(57)【要約】      （修正有）【課題】電流密度分布の一致性が優れる導電リング、導電リングによる電力供給装置及び電力供給装置による電気メッキ治具の提供。【解決手段】本発明は、複数段の導電段３１により構成される分断型構成の導電リング本体３を含み、複数段に均一に分割され、各段では独立電流制御が可能であることによって、ウェハ又はプリント配線板全体の電流密度分布の一致性と均一性を確保し、表面の電気メッキ層の質を保証する。従来の導電リングの本体にニケッルメッキ層と銀メッキ層を設け、導電抵抗を降下し、電流伝達の安定性を増加するため、導電リング本体のメンテナンスと交換の頻度が減少し、メンテナンスのコストを低下させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段の導電段により構成される分断型構成の導電リング本体を含み、隣り合う導電段はその間の断口に絶縁ゴムが充填されて隔離されており、導電リング本体の表面に絶縁ゴム層が覆われており、前記導電リング本体に少なくとも一つの電極と少なくとも一つの支持足が備えられていることを特徴とする導電リング。
【請求項２】
導電リング本体の外表面に裏側から外側へ順次にニケッルメッキ層と銀メッキ層が備えられ、かつ銀メッキ層がニケッルメッキ層と絶縁ゴム層の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の導電リング。
【請求項３】
前記ニケッルメッキ層の厚さは3〜8μmであり、前記銀メッキ層の厚さは15〜30μmであり、前記断口の寸歩は3〜5mmであり、前記導電リング本体はステンレス製であり、各導電段にそれぞれ複数個の前記支持足が周方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項２に記載の導電リング。
【請求項４】
高周波スイッチ整流器と請求項１〜３のいずれかに記載の導電リングを含み、前記高周波スイッチ整流器の数と導電リングの導電段の数とは同じで、かつそれぞれの高周波スイッチ整流器がその相応するそれぞれの導電段に接続されており、それぞれの高周波スイッチ整流器の陽極ごとは陽極板に接続されており、該導電リングが半導体デバイスに接続されており、陽極板と半導体デバイスの間は電気メッキ液であり、高周波スイッチ整流器は回路全体に電圧電流を供給しており、高周波スイッチ整流器の電圧電位によって、陽極板から金属陽イオンが電気めっき液に溶解し、めっき液の金属イオンは、電力線の方向に従って半導体デバイスに移動し、最後には、金属陽イオンが半導体デバイスにおいて電子を獲得して金属の単質が析出し、電気メッキの工程が完成することを特徴とする導電リングによる電力供給装置。
【請求項５】
治具本体と、カバー板と、請求項４に記載の電力供給装置とを備えており、
前記治具本体に半導体デバイスに合わせる凹溝が設けられており、前記電力供給装置の導電リング本体が前記半導体デバイスの下面に設けられており、前記カバー板に弾性ワッシャーと前記凹溝に合わせる外形寸歩のボスが設けられており、
前記カバー板が半導体デバイスの上面に締めされる時に、ボスが凹溝に入るとそれらによってチャンパーが形成されており、前記半導体デバイスと導電リング本体が該チャンパーに配置されており、複数個の導電銅フックが配列して治具本体に固定されており、かつ高周波スイッチ整流器のそれぞれがその対応する導電銅フックによりワイヤを介してその対応する導電段の電極に接続されていることを特徴とする電力供給装置による電気メッキ治具。
【請求項６】
前記凹溝内に導電リング本体を配置するリング溝が設けられており、前記ボスに外ネジが設けられ、前記凹溝の内壁に外ネジに締合される内ネジが設けられており、カバー板が内・外ネジにより下回転する時、カバー板の半導体デバイスに対する圧力は下回転距離に対し線形関係を持つことを特徴とする請求項５に記載の電気メッキ治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気メッキの技術領域に関し、特に導電リング、導電リングによる電力供給装置及び電力供給装置による電気メッキ治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス（ウェハ又はプリント配線板等）の生産において、その表面に電気メッキを行う必要がある。