(57)【要約】【課題】  多様化する被処理材に作業効率良く対応可能な表面処理装置の提供を目的とする。【解決手段】  本発明の表面処理装置は、被処理材表面を処理液に接触させて所要の表面処理をする表面処理装置であって、側壁の一部が切欠かれた側壁開口部を有し前記処理液を内部に貯めるための槽本体と、前記側壁開口部に着脱自在に設けられ表面処理時に前記被処理材の表面が前記槽本体内に臨む処理用開口部を有する交換側板と、前記被処理材を保持し移動して前記被処理材の表面が前記処理用開口部を介して前記槽本体内に臨むように支持する支持機構とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理材表面を処理液に接触させて所要の表面処理をする表面処理装置であって、側壁の一部が切欠かれた側壁開口部を有し前記処理液を内部に貯めるための槽本体と、前記側壁開口部に着脱自在に設けられ表面処理時に前記被処理材の表面が前記槽本体内に臨む処理用開口部を有する交換側板と、前記被処理材を保持し移動して前記被処理材の表面が前記処理用開口部を介して前記槽本体内に臨むように支持する支持機構とを有することを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の表面処理装置であって、前記側壁開口部は、垂直方向に延長される一対の垂直挿入溝と、底側で水平方向に延長される水平挿入溝を有し、前記交換側板は矩形状とされ、前記交換側板のそれぞれ端部が前記垂直挿入溝及び前記水平挿入溝に嵌合されることを特徴とする表面処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の表面処理装置であって、前記槽本体には、それぞれ前記処理用開口部の形状、寸法、個数のうちの少なくとも１つが異なる複数の前記交換側板が着脱自在に設けられることを特徴とする表面処理装置。
【請求項４】
請求項１記載の表面処理装置であって、前記交換側板の前記処理用開口部の内側には、前記処理液の流れを制御する液流制御部材が設けられることを特徴とする表面処理装置。
【請求項５】
請求項１記載の表面処理装置であって、前記表面処理はめっき若しくはエッチングであることを特徴とする表面処理装置。
【請求項６】
請求項１記載の表面処理装置であって、前記表面処理は、電気めっきとされ、前記槽本体内には陽極板が配設され、前記陽極板には前記被処理材側に開口部を有する誘電体が配されることを特徴とする表面処理装置。
【請求項７】
請求項１記載の表面処理装置であって、前記支持機構は、前記被処理材を保持する保持部と、前記保持部を前記処理用開口部に向けて押圧させる押圧部材を有することを特徴とする表面処理装置。
【請求項８】
請求項１記載の表面処理装置であって、前記交換側板には、さらに前記槽本体内に臨む処理用開口部を有する第２の交換側板が着脱自在に設けられることを特徴とする表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は所要の処理液を用いて被処理材の表面に対する、めっき処理やエッチング処理などの表面処理を行う表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
めっき処理を行うめっき装置として、最近では、膜厚分布の均一性に優れ、めっき液中の気泡による不良発生が抑えられる方式として、被めっき処理材をめっき槽内のめっき液に垂直に立てるように設置する縦型方式が知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８２９６５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５３０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、縦型方式のめっき装置では、被めっき処理材を搬送したり、被めっき処理材の表面をめっき液に臨ませるための保持部材やアクチュエーターが必要となり、被めっき処理材を保持するための冶具なども必要とされる。このような縦型方式のめっき装置では、自動化を図る場合に、機構部分を制御することが行われるが、色々な被めっき処理材に対応するためには、めっき槽自体を交換して、機構部分に合わせることも行われ、作業効率が良くないなどの問題が生じている。【０００５】
