(57)【要約】【課題】保持治具の保持爪によって被めっき物の周縁部を挟持してめっきを施すめっき装置及びめっき方法において、保持爪の内側近傍に気泡が残留することによるめっき不良をなくし、めっき有効範囲を増やすことのできるめっき装置及びめっき方法を提供する。【解決手段】めっき液２０が貯留されるめっき槽５１と、保持爪５３ａによって被めっき物３０の周縁部を挟持し、めっき面３０ａをめっき液２０中に露出した状態で被めっき物３０をめっき液２０中に浸漬可能に装着、保持する保持治具５３と、めっき液２０中に配置される陽極板５４と、被めっき物３０の前方から、保持爪５３ａの内側近傍のめっき面に向かってめっき液を噴射する第１ノズル１１とを具備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】
めっき液が貯留されるめっき槽と、
保持爪によって被めっき物の周縁部を挟持し、該被めっき物を、該被めっき物のめっき面をめっき液中に露出した状態で前記めっき槽のめっき液中に浸漬可能に装着、保持する保持治具と、
めっき液中に配置される陽極板と、
被めっき物の前方から、前記保持爪の内側近傍のめっき面に向かってめっき液を噴射する第１ノズルとを具備することを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
前記第１ノズルは、環状に設けられたノズル流路に、該ノズル流路の環状形状に沿って複数の噴出孔が設けられて形成されていることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項３】
被めっき物の前方に配置された先端のノズル部より、めっき液をめっき面に噴射する第２ノズルを設けたことを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置。
【請求項４】
前記保持治具に装着される被めっき物のめっき面の前方に、めっき面と若干の間隔を有すると共に、軸線がめっき面とほぼ垂直となるよう配置される、絶縁体からなる遮蔽筒を具備し、
前記第２ノズルの先端のノズル部は、前記遮蔽筒内に位置することを特徴とする請求項３記載のめっき装置。
【請求項５】
前記ノズル流路は、前記遮蔽筒の開口部より若干小さめに開口する貫通穴を設けた板状のノズル本体の内部に、前記貫通穴に沿って環状の空洞に形成されて成ることを特徴とする請求項４記載のめっき装置。
【請求項６】
前記保持治具は、装着される被めっき物のめっき面がめっき液液面に対してほぼ垂直な状態に、或いはめっき面が上方を向く斜めの状態に固定されるよう前記めっき槽のめっき液中に浸漬されることを特徴とする請求項１２、３、４または５記載のめっき装置。
【請求項７】
前記第１ノズルは、前記保持爪の内側近傍のめっき面のうち、上半分に向かってめっき液が噴射されるよう噴出孔が設けられていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のめっき装置。
【請求項８】
前記第１ノズルと前記遮蔽筒との間に、めっき液が通過するように形成された遮蔽板が、被めっき物のめっき面に対して略平行に配置されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載のめっき装置。
【請求項９】
被めっき物の周縁部を保持治具の保持爪によって挟持させることによって、該被めっき物を、めっき面を露出した状態で保持治具に装着すると共に、陰極に接続し、
該保持治具をめっき液の貯留されているめっき槽中に固定することにより、被めっき物をめっき液中に浸漬した後、
めっき液中に配置された陽極板と、前記陰極に通電しながら、
第１ノズルを用いて被めっき物の前方から、前記保持爪の内側近傍のめっき面に向かってめっき液を噴射して、めっき面にめっきを施すことを特徴とするめっき方法。
【請求項１０】
被めっき物の周縁部を保持治具の保持爪によって挟持させることによって、該被めっき物を、めっき面を露出した状態で保持治具に装着すると共に、陰極に接続し、
該保持治具をめっき液の貯留されているめっき槽中に固定することにより、被めっき物をめっき液中に浸漬した後、
めっき液中に配置された陽極板と、前記陰極に通電しながら、
前記保持治具に装着される被めっき物のめっき面の前方に、めっき面と若干の間隔を有すると共に、軸線がめっき面とほぼ垂直となるよう配置される、絶縁体からなる遮蔽筒内に位置する、第２ノズルの先端のノズル部から、めっき液をめっき面に噴射させると共に、
