陽極，進而形成垂直電場線，優化電鍍效果。且本發明結構采用國外進口材料GE412，耐腐蝕、結構穩定，并設計把手，方便拿取。
[0009]在本發明電鍍測試架上，采用遠近陰極法可測試電鍍液分散能力，采用MEMS技術制作半內環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，即能同時測量電鍍液的三種參數。具體為:
I)采用遠近陰極法可測試電鍍液分散能力:在中間的陽極插槽內插固銅板作為陽極，在中間陽極插槽左側的硅片插槽內放置硅片為近陰極，在中間陽極插槽右側的硅片插槽內放置硅片為遠陰極，遠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。最后電鍍相同的時間，測試兩硅片的質量變化比，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，然后進行電鍍后，用臺階儀測試V槽深度的變化，一般認為深度減小為正整平，整平能力最好，不變為好，深度增大，為負整平，為差。
[0011]3)采用MEMS技術制作微半內環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技術制作若干微半內環，微半內環的尺寸為深寬比是2:1，如圖7所示，電鍍后觀察微半內環里的電鍍覆蓋百分比，近似估算電鍍液的微覆蓋能力。
[0012]本發明是綜合考量微電鑄所需的工藝參數和環境參數，采用國外進口材料GE214制作而成的電鍍測試架，為大規模生產電鑄液前，測量電鑄液的性能參數，定性表征電鍍液性能優劣提供了一個方便，提供了一個易操作的檢測平臺。通過本發明電鍍測試架，可用遠近陰極法測試電鍍液分散能力、運用水浴斜曝光制作V槽測試整平能力、用內環覆蓋法測試覆蓋能力。本發明電鍍測試架為提高電鑄液性能提供了條件，加快了 UV-Liga工藝的發展。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明電鍍測試架的立體結構示意圖。
[0014]圖2為本發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為本發明中遠近陰極法原理圖。
[0018]圖6為本發明中水浴斜曝光制作V形溝槽原理圖。
[0019]圖7為本發明中微半內環示意圖。
[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-支架側梁、4-把手、5-銅板、6-硅片、7-SU-8光刻膠、8-掩膜版、9-微半內環。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖對本發明作進一步的描述: 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由兩個相鄰設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的整體兩側分別固定有一根支架側梁3，支架側梁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的兩個倒等腰梯形框架2-1之間的位置開設有一對陽極卡槽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之間的位置開設有若干對硅片插槽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之間的位置開設有若干對硅片插槽1-1，并且位于中間陽極插槽2右側的硅片插槽1-1對數多于位于中間陽極插槽2左側的硅片插槽1-1對數的二倍。
[0022]具體實施時，左端陽極插槽2靠里一側的倒等腰梯形框架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置；右端陽極插槽2靠里一側的倒等腰梯形框架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置；中間陽極插槽2的兩個倒等腰梯形框架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置。位于中間陽極插槽2右側的硅片插槽1-1對數為82對，位于中間陽極插槽2左側的硅片插槽1-1對數為40對。左端陽極插槽2靠外一側的倒等腰梯形框架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。
【主權項】
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)由兩個相鄰設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 )的整體兩側分別固定有一根支架側梁(3)，支架側梁(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)的兩個倒等腰梯形框架(2-1)之間的位置開設有一對陽極卡槽(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)之間的位置開設有若干對硅片插槽(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)之間的位置開設有若干對硅片插槽(1-1)，并且位于中間陽極插槽(2)右側的硅片插槽(1-1)對數多于位于中間陽極插槽(2)左側的硅片插槽(1-1)對數的二倍。
2.根據權利要求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置；右端陽極插槽(2)靠里一側的倒等腰梯形框架(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置；中間陽極插槽(2)的兩個倒等腰梯形框架(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置。
3.根據權利要求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)右側的硅片插槽(1-1)對數為82對，位于中間陽極插槽(2)左側的硅片插槽(1-1)對數為40對。
4.根據權利要求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.根據權利要求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】本發明為一種新型多功能電鍍測試架，能同時測試電鑄液的分散能力、覆蓋能力和整平能力。本發明包括兩根支架主梁，兩個支架主梁上固定有三組陽極插槽，三組陽極插槽的兩側各固定有一根支架側梁，兩根支架主梁上位于各組陽極插槽之間的位置開設有若干硅片插槽。本發明是綜合考量微電鑄所需的工藝參數和環境參數，采用國外進口材料GE214制作而成的電鍍測試架，為大規模生產電鑄液前，測量電鑄液的性能參數，定性表征電鍍液性能優劣提供了一個方便，提供了一個易操作的檢測平臺。通過本發明電鍍測試架，可用遠近陰極法測試電鍍液分散能力、運用水浴斜曝光制作V槽測試整平能力、用半內環覆蓋法測試覆蓋能力。
【IPC分類】C25D1-00, G01N13-00
【公開號】CN104746109
【申請號】CN201510198041
【發明人】張斌珍, 徐蘇坪, 王雄師, 楊昕, 趙龍, 崔建利
【申請人】中北大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月24日