そこで本発明は上述の課題に鑑み、多様化する被処理材に作業効率良く対応可能な表面処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の技術的な課題に鑑み、本発明の表面処理装置は、被処理材表面を処理液に接触させて所要の表面処理をする表面処理装置であって、側壁の一部が切欠かれた側壁開口部を有し前記処理液を内部に貯めるための槽本体と、前記側壁開口部に着脱自在に設けられ表面処理時に前記被処理材の表面が前記槽本体内に臨む処理用開口部を有する交換側板と、前記被処理材を保持し移動して前記被処理材の表面が前記処理用開口部を介して前記槽本体内に臨むように支持する支持機構とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の表面処理装置によれば、前記側壁開口部に着脱自在に設けられる前記交換側板を用いることから、多様化する被処理材に作業効率良く対応可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる表面処理装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる表面処理装置の側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる表面処理装置の交換側板を取り外すところを示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる表面処理装置の他の交換側板を装着するところを示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態にかかる表面処理装置で使用される更に他の交換側板の例を示す模式的な斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態にかかる表面処理装置を用いてめっき処理を行った実験の結果を示す膜厚分布図である。
【図７】本発明の第２の実施形態にかかる表面処理装置の斜視図である。
【図８】図７に示した表面処理装置の模式的な斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は、本発明の幾つかの具体例であり、本発明はその態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法などについても限定されるものではない。
【００１０】
第１の実施形態
本実施形態は、めっき処理を行う縦型方式のめっき装置１０の例であり、図１及び図２に示すように、このめっき装置１０には、側壁２０の一部が切欠かれた側壁開口部１８を有しめっき液を内部に貯めるための槽本体１２と、側壁開口部１８に着脱自在に設けられめっき処理時に前記被処理材２２の表面が槽本体１２内に臨む処理用開口部２４を有する交換側板１４と、被処理材２２を保持し移動して被処理材２２の表面が処理用開口部２４を介して槽本体１２内に臨むように支持する支持機構１６とを有している。
【００１１】
槽本体１２は、概ね矩形状の例えば塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）などの耐液性の有る板材を加工して形成される収納器であり、面を垂直にするように配された左右の側面板２０Ｌ、２０Ｒ及び背面板２０Ｂが側壁２０を構成する。槽本体１２の底部側には、矩形状の底面部２１が配されており、この底面部２１のやや背面板２０Ｂに近い側には一対のめっき液注入排出口２６ａ、２６ｂが設けられており、これらめっき液注入排出口２６ａ、２６ｂからめっき液が槽本体１２の内部に導入される。槽本体１２は、その側壁２０の一部が切欠かれるように構成され、槽本体１２の正面側のほぼ全面を開口する形状で側壁開口部１８が設けられている。この側壁開口部１８に交換側板１４が着脱自在に挿入される。この側壁開口部１８には、左右の側面板２０Ｌ、２０Ｒの正面側の端部に垂直に延長される垂直挿入溝１９Ｌ、１９Ｒがそれぞれ形成され、底面部２１の正面側の端部に水平に延長される水平挿入溝１９Ｈを垂直挿入溝１９Ｌ、１９Ｒの端部と連続するように形成される。これら水平挿入溝１９Ｈ及び垂直挿入溝１９Ｌ、１９Ｒには、それぞれ所要の液漏れ防止のためのパッキングが配される。
