(57)【要約】      （修正有）【課題】表面に導電性を有する基材粒子に、均一な厚みのメッキ層を高い収率で形成可能なメッキ装置を提供する。【解決手段】基材粒子が接触しつつ周回可能な底面とその底面の周縁に沿い立設した周壁面とを備え基材粒子を含む粒子群９とメッキ液とを収納可能なメッキ室を有するメッキ槽１ｊと、メッキ室の底面より上方に開口する供給口１ｆを有しメッキ室の周壁面に沿い旋回するように供給口からメッキ液を供給するメッキ液供給管１ｅと、メッキ室に開口する排出口を有するメッキ液排出管１ｃと、メッキ室の底面に配置された基材粒子に接触する陰極１ｎと、メッキ室に収納されたメッキ液に浸漬する位置に配置された陽極１ｏと、陰極及び陽極に接続された電源１ｈとを有し、メッキ液排出管の排出口１ｄは、メッキ液は透過するが基材粒子は透過しないメッキ液透過部材４で塞がれているメッキ装置とする。【選択図】図１
2012107267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に導電性を有する基材粒子のメッキ装置であって、前記基材粒子が接触しつつ周回可能な底面とその底面の周縁に沿い立設した周壁面とを備え前記基材粒子を含む粒子群とメッキ液とを収納可能なメッキ室を有するメッキ槽と、前記メッキ室の底面より上方に開口する供給口を有し前記メッキ室の周壁面に沿い旋回するように前記供給口からメッキ液を供給するメッキ液供給管と、前記メッキ室に開口する排出口を有するメッキ液排出管と、前記メッキ室の底面に配置された前記基材粒子に接触する陰極と、前記メッキ室に収納されたメッキ液に浸漬する位置に配置された陽極と、前記陰極及び陽極に接続された電源とを有し、前記メッキ液排出管の排出口は、メッキ液は透過するが基材粒子は透過しないメッキ液透過部材で塞がれているメッキ装置。
【請求項２】
前記メッキ室の底面は円形状であるとともに前記メッキ室の周壁面は前記メッキ室の底面に向い縮径した円錐台形状をなし、前記メッキ液排出管は前記円錐台形状の軸芯と同軸に配置されている請求項１に記載のメッキ装置。
【請求項３】
前記排出口は前記供給口よりも下方に配置されている請求項２に記載のメッキ装置。
【請求項４】
前記メッキ液透過部材は、前記基材粒子が接触する接触面を有し、前記接触面は、少なくとも前記メッキ液排出管の軸芯に垂直でない傾斜面を有する請求項２または３のいずれかに記載のメッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に導電性を有する基材粒子のメッキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に導電性を有する基材粒子にメッキを施す技術の一例として、Ｃｕを主体としたコアボールの表面に半田をメッキして半田被覆Ｃｕコアボール（以下Ｃｕコアボールと略して記載する。）を形成する技術がある。なお、従来技術の問題点を明確にするために、Ｃｕコアボールを例として本発明のメッキ技術を説明するが、本発明はＣｕコアボールに限定されるものではない。
【０００３】
近年の多ピッチ化・狭ピッチ化による高密度実装の進むＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）などの半導体パッケージでは、入出力端子用バンプとして小径のＣｕコアボールが採用されている。Ｃｕコアボールは、そのコアボールがリフロー時に溶融しないため、半導体素子と基板との間に一定の距離を維持でき、半導体素子の起動・停止により生じる熱サイクル負荷等に対して接続信頼性を確保することができる。
【０００４】
