(57)【要約】【課題】  カソード電極体及びその周辺部機構を改善することにより、被めっき物の品種切換毎に要するカソード電極体の交換部材の最小化、交換作業の簡素化を図る。【解決手段】  めっき液の噴流を発生させる噴流めっき槽１０の開口側に、被めっき物としての基板１の導体部を下向きとして配置し、前記導体部にめっき液を噴流させながら前記導体部に接続したカソード電極体３０とアノード電極５間に電流を流してめっきする噴流めっき装置であり、カソード電極体３０は固定カソード電極部３１と給電電極部４０とに分割されている。固定カソード電極部３１はカソード固定支持部１５に支持され、給電電極部４０は昇降給電部４５で昇降自在に支持され、固定カソード電極部３１の基板１の導体部に接触する部分が少なくとも交換自在であり、昇降給電部４５の下降時に給電電極部４０が固定カソード電極部３１に接触して給電する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき液の噴流を発生させる噴流めっき槽の開口側に、被めっき物の導体部を下向きとして配置し、前記導体部にめっき液を噴流させながら前記導体部に接続したカソード電極体とアノード間に電流を流してめっきする噴流めっき装置であって、
前記カソード電極体は固定カソード電極部と給電電極部とに分割され、前記固定カソード電極部はカソード固定支持部に支持され、前記給電電極部は昇降給電部で昇降自在に支持され、前記固定カソード電極部の前記被めっき物の導体部に接触する部分が少なくとも交換自在であり、前記昇降給電部の下降時に前記給電電極部が前記固定カソード電極部に接触して給電することを特徴とする噴流めっき装置。
【請求項２】
前記固定カソード電極部は固定導電ブロックと、該固定導電ブロックに対して交換自在に取り付けられていて、前記被めっき物の導体部に接触する交換電極部材とを有している請求項１記載の噴流めっき装置。
【請求項３】
前記昇降給電部が前記被めっき物を上から押さえる押さえ板に設けられている請求項１又は２記載の噴流めっき装置。
【請求項４】
前記アノードが前記噴流めっき槽に固定され、該噴流めっき槽に前記カソード固定支持部が取り付けられている請求項１，２又は３記載の噴流めっき装置。
【請求項５】
前記噴流めっき槽内の前記アノードの下方位置に分散板が設けられている請求項１，２３又は４記載の噴流めっき装置。
【請求項６】
前記噴流めっき槽から排出されためっき液を汲み上げて前記噴流めっき槽に供給する手段を更に備える請求項１，２，３，４又は５記載の噴流めっき装置。
【請求項７】
前記噴流めっき槽から排出されためっき液を受ける静液槽内に、仕切り板がめっき液供給管の接続口近傍、又はめっき液戻り管と前記接続口間に位置するように設けられている請求項６記載の噴流めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路配線基板等の被めっき物に電解めっきを施すめっき装置に係り、特に、めっきを施す際に、被めっき物のフェースダウンの片面（下面）を電解めっきするのに適した噴流めっき装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路配線基板あるいは半導体ウェハ等における回路配線用の導体部にめっきを施す場合、前記導体部を下向きにして電解めっきするフェースダウン方式による噴流めっき装置が知られている。
【０００３】
この噴流めっき装置は、上方に開口し内部にめっき液を保持するめっき槽と、被めっき基板を着脱自在に下向きに保持して該被めっき基板を前記めっき槽の上部開口部を塞ぐ位置に配置する基板保持部とを有している。前記めっき槽の内部にはめっき液中に浸漬されてアノード（陽極）電極体となる平板状のアノード板が水平に配置され、前記基板の導体部がカソード（陰極）電極体側となるようになっている。前記アノード板は、多孔質材料又は網目を有する材料で構成されている。
【０００４】
前記めっき槽の底部中央には、上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射管が接続され、めっき槽の外側には、めっき液受けが配置されている。
【０００５】
そして、前記めっき槽の上部に被めっき基板を前記基板保持部で下向きに保持して配置し、アノード板と被めっき基板（カソード電極体側）の間に所定の電圧を印加しつつ、被めっき基板の下面（被めっき面）に垂直にめっき液の噴流を当てることで、アノード板と基板の間にめっき電流を流して、基板の下面にめっき膜を形成するようにしている。この時、めっき槽からオーバーフローしためっき液は、めっき液受けで回収される。