【００１２】
槽本体１２の左右の側面板２０Ｌ、２０Ｒの上側には、それぞれ液面を維持するための開口部２６ｃ、２６ｄが形成されており、めっき液注入排出口２６ａ、２６ｂから注入されためっき液の液面を維持してめっき液を循環させることができる。めっき液注入排出口２６ａ、２６ｂの底面部２１より下の部分はＬ字パイプ２７ａ、２７ｂに接続され、さらにＬ字パイプ２７ａ、２７ｂは連結部２９を介してＴ字パイプ３０の左右開口部に接続される。従って、めっき液を導入する場合には、ポンプなどからＴ字パイプ３０の下部開口部にめっき液を導入し、そのめっき液はＴ字パイプ３０内で分流されて左右のめっき液注入排出口２６ａ、２６ｂから槽本体１２内に導入される。また、槽本体１２内のめっき液は例えば開口部２６ｃ、２６ｄから図示を省略しているがフィルターやポンプに戻されるように構成されている。
【００１３】
槽本体１２は矩形状に限定されず他の形状であっても良く、かならずしも直線が交差するような角を有しない曲面を持った構造であっても良い。例えば、背面、側面、底面が一体となるような形状であっても良い。開口部２６ｃ、２６ｄには図示しないオーバーフロー槽を取り付けることもでき、さらに槽本体１２の内部にめっき液を貯留する貯液槽と処理に用いられるめっきを貯める処理槽とを区分する仕切り板を配設することも可能である。
【００１４】
このような槽本体１２の側壁開口部１８には、選択的に取り付け可能な交換側板１４が着脱自在に取り付けられる。交換側板１４も前述の槽本体１２と同様な例えば塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）などの耐液性の有る板材からなる。本実施形態では、交換側板１４は、交換作業の便宜性から1枚の板材からなるが、交換側板１４を例えば複数枚を組み合わせた構成とすることも可能である。交換側板１４の中央には、めっき処理時に被処理材の表面が槽本体１２内部に臨むように開口された処理用開口部２４が設けられる。この処理用開口部２４は、当該交換側板１４については例えば４２ｃｍ角程度の正方形形状である。処理用開口部２４の被処理材側の端部には、長細い線条のパッキング部材２８が一周するように取り付けられおり、後述するように被処理材２２がステージごと押圧された際に液漏れを防止する。交換側板１４を取り外すときは、めっき液が槽本体１２の内部に存在していない状態で、交換側板１４を垂直上方向にスライドさせ、交換側板１４の側部が垂直挿入溝１９Ｌ、１９Ｒの溝内を摺動し、交換側板１４自体を槽本体１２から外すことができる。また、交換側板１４を槽本体１２に取り付けるときは、逆に、槽本体１２の垂直挿入溝１９Ｌ、１９Ｒの溝内に交換側板１４の側部を挿入して上から押しこむようにし、最後に交換側板１４の底部を水平挿入溝１９Ｈに嵌合させて、交換側板１４の取り付けを終了する。なお、他の交換側板１４を着脱する場合も同じ作業とされる。
【００１５】
槽本体１２に着脱自在とされる交換側板１４と対向するように、被処理材２２を保持し移動させる支持機構１６が槽本体１２の正面側に配設される、支持機構１６は、保持部材としての概ね正方形で例えば樹脂製のステージ３２と、ステージ３２を処理用開口部２４に対して被処理材２２ごと押圧するアクチュエーター３４と、水平方向に延長された軸部材３６と、この軸部材３６を中心に回動するフレーム部材３８とを有する。
【００１６】
ステージ３２には、被処理材２２を保持し、且つめっき液中に浸漬した際に被処理材２２の裏面側にめっき液が回り込まないようにするシール部材４０が設けられている。このシール部材４０のサイズは、被処理材２２よりも大きく、めっき処理を行う場合には、被処理材２２はステージ３２上のシール部材４０のほぼ中央部に載置される。この時、真空吸着により被処理材２２をシール部材４０に対してチャッキングするように構成することも可能である。
【００１７】