例えば、ウェハの場合は、導電リングが備えられる電気メッキ治具にウェハを配置して、これら導電リングを電気メッキ治具に配置されているウェハに接触させるようになっているので、ウェハを電気メッキする治具に配置されているウェハが電気メッキの工程において外部電源に接続することができ、電気メッキ液の分解によってその表面に所要のメッキ層を形成することができる。ところが、実際の電気メッキ工程において、ウェハのそれぞれの領域でメッキ層の厚さが同様ではない不都合が非常に起こりやすい。主な原因として、それぞれの領域における電流密度分布には偏差があることである。電流密度分布の均一化確保の解決はしつこく迫っている問題になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の技術に存在する不足の部分に対して、本発明は、導電リング、導電リングによる電力供給装置及び電力供給装置による電気メッキ治具を提供し、電気メッキの工程においてウェハ又はプリント配線板等の半導体デバイスに対して各領域独立電流制御を行うことによって、電流密度分布の一致性が優れる導電リングを確保している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の技術に存在する不足の部分に対して、本発明は、導電リング、導電リングによる電力供給装置及び電力供給装置による電気メッキ治具を提供し、電気メッキの工程においてウェハ又はプリント配線板等の半導体デバイスに対して各領域独立電流制御を行うことによって、電流密度分布の一致性が優れる導電リングを確保している。
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明は、複数段の導電段により構成される分断型構成の導電リング本体を含み、隣り合う導電段はその間の断口に絶縁ゴムが充填されて隔離されており、導電リング本体の表面に絶縁ゴム層が覆われており、前記導電リング本体に少なくとも一つの電極と少なくとも一つの支持足が備えられている導電リングを提供する。
【０００６】
特に、導電リング本体の外表面に裏側から外側へ順次にニケッルメッキ層と銀メッキ層が備えられ、かつ銀メッキ層がニケッルメッキ層と絶縁ゴム層の間に配置される。
【０００７】
特に、前記ニケッルメッキ層の厚さは3〜8μmであり、前記銀メッキ層の厚さは15〜30μmであり、前記断口の寸歩は3〜5mmであり、前記導電リング本体はステンレス製であり、各導電段にそれぞれ複数個の前記支持足が周方向に沿って設けられている。
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、高周波スイッチ整流器と上記導電リングを含み、前記高周波スイッチ整流器の数と導電リングの導電段の数とは同じで、かつそれぞれの高周波スイッチ整流器がその相応するそれぞれの導電段に接続されており、それぞれの高周波スイッチ整流器の陽極ごとは陽極板に接続されており、該導電リングが半導体デバイスに接続されており、陽極板と半導体デバイスの間は電気メッキ液であり、高周波スイッチ整流器は回路全体に電圧電流を供給しており、高周波スイッチ整流器の電圧電位によって、陽極板から金属陽イオンが電気めっき液に溶解し、めっき液の金属イオンは、電力線の方向に従って半導体デバイスに移動し、最後には、金属陽イオンが半導体デバイスにおいて電子を獲得して金属の単質が析出し、電気メッキの工程が完成する導電リングによる電力供給装置を提供する。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、治具本体と、カバー板と前記電力供給装置を備えており、
前記治具本体に半導体デバイスに合わせる凹溝が設けられており、前記電力供給装置の導電リング本体が前記半導体デバイスの下面に設けられており、前記カバー板に弾性ワッシャーと前記凹溝に合わせる外形寸歩のボスが設けられており、
前記カバー板が半導体デバイスの上面に締めされる時に、ボスが凹溝に入るとそれらによってチャンパーが形成されており、前記半導体デバイスと導電リング本体が該チャンパーに配置されており、複数個の導電銅フックが配列して治具本体に固定されており、かつ高周波スイッチ整流器のそれぞれがその対応する導電銅フックによりワイヤを介してその対応する導電段の電極に接続されている電力供給装置による電気メッキ治具を提供する。