Ｃｕコアボールの製造技術として、メッキ液が流通可能な多数の開口を有するバレル内にコアボールを収納し、バレルをメッキ浴に配置し自転させることで半田を被覆するバレル電気メッキ法が知られている。しかしながら、特に直径が１００μｍ以下の小径のＣｕコアボールを製造する場合、バレルの自転にともなうコアボールの転動だけではコアボールの攪拌が不十分になる。その結果、コアボール同士がメッキ層を介して連結し凝集したり、メッキ層の表面が粗面化したりすることで、メッキ層の厚みが部分的に不均一となり、歩留まりが低下するという問題が生じていた。
【０００５】
このバレル式電気メッキ法の問題を解消する技術の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１には、充分かつ均一なメッキ層を短時間で得るため、「上端が開放した下開き椀形の樹脂ドームの外周部下面と、樹脂底板の外周部上面の間に被めっき物が回転中に押付けられるコンタクトリングと、処理液が流通飛散するポーラスリングを一体に結合してセルを形成し、上記セルを相対回転不能に支持しコンタクトリングと通電する導電ロータリープレートの中央部下面に垂直な導電駆動シャフトの上端を固定し、上記シャフトにコンタクトブラシを押圧してマイナス極に接続し、上記ドーム内に陽極バスケットを配置し、セルを覆うカバーを設けた」、小物の回転メッキ装置が記載されている。そして、かかる構成の回転メッキ装置によれば、セル内に収納された被メッキ物は、セルの回転により生ずる遠心力の作用によりコンタクトリングに強制的に押し付けられ、セルの回転と、停止又は減速を繰り返すことにより均一に混合され、被メッキ物の表面におけるメッキ液の更新も活発となり、均一な厚みのメッキ層を形成することができると記載されている。
【０００６】
また、バレル式電気メッキ法の問題を解消する他の技術例が特許文献２に記載されている。特許文献２には、特に曲がり易い性質を持ったワークのメッキ時の変形等を防止することを目的とし、「上面開口としたメッキ槽と、そのメッキ槽の上面開口を閉塞する着脱蓋とを有し、前記メッキ槽の底面に陰極を備え、着脱蓋の裏面に陽極を備えるとともに、前記メッキ槽の底面沿いの周壁に、その周壁の内面方向に向けたメッキ液の噴射ノズルを備えていることを特徴とする」、メッキ装置が記載されている。そして特許文献２には、かかる構成を採用することにより、メッキ槽内に投入されたワークは噴射ノズルから噴射されるメッキ液とともにメッキ槽内を回り、その回転を伴いながらメッキ処理が施されるため、曲がりや変形を生じるようなワーク同士の衝突がなくなり、すべてのワークが原形を保持したままメッキ加工処理を終了できる、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２３９７９９号公報
【特許文献２】実開平７−６２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術を鑑みてなされた発明であり、表面に導電性を有する基材粒子に均一な厚みのメッキ層を、高い収率で形成可能なメッキ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明に係わるメッキ装置は、表面に導電性を有する基材粒子のメッキ装置であって、前記基材粒子が接触しつつ周回可能な底面とその底面の周縁に沿い立設した周壁面とを備え前記基材粒子を含む粒子群とメッキ液とを収納可能なメッキ室を有するメッキ槽と、前記メッキ室の底面より上方に開口する供給口を有し前記メッキ室の周壁面に沿い旋回するように前記供給口からメッキ液を供給するメッキ液供給管と、前記メッキ室に開口する排出口を有するメッキ液排出管と、前記メッキ室の底面に配置された前記基材粒子に接触する陰極と、前記メッキ室に収納されたメッキ液に浸漬する位置に配置された陽極と、前記陰極及び陽極に接続された電源とを有し、前記メッキ液排出管の排出口は、メッキ液は透過するが基材粒子は透過しないメッキ液透過部材で塞がれているメッキ装置である。
【００１０】
