(57)【要約】【課題】従来の部分めっき方法である吹き付けめっき時における、欠けや焼けなどのめっき不良を減らす。また、電流密度を大幅に向上させる。【解決手段】貯槽12とマスク5及びスパージャー2の間に減圧系を用いた部分めっき装置を考案した。材料６のめっき範囲にマスク５をあてがい上部よりシリンダ軸１で加圧しめっき面を密閉する。 貯槽１２に貯えられた薬液は、バルブ９が開放されるとスパージャー２内部に充満し、移送ポンプ１０が稼働することにより陽極用パイプ４を通過し薬液が吸引される。薬液が吸引されることによりめっき面付近は絶えず薬液の交換がなされ、陰極面には常に十分な金属イオンが供給される。まためっきにより発生した水素気泡は薬液吸引によりスパージャー２外へすばやく強制移送される。【選択図】図1
2006019317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっきを施す際に減圧系を用いて薬液を陰極面に強制供給するめっき方法
【請求項２】
半導体などのリードフレームに部分めっきを施す際、電解容器内を減圧系の一部として構成し、薬液を循環させることにより電解容器内を強制撹拌しながら通電し金属イオンを陰極面に強制供給する電解めっき方法及びその装置
【請求項３】
半導体などのリードフレームに部分めっきを施す際、電解容器内を減圧系の一部として構成し、薬液を循環させることにより電解容器内を強制撹拌しながら陽極用パイプを用いて通電し金属イオンを陰極面に強制供給する電解めっき方法及びその装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームなどの半導体短尺材料及びフープ材などの条材の部分めっきに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来リードフレ−ムなどの半導体短尺材料及びフープ材などの条材に部分めっきを施す際、スパージャーと呼ばれる土台にガラスエポキシ樹脂板上にシリコン樹脂で成型したマスクを乗せ、マスク上に位置決めをして短尺材料又は条材をマスク上に固定し、その上部からシリンダなどで加圧し材料を密閉して指定されためっき範囲以外を完全に覆い隠してからスパージャーの穴部より薬液を吹き付けてめっきする方法が広く使用されている。
【０００３】
このめっき方法は一般にリードフレームのスポットめっきと呼ばれ、現在半導体短尺材料の部分めっき及び条材の部分めっきでは主流になっている方法である。
【０００４】
しかし部分めっきで指定されためっき範囲に十分な金属イオンを供給することがめっき工程では必要であり、スパージャーの穴部へより高い圧力で薬液を供給しなければならない。
【０００５】
高い圧力で薬液を供給すると、スパージャー穴部に残存する薬液が抵抗体となって新しい薬液流の供給を阻害してしまう。
【０００６】
新しい薬液の供給が阻害されると、陰極面での金属イオン濃度が低下し、水電解が起こり水素ガスを発生して理想的なめっき面が得られなくなる。
【０００７】
水素ガス発生量が増大してくると、水素ガスが陰極面やマスクのめっき範囲の隅に付着、加圧状態であるため容易に離脱させることが出来ない。このためめっき不良が多量に発生している。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２４７７１４
【特許文献２】特開平０８−１２５０８６
【特許文献３】特開平０６−１０４３６１
【特許文献４】特開平０５−１８３０８７
【特許文献５】特開２００１−００７２７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は従来の部分めっきにおけるスパージャーとマスク内の薬液の液回りを改善することが主眼である。そこでめっき処理後の薬液を抵抗なく素早くスパージャー外へ排出し、同時にめっき処理時に発生した水素ガスなどの気泡をスパージャー外へ排出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従来の部分めっきでは、ガラスエポキシ樹脂板上にシリコン樹脂で成型したマスクの穴部にスパージャーより薬液を吹き付けてめっき処理を行っていた。本発明ではスパージャー内部に陽極にも用いるパイプを埋め込み、薬液を吸引する方式を考案した。これよりシリンダなどで加圧状態にし、密閉しためっき範囲の穴部の空間は配管経路において他よりも減圧状態になり薬液が自動的にめっき範囲へ流れ込むという仕組みである。
【発明の効果】
【００１１】
従来方式による加圧状態で薬液をスパージャー内に移送すると、内部でめっき時に発生した水素ガスや同時に移送された空気の泡などが、スパージャー内の壁面や隅に付着しスパージャー外へ排出されにくいといった不具合がある。本発明では付着気泡を減圧系を用いてわずかに膨張させ液流により付着から離脱させることが可能になる。
【００１２】
これにより、めっき抜けや焼けなどのめっき不良が改善される。また減圧系を用いることによりマスクの材料への接触面が吸着の方向に働くため、めっき範囲外の薬液のもれもなくすことが出来る。従来式である加圧状態によるマスクへの負担も軽減され、マスク交換寿命も長くなる。
【００１３】
さらにめっき処理済みの薬液をすばやく新しい薬液に交換し理想的な電流効率を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は減圧系を用いた部分めっき装置を示したものである。以下は半導体短尺材料及び条材を単に材料と記す。材料６のめっき範囲にガラスエポキシ樹脂板上にシリコン樹脂で成型したマスク５をあてがい上部よりシリンダ軸１で加圧しめっき面を密閉する。
【００１５】
貯槽１２に貯えられた薬液は、バルブ９が開放されるとスパージャー２内部に充満し、移送ポンプ１０が稼働することにより陽極用パイプ４を通過し薬液が吸引される。