【００１０】
特に、前記凹溝内に導電リング本体を配置するリング溝が設けられており、前記ボスに外ネジが設けられ、前記凹溝の内壁に外ネジに締合される内ネジが設けられており、カバー板が内・外ネジにより下回転する時、カバー板の半導体デバイスに対する圧力は下回転距離に対し線形関係を持つ。
【発明の効果】
【００１１】
従来の技術と比較すると、本発明が提供する導電リング、導電リングによる電力供給装置及び電力供給装置による電気メッキ治具は以下の有益な効果が奏する。
1）導電リングは、複数段に均一に分割され、各段では独立電流制御が可能であることによって、ウェハ又はプリント配線板全体の電流密度分布の一致性と均一性を確保し、表面の電気メッキ層の質を保証する。
2）従来の導電リングの本体にニケッルメッキ層と銀メッキ層を設け、導電抵抗を降下し、電流伝達の安定性を増加するため、導電リング本体のメンテナンスと交換の頻度を減少し、メンテナンスのコストを低下する。
3）高周波スイッチ整流器によって各段の導電リング本体に対してそれぞれ電流制御を行って、電力供給の際に電流フィードバックに応じてリアルタイムで整流することができる。これによって、一層容易にウェハ又はプリント配線板全体の電流密度分布の一致性と均一性を確保することができる。
4）ボスが凹溝に入るとそれらによってチャンパーが形成される。前記半導体デバイスと導電リング本体が該チャンパー内に配置される。このような構造方式を採用することにより、導電リング本体の導電の形態は、伝統的な点接触、線接触から面接触に変わり、大幅に電流のウェハにおける分布の均一性と電流密度を向上する。また、ウェハと導電リング本体の間に一定の圧力が存在するから、電気メッキ液の振動が発生したとしても、接触不都合も生じない。また、弾性ワッシャーによって電気メッキ液とウェハの下面とは隔離されているので、電気メッキの工程において薬剤が互いに侵食される現象を防ぐことができる。これによって、ウェハ又はプリント配線板の質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図1は、本発明にかかる導電リングの構造を示す図である。
【図２】図2は、本発明にかかる図1のＩ部分の拡大図である。
【図３】図3は、本発明にかかる電力供給装置の原理図である。
【図４】図4は、本発明に係る電気メッキ治具の構造を示す図である。
【図５】図5は、本発明に係る電気メッキ治具の治具本体の立体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明をより明確に記述するため、以下図面を用いて本発明をさらに描写する。
【００１４】
図1〜2に示すように、本発明にかかる導電リングは、複数段の導電段31により構成される分断型構成の導電リング本体3を含む。隣り合う導電段はその間の断口32に絶縁ゴムが充填されて隔離される。導電リング本体3の表面に絶縁ゴム層が覆われている。また、前記導電リング本体3に少なくとも一つの電極33と少なくとも一つの支持足34が備えられている。
【００１５】
本実施例において、導電リング本体3の外表面に裏側から外側へ順次にニケッルメッキ層と銀メッキ層が備えられ、かつ銀メッキ層がニケッルメッキ層と絶縁ゴム層の間に配置される。
【００１６】
本実施例において、前記ニケッルメッキ層の厚さは3〜8μmであり、前記銀メッキ層の厚さは15〜30μmであり、前記断口の寸歩は3〜5mmである。前記導電リング本体はステンレス製であり、各導電段にそれぞれ複数個の前記支持足が周方向に沿って設けられている。上記のように構成される導電リングは、複数段に均一に分割され、各段では独立電流制御が可能であることによって、ウェハ又はプリント配線板全体の電流密度分布の一致性と均一性を確保し、表面の電気メッキ層の質を保証する。
【００１７】
上記導電リング本体3は、望ましい実施例としては、導電リング本体3の防食性を向上するために、ステンレス製であり、表面にニケッルメッキ層と銀メッキ層がメッキ形成され、裏側から外側へ順次に配置されることによって、導電抵抗を降下し、電流伝達の安定性を増加するため、導電リング本体3のメンテナンスと交換の頻度を減少し、メンテナンスのコストを低下する。また、望ましくは、ニケッルメッキ層の厚さは3〜8μmであり、前記銀メッキ層の厚さは15〜30μmである。