ステージ３２が水平に保持される際（図２で点線で示す。）、アクチュエーター３４はステージ３２の下部に位置し、ステージ３２が垂直に保持される際（図２で実線で示す。）、アクチュエーター３４はステージ３２の側部に位置する。アクチュエーター３４はトルクモーター４２とその軸に取り付けられたシリンダー４４とを有しており、トルクモーター４２への信号によってステージ３２自体を処理用開口部２４側に押し付けたり離したりすることができる。シリンダー４４の先端には図示しない球面軸受けなどが配設され、ステージ３２はシリンダー４４と平行に配設されたガイド４６に沿って平行に移動される。これらアクチュエーター３４及びステージ３２はフレーム部材３８と共に軸部材３６を中心に回動する。軸部材３６の図示しない端部には、軸部材アクチュエーターが配設され、、軸部材アクチュエーターの作動に応じて当該支持機構１６の全体が回動し、ステージ３２が水平に保持される位置とステージ３２が垂直に保持される位置の間を移動させる。
【００１８】
このようなめっき装置１０には、さらに図２に示すように、必要に応じて陽極板５０とその陽極板５０からの電界を調整するための誘電体からなる調整板５２を設けている。電気めっきではない場合には、これら陽極板５０等は設けなくとも良い。また、めっき装置１０の槽本体１２の内部には、めっき液を撹拌するための撹拌部材５４が設けられる。撹拌部材５４はパドル撹拌を行う部材であるが、代わりに或いは併用する形で噴流や平行流などの他の液流制御部材を配設することもできる。調整板５２には、被処理材２２に合わせたサイズ及び形状の開口部５２ａが形成され、必要な電界の調整を行う。
【００１９】
めっき処理時には、ステージ３２の上に被処理材２２を取り付け、軸部材アクチュエーターを作動させてステージ３２ごと被処理材２２を水平に保持する状態から被処理材２２を垂直に保持する状態にする。次いで、アクチュエーター３４を作動させてシリンダ４４を交換側板１４の処理用開口部２４側に動かし、ステージ３２ごと被処理材２２を処理用開口部２４を介して槽本体１２の内部に臨むようにする。この時、処理用開口部２４の周囲に形成されたパッキング材２８により、ステージ３２と交換側板１４の間は液が漏れないように保持される。
【００２０】
この状態でポンプ等を作動させてめっき液が槽本体１２内にめっき液注入排出口２６ａ、２６ｂから導入される。以降、陽極板５０と被処理材２２の間に電界を与え、撹拌部材５４によりめっき液を撹拌させながら、めっき液を循環させ、所要の表面処理である電気めっきを行う。なお、被処理材２２を取り出すときは、上記工程の逆に機構を作動させる。
【００２１】
次に、交換側板１４を交換する場合について説明すると、図３に示すように、槽本体１２の内部にめっき液がない状態で且つステージ３２も処理用開口部２４に押圧されていない状態で、交換側板１４が垂直方向の上側に摺動され、交換側板１４の側部が垂直挿入溝１９Ｌ、１９Ｒの溝内を摺動し、交換側板１４自体を槽本体１２から外すことができる。続いて図４に示すように、他の交換側板１４Ａを取り付ける場合には、異なる開口部６４を有する交換側板１４Ａが垂直挿入溝１９Ｌ、１９Ｒ及び水平挿入溝１９Ｈに嵌められるように、交換側板１４Ａが垂直方向の下側にスライドされ、他の交換側板１４Ａが槽本体１２に着脱自在に取り付けられる。交換側板１４Ａには、中央に円形に開口した処理用開口部６４が設けられ、その外側周囲にパッキング材６８が配設されている。
【００２２】
このように交換側板１４を交換側板１４Ａへ交換することで、開口部の形状を処理用開口部２４の正方形を処理用開口部６４の円形に簡単に変更することができる。また、図５に示すような、４つの処理用開口部６２を有する交換側板６６を用意することで、複数の被処理材に対するめっき処理も可能である。
【００２３】
本実施形態に適用されるめっき処理は、電気めっきでも良く、無電解めっきでも良い。被処理材２２としては、めっき処理される基板などを対象とすることができ、半導体ウエハ、ガラス板、セラミック板、有機材料基板等が挙げられる。例えば、樹脂製等の基板に金属等の導電層を形成し、パターニングしたものや、表面に微細な回路パターンが設けられたシリコンウエハ等の半導体基板、プリント基板等の電子回路用基板等が挙げられる。また、これらの基板には、ブラインドビアホール、微細配線用のトレンチ（溝）、基板を貫通するスルーホール等が混在していても良い。これらの基板のさらに具体的な例としては、ＩＣベアチップが直接実装されるパッケージ基板などのプリント基板や、ＬＳＩなどが直接実装されるシリコンウエハ、更には半導体チップそのものの製造を目的としたシリコンウエハ基板等を挙げることができる。
【００２４】
