山本鍍金 YAMAMOTO-MS 電鍍設備全套工作原理
一、核心底層通用原理(所有機型基礎)
整套設備本質是可控電解電沉積系統,依靠直流電場驅動鍍液里金屬離子定向移動,在工件表面析出致密金屬鍍層,嚴格遵循法拉第電解定律:通電電量越大,析出金屬鍍層厚度越厚,可精準量化膜厚。兩極基礎電化學反應
陰極(待鍍晶圓 / 工件):接電源負極,金屬陽離子得到電子還原,牢牢沉積在基材表面形成鍍層
例:銅離子 \(\ce{Cu^2+ + 2e- → Cu}\);金離子 \(\ce{Au+ + e- → Au}\)
陽極(高純金屬板 / 惰性鈦網):接電源正極
可溶性陽極(銅、鎳、金板):金屬失去電子溶解,持續補充鍍液消耗的金屬離子 \(\ce{Cu - 2e- → Cu^2+}\)
惰性陽極(鉑 / 鈦網):僅傳導電流,靠定期補加藥水維持離子濃度
電鍍液:承載金屬離子、導電鹽、潤濕劑、整平添加劑,保證鍍層平整光亮、無針孔起皮。
普通電鍍最大缺陷:工件表面離子快速消耗,形成離子匱乏擴散層,深孔、微孔、晶圓整片厚薄不均。山本鍍金核心技術就是用多重流體攪拌 + 溢流循環,持續刷新工件表面藥液,消除濃差極化,這也是其半導體精密電鍍的核心壁壘
二. 溫控閉環邏輯
鉑電阻實時采集槽液溫度,加熱模塊啟停控溫,溫度穩定 ±0.5℃;溫度直接影響離子擴散速度,鎖死溫度才能鎖定鍍層晶粒結構與厚度一致性。
(二)滾鍍桶式電鍍設備(微型小件批量電鍍)
工件放入鏤空網狀滾筒,滾筒一半浸入鍍液;
滾筒低速緩慢翻滾,工件互相輕微摩擦,同時內部導電觸點持續給工件接通負極;
滾筒轉動過程中工件不斷換位,每一件都能均勻接觸鍍液與電場,螺絲、芯片電容、微型五金可大批量同槽上鍍;
網孔結構允許鍍液自由進出,配合槽體循環過濾,防止工件掉落、碎屑污染藥液
(三)噴射式電鍍裝置(局部高速厚鍍)
從陣列噴嘴定向高壓噴射電鍍液,高速液流沖擊工件待鍍區域,強對流直接打散擴散層;
電場僅在噴射區域形成,只在噴淋位置沉積金屬,適合局部加厚鍍層、深腔體內壁電鍍,鍍層沉積速率遠高于浸泡式電鍍
(四)無電解化學鍍設備(無需外接電源)
脫離陰陽極電解體系,依靠鍍液內還原劑化學反應自催化沉積:
基材經過活化處理后,藥液里金屬離子被還原劑還原析出,自動附著在工件表面;
設備搭載晶圓旋轉 + 整機上下往復擺動雙運動,讓高深比微孔內部藥液充分交換,絕緣材質玻璃、陶瓷、硅片都可上鍍,多用于打底金屬化、UBM 底層預處理工藝。
(五)A-43 刷鍍(筆式選擇性局部電鍍)
陽極包裹吸液棉吸附電鍍液,工件接負極;手持陽極刷頭貼合工件移動,接觸位置形成臨時電解回路,金屬只在刷頭觸碰區域沉積。
無需大型槽體、藥液用量極少,專門用于大型設備局部修補、劃痕修復、大件無法入槽的零部件單點電鍍。
三、溢流恒液面系統核心作用原理
槽體采用高位溢流堰結構,進液量大于回流量,多余液體自動溢出回流過濾罐:
液面高度固定,工件浸入深度不變,電鍍有效面積一致,膜厚數據可重復對比;
鍍液持續外循環過濾,顆粒雜質被濾芯截留,杜絕鍍層麻點、顆粒不良;
抑制槽內局部離子濃度富集,整槽藥水成分長期均勻穩定。
四、精密電源配套控制原理(YPP 系列專用電鍍電源)
直流恒流模式:恒定輸出電流,依據法拉第公式,通過設定電鍍時間精準計算鍍層理論厚度;
脈沖反向電鍍:正向脈沖沉積金屬,反向短時脈沖剝離凸起晶粒,鍍層晶粒更細密平整,適合超薄鍍層、高精度凸點工藝;
極小電流起步(0.01A),適配微小芯片、極小面積樣品,不會因電流過大產生燒焦、起皮。
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