CN106103813A - 基板镀敷夹具用衬垫及利用它的基板镀敷夹具 - Google Patents

Abstract

本发明的问题是提供一种在成本方面比O型环有利，并能够对各种尺寸和形状的基板夹具进行应对的基板镀敷夹具用衬垫以及利用这种基板镀金夹具用密封件的基板镀敷夹具，所述镀敷夹具用衬垫安装在镀敷夹具上，用于将对基板通电的通电部件和通电部件所连接的基板表面部分密封而不接触镀敷液，并具备：由长条有端的弹性部件构成的衬垫主体；和将所述衬垫主体的两个端部的连接端彼此连接固定而成为无端状的连接部件，所述连接部件由轴部和以规定角度从轴部突出配设的多个钩构成，所述连接部件在衬垫主体内内置配设为，当连接衬垫主体的两个连接端时，跨过所连接的连接端的接缝并在规定范围内从接缝延伸至双方的衬垫主体内。

Description

基板镀敷夹具用衬垫及利用它的基板镀敷夹具

技术领域

本发明涉及在基板的镀敷处理中使用的镀敷夹具用衬垫以及利用它的夹具。

背景技术

通常在电解镀敷法中使用的镀敷夹具包括将半导体晶片等的基板在其周缘部分且与通电部件相接触的部分密封，并使基板表面或正反两面的被镀敷处理面露出并保持为拆装自如的基板保持件，将该基板保持件与基板一起浸渍于镀敷液而对基板的被镀敷处理面进行镀敷。

像这样，在将基板保持件与基板一起浸渍于镀敷液的情况下，为了保护用于向基板通电的通电部件和与该通电部件相接的基板表面部分免于接触镀敷液，而沿基板保持件的内外周以环状的方式配设作为密封部件的衬垫(packing)，对配设有通电部件的区域进行密封。

该衬垫如下述的各专利文献所公开的，通常使用成型为环状的无端的弹性部件，即所谓的O型环。关于该O型环，例如在专利文献1所公开的夹具中，在基板保持件的基板按压部的背面配设为两重的同心圆状，并配设为当利用基板按压部与支持部夹持基板时，压接于基板的表面和基板支持部的上部面。此外，在专利文献2所公开的夹具中，在基板保持件的基板按压部的背面和基板支持部的上部面分别配设O型环，并配设为当利用基板按压部与支持部来夹持基板时，压接于基板的表面和基板按压部的背面。由此，利用该两重配设的O型环压接于基板的表面和基板支持部的上部面，或者压接于基板的表面和基板按压部的背面，将由内侧与外侧的环夹持的区域密封而不接触镀敷液。其结果是，可保护基板表面与通电部件相接的周缘部分、以及配设有基板支持部的通电部件的部分免于接触镀敷液。

然而，在将该成型O型环用作密封部件的情况下，存在以下问题。即，被镀敷基板存在多种尺寸和形状，因此基板保持件的内外周的尺寸也各不相同，针对这种尺寸和形状都不同的夹具的每个而成型O型环会导致成本高的问题。此外，镀敷药品具有各种成分，O型环的耐化学性也因成分而异，存在难以靠一种O型环来应对的情况。

因此，考虑替代该无端状的O型环密封部件地，使用制造成本低廉、种类丰富的有端的弹性部件，将这种部件的两端部连接来形成O型环那样的无端的密封部件。

然而，基板镀敷夹具在夹持基板之际将基板按压部以压接状态而固定于基板支持部，在镀敷基板的拆装时解除该压接，因此，每次都要重复进行在密封部件端部的连接部分处的按压和解除按压，如果未能恰当地进行在连接的端部处的固定，则在连接部分的接缝处会产生间隙或台阶差，存在损害密封效果的可能性。

专利文献1：日本特开2003-226997

专利文献2：日本特开2003-301299

发明内容

(发明要解决的问题)

