噴流式電解メッキ装置およびメッキ方法

【課題】本発明はメッキ速度を速めるとともに、メッキ厚のバラツキを小さくすることができるメッキ装置及び方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】下部よりポンプ１１によりメッキ液を噴流させるためのメッキ液導入口１５を有するカップ槽１２と、このカップ槽１２の中に水平に設けられ中央部に円形の穴１４を有するアノード電極１３と、カップ槽１２の上部に設けられた被メッキ物１６のメッキ処理面を下向きにして保持するカソード電極１７とを備え、穴１４の上面側径をａ、穴１４の下面側径をｂ、メッキ液導入口１５の最小径をｃとしたとき、ｂ＜ｃ≦ａを満たすように構成したものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子部品のメッキに用いられる噴流式メッキ装置およびメッキ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年各種電子部品の製造方法において、ウェハ状態で製造し、外部電極等をメッキで形成することが行なわれている。この工程において、量産性を考えるとメッキ形成速度とメッキ膜の均一性が重要となってくるため、噴流式のメッキ装置が使われるようになってきている。図２は、従来の噴流式のメッキ装置の断面図であり、下部よりポンプ１によりメッキ液を噴流させるためのメッキ液導入口５を有するカップ槽２とメッシュ状のアノード電極３と、カップ槽２の上部に設けられた被メッキ物６のメッキ処理面を下向きにして保持するカソード電極７とを備え、アノード電極３とカソード電極７との間に制御板４を設けることにより、メッキ厚の均一化を図っていた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５８０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の制御板を用いてメッキ厚の均一化を図る方法は、メッキ成長速度が速い部分の成長速度を抑えることによって、均一化を図るものである。しかし、噴流によるメッキ液の攪拌を妨げることになり、電流効率の低下など、結果として全体のメッキ成長速度が遅くなり、量産性に課題が出てくる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、下部よりポンプによりメッキ液を噴流させるためのメッキ液導入口を有するカップ槽と、このカップ槽の中に水平に設けられ中央部に円形の穴を有するアノード電極と、前記カップ槽の上部に設けられた被メッキ物のメッキ処理面を下向きにして保持するカソード電極とを備え、前記穴の上面側径をａ、前記穴の下面側径をｂ、前記メッキ液導入口の最小径をｃとしたとき、ｂ＜ｃ≦ａを満たすように構成したものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成により、アノード電極に設けた穴の形状は下面から上面にかけて穴径が広がるテーパ状となっているため、穴を通ったメッキ液は被メッキ物に向かって広がりながら動いていく。このときアノード電極に設けた穴の形状によってメッキ液の動きは、垂直方向に円運動する渦流を伴いながら広がっていく。この渦流によって被メッキ物の周辺部分にもメッキ液が十分に供給されるため、メッキ速度を速めるとともに、メッキ厚のバラツキを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態における噴流式電解メッキ装置の断面図
【図２】従来のメッキ装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態における噴流式電解メッキ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施の形態における噴流式電解メッキ装置の断面図であり、ポンプ１１から送られたメッキ液が、メッキ液導入口１５を通ってカップ槽１２に送られる。カップ槽１２の中ほどに水平に設置されたアノード電極１３には中央部に円形の穴１４が設けられており、この穴１４を通ってポンプ１１から送られたメッキ液が上方に供給される。カップ槽１２の上部にカソード電極１７が配置され、このカソード電極１７に処理面を下向きにして被メッキ物１６が保持されている。このようにした状態で、下からメッキ液を噴出させて被メッキ物１６に到達させながら、アノード電極１３とカソード電極１７の間に電流を流すことにより、被メッキ物１６に電解メッキ層を形成する。
【００１１】
ここでアノード電極１３は、厚さ約５ｍｍの銅板からなり、中央部に下面側の径が約４ｍｍ、上面側の径が約１２ｍｍの円形の穴１４が設けられている。すなわちこの穴１４は、下面側から上面側にかけて径が広がるテーパ状となっている。またカップ槽１２の下側につながるメッキ液導入口１５の径を約１０ｍｍとしている。さらにアノード電極１３上面から被メッキ物１６の下面までの距離を約５０ｍｍとし、被メッキ物１６として直径約１００ｍｍの円形のウェハを用いている。
【００１２】
このように構成したメッキ装置で、硫酸と硫酸銅を主成分としたメッキ液をポンプによりメッキ液導入口１５を通してカップ槽１２内に供給する。カップ槽１２からあふれたメッキ液は、回収され、ポンプ１１に戻され、循環される。
【００１３】
このようにすることにより、穴１４を通ったメッキ液は被メッキ物１６に向かって垂直方向に円運動する渦流１８を伴いながら広がっていく。この渦流１８によって被メッキ物１６の周辺部分に当たるメッキ液の速度を早くすることができ、これによりメッキ厚の均一化と、メッキ形成速度の向上を図ることができる。
【００１４】
メッキ液導入口１５の最小径が穴１４の最小径よりも小さいと、中心部分の流量が大きくなり、メッキ厚が被メッキ物１６の中央部分で厚いものとなるため、メッキ液導入口１５の最小径を穴１４の最小径よりも大きくすることが必要である。
【００１５】
以上のように、穴１４の上面側径をａ、穴１４の下面側径をｂ、メッキ液導入口１５の最小径をｃとしたとき、ｂ＜ｃ≦ａを満たすようにすることにより、メッキ厚の均一化と、メッキ形成速度の向上を図ることができる。
【００１６】
（実施例）
次に、具体的に形状を変えてメッキ形成を行なった結果について説明する。
【００１７】
（表１）はメッキ液の流量、アノード電極１３とカソード電極１７との間に流す電流を一定として、穴１４の上面側径ａを変えていったときに、被メッキ物１６に形成されたメッキ厚のバラツキを比較したものである。
【００１８】
【表１】