【０００６】
上述のフェースダウン方式の噴流めっき装置においては、回路配線用の導体部を有する被めっき基板の品種切換によりカソード電極体パターン（基板下面への接触面パターン）が変わる場合、カソード電極体及びこれを保持する保持構造部全体を交換する必要が生じてしまう。このため、被めっき物の品種切換毎に、これに対応したカソード電極体及び保持構造部を準備する必要があり、然も、保持構造部全体を交換する煩雑な作業を余儀なくされるという費用面、製造リードタイム面での欠陥が生じる。さらに、カソード電極体へめっき膜が形成されたり、めっき液の気泡により被めっき面のめっきが不均一（あるいはめっき無し不良）になったりする等の問題が存在している。
【０００７】
この種の噴流めっき装置の公知文献としては、下記特許文献１、特許文献２及び特許文献３がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１３１７９７号公報
【特許文献２】特開２００１−４９４９５号公報
【特許文献３】特開２００１−２００９６号公報
【０００９】
特許文献１は上方を開放した処理槽の上部に半導体ウェハをその被処理面を下にして保持し、カソード側の半導体ウェハの被処理面に処理液を噴流させながらアノードとの間に電流を流して半導体ウェハにめっき、化成等の処理を施す半導体製造装置において、半導体ウェハへ向かって処理液を下方から上方へ流す主流路とは別に、処理液流通方向上流側において前記主流路から分流し、その分流した流路の下流端が半導体ウェハの存在しない外部空間に開放した副流路を設け、当該副流路内にアノードを配置してなる噴流めっき装置を備えた半導体製造装置に係る。
【００１０】
特許文献２はめっき液を保持する円筒状のめっき槽と、該めっき槽の外部から供給されるめっき液により上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射部と、基板を着脱自在に保持して該基板下面のめっき面がめっき液の噴流と接触するように水平に配置する基板保持部と、該基板保持部を回転及び昇降させる回転機構及び昇降機構を備えた駆動部とを具備し、該昇降機構により基板保持部を下降させた位置において該基板下面のめっき面にめっきを施すことを可能とし、該昇降機構により基板保持部を上昇させた位置において該基板保持部へ基板を取付けまたは該基板保持部から基板を取出すことを可能とした噴流めっき装置に係る。
【００１１】
特許文献３は被めっき基板のめっきを施すめっき面外周に当接するリング状のシール部材を具備し、該被めっき基板のめっき面を露出させ、且つ該めっき面を下に向けて保持する基板保持具を具備し、めっき液の充満しためっき槽内で基板保持具に保持された被めっき基板の下方から該被めっき基板のめっき面に達するめっき液噴流を生成しながらめっきを行うめっき装置において、基板保持具の下端部に被めっき基板のめっき面に残留する気泡を該基板保持具の外側に逃がす通気孔を設けた噴流めっき装置に係る。
【００１２】
ところで、特許文献１乃至３において共通する問題は、被めっき物の品種切換によりカソード電極体（基板下面への接触面パターン）が変わる場合、カソード電極体及びこれを保持する保持構造部全体を交換する必要が生じることであり、これについての対策は開示されていない。
【００１３】
更に、特許文献２及び特許文献３においては、めっき作業の過程で発生する気泡を通気孔を通してめっき槽の外側に逃がすという手段が設けられているが、積極的な消泡手段が設けられていない。このため、被めっき基板面に残留する気泡の影響により、被めっき面全体でめっきが不均一になるという品質面での欠陥が生じる問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の第１の目的は、カソード電極体及びその周辺部機構を改善することにより、被めっき物の品種切換毎に要するカソード電極体の交換部材の最小化、交換作業の簡素化を図り、費用面及び製造リードタイム面で優れた噴流めっき装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の第２の目的は、めっき液中に残留する気泡を効果的、効率的に消泡し、被めっき面全体のめっき膜厚の均一化を図り、品質面及び製造原価面で優れた噴流めっき装置を提供することにある。