前述の支持機構１６の構造は、一例であって、ステージ３２の回動動作を伴わない支持機構であっても良い。たとえば、複数の槽本体１２を並べて複数個の被処理材２２を一括して処理する場合では、ガイドレールなどを設けて複数の槽本体１２の並ぶ方向に支持機構１６が移動できる構造とすることが好ましい。
【００２５】
本実施形態の縦型方式のめっき装置１０を作製し、被処理材２２として２４０ｍｍ角の銅張り基板を準備して、ニッケルの全面めっきを行った結果を図６に示す。使用めっき液としては、株式会社ＪＣＵ製のＢＮＩ（ニッケルめっき液）を使用した。電気めっき条件としては、電流密度２．０Ａ／ｄｍ２で２４分間処理したものである。形成されためっきの状態を評価するため、膜厚分析器として株式会社フィッシャーインスツルメント製の蛍光Ｘ線分析装置ＸＤＶＭ−μを使用して、セグメント毎の膜厚の分布を測定した。
【００２６】
このの結果は、図６に示すものであり、最大膜厚値は９．２μｍ、最小膜厚値は７．６μｍであり、平均膜厚は８．５μｍであり面均一性は９．４％であった。従って、中央部でやや膜厚が熱くなる傾向が見られたものの周辺部でも十分な膜厚でのめっき層が形成されており、実用性が十分に得られていることが証明されている。
【００２７】
図７、図８は本発明の第２の実施形態のめっき装置１０を示す。第１の実施形態のめっき装置１０の各構成部材と同じ構成部材には、同じ参照符号を付与している。めっき装置１０には、先に説明したと同様の槽本体１２に、処理用開口部２４を有した交換側板１４が着脱自在に取り付けられている。この交換側板１４の処理用開口部２４には、処理用開口部２４のサイズとよりわずかに小さなサイズの段差部７２を有するアダプター７０がその段差部７２で嵌合する。このような構成の第２の交換側板として機能するアダプター７０を槽本体１２の外側から嵌め込むことで、より小さな処理用開口部にも即座に対応することができ、同時に図示しない支持機構からの押圧に対しても液漏れを防ぐことができる。詳しくは、アダプター７０と交換側板１４の間には、交換側板１４の処理用開口部２４周りのパッキング材２８が配設され、アダプター７０の開口部７４の周囲にも所定のパッキング材が配されていることから、これらのパッキング材により液漏れを未然に防止することができる。なお、本実施形態では、螺子止めのような締結部材を用いてアダプターを処理用開口部２４に装着することも可能である。
【００２８】
以上のように、本発明の表面処理装置によれば、槽本体自体を変更することなく、交換側板を交換することで、処理用開口部の形状やサイズを変えることができるため、多様化する被処理材に作業効率良く対応できるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
上述の実施形態では、本発明の表面処理装置を主にめっき装置として説明したが、本発明はこれに限定されず、エッチング装置、前処理装置や洗浄装置などの他の処理液、処理水を扱う装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  めっき装置
１２  槽本体
１４、１４Ａ、６６  交換側板
１６  支持機構
１８  側壁開口部
１９Ｌ、１９Ｒ  垂直挿入溝
１９Ｈ  水平挿入溝
２０  側壁
２０Ｒ、２０Ｌ  側面板
２０Ｂ  背面板
２１  底面部
２２  被処理材
２４、６２、６４  処理用開口部
２６ａ、２６ｂ  めっき液注入排出口
２６ｃ、２６ｄ  開口部
２７ａ、２７ｂ  Ｌ字パイプ
２８  パッキング材
２９  連結部
３０  Ｔ字パイプ
３２  ステージ
３４  アクチュエーター
３６  軸部材
３８  フレーム部材
４０  シール部材
４２  トルクモーター
４４  シリンダー
４６  ガイド
５０  陽極板
５２  調整板
５２ａ  開口部
５４  撹拌部材
７０  アダプター
７２  段差部
７４  処理用開口部
【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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【図６】
2017037757.tif 000008
【図７】
2017037757.tif 000009
【図８】
2017037757.tif 000010
【国際調査報告】
2017037757.tif 000011
2017037757.tif 000012