【００１６】
吸引された薬液はスパージャー外へ排出され貯槽１２へ戻る。遮蔽板１１は薬液が管理槽に戻る際、めっき処理で発生した水素ガスやその他の気泡も薬液と同時に移送されるため、大気中にそれらの気体を放出して管理槽下部への気体混入を防ぐ効果がある。
【００１７】
陽極用パイプ４は電極の役目を担っており、その先端部は図１のように蛸足状に切り広げてあり表面積を増加してある。これで陽極電位を低く抑えることができ、薬液の変質を抑える効果が現れる。また、薬液の移送の抵抗を小さくする作用も兼ねている。
【００１８】
めっき面付近は絶えず薬液の交換がなされ、めっきにより発生した水素気泡は薬液が吸引されるためスパージャー２外へすばやく強制移送される。これより、電流密度を引き上げるとともにめっき抜けや焼けなどのめっき不良をほとんどなくすことが可能になる。
【比較例１】
【００１９】
図２は従来の部分めっき装置の概要図である。めっき装置の架台上に設置されたスパージャー１４上に、ガラスエポキシ樹脂板上にシリコン樹脂で成型したマスク７をセットし、材料６を所定の位置に位置決めピンなどで固定しその上部よりシリンダで加圧し、シリンダ軸１に固定したスパージャー２とシリコンスポンジ等から成るトップマット５により材料６裏面を完全に覆い隠す。
【００２０】
材料６は幅４０ｍｍ長さ２３０ｍｍ厚み０．２ｍｍの銅材で、めっきの厚さが０．２μｍのＮｉめっきを材料全面に施し、めっきの厚さが０．３μｍの部分金めっきをめっき範囲に施す。スパージャー１４の材質はガラスエポキシ樹脂を使用、マスク７はガラスエポキシ樹脂板上に硬度４０°のシリコン樹脂を成型したものを使用した。
【００２１】
スパージャー２も同様にガラスエポキシ樹脂を使用、トップマット５は硬度３０°と１５°の独立気泡タイプのシリコンスポンジを重ねて使用している。薬液はスパージャー１４の穴部より吹き付けられ、１５は薬液の流れを矢印で図示したものである。
【実施例１】
【００２２】
図３は、図１を応用し複数めっき範囲にめっき処理を行う減圧式部分めっき装置のめっき機構部概要を示す。めっき仕様は比較例１と同様、幅４０ｍｍ長さ２３０ｍｍ厚み０．２ｍｍの銅材６にＮｉめっきをめっきの厚さが０．２μｍで全面に施し、めっきの厚さが０．３μｍの部分金めっきをめっき範囲に施す。
【００２３】
貯槽１２に貯えられた薬液は、バルブ９が開放されるとスパージャー２内部に充満し、移送ポンプ１０が稼働することにより陽極用パイプ４を通過し薬液が吸引される。
【００２４】
吸引された薬液はスパージャー外へ排出され貯槽１２へ戻る。遮蔽板１１は薬液が貯槽に戻る際、めっき処理で発生した水素ガスやその他の気泡も薬液と同時に移送されるため、大気中にそれらの気体を放出して貯槽下部への気体混入を防ぐためである。
【００２５】
土台８及びスパージャー２の材質はガラスエポキシ樹脂を使用した。マスク７及びマスク５はいずれもガラスエポキシ樹脂板上に硬度４０°のシリコン樹脂を成形したもので、銅材料６のめっき範囲以外を完全に覆い隠している。
【実施例２】
【００２６】
図４は、実施例１を更に応用した例である。実施例１と同様の銅材６に両面部分めっきを施す。めっきの厚さが０．２μｍの全面Ｎｉめっきにめっきの厚さが０．３μｍの部分金めっきを施す仕様は実施例１と同様である。
【００２７】
バルブ９を開放すると薬液がスパージャー２及びスパージャー１３内部に充満し、移送ポンプ１０が稼動することにより薬液が陽極用パイプ４を通過し吸引される。
【００２８】
比較例１および実施例１、実施例２のめっき浴はいずれも金濃度１０ｇ／ｌの中性浴でタリウム系と呼ばれる基本浴に少量のコバルトを添加した硬質金めっき液を使用し、液温６０℃で固定、定電圧電源を用い電流を変化させてそれぞれの電流密度やめっき概観を観察した。
【００２９】
比較例１と実施例１および実施例２について、電流密度を変化させた実験値を表１に示す。まためっき抜けや外観不良について表2に示す。
【００３０】
【表１】
2006019317.tif 000003
【００３１】
【表２】
2006019317.tif 000004
【００３２】
表1より従来の部分めっきである比較例１に比べ、減圧式部分めっきである実施例１および実施例２は電流密度が１０倍以上の設定を採用できることが判った。一般的に電気めっきについて電流密度が大きい程めっき処理時に生成されるめっき皮膜の結晶粒径が小径になることが確認されている。（パルスめっき方法より。）
【００３３】
結晶粒径が小径になるということは、めっき皮膜生成時における内部応力の低下、めっきの密着性向上、めっき処理表面における平均粗さ数値が低いなどめっきの大幅な機能向上が認められる。めっき処理時間も短縮され生産速度を向上させることが可能となり大きな経済効果が得られる。
【００３４】
今回の実験では、めっき抜けや欠けなどの不具合も実施例１および実施例２には見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】減圧式部分めっき装置
【図２】従来型部分めっき装置
【図３】減圧式部分めっき装置応用実施例１
【図４】減圧式部分めっき装置応用実施例２
【符号の説明】
【００３６】
１    シリンダ軸
２    スパージャー
４    陽極用パイプ
５    マスク
６    材料
７    マスク
８    土台
９    バルブ
１０  移送ポンプ
１１  遮蔽板
１２  貯槽
１３  スパージャー
【図１】
2006019317.tif 000005
【図２】
2006019317.tif 000006
【図３】
2006019317.tif 000007
【図４】
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