[发明专利]一种可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积装置和方法

权利要求书

1.一种可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积装置，包括电解槽和阴极，阴极位于电解槽的底部；其特征在于：在阴极的正上方间隔设置有一块绝缘板，绝缘板上设置有一通孔，通孔的几何中心与绝缘板的几何中心相重合，且通孔的几何中心正对阴极表面需要电沉积区域的中心。

2.根据权利要求1所述的可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积装置，其特征在于：所述绝缘板上设置有适配非导电螺栓穿过的螺栓孔，非导电螺栓的螺杆头支撑在电解槽的内底面之上，且非导电螺栓上套装有至少一个非导电垫片，非导电垫片位于绝缘板与非导电螺栓的螺杆头之间，用于将绝缘板定位在阴极的正上方，并通过增减非导电垫片的数量来调整绝缘板与阴极之间的高度差。

3.根据权利要求2所述的可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积装置，其特征在于：所述绝缘板、非导电螺栓和非导电垫片均采用塑料材料制作。

4.根据权利要求2所述的可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积装置，其特征在于：所述绝缘板与阴极之间的高度差控制在0.1~20cm之间；所用非导电垫片的厚度设置在0.1~5mm之间，且每个非导电螺栓上所套非导电垫片的数量在1~30个之间。

5.根据权利要求2所述的可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积装置，其特征在于：所述绝缘板的形状和大小与电解槽内腔横截面的形状和大小相适配，且螺栓孔位于绝缘板的角或边上。

6.根据权利要求1所述的可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积装置，其特征在于：所述通孔的形状与阴极表面需要电沉积区域的形状相适配，且通孔的尺寸比阴极表面需要电沉积区域的尺寸在单边上小0.1~10mm。

7.根据权利要求6所述的可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积装置，其特征在于：所述通孔的形状为矩形或圆形。

8.一种可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积方法，应用在权利要求1至7中任一项所述的可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积装置上，其特征在于，该电沉积方法包括以下步骤：

A、用无水乙醇对金属基底的阴极进行超声清洗；

B、用乙醇和丙酮溶液擦除阴极表面的油污和氧化物；

C、干燥后将阴极放入电解槽中，并将绝缘板放置在阴极的正上方；

D、倒入酸性金属盐混合溶液，在预设的电流密度/电压的作用下持续预定时间，使阴极表面电沉积多孔表面结构；

E、用去离子水多次清洗多孔表面结构；

F、将电沉积有多孔表面结构的阴极放入有还原气体的气氛炉中进行烧结，以强化多孔表面结构的机械性能并去除氧化层。

9.根据权利要求8所述的可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积方法，其特征在于：所述步骤D中指定的电流密度/电压采用恒定或递增的电流密度/电压。

10.根据权利要求8所述的可降低边缘效应并提升毛细性能的电沉积方法，其特征在于：所述步骤D中的预定时间控制在30-3600秒之间，使阴极表面电沉积多孔表面结构的厚度在100-3000 μm之间。