第１ノズルを用いて被めっき物の前方から、前記保持爪の内側近傍のめっき面に向かってめっき液を噴射して、めっき面にめっきを施すことを特徴とするめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、めっき装置及びめっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５に示されるようなめっき装置５０が知られている。
これは、被めっき物３０を陰極として、陽極５４と対向するようにめっき槽６１のめっき液２０中に浸漬し、電源６２によって両極に電圧を印加して被めっき物３０のめっき面３０ａにめっきを施すものである。
このとき、被めっき物３０は図６に示されるように板状の保持治具５３によって着脱可能に保持されながら、陰極と接続されている。保持治具５３に被めっき物３０を装着する際には、保持治具５３の板状部分に被めっき物３０の裏面３０ｃを密着させ、被めっき物３０の全周縁部の所定幅３０ｂを保持爪５３ａによって挟み込んで保持している。保持治具５３が、このような構成によって被めっき物３０を保持するのは、被めっき物３０の全周縁部の所定幅３０ｂと、裏面３０ｃがめっきされるのを防止するためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、保持爪５３ａによって被めっき物３０の全周縁部を挟持する構造によると、保持爪５３ａに厚み５３ｄがあるため、被めっき物３０を装着した保持治具５３をめっき液中に浸漬する際に、めっき面側の保持爪５３ａ内側近傍に気泡６０を取り込んでしまう。特に効率を考慮して保持治具５３を素早くめっき液に浸漬すると、気泡６０が逃げる間もないため、その位置に残留しやすい。
また、被めっき物の上周縁部（めっき液液面に対して垂直に被めっき物を配置した際の上周縁部）においては、保持爪５３ａは、めっき面３０ａに覆い被る庇のようになる。このため、その下方に気泡６０が取り込まれ、残留しやすくなる。また、めっき時に発生するガス６０をも捕らえてしまう。
【０００４】
このように、保持爪５３ａ内側近傍に残留する気泡は、めっき面とめっき液との接触を妨げるので、めっき欠けの原因となる。
この結果、めっきされないよう保持爪５３ａによって挟持させる所定幅３０ｂ以上に、その付近にめっきが不充分な部分ができてしまい、めっきが良好に行なわれ得る範囲、つまりめっき有効範囲を小さくしていた。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、保持治具の保持爪によって被めっき物の周縁部を挟持してめっきを施すめっき装置及びめっき方法において、保持爪の内側近傍に気泡が残留することによるめっき不良をなくし、めっき有効範囲を増やすことのできるめっき装置及びめっき方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するにあたり、保持爪内側近傍の、気泡が残存しやすいめっき面の部分に向かって、めっき液を噴出し、撹拌することにより、気泡をその位置から除去することに想到し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明のめっき装置は、めっき液が貯留されるめっき槽と、保持爪によって被めっき物の周縁部を挟持し、該被めっき物を、該被めっき物のめっき面をめっき液中に露出した状態で前記めっき槽のめっき液中に浸漬可能に装着、保持する保持治具と、めっき液中に配置される陽極板と、被めっき物の前方から、前記保持爪の内側近傍のめっき面に向かってめっき液を噴射する第１ノズルとを具備することを特徴とする。
【０００８】
このような構成によるめっき装置は、第１ノズルによって気泡の残留しやすい保持爪の内側近傍のめっき面に向かってめっき液を噴射させ、その付近のめっき液を撹拌することができる。めっき液の撹拌により保持爪内側近傍から気泡を効率良く逃がすことができ、従来、気泡によってめっき皮膜の形成が妨げられていた部分に良好にめっきを施すことができる。
【０００９】
また、前記第１ノズルは、環状に設けられたノズル流路に、該ノズル流路の環状形状に沿って複数の噴出孔が設けられて形成されていることを特徴とし、簡単な構成によって第１ノズルを形成できる。
尚、「環状」とは、平面形状が円形のものばかりでなく、楕円形や四角形、その他多角形のものも含まれ、めっき面を挟持する保持爪の配置形状によって適宜設計変更される。また、保持爪が挟持する位置は、被めっき物の全周縁部でなく、部分的であっても良い。