【００１６】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、めっき液の噴流を発生させる噴流めっき槽の開口側に、被めっき物の導体部を下向きとして配置し、前記導体部にめっき液を噴流させながら前記導体部に接続したカソード電極体とアノード間に電流を流してめっきする噴流めっき装置である。そして、前記カソード電極体は固定カソード電極部と給電電極部とに分割され、前記固定カソード電極部はカソード固定支持部に支持され、前記給電電極部は昇降給電部で昇降自在に支持され、前記固定カソード電極部の前記被めっき物の導体部に接触する部分が少なくとも交換自在であり、前記昇降給電部の下降時に前記給電電極部が前記固定カソード電極部に接触して給電することを特徴としている。
【００１８】
前記噴流めっき装置において、前記固定カソード電極部は固定導電ブロックと、該固定導電ブロックに対して例えば螺子等により交換自在に取り付けられていて、前記被めっき物の導体部に接触する交換電極部材とを有している構成であってもよい。
【００１９】
前記噴流めっき装置において、前記昇降給電部が前記被めっき物を上から押さえる押さえ板に設けられているとよい。
【００２０】
前記アノードが噴流めっき槽に固定され、該噴流めっき槽に前記カソード固定支持部が取り付けられているとよい。
【００２１】
前記噴流めっき槽内の前記アノードの下方位置に分散板が設けられているとよい。
【００２２】
前記噴流めっき装置において、前記噴流めっき槽から排出されためっき液を汲み上げて前記噴流めっき槽に供給する手段を更に備えるとよい。例えば、前記噴流めっき槽から排出されためっき液を受ける受け槽と、該受け槽の底部を貫通して受け槽の底面よりも高く突出しためっき液戻り管と、前記受け槽よりも低い位置で前記めっき液戻り管で戻されためっき液を受ける静液槽と、該静液槽からポンプで汲み上げられためっき液を前記噴流めっき槽に供給するめっき液供給管とを更に備える構成としてもよい。
【００２３】
前記静液槽内に、仕切り板が前記めっき液供給管の接続口近傍、又は前記めっき液戻り管と前記接続口間に位置するように設けられているとよい。これにより、消泡の効果がある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る噴流めっき装置によれば、被めっき物の導体部に接続するカソード電極体を、固定カソード電極部と給電電極部とに分割し、前記固定カソード電極部の前記被めっき物の導体部に接触する部分を少なくとも交換自在にしており、被めっき物の品種切換毎に要するカソード電極体の交換部材の最小化、交換作業の簡素化を図ることができ、コスト削減及び製造リードタイムの短縮に寄与可能である。
【００２５】
更に、めっき液の循環経路においてめっき液中に含まれる気泡を除去する機構を設けるようにすれば、すなわち、噴流めっき槽から排出されためっき液を受ける受け槽と、該受け槽の底部を貫通して受け槽の底面よりも高く突出しためっき液戻り管と、前記受け槽よりも低い位置で前記めっき液戻り管で戻されためっき液を受ける静液槽とを備える場合、めっき液中の気泡を効果的、効率的に消去でき、気泡付着に起因するめっき不良を除去し、被めっき面全体のめっき均一化を図ることができ、品質向上を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、噴流めっき装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２７】
図１〜図３を用いて本発明に係る噴流めっき装置の実施の形態を説明する。噴流めっき装置は、被めっき物としての被めっき基板１の導体部を下向きとして、カソード電極体３０を分割した固定側の固定カソード電極部３１にて支持するフェースダウン方式であり、カソード電極体３０を分割した可動側の給電電極部４０は押さえ板２０に設けられている。そして、被めっき基板１の導体部にめっき液Ｒ１を噴流させながらアノード電極５、被めっき基板１の導体部、これに電気的に接続する固定カソード電極部３１、押さえ板２０の下降時に前記固定カソード電極部３１に電気的に接続する給電電極部４０の経路にてめっき電流を流すことにより被めっき基板１の導体部に電解めっきを施す構成である（なお、図１は押さえ板２０が上昇した状態を図示している）。
【００２８】