かかるメッキ装置では、メッキ室の底面が円形状であるとともに前記メッキ室の周壁面は前記メッキ室の底面に向い縮径した円錐台形状をなし、前記メッキ液排出管が前記円錐台形状の軸芯と同軸に配置されるのが好ましく、前記排出口が前記供給口よりも下方に配置されるメッキ装置にすることでより顕著な効果が発揮される。
【００１１】
さらに、メッキ液排出口を塞ぐメッキ液透過部材は、基材粒子が接触する接触面を有し、接触面は、少なくとも前記メッキ液排出管の軸芯と垂直でない傾斜面を有するのが好ましい。
【００１２】
かかるメッキ装置は、次のような作用を奏する。すなわち、メッキ液供給管の供給口から供給されたメッキ液は、メッキ室の周壁面に沿い旋回しつつその底面側に向い流下する。そして、メッキ室がメッキ液で満たされると、メッキ室に開口する排出口を通じメッキ液排出管から排出され、メッキ液供給管から新たなメッキ液を供給することによりメッキ室は常に新鮮なメッキ液で満たされる。
【００１３】
メッキ室の底面に達した旋回流動するメッキ液は、メッキ室に収納された粒子群をメッキ室の底面に接触させつつ旋回運動させる。この底面において陰極に接触した基材粒子は、メッキ液に浸漬する位置に配置された陽極との間でメッキ処理され、メッキ層が基材粒子の表面に形成される。粒子群は、旋回流動するメッキ液により分散することなく互いに混合されながら底面に接触して転動しつつ底面上を旋回運動するので、基材粒子の凝集が抑止されるとともに基材粒子の表面の各部位がメッキ液に触れる機会が均等となり、その結果均一な厚みのメッキ層が形成される。なお、一旦旋回運動を始めた粒子は浮遊することなく、底面に間欠的な接触を繰り返しながら旋回運動を継続する。さらに、メッキ液の旋回流により基材粒子はメッキ室の底面に接触しつつ転動するため、基材粒子は他の基材粒子と接触する確率が高まり、よって陰極と接触した基材粒子と高頻度で電気的に接続され、連続メッキに近い処理を行うことが可能となり、基材粒子に効率的にメッキ層を形成することができ、さらに基材粒子同士の接触により形成されたメッキ層が平滑化され、表面が極めて平滑でかつ均一な厚みのメッキ層が形成される。
【００１４】
ここで、メッキ室の底面を旋回運動している基材粒子は、メッキ液排出管に向うメッキ液の流れに乗り当該底面を離れ、メッキ液とともにメッキ液排出管から流出する可能性がある。しかしながら、メッキ液排出管の排出口は、メッキ液は透過するが基材粒子は透過しないメッキ液透過部材で塞がれているので、メッキ液透過部材はメッキ室からのメッキ液の排出を阻害することなく、基材粒子の流出を阻止する。メッキ液透過部材で流出が阻止された基材粒子は、上記したメッキ室の周壁面に沿う旋回流に捕捉され再びメッキ室の底面まで運ばれ、メッキ処理が施される。このようにメッキ液透過部材を設けることでメッキ室から基材粒子が流出することを防止でき、高い収率で基材粒子にメッキ処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記説明のとおり、本発明に係るメッキ装置によれば、表面に導電性を有する基材粒子に均一な厚みのメッキ層を高い収率で形成可能なメッキ装置を提供するという本発明の目的を達成することができる。なお、上記メッキ装置の好ましい態様及びその効果は以下で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係わる一実施態様のメッキ装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１のメッキ装置及びその好ましい態様のメッキ装置の平面図である。