因此，本发明的目的是提供能够克服现有的基板镀敷夹具用衬垫及利用它的基板镀敷夹具的上述缺点，获得与现有的O型环同等的密封效果，且与O型环相比在成本方面更有利，还能够应对各种尺寸和形状的基板夹具，此外还能够根据镀敷药品的成分而适当地更换的基板镀敷夹具用衬垫及利用它的基板镀敷夹具。

(解决问题的措施)

本发明提供一种解决上述问题的基板镀敷夹具用衬垫，其安装在镀敷夹具上，用于将对基板通电的通电部件和该通电部件所连接的基板表面部分密封而不接触镀敷液，所述基板镀敷夹具用衬垫包括：由长条有端的弹性部件构成的衬垫主体；和用于将所述衬垫主体的两个端部的连接端彼此连接而成为无端状的连接部件，所述连接部件由轴部和以规定角度向所述轴部的两侧或单侧一方突出而配设的多个钩构成，所述连接部件在衬垫主体内内置配设为，当连接衬垫主体的两个连接端时，跨过所连接的连接端的接缝并在规定范围内从连接端延伸至双方的衬垫主体内。

此外，本发明提供一种基板镀敷夹具，包括：在上部面具备基板收纳部的基板保持件；使基板的被镀敷面露出的开口；与所述基板保持件一起夹住并保持基板的基板按压部；和用于将基板按压部相对于基板保持件以压接状态固定的固定单元，其特征在于，本发明的基板镀敷夹具用衬垫插入设置于在基板按压部的背面(以及基板支持部的上部面)凹陷设置的槽部，使得所述基板镀敷夹具用衬垫的一部分从槽部露出，基板按压部相对于基板支持部以压接状态固定，由此，衬垫的从槽部露出的一部分压接于基板表面和基板保持件的上部面(或基板按压部的背面)，将基板的周缘部和基板收纳部周围的配设有通电部件的部分密封而不接触镀敷液。

(发明的效果)

本发明的基板镀敷夹具用衬垫利用连接部件来将有端的衬垫主体的两个连接端连接而成为无端状态，因此能够适当地调整衬垫主体的长度，能够配合要进行镀敷处理的基板的大小或形状以及保持基板的基板按压部的大小或形状来形成无端的衬垫。

此外，本发明的基板镀敷夹具用衬垫与成型O型环不同，能够利用挤出成型的弹性部件，因此制造成本也低廉。

此外，关于能够作为本发明的基板镀敷夹具用衬垫的原材料而利用的现成的有端绳状或管状部件，由于耐化学性的原材料种类丰富，因此可以根据镀敷液的成分地适当地选择期望的耐化学性部件；此外，由于弹力的种类也丰富，因此可以根据镀敷夹具来适当地选择具有期望的弹力的部件。

此外，利用本发明的基板镀敷夹具用衬垫的镀敷夹具能够利用与现有的O型环衬垫相同的密封效果，保护基板周缘部和基板收纳部周围的配设有通电部件的部分免于接触镀敷液。

另外，利用本发明的基板镀敷夹具用衬垫的镀敷夹具配设为上下两层，能够针对上层和下层适当地选择不同原材料种类的衬垫，由此能够实现可获得更高密封效果的弹性强度，此外，还能够实现与镀敷液的成分相对应的耐化学性。

附图说明

图1为本发明的镀敷夹具用衬垫的连接部件的俯视图。

图2的(a)是示出将本发明的镀敷夹具用衬垫的连接端利用连接部件连接起来的状态的水平剖视图。图2的(b)是示出将本发明的另一方式的镀敷夹具用衬垫的连接端利用连接部件连接起来的状态的水平剖视图。图2的(c)是示出将本发明的另一方式的镀敷夹具用衬垫的连接端利用连接部件连接起来的状态的水平剖视图。

图3的(a)是示出将本发明的镀敷夹具用衬垫的连接端利用连接部件连接固定的步骤的俯视图。图3的(b)是示出将本发明的镀敷夹具用衬垫的连接端利用连接部件连接固定的步骤的俯视图。图3的(c)是示出将本发明的镀敷用夹具的衬垫的连接端利用连接部件连接固定的步骤的俯视图。