めっき液の噴流を発生するための噴流めっき槽１０の最上部は固定カソード電極部３１を保持するカソード固定支持部１５となっている。固定カソード電極部３１は固定導電ブロック３２と、固定導電ブロック３２に対して螺子３３により交換自在に取り付けられていて、被めっき基板１の導体部に接触する交換電極部材３４（例えば略Ｌ字形状である）とを有している。固定導電ブロック３２は常にカソード固定支持部１５に固定されている。ここで、被めっき基板１の導体部パターンが変わるときに交換する必要があるのは、被めっき基板１の導体部パターンに対応した形状の交換電極部材３４に限られる。
【００２９】
噴流されるめっき液Ｒ１により、固定カソード電極部３１へめっき膜が形成されたり、被めっき基板１の側面や裏面が金属汚染されたりすることのないように、交換電極部材３４の内周側にはゴム等の弾性体シール３５が、下側には、補強用絶縁板３６を介してゴム等の弾性体シール３７がそれぞれ配設される。
【００３０】
前記押さえ板２０は、図示しないエアーシリンダ等で昇降自在であり、めっきの作業中に被めっき基板１が、浮き上がったり、反ったり、撓んだりすることのないように、固定カソード電極部３１で支持された被めっき基板１の上面に下降して圧接する。
【００３１】
また、前記押さえ板２０には、図３のように、圧縮ばね（コイルばね）２１及び給電電極部４０を有する昇降給電部４５が、例えば４箇所に設けられている。
【００３２】
めっき動作のために前記押さえ板２０が下降して被めっき基板１を押さえた状態となると、各昇降給電部４５の給電電極部４０は押さえ板２０に対して下方に突出する向きに独立懸架式に圧縮ばね（コイルばね）２１で付勢されているため、給電電極部４０が固定導電ブロック３２に押圧接触し、電気的接続が行われる。この結果、給電電極部４０を介して固定カソード電極部３１に直流電圧が給電される。なお、固定導電ブロック３２と給電電極部４０の接触部は被めっき基板１の種類にかかわらず共通構造とする。
【００３３】
また、前記噴流めっき槽１０には、めっき液Ｒ１の噴出孔（貫通孔）１１ａを備えた分散板１１、めっき液Ｒ１の噴出孔（貫通孔）１２ａを備えた分散板１２、めっき液Ｒ１の噴出孔（貫通孔）５ａを備えたアノード電極５がそれぞれ噴流めっき槽１０の下部方向から順に水平に配置、固定されている。各分散板１１，１２は被めっき基板１の被めっき面に対応した広範囲の噴流を作成するために設けられる。噴流めっき槽１０の底部に設けられためっき液供給管１３から噴出しためっき液Ｒ１は、噴出孔１１ａ、噴出孔１２ａ、噴出孔５ａを通過し、被めっき基板１の導体部に噴流となって当たる（接触する）。そして、めっき作用に使われた後のめっき液Ｒ２は、固定カソード電極部３１を保持する噴流めっき槽１０のカソード固定支持部１５とアノード電極５の間に形成された流出口１４から排出され、噴流めっき槽１０の周囲を囲む受け槽（上槽）５０にて貯留される。
【００３４】
そして、図２のように受け槽５０で貯留されためっき液Ｒ２の気泡の少ない上澄み液は、受け槽５０の底部を貫通して受け槽底面よりも高く突出しためっき液戻り管５１を経由して下方位置の静液槽（下槽）６０に戻される（重力で流れ落ちる）。静液槽６０の側面にはめっき液供給管１３の一端が接続され、他端が受け槽５０を貫通して噴流めっき槽１０の底部に接続される。また、静液槽６０内に、仕切り板６２がめっき液供給管１３の接続口近傍で、めっき液戻り管５１と前記接続口間に位置するように略垂直に設けられている。この仕切り板６２は、気泡を含んだめっき液が直接めっき液供給管１３に入り込まないようにする。めっき液供給管１３の途中にはポンプ７０とフィルタ７５が挿入されており、静液槽６０に貯留されためっき液Ｒ２はポンプ７０で汲み上げられ、フィルタ７５で浮遊物が除去されてめっき液Ｒ１として噴流めっき槽１０に送出されることになる。
【００３５】
この実施の形態に示した噴流めっき装置の全体的な動作説明を行う。
【００３６】
まず、噴流めっき槽１０の上部開口を塞ぐように被めっき基板１を配置し、固定カソード電極部３１にて被めっき基板１を下方から支持する。このとき固定カソード電極部３１の一部を構成する交換電極部材３４が被めっき基板１の導体部に電気的に接続した状態となる。次いで、押さえ板２０が下降して被めっき基板１を上から押さえる。このとき、給電電極部４０が固定カソード電極部３１の固定導電ブロック３２に接触して、直流電圧が給電される。すなわち、アノード電極５は図示しない配線により直流電源の正側に接続されており、被めっき基板１下面の導体部は、交換電極部材３４、固定導電ブロック３２、給電電極部４０の経路で直流電源の負側に接続される。
【００３７】