【図３】図１のメッキ装置及びその好ましい態様のメッキ装置の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るメッキ装置をその実施態様に基づき図面を参照しつつ説明する。下記の実施態様では、基材粒子であるＣｕを主体とした球形のコアボールの表面にＳｎを主体としたメッキ層を被覆するメッキ装置を例として説明するが、本発明はこれに限定されることなく、例えば無電解メッキでニッケル等の導電性を有する金属層を表面に形成した樹脂又はセラミックス粒子その他表面に導電性を有する基材粒子の表面に金属被覆層を電気メッキ法で形成する場合に適用することもできる。また、コアボールのように球状の基材粒子のみならず、例えば長軸と短軸を有する針状の基材粒子や形状的特徴のない不定形の基材粒子にも適用することができる。さらに、下記で説明するメッキ装置の各構成要素は、単独に又は適宜組み合わせて使用することもできる。
【００１８】
メッキ装置の概略構成である図１の正面図と、図１の密閉蓋１Ｌを取り外した状態である図２（ａ）の平面図に示されるように、メッキ装置１は、本体部１ａ、メッキ液供給管１ｅ及びメッキ液排出管１ｃを介して本体部１ａに接続されたメッキ液循環手段１ｂ、直流電源回路１ｈを基本的な構成として備えている。
【００１９】
本体部１ａにおいて、符号１ｊは、円形状の底面１ｐとその底面１ｐに向い縮径した円錐台形状の周壁面１ｑを有するメッキ室１ｍが形成されたメッキ槽である。メッキ液に対し耐食性を有する非導電性の絶縁物である樹脂等で構成されたメッキ槽１ｊは、上部が開口した碗型の容器１ｋと、上部開口を閉塞するように容器１ｋの上面に密着された密閉蓋１Ｌとを有している。この容器１ｋと密閉蓋１Ｌとで形成される空間がメッキ室１ｍを構成し、多数のコアボール９１を含むボール群（粒子群）９と所定量のメッキ液Ｌとがメッキ室１ｍに収納される。なお、メッキ室を構成している底面及び周壁面は、上記構成に限定されず、底面は楕円形状などコアボールが接触しつつ周回可能な形状を有していればよく、また周壁面は底面に立設され当該底面とともにメッキ室を構成できるものであれば良い。
【００２０】
メッキ液供給管１ｅは、メッキ室１ｍの周壁面１ｑの接線方向にその軸心が沿い、メッキ室１ｍの上部にメッキ液供給口１ｆが開口するようにメッキ槽１ｊにその一端が水平に接続され、メッキ液排出管１ｃは、密閉蓋１Ｌの中央部においてメッキ室１ｍの軸芯と同軸にメッキ液排出口１ｄがメッキ室１ｍに開口するようにメッキ槽１ｊにその一端が接続され、それぞれの他端はメッキ液循環手段１ｂに接続されている。メッキ液排出管１ｃはメッキ室１ｍの軸芯と同軸に配置されることで、旋回流ａに与える影響を抑制でき、底面１ｐにおけるコアボール９１の旋回運動を安定させることが可能となる。なお、メッキ液供給管１ｅは、旋回流ａが形成されるよう、その一端をメッキ槽１ｊに対して水平でなく、上下に一定の角度をなすようメッキ液供給口１ｆを開口して接続しても良い。また、単にメッキ室１ｍからオーバーフローするメッキ液Ｌを排出させるだけであればメッキ液排出管１ｃは密閉蓋１Ｌの外周部に配置しても良い。
【００２１】
本態様のメッキ液排出管１ｃは、密閉蓋１Ｌの中央部を貫通しメッキ室１ｍの中に突き出た状態となるように配置され、メッキ液排出口１ｄが軸芯方向においてメッキ室１ｍの中間部、具体的にはメッキ液供給口１ｆよりも下方に位置させ、更にメッキ液排出管１ｃを矢印ｄで示すように軸心方向に沿い移動できるようにした態様である。かかるメッキ液排出管１ｃを備えたメッキ装置１によれば、メッキ液排出口１ｄはメッキ室１ｍの底面１ｐに近接しているので、メッキ液Ｌの上昇流ｂは底面１ｐの近くで排出され、上昇流ｂが旋回流ａに与える影響が抑制され、底面１ｐにおけるコアボール９１の旋回運動を安定させることが可能となる。メッキ液排出管１ｃは、旋回流ａの流れを阻害しない外壁と、上昇流ｂの流れを阻害しない内壁からなる形状の管であれば良いが、円筒状の管が好ましい。
【００２２】