【００１０】
また、気泡の残留しやすい部分のめっき面のみに向かってめっき液が噴射される構成でも良いが、環状にめっき液が噴射されると、気泡を逃がすことができる上に、めっき液の流れがめっき面の上下方向に対して均一になるので、厚さにムラのないめっきを施すことができ有利である。
従って、気泡の残留しやすい保持爪の内側近傍のめっき面は勿論のこと、保持爪によって挟持されていないめっき面の周縁部をも含んで環状に、めっき液が噴射されることも含む。
【００１１】
また、被めっき物の前方に配置された先端のノズル部より、めっき液をめっき面に噴射する第２ノズルを設けたことを特徴とする。これにより、めっき液が撹拌され、より効率良く均一なめっき皮膜を形成することができる。
【００１２】
また、前記保持治具に装着される被めっき物のめっき面の前方に、めっき面と若干の間隔を有すると共に、軸線がめっき面とほぼ垂直となるよう配置される、絶縁体からなる遮蔽筒を具備し、前記第２ノズルの先端のノズル部は、前記遮蔽筒内に位置することを特徴とする。
遮蔽筒を設けることにより、めっき液の流速がめっき面の中央部と周辺部とでほぼ同一となり、めっき面一面にわたって設けられた微細ホール内にも均一の厚さのめっき皮膜を形成することができる。
【００１３】
また、前記ノズル流路は、前記遮蔽筒の開口部より若干小さめに開口する貫通穴を設けた板状のノズル本体の内部に、前記貫通穴に沿って環状の空洞に形成されて成ることを特徴とする。ノズル本体を板状に設けたことにより、第１ノズルの位置を安定させることが容易になり、確実にめっき面の目標位置にめっき液を噴射することができる。
【００１４】
また、前記保持治具は、装着される被めっき物のめっき面がめっき液液面に対してほぼ垂直な状態に、或いはめっき面が上方を向く斜めの状態に固定されるよう前記めっき槽のめっき液中に浸漬されることを特徴とする。これによって、気泡がめっき面に、より残留し難くなる。
【００１５】
また、本発明は、前記第１ノズルは、前記保持爪の内側近傍のめっき面のうち、上半分に向かってめっき液が噴射されるよう噴出孔が設けられていることを特徴とする。めっき面の上半分を挟持する保持爪は、庇状にめっき面に被さるので、特に気泡が残留しやすい。従って、この部分に集中的にめっき液を噴射することにより、気泡を効率良く排除することができる。
【００１６】
また、前記第１ノズルと前記遮蔽筒との間に、めっき液が通過するように形成された遮蔽板が、被めっき物のめっき面に対して略平行に配置されていることを特徴とする。遮蔽板を配置することで、均一な厚さのめっきを簡単に形成することができ、第１ノズルは遮蔽板よりもめっき面側に配置したので、第１ノズルによるめっき液の噴射が遮蔽板によって妨げられることがない。
【００１７】
また、本発明のめっき方法は、被めっき物の周縁部を保持治具の保持爪によって挟持させることによって、該被めっき物を、めっき面を露出した状態で保持治具に装着すると共に、陰極に接続し、該保持治具をめっき液の貯留されているめっき槽中に固定することにより、被めっき物をめっき液中に浸漬した後、めっき液中に配置された陽極板と、前記陰極に通電しながら、第１ノズルを用いて被めっき物の前方から、前記保持爪の内側近傍のめっき面に向かってめっき液を噴射して、めっき面にめっきを施すことを特徴とする。
これにより、保持爪内側近傍に残留する気泡を取り除き、めっき有効面積を増やすことができる。
【００１８】
また、被めっき物の周縁部を保持治具の保持爪によって挟持させることによって、該被めっき物を、めっき面を露出した状態で保持治具に装着すると共に、陰極に接続し、該保持治具をめっき液の貯留されているめっき槽中に固定することにより、被めっき物をめっき液中に浸漬した後、めっき液中に配置された陽極板と、前記陰極に通電しながら、前記保持治具に装着される被めっき物のめっき面の前方に、めっき面と若干の間隔を有すると共に、軸線がめっき面とほぼ垂直となるよう配置される、絶縁体からなる遮蔽筒内に位置する、第２ノズルの先端のノズル部から、めっき液をめっき面に噴射させると共に、第１ノズルを用いて被めっき物の前方から、前記保持爪の内側近傍のめっき面に向かってめっき液を噴射して、めっき面にめっきを施すことを特徴とする。