この状態でポンプ７０を作動させることにより、めっき液Ｒ１は噴流めっき槽１０の内部に入り分散板１１の噴出孔１１ａ、分散板１２の噴出孔１２ａ、アノード電極５の噴出孔５ａを通過して噴流となって被めっき基板１の下面に当たり、アノード電極５側からカソード側となる被めっき基板１の導体部に電流を流すことで所定の電解めっきが行われる。
【００３８】
めっき作用に使われためっき液Ｒ２は、噴流めっき槽１０の流出口１４から溢れて受け槽５０に一時的に溜まる。このようにめっき液Ｒ２を一時溜めて静止状態とすることで、めっき液Ｒ２中の気泡の減少を図ることができる。消泡されためっき液Ｒ２の上澄み液は、めっき液戻り管５１を落下して静液槽６０に溜められる。この静液槽６０においても、めっき液Ｒ２を溜めて静止状態とすることでめっき液Ｒ２中の気泡の減少を図り、併せて消泡用仕切り板６２で気泡を含んだめっき液が直接めっき液供給管１３に入り込まないようにしている。このようにして、めっき液中の気泡を除去させながらめっき液を循環使用している。
【００３９】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００４０】
(1)  被めっき物としての被めっき基板１の導体部に接続するカソード電極体３０を、固定カソード電極部３１と給電電極部４０とに分割し、固定カソード電極部３１の被めっき基板１の導体部に接触する部分を交換電極部材３４として交換自在にしている。このため、被めっき基板１の品種切換によってカソード側パターン（被めっき基板１への接触面パターン）の変更が必要となっても、交換電極部材３４の交換で済む。この結果、被めっき基板１の品種切換毎に要するカソード電極体の交換部分の最小化、交換作業の簡素化（単なる螺子外し及び螺子止めで済む）を図ることができ、コスト削減及び製造リードタイムの短縮に寄与可能である。なお、交換電極部材３４の交換に伴い、弾性体シール３５も必要に応じて交換する場合もある。
【００４１】
(2)  めっきに使用された後に噴流めっき槽１０から流出しためっき液Ｒ２を上槽となる受け槽５０で受けて一旦貯留することで消泡を図り、さらに受け槽５０の上澄み液を、受け槽５０底面より高く突出しためっき液戻り管５１を通して下槽となる静液槽６０に戻して静止状態で貯留することで消泡を図っている。また、静液槽６０内に、消泡用仕切り板６２をめっき液供給管１３の接続口近傍（めっき液戻り管５１と前記接続口間）に設けているため、気泡を含んだめっき液が直接めっき液供給管１３に入り込まないようにすることができる。これらの構成により、めっき液中の気泡、泡溜まりを効果的、効率的に消去でき、気泡が被めっき基板１に付着することに起因してめっき液が被めっき基板１に非接触となる現象の防止、気泡によるめっき不良の防止、被めっき面のめっき膜厚のばらつき発生の防止が可能である。すなわち、被めっき面全体のめっき膜厚の均一化が可能であり、品質向上が可能である。
【００４２】
(3)   被めっき物としての被めっき基板１の導体部に接続するカソード電極体３０を、固定カソード電極部３１と給電電極部４０とに分割することにより、被めっき基板１を噴流めっき槽１０に取り付けたり、取り外したりする時に、押さえ板２０を上昇位置にすると、押さえ板２０と一体的に給電電極部４０を有する昇降給電部４５も上昇位置となるため、固定カソード電極部３１側に電圧が印加されない状態になり、作業安全面で好都合である。
【００４３】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る噴流めっき装置の実施の形態であって、噴流めっき槽及びその周辺構成を示す正断面図である。
【図２】実施の形態の全体構成を示す説明図である。
【図３】実施の形態における押さえ板部分の平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  被めっき基板
５  アノード電極
１０  噴流めっき槽
１１，１２  分散板
１３  めっき液供給管
１４  流出口
１５  カソード固定支持部
２０  押さえ板
２１  圧縮ばね
３０  カソード電極体
３１  固定カソード電極部
３２  固定導電ブロック
３３  螺子
３４  交換電極部材
３５，３７  弾性体シール
３６  絶縁板
４０  給電電極部
４５  昇降給電部
５０  受け槽
５１  めっき液戻り管
６０  静液槽
６２  消泡用仕切り板
７０  ポンプ
７５  フィルタ
Ｒ１，Ｒ２  めっき液
【図１】
2006057113.tif 000003
【図２】
2006057113.tif 000004
【図３】
2006057113.tif 000005