メッキ液循環手段１ｂは、図示しないメッキ液貯蔵タンク、メッキ液循環用ポンプ、メッキ液浄化用フィルタ及び流量制御弁等で構成されており、メッキ液循環手段１ｂから送り出されたメッキ液Ｌは、メッキ液供給管１ｅを流通してメッキ液供給口１ｆからメッキ室１ｍに供給され、図１及び図２（ａ）において破線で示される旋回流ａを形成してメッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿い流下する。また、メッキ液循環手段１ｂのメッキ液循環用ポンプや流量制御弁を調整すればメッキ室１ｍに供給されるメッキ液Ｌの流速や流量を経時的に変化させることができる。また、上記メッキ液供給管１ｅは複数本設けても良い。この場合、メッキ室１ｍの周壁面１ｑの同一円周上に例えば一定の角度ピッチで複数のメッキ液供給口１ｆが開口するようメッキ液供給管を配置しても良いし、旋回流ａを形成して流下するメッキ液Ｌの流れに沿い、複数のメッキ液供給口１ｆが開口するようメッキ液供給管１ｅを配置しても良い。以上の構成によりメッキ液Ｌは、図１に示すように、下方に傾斜した周壁面１ｑに沿い旋回流動しつつ螺旋状に流下し、メッキ室１ｍの底面１ｐに達し、その後、図において破線ｂで示すような上昇流となり、メッキ液排出口１ｄを通じてメッキ液排出管１ｃから排出されてメッキ液循環手段１ｂに戻る。
【００２３】
ここで、本発明の特徴の一つであるメッキ液透過部材について、図１及び図１の部分拡大断面図である図３（ａ）を参照しつつ説明する。メッキ液排出管１ｃの下方底面に固定され、その排出口１ｄを塞いでいる板状のメッキ液透過部材３は、メッキ液Ｌは透過してコアボール９１は透過しない、例えばコアボール９１よりも小さな空隙を有するメッシュ状の非導電性のフィルタにより形成されている。フィルタのメッシュ形状は四角、六角、多角、円形等の形状とすることが可能であり、メッキ液排出管１ｃへの固定は接着剤で直接固定しても良いし、部材を介してメッキ液排出管１ｃと嵌合固定しても良い。メッキ液透過部材３は、図３（ａ）に示すように、メッキ液を透過させてメッキ液排出管１ｃを通じてメッキ室１ｍからメッキ液Ｌを円滑に排出するとともに、コアボール９１が接触するボール接触面３ａであるその底面で、上昇するメッキ液の流れｂに捕捉されメッキ液排出管１ｃから流出しようとするコアボール９１ａの流れを阻止するものである。なお、メッキ液透過部材３としては、コアボール９１が透過しない所定の空隙を有する金属、樹脂、セラミックスその他の素材からなるフィルタが使用できる。また、メッキ液透過部材３として空隙がほぼ直線状に配置された蜂巣状のフィルタを用いれば、メッキ液透過部材３をメッキ液が透過する際の流動抵抗を低下せしめ、メッキ液の排出を円滑に行うことができるので好ましい。
【００２４】
そして、メッキ液透過部材３のボール接触面（底面）３ａで動きが阻止されたコアボール９１ａは、メッキ液の上昇流ｂがボール接触面３ａに衝突し横方向への向きを変えた流れ（図示矢印ｃ参照）に押されて接触面３ａに接しつつメッキ室１ｍの周壁面１ｑの方向へ移動する。周壁面１ｑの側に移動したコアボール９１ｂは、メッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿い流れるメッキ液Ｌの旋回流ａに捕捉されその底面１ｐに運ばれ、再びメッキ処理される。したがって、ボール接触面３ａにおけるコアボール９１ａの移動が阻害されないように、ボール接触面３ａは平滑な面であるか、或いはボール接触面３ａの外周に向って放射状のパターンが形成された面であることが好ましい。なお、ボール接触面３ａの断面視は必ずしも直線的である必要は無く、底面に向かって凸に膨らむ曲線的な断面であっても良い。
【００２５】
メッキ液透過部材の好ましい態様について、図３（ｂ）〜（ｅ）を参照しつつ説明する。図３（ｂ）〜（ｅ）に示すメッキ液透過部材４〜７は、そのボール接触面４ａ〜７ａが、水平面内においてメッキ液排出口１ｄの中央４ｂ〜７ｂから周壁面１ｑへ向い延び、かつ周壁面１ｑと相対してメッキ液排出管の軸芯に垂直でない傾斜面４ｃ〜７ｃを有する点で共通している。まず、メッキ液透過部材４について説明するが、各図において図３（ａ）と同一の構成については同一符号を付しており、詳細な説明を省略する。
【００２６】