【００１８】
また、図3に示すように、本発明はさらに導電リングによる電力供給装置を提供する。電力供給装置は、高周波スイッチ整流器6と上記導電リングを含む。前記高周波スイッチ整流器の数と導電リングの導電段31の数とは同じで、かつそれぞれの高周波スイッチ整流器がその相応するそれぞれの導電段に接続されている。それぞれの高周波スイッチ整流器の陽極ごとは陽極板10に接続されている。該導電リングが半導体デバイスに接続されており、陽極板と半導体デバイスの間は電気メッキ液である。高周波スイッチ整流器は回路全体に電圧電流を供給している。高周波スイッチ整流器の電圧電位によって、陽極板から金属陽イオンが電気めっき液に溶解する。めっき液の金属イオンは、電力線の方向に従って半導体デバイスに移動する。最後には、金属陽イオンが半導体デバイスにおいて電子を獲得して金属の単質が析出する。こうして、電気メッキの工程が完成する。ここで、半導体デバイスはウェハである。
【００１９】
高周波スイッチ整流器ごとは、順次に接続されている電磁ノイズフィルタ、整流器、フィルタ、高周波変圧器、高周波フィルタ、モス管、制御チップとドライブを含む。交流網が順次に電磁ノイズフィルタ、整流器、フィルタ、高周波変圧器、高周波フィルタ、モス管、制御チップとドライブを経て、安定的な出力電流が得られる。図3は本発明にかかる電気メッキの電力供給装置の原理図を図示する。導電リング本体3の4段はそれぞれ独立して四つの高周波スイッチ整流器に接続されている。高周波スイッチ整流器において、交流網が電磁ノイズフィルタを経て直接に整流され濾波され、変換器を経て直流電圧が数十又は数百kHzの高周波方形波に変換され、高周波変圧器で隔離され降圧され、さらに高周波数フィルタを経て直流電圧が出力される。サンプリング、比較、増幅、制御、ドライブ回路を経て、変換器におけるパワートランジスターのデューティ比を制御し、安定的な出力電流が得られる。高周波スイッチ整流器は定電流制限電圧モードを有する。即ち、電気メッキのパラメータ（部品の面積、温度、濃度、pH値）が変化すると、出力電流が自動的に設定値に恒常に保たれて変化しなく、ウェハ全体の電流密度分布の一致性と均一性を確保し、表面の電気メッキ層の質を保証する。ここで、高周波スイッチ整流器の電流は10Aであり、電圧は15Vであるが、市販されている。
【００２０】
図4〜5に示すように、本発明はさらに電力供給装置による電気メッキ治具を提供する。治具本体1と、カバー板4と前記電力供給装置を備えている。前記治具本体に半導体デバイスに合わせる凹溝11が設けられており、前記電力供給装置の導電リング本体が前記半導体デバイスの下面に設けられている。前記カバー板4に弾性ワッシャー5と前記凹溝に合わせる外形寸歩のボス7が設けられている。半導体デバイスはウェハ又はプリント配線板であり、図示した半導体デバイスはウェハ2である。
【００２１】
前記カバー板が半導体デバイスの上面に締めされる時に、ボスが凹溝に入るとそれらによってチャンパーが形成されており、前記半導体デバイスと導電リング本体が該チャンパーに配置される。複数個の導電銅フックが配列して治具本体に固定されており、かつ高周波スイッチ整流器のそれぞれがその対応する導電銅フック9によりワイヤを介してその対応する導電段の電極に接続されている。治具本体に線溝が開設されており、これに応じて、線溝に格段の導電リング本体に接続されるワイヤ8が配置されている。今段階製品のレイアウトの合理性を考えると、導電リング本体が4段に仕切られており、これに応じて、高周波スイッチ整流器の数は4個とされている。もちろん、実際によって導電リング本体が6段や8段などに仕切られてもよい。
【００２２】
このようにして、導電リング本体3の導電の形態は、伝統的な点接触、線接触から面接触に変わり、大幅に電流のウェハ2における分布の均一性と電流密度を向上する。また、ウェハ2と導電リング本体3の間に一定の圧力が存在するから、電気メッキ液の振動が発生したとしても、接触不都合も生じない。また、弾性ワッシャー5によって電気メッキ液とウェハ2の下面とは隔離されているので、電気メッキの工程において薬剤が互いに侵食される現象を防ぐことができる。これによって、ウェハ2の質を向上する。
【００２３】