图4是具备本发明的镀敷夹具用衬垫的镀敷夹具的俯视图。

图5是具备本发明的镀敷夹具用衬垫的镀敷夹具的局部剖视图。

图6的(a)是示出本发明的镀敷夹具用衬垫安装在夹具上的状态的局部剖视图。图6的(b)是示出本发明的镀敷夹具用衬垫安装在夹具上的状态的局部剖视图。图6的(c)是示出本发明的镀敷夹具用衬垫安装在夹具上的状态的局部剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图具体说明本发明的镀敷夹具用衬垫及利用它的镀敷夹具的实施方式。另外，本发明不受这些实施方式的任何限制。

本发明的衬垫是由长条有端的弹性材料构成的形成为管状或绳状的衬垫主体1和用于连接衬垫主体1的两个端部(以下称为“连接端”)的连接部件2而构成的。衬垫主体1优选利用在制造成本方面也有利的挤出成型来制造，但是制造方法不限于此。该衬垫主体1的两个连接端利用连接部件2彼此连接并固定，从而能够用作无端的环状或四边形或者其他形状的密封部件。由此，由于原本是一根有端部件，故能够通过裁切为适当的长度，任意地确定将两连接端连接而成的衬垫的周向尺寸。

衬垫本体1可优选地利用现成的有端的弹性材料，具体而言，可以利用在内部具有空心部的管状物或者在内部不具有空心部的绳状物，但是从连接部件2的安装难易度来看，优选具有空心部的管状物。另外，在管状的情况下，优选其剖面形状为圆形，而在绳状的情况下，其剖面形状不限于圆形，也可以是椭圆形或以四角形为代表的多角形。

衬垫主体1的材质可以根据镀敷药品的成分而适当变更，具体而言，除天然橡胶之外，还可以适当地利用丁腈橡胶、硅橡胶、丙烯酸橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、乙烯-丙烯橡胶等的合成橡胶、四氟乙烯橡胶(特氟龙(注册商标))、氯乙烯树脂等。

图1是连接部件2的俯视图。如图所示，连接部件2由形成为棒状或板状的轴部21和从轴部21向两侧突出而配设的多个钩22构成。钩22是在轴部21的两个端部211，从轴部21以规定范围的角度θ突出而形成的。该角度θ的范围优选为30°～90°，更优选为45°～70°。即，在钩22的突出角度θ为最大的情况下，如图2的(b)所示，从轴部21向垂直方向突出，而在其以下的角度的情况下，如图1所示，从轴部21的端部侧向中央侧折返而突出。此外，钩22可以如本实施方式那样从轴部21的端部211突出，但不限定于端部211，也可以从端部211附近的大致靠近轴部21的中央处突出。此外，钩22可以如本实施方式那样从轴部21向两侧突出，但是也可以如图2的(c)的方式那样，从轴部21向单侧一方突出。该连接部件2的轴部21的长度优选为衬垫主体1的外径(变形前的状态下)的2倍～8倍，此外，钩22的长度优选达到衬垫主体1的外径(变形前的状态下)的0.5～0.9倍。

图2是示出利用连接部件2连接了管状衬垫主体1的连接端11的状态的水平剖视图。此外，在该图中，从左右对接的两个连接端11都是同一根衬垫主体1的两端部分。如图所示，衬垫主体1的两个连接端11以连接端面彼此对接的方式连接。此时，连接部件2的轴部21处于与衬垫主体1的轴芯X大致平行的状态，连接部件2在衬垫主体1内内置配设为跨过两个连接端11的接缝并且在规定范围内从该连接端11延伸至双方的衬垫主体1内。此外，从连接端11延伸的范围由轴部21的长度来规定。