第１の好ましい態様のメッキ液透過部材４は、図３（ｂ）に示すように、メッキ室１ｍの底面１ｐの側に中央の先端鋭部が向いた略傘形状をなし、水平面内において先端鋭部がメッキ液排出口１ｄの中央に位置してメッキ液排出口１ｄを塞ぐようにメッキ液排出管１ｃの下部底面に接着剤で固定されている。本態様のメッキ液透過部材４において、その底面、つまり、水平面内においてメッキ液排出口１ｄの中央４ｂから周壁面１ｑの全円周に向い等角度で延びかつ周壁面１ｑと相対している錐形状をなすボール接触面４ａは、その全ての面がメッキ液排出管の軸芯に垂直でない傾斜面４ｃとなっている。
【００２７】
かかる傾斜面４ｃを有するメッキ液透過部材４は、以下のような好ましい作用を奏する。すなわち、メッキ液の上昇流ｂに捕捉されてメッキ液排出管１ｃに向うコアボール９１ａは、メッキ液透過部材４の接触面４ａで流動が阻止される。ボール接触面４ａで動きが阻止されたコアボール９１は、メッキ液の上昇流ｂが傾斜面４ｃに衝突し、傾斜面４ｃの傾斜に沿い向きを変えた流れ（図示矢印ｄ参照）に押されて傾斜面４ｃに接しつつメッキ室１ｍの周壁面１ｑの方向へ移動するが、このときのコアボール９１の移動は、図３（ａ）のメッキ透過部材３を用いた場合に比べて速やかな移動となる。周壁面１ｑの側に移動したコアボール９１ｂは、メッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿い流れるメッキ液Ｌの旋回流ａに捕捉されその底面１ｐに運ばれ、再びメッキ処理される。なお、本態様のメッキ液透過部材４では、ボール接触面４ａの全てが傾斜面４ｃとなるよう構成されているので、ボール接触面４ａのいずれの箇所でコアボール９１ａを捕捉したとしても、上記した作用を奏することができる。
【００２８】
なお、傾斜面は、上記メッキ液透過部材４の傾斜面４ｃのように断面視が直線で構成されるものに限定されず、例えば図３（ｃ）に示すメッキ液透過部材５の傾斜面５ｃのように曲線で構成される傾斜面であってもよく、また中央に平坦面５ｄが形成されその平坦面５ｄの外周縁５ｂから傾斜面５ｃが延びる形態であっても問題ない。
【００２９】
図１において、符号１ｎは容器１ｋの底部に配置された円板状の陰極であり、陰極１ｎの上面がメッキ室１ｍの底面１ｐとなるよう構成されている。直流電源回路１ｈの負極に接続された陰極１ｎは、例えばステンレススチール、チタン、白金メッキされたチタン等で形成されている。ボール群９は、メッキ室１ｍを旋回流動するメッキ液Ｌにより、図において符号Ｃで示すように外周端から半径方向に所定の範囲の中で底面１ｐと接触しつつ旋回運動し、これによりコアボール９１は底面１ｐの上を攪拌されながら転動する。
【００３０】
底面１ｐに配置された多数のコアボール９１のうちのごく一部にのみ接するよう陰極を配しても良いが、陰極に直に接しないコアボール９１は陰極に接するコアボール９１を介して通電されるため、コアボール９１同士の接触抵抗により陰極から離れた位置にあるコアボール９１の電位が低下して当該コアボール９１における電流密度が低くなり、メッキ効率が低下する可能性がある。したがって、平面視で見たとき、図２（ａ）に示すように、陰極はボール群９と十分な接触面積を有することが好ましく、本実施態様のように円板形状に形成しておくことが好ましい。この場合には、容器１ｋそのものを陰極材料で形成し、容器１ｋの内側面に耐食性及び絶縁性のある樹脂被覆を施し、容器１ｋの底面が陰極１ｎとして作用するように構成しても良い。
【００３１】