【００１９】
テーパを設けないもの（ａ＝ｂのもの）では、メッキ厚のバラツキσが３．５５μｍと大きいのに対し、穴１４の上面側径ａを大きくしていくに従ってメッキ厚のバラツキσが小さくなっていくことが分かる。
【００２０】
また、穴１４の下面側端部と穴１４の上面側端部とを結ぶ線と、アノード電極１３とのなす角度θを、テーパを設けない９０°から、テーパを設けることにより小さくしていくと、バラツキσは６０°より小さくなると小さくなっていき、４０°以下になると逆に大きくなることが分かる。これはテーパの角度を変えることにより、渦流１８の発生のしかたが変わるためであり、６０°以上では垂直のものに近くなり、４０°以下ではテーパの効果が出にくくなるためである。したがって、角度θは、４０°＜θ＜６０°とすることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係る噴流式電解メッキ装置およびメッキ方法によれば、メッキ速度を速めるとともに、メッキ厚のバラツキを小さくすることができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００２２】
１１ポンプ
１２カップ槽
１３アノード電極
１４穴
１５メッキ液導入口
１６被メッキ物
１７カソード電極
１８渦流

【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部よりポンプによりメッキ液を噴流させるためのメッキ液導入口を有するカップ槽と、このカップ槽の中に水平に設けられ中央部に円形の穴を有するアノード電極と、前記カップ槽の上部に設けられた被メッキ物のメッキ処理面を下向きにして保持するカソード電極とを備え、前記穴の上面側径をａ、前記穴の下面側径をｂ、前記メッキ液導入口の最小径をｃとしたとき、ｂ＜ｃ≦ａを満たすように構成した噴流式電解メッキ装置。
【請求項２】
前記穴の下面側端部と前記穴の上面側端部とを結ぶ線と、前記アノード電極とのなす角度θを、４０°＜θ＜６０°とした請求項１記載の噴流式電解メッキ装置。
【請求項３】
下部よりポンプによりメッキ液を噴流させるためのメッキ液導入口を有するカップ槽と、このカップ槽の中に水平に設けられ中央部に円形の穴を有するアノード電極と、前記カップ槽の上部に設けられた被メッキ物のメッキ処理面を下向きにして保持するカソード電極とを備え、前記穴の上面側径をａ、前記穴の下面側径をｂ、前記メッキ液導入口の最小径をｃとしたとき、ｂ＜ｃ≦ａを満たすように構成し、前記メッキ液を噴流させることにより前記カップ槽内に渦流を発生させながらメッキを行なうメッキ方法。

【図１】