如图2的实施方式所示，在衬垫主体1形成为管状的情况下，连接部件2收纳与衬垫主体1的空心部12内。另外，从轴部21的端部211突出的钩22的顶端侧陷入或扎入空心部12的内壁13。由此，利用从轴部21以规定角度突出的钩22陷入或扎入衬垫主体1的内壁，由此产生针对将连接部件2从衬垫主体1拔出的方向的阻力。其结果是，衬垫主体1的两个连接端11以对接状态连接并固定。

另一方面，在衬垫主体1形成为不具有空心部12的绳状的情况下，连接部件2处于完全埋设在衬垫主体1的内部的状态。即，连接部件2沿衬垫主体1的轴芯从连接端11扎入而插入，连接部件2自身处于扎入衬垫主体1的内部的状态。另外，从轴部21以规定角度突出的钩22也处于扎入衬垫主体1内的状态，因此产生针对将连接部件2从衬垫主体1拔出的方向的阻力，衬垫主体1的两个连接端11以对接状态固定。

接下来，通过图3说明利用本发明的连接部件2来连接固定衬垫主体1的连接端11的步骤。首先，在衬垫主体1的两个连接端11分离的状态下，从一方的连接端11侧向空心部12内插入轴部21的端部211(图3的(a))。另外，使轴部21的插入原样地进行，进一步将钩22部分插入空心部12内。此时，在使用管状的衬垫主体1的情况下，以手指从上下按压连接端11附近以使之变形，使空心部12的剖面形状呈横向扩展的椭圆形，从而使得宽幅的钩22部分易于插入空心部12内。

另外，若插入轴部21的长度的约一半，将从上下对连接端11附近的按压释放，则空心部12的剖面形状会在弹性变形的作用下恢复为原本的正圆形，因此钩22可靠地卡止于内壁13。在该状态下，连接部件2的轴部21的约一半从一个连接端11插入到空心部12内，剩余的一半从插入侧的连接端11向外部露出(图3b)。

接下来，将从连接端11向外部露出的连接部件2的端部211侧从衬垫主体1的另一连接端11侧插入空心部12内。然后，使轴部21的插入原样地进行，将钩22部分进一步插入空心部12内。最终，使插入推进至使双方的连接端11的连接端面互相抵接的位置，使剩余的钩22卡止于内壁13而完成连接端11的连接和固定(图3c)。在该状态下，钩22都卡止于内壁13，因此，会产生针对使连接端11之间分离的方向的阻力，而在连接状态下固定。

此外，关于不具有空心部的绳状的衬垫主体1的连接端11的连接方法，基本上使用与管状衬垫主体1同样的步骤。但是，与管状物不同，由于不具有能够将轴部21或钩22插入的空心部12，因此轴部21和钩22通过从连接端11的端面扎入衬垫主体1内来插入。

接下来，说明使用本发明的衬垫的镀敷夹具的一个实施方式。此外，能够利用本发明的衬垫的镀敷夹具不限于以下说明的仅对基板的单面进行镀敷处理的类型，还能够广泛用于包括对基板的正反两面同时进行镀敷处理的类型在内的其他通常的基板镀敷夹具。

如图4所示，本发明的镀敷夹具3包括在上部面具有基板收纳部411的基板保持件4、开闭自如地安装在该基板保持件4上并与基板保持件4一起夹住而保持基板的基板按压部5、以及用作将基板按压部5相对于基板保持件4以压接状态固定的单元的夹钳部件6，本发明的衬垫安装在基板按压部5上。下面，说明各个部件。

如图所示，基板保持件4包括形成为大致正方形的主体部41、从该主体部41的上端向上方延伸的臂部42、以及以水平状态安装在该臂部42的上端的吊架部43。在主体部41的中央配设有用于收纳基板的收纳部411，在该收纳部411的周围，在利用后述的基板按压部5的衬垫1密封的区域中，在四个部位处配设有连接了连通至外部电极的导电体的第一通电部件412。

吊架部43形成为比本体部41的宽度更向左右突出，以便使其两个端部能挂在镀敷槽的壁面上，在其一部分上配设有外部电极端子。另外，从吊架部43经由臂部42、本体部41内连通至第一导电部件412的导电体连接于该外部电极端子。此外，关于针对基板供电的方法，不限于本发明的镀敷夹具的方法，也可以适当地使用通常的方法。