本実施例において、前記凹溝内に導電リング本体を配置するリング溝が設けられている。電気メッキ治具の長時間使用では導電リング本体3が結び合う現象を防ぐために、凹溝内に導電リング本体3を配置するリング溝を設けてもよい。その形状を導電リング本体3に合わせるので、ウェハ2を締める過程では導電リング本体3が倒れるか回転するなどしてウェハ2の表面電流分布を不均一にさせることを防止することができる。
【００２４】
本実施例において、前記ボスに外ネジが設けられ、前記凹溝の内壁に外ネジに締合される内ネジが設けられている。カバー板が内・外ネジにより下回転する時、カバー板の半導体デバイスに対する圧力は下回転距離に対し線形関係を持つ。カバー板4がネジにより下回転する時、カバー板4のウェハ2に対する圧力は下回転距離に対し線形関係を持つので、圧力に対する調整が容易になる。それ以外、ウェハ2に接触する導電リング本体3に受力不均一の問題はないので、ウェハ2の各領域の導電性の一致性を保証するとともに、ウェハ2の周辺の密閉性も一致している。本実施例ではウェハを例として説明を行ったが、上述したものはプリント配線板にも適応することができる。
【００２５】
以上の開示は本発明のいくつかの実施例であり、本発明はこれらに限定されず、本領域の技術者が思いつく如何なる変化も本発明の保護範囲内にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年7月21日(2019.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気メッキの工程においてウェハ又はプリント配線板等の半導体デバイスに対して各領域独立電流制御を行う用途に用いられる導電リングであって、
複数段の導電段により構成される分断型構成の導電リング本体を含み、隣り合う導電段はその間の断口に絶縁ゴムが充填されて隔離されており、前記導電リング本体に少なくとも一つの電極と少なくとも一つの支持足が備えられており、
導電リング本体の外表面に裏側から外側へ順次にニッケルメッキ層と銀メッキ層が備えられ、かつ銀メッキ層がニッケルメッキ層と絶縁ゴム層の間に配置されており、
前記ニッケルメッキ層の厚さは3〜8μmであり、前記銀メッキ層の厚さは15〜30μmであり、前記断口の寸歩は3〜5mmであり、前記導電リング本体はステンレス製であり、各導電段にそれぞれ複数個の前記支持足が周方向に沿って設けられていることを特徴とする導電リング。
【請求項２】
高周波スイッチ整流器と請求項１に記載の導電リングを含み、前記高周波スイッチ整流器の数と導電リングの導電段の数とは同じで、かつそれぞれの高周波スイッチ整流器がその相応するそれぞれの導電段に接続されており、それぞれの高周波スイッチ整流器の陽極ごとは陽極板に接続されており、該導電リングが半導体デバイスに接続されており、陽極板と半導体デバイスの間は電気メッキ液であり、高周波スイッチ整流器は回路全体に電圧電流を供給しており、高周波スイッチ整流器の電圧電位によって、陽極板から金属陽イオンが電気めっき液に溶解し、めっき液の金属イオンは、電力線の方向に従って半導体デバイスに移動し、最後には、金属陽イオンが半導体デバイスにおいて電子を獲得して金属の単質が析出し、電気メッキの工程が完成することを特徴とする導電リングによる電力供給装置。
【請求項３】
治具本体と、カバー板と、請求項２に記載の電力供給装置とを備えており、
前記治具本体に半導体デバイスに合わせる凹溝が設けられており、前記電力供給装置の導電リング本体が前記半導体デバイスの下面に設けられており、前記カバー板に弾性ワッシャーと前記凹溝に合わせる外形寸歩のボスが設けられており、
前記カバー板が半導体デバイスの上面に締めされる時に、ボスが凹溝に入るとそれらによってチャンパーが形成されており、前記半導体デバイスと導電リング本体が該チャンパーに配置されており、複数個の導電銅フックが配列して治具本体に固定されており、かつ高周波スイッチ整流器のそれぞれがその対応する導電銅フックによりワイヤを介してその対応する導電段の電極に接続されていることを特徴とする電力供給装置による電気メッキ治具。
【請求項４】
前記凹溝内に導電リング本体を配置するリング溝が設けられており、前記ボスに外ネジが設けられ、前記凹溝の内壁に外ネジに締合される内ネジが設けられており、カバー板が内・外ネジにより下回転する時、カバー板の半導体デバイスに対する圧力は下回転距離に対し線形関係を持つことを特徴とする請求項３に記載の電気メッキ治具。