これにより、微細なホール内に均一なめっき皮膜を形成しながら、めっき有効面積を増やすことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面と共に詳細に説明する。図１は、本発明によるめっき装置１０の構成を示す断面図であり、図２は第１ノズル１１の断面図である。めっき装置１０は、めっき槽５１内に貯留されためっき液２０に、円板状の被めっき物３０を浸漬してめっきを行うものであり、特に半導体ウエハのめっき面に形成したレジスト層の微細ホール内にめっきを析出させて、バンプを形成する際に有利な装置である。
【００２０】
被めっき物３０は図６に示されるように板状の保持治具５３によって、着脱可能に保持されながら、陰極と接続されている。保持治具５３に被めっき物３０を装着する際には、保持治具５３の板状部分に被めっき物の裏面３０ｃを密着させ、被めっき物３０の全周縁部の所定幅３０ｂを保持爪５３ａによって挟み込んで保持している。保持治具５３が、このような構成によって被めっき物３０を保持するのは、被めっき物３０の全周縁部の所定幅３０ｂと、裏面３０ｃがめっきされるのを防止するためである。
また、保持治具５３は装着した被めっき物３０のめっき面３０ａが、めっき液液面２０ａに対して垂直な状態でめっき液中に浸漬されるよう、めっき液２０中に浸漬して固定可能となっている。
【００２１】
プラスチック等の絶縁物から成る遮蔽筒５６は、被めっき物３０のめっき面３０ａの前方に、めっき面３０ａから若干の間隔をおき、かつ軸線をめっき面３０ａと略垂直にして配置される。
陽極板５４は、被めっき物３０のめっき面３０ａと対向するよう、遮蔽筒５６内に配置され、その背面側にはプラスチック板等から成る絶縁体５５が固定配置されている。このとき、陽極板５４の周縁部と遮蔽筒５６の内壁面との間には若干の間隙が形成されるようにすると好適である。
【００２２】
第２ノズル５８は、多数の小孔が設けられた先端のノズル部５８ａが、絶縁体５５及び陽極板５４を貫通して、めっき面３０ａと対向するように配置されている。第２ノズル５８の後端側は、めっき液配管を介してめっき液タンクに接続され、噴射ポンプによりめっき液タンク内のめっき液がノズル部５８ａからめっき面３０ａに向けて噴射されるようになっている（図示せず）。
【００２３】
また、めっき槽５１には、めっき液２０がめっき液液面２０ａまで貯留され、それ以上は排出管５２から溢流するよう構成されている。排出管５２からのめっき液は、めっき液タンクへと戻されて循環使用可能となっている。
さらに、多数の小孔が設けられた遮蔽板５７が、ノズル部５８ａとめっき面３０ａとの間で、めっき面３０ａに対して略平行に配置されている。
また、めっき用電源（図示せず）が設けられ、陽極板５４と陰極に通電可能となっている。
【００２４】
第１ノズル１１は、図２に示されるように板状のノズル本体１３の中央付近に、遮蔽筒５６の開口部より若干小さめに開口する貫通穴１３ａを有している。そして、図１に示されるように第１ノズル１１は、その貫通穴１３ａが遮蔽筒５６の開口部と連通すると共に、ノズル本体１３がめっき液液面２０ａに対して略垂直な状態となるよう、遮蔽板５７と保持治具５３の間に配設される。
これにより、第２ノズル５８から噴射されるめっき液が、貫通穴１３ａを通過してめっき面３０ａに到達することができる。
【００２５】
さらに、貫通穴１３ａに沿ったノズル本体１３の内部には環状の空洞が設けられ、ノズル流路１４が形成されている。ノズル流路１４には、被めっき物３０の全周縁部を円形に挟持する保持爪５３ａの内側近傍のめっき面に向かってめっき液が噴射されるよう、環状形状に沿って複数の噴出孔１２が設けられている。噴出孔１２は、例えばφ１．２ｍｍの孔で、６ｍｍ程度の間隔を空けて設けられる。
【００２６】
そして、ノズル流路１４の２箇所からは、直線状に２つのめっき液流路１５、１５が延設され、めっき液流路１５、１５はそれぞれノズル本体１３の同一側面に開口部を設けている。
前述した第２ノズル５８の後端側に接続されるめっき液配管は分岐しており、さらにその先が二股に分かれて、めっき液流路１５、１５の２つの開口部へとそれぞれ接続されている。これにより、めっき液タンク中のめっき液が、噴射ポンプによって第２ノズル５８と第１ノズル１１の両方へ送液される。また、めっき液配管において、第１ノズル側と第２ノズル側の２つに分岐した部分には、弁１７、１８を設け、第２ノズル５８と第１ノズル１１のどちらか一方のみからでもめっき液が噴出できるように構成されている。
【００２７】
このような構成のめっき装置１０を用いて被めっき物３０にめっきを施すには、被めっき物３０が装着された保持治具５３を、めっき槽５１のめっき液中に浸漬し、第２ノズル５８及び第１ノズル１１の両方から噴射されるめっき液をめっき面３０ａに噴きつけ、陰極、陽極板５４に通電を行うことにより成される。