基板按压部5由包括使基板的被镀敷面露出的方形开口53的框部51和从该框部51向基板保持件4侧延伸的安装部52构成。框部51形成为框部51的内部尺寸(开口尺寸)比基板的外部尺寸小，且框部51的外部尺寸比基板的外部尺寸大，以使得在保持基板时覆盖基板的周缘部。该基板按压部5可在安装部52处，旋转自如地安装于基板保持件4的铰链部44，通过将基板按压部5闭合并压接于基板保持件4上，能够将基板夹在中间并保持。此外，图4示出了基板按压部5打开的状态。在本实施方式中，框部51形成为大致正方形，但框部的形状不限于此，根据基板的形状也可以是环状或其他形状。此外，关于用于确定衬垫的长度的、框部51的周向长度，并无特别的限制。

如图所示，在框部51的背面，第二通电部件7遍及全周而配设。在该第二通电部件7的两侧，本发明的衬垫沿框部51的内周和外周配设有两重。这些衬垫1a和衬垫1b以一部分从凹陷设置于框部51的背面的槽部511露出的形式，插设于该槽部511。另外，当将基板按压部5闭合来夹持基板时，衬垫1a、衬垫1b的露出的部分压接于基板表面和主体部41的上部面。此外，在本实施方式中，虽然衬垫配设在基板按压部5侧，但是关于配设于第二通电部件7的外侧的衬垫1b，也可以配设在基板保持件4的主体部41的上部面，而非配设于基板按压部5。

图5是在利用本发明的镀敷夹具来夹持基板W的状态下的局部剖视图。如图所示，基板W载置于基板保持件4的基板收纳部411上，并由基板按压部5所夹持。基板保持件4和基板按压部5从它们的周壁侧，由剖面呈大致“コ”字形的夹钳部件6夹住而固定为压接状态。此外，固定基板保持件4和基板按压部5的固定单元不限于此，也可以利用螺栓等的紧固来固定。

通过将基板按压部5固定为压接状态，衬垫1a的从基板按压部5的背面的槽部511a露出的部分压接于基板W的表面，进一步地，衬垫1a的从槽部511b露出的部分压接于基板保持件4的主体部41的上部面。其结果是，可以将基板W紧实地保持在基板保持件4上，并且，可以将夹在衬垫1a和衬垫1b之间的区域、即基板W的周缘部、基板收纳部411的周围的配设了第一通电部件412的部分以及基板按压部5上的第二通电部件7可靠地密封而不接触镀敷液。

此外，在利用本发明的衬垫的镀敷夹具中，也可以在衬垫1b所压接的主体部41的上部面部分凹陷设置能够收纳从槽部511露出的衬垫1b部分的槽部。此外，还可以进一步地，在衬垫1b所压接的主体部41的上部面部分配设衬垫，通过衬垫彼此抵接来密封。在这种情况下，安装在基板保持件4的主体部41上的衬垫既可以是通常的O型环，也可以是本发明的衬垫。

此外，在利用本发明的衬垫的镀敷夹具中，安装在基板按压部5或基板保持件4上的衬垫可以如图6的(a)所示，针对一处槽部511配设一层衬垫，但也可以如图6的(b)、图6的(c)所示，针对一处槽部511配设上下两层衬垫。此时，上下衬垫可以是同样的衬垫，也可以是不同种类的衬垫。具体而言，例如，下层的衬垫可以是不具有空心部的绳状衬垫，而上层的衬垫是具有空心部的管状衬垫(图6的(c))，或者，下层的衬垫可以是具有空心部的管状衬垫，而上层的衬垫是不具有空心部的绳状衬垫。由此，通过使上下层的任意一者为绳状衬垫，而另一者为管状衬垫，能够实现与上下两层为同种类型的衬垫的情况不同的固有弹性强度，由此能够提高密封性。