一方で、図１及び図２（ａ）に示すように、メッキ室１ｍの底面１ｐの全てを陰極１ｎで構成した場合には、メッキ層の形成速度が低下するおそれがある。すなわち、ボール群９は、旋回流動するメッキ液Ｌで底面１ｐ（陰極１ｎの上面）の外周縁部の所定の領域Ｃを旋回運動するため、ボール群９の存在しない陰極１ｎの上面の中央部にもメッキが無駄に析出してしまうからである。したがって、図２（ｂ）及びその中心線に沿う断面図である図２（ｃ）において符号２ｎで示すように、陰極は、ボール群９が旋回運動する領域に対応し底面２ｐの外周縁に円環状に設けておき、底面２ｐの中央部２ｚは電気的絶縁材で構成しておくことが好ましい。なお、図２（ｂ）（ｃ）の場合には、中央部２ｚは容器１ｋと一体に構成されているが、例えば中央部２ｚを絶縁性セラミックスなどで別体に形成し、容器１ｋに組み込むようにしても良い。
【００３２】
さらに、図２（ｃ）に示すように、陰極２ｎは、その表面が底面２ｐと同一平面を形成するように露出する第１の陰極２ｙのみならず、その表面が周壁面１ｑと同一の内周面を形成するように露出する第２の陰極２ｘを容器１ｋの基端部に備えていても良い。この陰極２ｘと２ｙは、図示するように、横断面がくの字状となるよう各々の一端において結合させた陰極２ｎとして容器１ｋに組み込むことができる。かかる第２の陰極２ｘを設けることによりボール群９が接触することが可能な陰極２ｎの面積を増加させることができ、高いメッキ効率を維持したまま均一なメッキ層をコアボール９１に形成することが可能となる。なお、陰極２ｎの表面におけるメッキの析出を防止しメッキ効率を高めるためには、図２（ｃ）に示すように、陰極２ｎは、ボール群９が旋回流動する範囲Ｃの中に含まれるのが好ましい。また、図２（ｂ）で示す陰極２ｎは円周方向において連続的な円環形状に形成してあるが、一部に不連続部分があっても実質的に円環状に形成されていれば良い。
【００３３】
図１において符号１ｏは、陰極１ｎと相対するよう、メッキ液排出管１ｃの外周面に配置された錫を含む陽極である。陽極１ｏは、メッキ室１ｍを満たすメッキ液Ｌに浸漬する位置に位置するよう、ステンレススチール、チタン、白金メッキされたチタン等の支持部材を介して密閉蓋１Ｌに固定され、直流電源回路１ｈの正極に接続されている。
【００３４】
上記メッキ装置１の動作について、図１及び図３（ａ）を参照して説明する。まず、準備工程である。準備工程では、密閉蓋１Ｌを開けて所定数のコアボール９１をメッキ室１ｍの底面１ｐ（陰極１ｎの上面）に載置し、メッキ液Ｌをメッキ液循環手段１ｂのメッキ液貯蔵タンクに格納する。なお、コアボール９１としては、酸洗処理し表面を清浄化したものを使用し、更に必要に応じ表面に下地層としてニッケルメッキ層を形成したものを使用しても良い。また、半田メッキするためのメッキ液は、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の液組成を有する大和化成製の商品名「ＤＡＩＮ  ＴＩＮＳＩＬ  ＳＢＢ  ２」やローム＆ハース製の商品名「ＳＯＬＤＥＲＯＮ  ＢＰ  ＳＡＣ５０００」等に添加剤を添加して、例えばホウフッ化浴など周知のメッキ浴に適宜調整して使用することができる。ボール群９を構成する粒子はコアボール９１に限定されず、例えばボール群９の攪拌を促進するための攪拌促進体として、例えば半田や鋼を主体とした導電性ダミーボール、樹脂やセラミックス等を主体とした非導電性ダミーボールを適量加えても良い。
【００３５】
密閉蓋１Ｌを閉じてメッキ室１ｍを密閉空間にした後、メッキ装置１を作動させる。メッキ装置１は、メッキ液循環手段１ｂを作動させてメッキ液供給管１ｅを通じてメッキ室１ｍへ所定の流量でメッキ液Ｌを供給する。メッキ室１ｍがメッキ液Ｌで満たされると、メッキ液Ｌは、メッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿い旋回するとともに周壁面１ｑの傾きに沿い底面１ｐに向い螺旋状に流下する旋回流ａとなる。なお、メッキ液Ｌの供給の初期段階ではメッキ液Ｌの流れが不安定であるため、不安定なメッキ液Ｌの流れに乗りメッキ室１ｍの外にコアボール９１が流出する場合があるが、メッキ装置１にはメッキ液透過部材３が設けられているのでこの初期段階での流出を防止することができる。
【００３６】
