[發明專利]利用真空與噴射蒸汽對陽極氧化膜封孔的封孔設備與方法

在審

• 申請號: 201610298337.4
• 申請日: 2016-05-06
• 公開（公告）號: CN107268060A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 姜文興;陳建仲
• 申請（專利權）人: 科閎電子股份有限公司
• 主分類號: C25D11/24
• 分類號: C25D11/24
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙)31218
• 代理人: 翟羽

技術領域

本發明涉及一種用于將陽極氧化膜封孔的封孔設備與方法，特別是涉及一種利用真空與噴射蒸汽對陽極氧化膜封孔的封孔設備與方法，使得陽極氧化膜獲得極高的封孔效果。陽極氧化膜經本發明的封孔處理后可獲得更佳的抗干濕式腐蝕性。真空蒸鍍是綠能產業(例如發光二極體、太陽能電池、超級電容等)制造過程的重要一環，本發明的封孔設備和方法適用于對半導體等離子體設備組件進行表面處理，進而增加等離子體設備組件在等離子體環境中的使用壽命，進而降低真空鍍膜的成本。

背景技術

近年來，在表面處理領域的發展方興未艾，并且由于表面處理的成功開發與應用著實改善了人們的生活品質，也開創了無限商機。精密表面處理目前正廣泛地被應用于各種產品中，例如：光學產品、電子產品、通訊器材、與筆記本型個人計算機，因此對于表面處理要求品質越來越嚴苛。舉例來說，對于真空等離子體腔體而言，陽極氧化表面處理尤其重要。在電化學反應領域中，陽極處理已是一種成熟的傳統產業，其主要的應用如表面抗腐蝕、涂裝、裝飾、電絕緣、表面電鍍、耐磨性等表面改質應用。

陽極氧化鋁最早必須回顧到1932年Setoh和Miyata兩人提出的假設，他們認為由于有一阻障層(Barrier layer)生成，因此允許皮膜細孔中的水因電極效應而釋放的初生態氧(Nascent oxygen)通過，并且藉此不斷地與鋁結合而生成新的阻障層。此外，細孔的生成主要是溶液中陰離子的腐蝕，導致氧氣滲入細孔中，使得金屬素材因為阻障層的保護而避免與溶液接觸。

在1934年S.Wernick相繼提出理論，他認為一種帶有負電荷的膠體，經水解后，于陽極生成氫氧化鋁(Aluminum hydroxide)。這種膠體會如海綿網一樣散布在金屬表面上，當直流電通過時，由于電滲現象(Caraphoresis)而將電解質(陰離子)排斥于外；若交流電通過的話，隨著極性變化(正或負)而交互地吸附和驅除電解質。S.Wernick還提出關于電解時間對于皮膜生長和尺寸大小的影響，隨著時間增加膜厚有一最大值。當電流斷斷續續通過時，膜厚隨時間增加而變薄，特別是在使用硫酸當作電解液時，此一現象更為明顯。1936年Rummel提出他的構想，認為阻障層可通過細孔的生成而讓電流通過，在細孔的底部就有新的一阻障層開始生長，如此一直重復生長，直到太深的細孔使得現有的電壓不足以維持皮膜繼續生長。

1936年Baumann提出假設在細孔底部的活化層(Active layer)上有一氣層薄膜(Vapor film)的存在；熱量的釋放仍然由于電流和化學反應的關系而在氣體-電解質界面上散布，因為他假設氧離子是在此一界面上生成的，只要有足夠的電壓迫使氧進入鋁材晶格，氧化皮膜的生成反應便發生，并釋放一熱量；太高的熱量釋放，使陰離子無法進入細孔，電流通過氧離子傳送，當與鋁結合放電(Discharge)時，造成氧化膜溶解，并使得細孔大小加寬。

近年來由于納米技術的發展，使得在技術上更能完整的掌控陽極氧化膜管胞或納米管結構的管徑、管長、與管密度。簡便的陽極處理技術，提供成本低廉且快速量產的制造方法，可實際應用于單位表面積大的產品發展，如染料敏化太陽能電池、導熱片、與隔熱片元件的開發。陽極處理技術，隨著工業產品的需求，從早期針對重工業結構物表面的抗腐蝕、抗磨耗、抗撞擊、與耐高溫等表面改質的需求，近年來更應用于蒸鍍設備的真空腔體內部的鍍膜吸收層，或集成電路內的阻障層，隨著目前最熱門的散熱材、隔熱材、綠建材、與太陽能電池等產業發展，具自動化生產特性的陽極處理技術，勢必將成為各產業的工序之一。