これによると、めっき面３０ａ全体がめっき液２０中に埋没していることから、ノズル部５８ａから噴出されるめっき液は、めっき面３０ａの周辺部と遮蔽筒端面との間の隙間から外方のめっき液中に流出する。このように液中に流出する場合、液からの流れ抵抗が大きく、従って、めっき面３０ａの中央部と周辺部とでめっき液の流速に大きな差異が生じない。これによりめっき面３０ａにもうけられた微細なホールでも均一な厚さのめっき皮膜を形成することができる。
また、陽極板５４の周縁部と遮蔽筒５６の内壁面との間に若干の間隙が形成されていることで、ノズル部５８ａから噴出されるめっき液に伴われて陽極板５４後方側からもめっき液が遮蔽筒５６内に流入することになり、これにより遮蔽筒５６内においてスムーズなめっき液の流れが得られる。
さらに、遮蔽筒５６を絶縁物で形成したことと、陽極板５４の背面に絶縁体５５を固定したことにより、遮蔽筒５６外部に電気力線が漏出することが防止でき、めっき効率を向上させることができる。
また、遮蔽板５７が設けられていることで、めっき面３０ａに作用する電気力線を調整することができ、めっき皮膜の厚さのバラツキを抑えることができる。
【００２８】
そして、図４に示されるように第１ノズル１１の複数の噴出孔１２からは、保持爪５３ａの内側全周近傍のめっき面に向かってめっき液が噴出されるので、その付近の気泡を流動させて逃がすことができる。これにより、従来気泡によってめっき皮膜の形成が阻止されていた部分にも良好にめっきを施すことができ、めっき有効範囲を増やすことができる。つまり、無駄がなく効率良く製品を作ることができる。
【００２９】
以上、本発明につき好適な実施の形態を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、保持爪によって被めっき物の周縁部を挟持するめっき装置及びめっき方法の広範囲に採用できる。
例えば、被めっき物は、めっき面がめっき液液面に対して垂直になるようめっき液中に浸漬したが、めっき面が上方斜めを向くように浸漬しても良い。
また、上記実施の形態では第１ノズル１１にはリング状に噴出孔１２を設けたが、特に気泡の残留しやすい被めっき物の上部に対してめっき液が噴出されるように、半円形状（図３参照）、あるいは扇状にノズル流路１４を形成し、噴出孔１２を設けても良い。
さらに、第１ノズル１１は、ノズル流路１４が配管形状に設けられたものであっても良い。
【００３０】
また、遮蔽板５７は、多数の小孔が設けられて形成されているものの他に、網目状のものや、被めっき物であるウエハのめっき面に対応して開口部（例えば、ウエハのめっき面の直径より若干小さめの直径を有する開口部）が形成されたものであっても良い。いずれも遮蔽板５７の小孔の数や直径、網目の細かさ、開口部の直径を調整することにより、めっき面に作用する電気力線を調整することができる。
また、上記実施の形態ではめっきの厚さのバラツキをなくすよう遮蔽板を設けたが、設けなくてもよく、この場合も第１ノズル１１は遮蔽筒５６と保持治具５３に保持された被めっき物の間に配設される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、保持治具の保持爪によって被めっき物の周縁部を挟持してめっきを施すめっき装置及びめっき方法において、保持爪の内側近傍の気泡によるめっき不良をなくして、めっき有効面積を増やすことができ、効率良く製品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るめっき装置の実施の形態を示す断面説明図である。
【図２】第１ノズルの構成を示す断面説明図である。
【図３】第１ノズルのその他の構成を示す断面説明図である。
【図４】第１ノズルの噴出孔からめっき面に向かってめっき液が噴射される様子を説明する説明図である。
【図５】従来のめっき装置の断面説明図である。
【図６】従来のめっき装置の保持爪近傍に残留する気泡を説明する断面説明図である。
【符号の説明】
１０　めっき装置
１１　第１ノズル
１２　噴出孔
１３　ノズル本体
１４　ノズル流路
２０　めっき液
３０　被めっき物
５１　めっき槽
５３　保持治具
５３ａ　保持爪
５４　陽極板
５６　遮蔽筒
５７　遮蔽板
５８　第２ノズル
【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】
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