下方に向い縮径する円錐台形状をなすメッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿いメッキ室１ｍを旋回流下するメッキ液Ｌは底面１ｐに近づくに従い旋回速度が増加し、底面１ｐに達する。底面１ｐに達したメッキ液Ｌの旋回流ａは、底面１ｐに接触しているボール群９を当該底面１ｐに押し付けつつ旋回運動させる。ここで、ボール群９に含まれるコアボール９１は、底面１ｐ、すなわち直流電源回路１ｈの負極に接続された陰極１ｎの上面に接触しているので、陽極１ｏとの間でメッキ処理され、その表面にはメッキ層が形成される。そして、メッキ室１ｍの底面１ｐに達したメッキ液Ｌは、底面１ｐの中央部で上昇流ｂとなりメッキ液排出口１ｄを通じてメッキ液排出管１ｃから排出されメッキ液循環手段１ｂに戻るため、常に新鮮なメッキ液Ｌがメッキ室１ｍに供給され、メッキ室１ｍの中のメッキ液Ｌの状態を常に一定とすることができ、その結果コアボール９１の表面に均一な厚みのメッキ層が形成される。
【００３７】
ここで、メッキ液排出管１ｃの排出口１ｄを塞いでいるメッキ液透過部材３は、メッキ液Ｌは透過させるがコアボール９１は透過させないので、図３（ａ）に示すように、メッキ液排出管１ｃを通じてメッキ室１ｍからメッキ液Ｌは円滑に排出され、メッキ液排出管１ｃから流出しようとするコアボール９１ａの流れはボール接触面３ａで阻止される。そして、ボール接触面３ａで阻止されたコアボール９１ａは、ボール接触面３ａに沿うメッキ液の流れｃに押されメッキ室１ｍの周壁面１ｑの方向へ移動する。周壁面１ｑの側に移動したコアボール９１ｂは、メッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿い流れるメッキ液Ｌの旋回流ａに捕捉され底面１ｐに運ばれ、メッキ処理される。これにより、投入したコアボール９１のメッキ室１ｍからの流出が抑制され、コアボール９１がメッキ処理されたＣｕコアボールを高い収率で得ることができる。
【００３８】
なお、メッキ室１ｍの底面１ｐに接触しつつ旋回運動するコアボール９１は底面１ｐの上を転動し、コアボール９１同士が擦り合うように衝突するので、コアボール９１同士が付着しがたくコアボール９１の凝集が防止され、かつ転動によりコアボール９１の表面が底面１ｐに触れる機会が均等になるので、均一な厚みのメッキ層が形成される。また、コアボール９１を充分に転動させ、コアボール９１同士が擦り合うように衝突させることにより、コアボール９１の表面の一部に形成されたメッキ層を、転動する他のコアボール９１で擦り合わせて押し広げるというメッキ層の表面の平滑化効果が生じて表面の一部に選択的にメッキ層が形成されることを防止し、表面が極めて平滑でメッキ層の内部にボイドの少ない均一な厚みのメッキ層を形成することができる。本発明のメッキ装置は、１００μｍ以下の小径のコアボールにメッキ層を形成するのに好適な装置であり、かかる装置で製造した小径のＣｕコアボールはメッキ層が平滑で真球度が極めて高く、フリップチップ用の接続部材として特に好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１：メッキ装置
１ａ：本体部
１ｂ：メッキ液循環手段
１ｃ：メッキ液排出管
１ｄ：メッキ液排出口
１ｅ：メッキ液供給管
１ｆ：メッキ液供給口
１ｈ：直流電源回路
１ｊ：メッキ槽
１ｋ：容器
１Ｌ：密閉蓋
１ｍ：メッキ室
１ｎ（２ｎ）：陰極
１ｏ：陽極
１ｐ（２ｐ）：底面
１ｑ：周壁面
３、４、５：メッキ液透過部材
３ａ、４ａ、５ａ：接触面
４ｃ、５ｃ：傾斜面
９：ボール群（粒子群）
９１：コアボール（基材粒子）
ａ：旋回流
ｂ：上昇流
Ｌ：メッキ液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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