此外，在配设上下两层衬垫的情况下，上下两层可以形状相同而弹性材料不同，也可以是上下具有不同的耐化学性。例如，露出到外部的上层的衬垫优选采用耐化学性高的衬垫。此外，也可以上下层的任意一者使用本发明的有端的衬垫，而另一者使用无端的O型环等的衬垫。

(附图标记的说明)

1：衬垫主体；2：连接部件；3：镀敷夹具；4：基板保持件；5：基板按压部；

6：夹钳部件；7：第二通电部件；11：连接端；12：空心部；13：内壁；21：轴部；

22：钩；41：主体部；42：臂部；43：吊架部；44：铰链部；51：框部；

52：安装部；53：开口部；211：端部；411：收纳部；412：第一通电部件；

θ：钩的突出角度；X：轴芯；W：基板。

Claims (8)

1.一种基板镀敷夹具用衬垫，其安装在镀敷夹具上，用于将对基板通电的通电部件和该通电部件所连接的基板表面部分密封而不接触镀敷液，所述基板镀敷夹具用衬垫包括：

由长条有端的弹性部件构成的衬垫主体；和

用于将所述衬垫主体的两个端部的连接端彼此连接而成为无端状的连接部件，

所述连接部件由轴部和以规定角度向所述轴部的两侧或单侧一方突出而配设的多个钩构成，

所述连接部件在衬垫主体内内置配设为，当连接衬垫主体的两个连接端时，跨过所连接的连接端的接缝并在规定范围内从连接端延伸至双方的衬垫主体内。

2.根据权利要求1所述的基板镀敷夹具用衬垫，其特征在于，所述钩形成为从所述轴部以30°～90°的范围的角度突出。

3.根据权利要求1或2所述的基板镀敷夹具用衬垫，其特征在于，所述衬垫主体为具有空心部的管状。

4.根据权利要求1或2所述的基板镀敷夹具用衬垫，其特征在于，所述衬垫主体为管状，所述连接部件的轴部收纳于所述衬垫主体的空心部内，并且所述钩的顶端侧通过陷入或扎入而卡止于空心部的内壁。

5.一种基板镀敷夹具，包括：在上部面具备基板收纳部的基板保持件；使基板的被镀敷面露出的开口；与基板保持件一起夹住并保持基板的基板按压部；和用于将基板按压部相对于基板保持件以压接状态固定的固定单元，其特征在于，

根据权利要求1至4中任一项所述的基板镀敷夹具用衬垫插入设置于在基板按压部的背面凹陷设置的槽部中，使得所述基板镀敷夹具用衬垫的一部分从槽部露出，基板按压部相对于基板支持部以压接状态固定，由此，衬垫的从槽部露出的一部分压接于基板表面和基板保持件的上部面，将基板的周缘部和基板收纳部的周围的配设有通电部件的部分密封而不接触镀敷液。

6.一种基板镀敷夹具，包括：在上部面具备基板收纳部的基板保持件；使基板的被镀敷面露出的开口；与基板保持件一起夹住并保持基板的基板按压部；和用于将基板按压部相对于基板保持件以压接状态固定的固定单元，其特征在于，

根据权利要求1至4中任一项所述的基板镀敷夹具用衬垫分别插入设置于在基板按压部的背面和基板支持部的上部面凹陷设置的槽部，使得基板镀敷夹具用衬垫的一部分从槽部露出，基板按压部相对于基板支持部以压接状态固定，由此，衬垫的一部分压接于基板表面和基板按压部的背面，将基板的周缘部和基板收纳部的周围的配设有通电部件的部分密封而不接触镀敷液。

7.根据权利要求5或6所述的基板镀敷夹具，其特征在于，所述衬垫针对每一处的所述槽部配设为上下层。

8.根据权利要求7所述的基板镀敷夹具，其特征在于，配设为所述上下两层的衬垫中任一个为具有空心部的管状衬垫，而另一个为不具有空心部的绳状衬垫。