JP2006265709A - 噴流めっき装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層基板等のビアホールをめっきで充填する場合、高速に安定して均質な充填を行うことができる噴流めっき装置を提供する。
【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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体５に電流を付与してめっきする構成であり、アノード電極体５は噴流ノズルを兼ねている。また、噴流ノズルの噴射位置と基板１との距離が１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲であり、且つアノード電極体５の基板１側への対向露出面積と、前記基板１のめっき液に接する対向面積の比が１：０．９〜１：１．１の範囲であることが望ましい。
【選択図】 図１

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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接続電極体パターン（基板下面への接触面パターン）が変わる場合、カソード接続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接続電極体及び保持構造部を準備する必要がある。さらにアノード板もめっき液にイオンを供給すると、アノード板の材料が侵食され、これも定期的に交換する必要があり、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、カソード接続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。

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乃至６がある。

特開２００１−１３１７９７号公報 特開２００１−４９４９５号公報 特開２００１−２００９６号公報 特開平７−１２６８９５号公報 特開平８−３１８３４号公報 特開２０００−３１９７９７号公報

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。

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。

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。

特許文献４は噴流式の電気めっきにおいて、被めっき基板よりも大きい横断面の筒状体の一方の端面を被めっき基板保持部材で閉塞し、他方の端面をめっき液流入口とした電気めっきセルを用いるが、基板保持部材の代わりに参照用基板を用いて噴流式の電気めっきを行ってめっき膜厚がピークとなる環状領域の内側の膜厚均一領域を見いだしておき、以後その膜厚均一領域に対応させて前記被めっき基板を配置するめっき方法に係る。これにより、めっき膜厚の均一性を向上させると述べている。

特許文献５は多孔ノズルを用いた噴流めっき装置であり、多数の噴流口を有する多孔ノズルは内部にアノードとなる銅電極が配置されており、めっき液流量、被めっき面の電流密度に配慮することで、めっき液に添加剤を用いることなく、均一なめっき形成を可能にすると述べている。

特許文献６はめっき槽で被めっき基板のめっき面にめっき液を接触させて金属めっきを施すめっき装置において、被めっき基板を回転させながら保持できる回転式基板保持機構、これに対向してめっき液の噴流を発生する多孔ノズル、多孔ノズル背後の扁平陽極槽（めっき液導入室）及び前記多孔ノズルにおけるノズル穴形状によってめっき液の圧力の上昇及び下降を可能とする方法が記載されている。

ところで、特許文献１乃至６において共通する問題は、被めっき物の品種切換によりアノード電極体が変わる場合、アノード電極体を交換する必要があるが、交換作業性を良好にするための対策は開示されていない。

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。

また、特許文献４においては、めっきの膜厚分布を均一化するために、被めっき基板を膜厚均一領域に設定するという方法が開示されているが、めっきの膜厚がピークとなる環状領域を避けて被めっき基板を配置するため、装置が大型化するという問題がある。

また、特許文献１乃至６において共通する問題は、被めっき物は基板のビアホールで、その目的がビアホール充填の場合、小径かつ多数のビアホールに如何に高速に安定して均質な柱状導体を形成するかという点については開示されていない。

本発明の第１の目的は、多層基板等のビアホールをめっきで充填する場合、高速に安定して均質な充填を行うことができる噴流めっき装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、アノード電極体及びその周辺部機構を改善することにより、交換頻度の多いアノード電極体の交換作業の簡素化を図り、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。

本発明の第３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。

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。

上記目的を達成するために、第１の発明は、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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
前記アノード電極体は噴流ノズルを兼ねていることを特徴としている。

第２の発明は、前記第１の発明において、前記噴流ノズルの噴射位置と前記被めっき物との距離が１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲であり、
且つ前記アノード電極体の前記被めっき物側への対向露出面積と、前記被めっき物のめっき液に接する対向面積の比が１：０．９〜１：１．１の範囲であることを特徴としている。

第３の発明は、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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
めっき液を噴出する噴流ノズルの噴射位置と前記被めっき物との距離が１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲であり、
且つ前記アノード電極体の前記被めっき物側への対向露出面積と、前記被めっき物のめっき液に接する対向面積との比が１：０．９〜１：１．１の範囲であることを特徴としている。

第４の発明は、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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
めっき液を噴出する噴流ノズルと前記被めっき物とで挟まれためっき液室からめっき液を排出する排出流路狭隘部の断面積の総和と、前記噴流ノズルのノズル穴の開口面積の総和との比の値が０．３〜０．９であることを特徴としている。

第５の発明は、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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
めっき液が前記噴流めっき槽内から槽外へ流出する排出流路の入口側の断面積が出口側の断面積より広く、且つ、前記排出流路を構成する前記被めっき物側の流路面において入口側の断面形状は円弧形状であって、前記排出流路の入口部分は円弧の接線が当該排出流路と略平行であることを特徴としている。

第６の発明は、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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
前記噴流めっき槽は、前記固定カソード接続電極部と前記アノード電極体とを取り付けたスパージャ部と、該スパージャ部よりも下側の槽本体部とに分割されていて、前記アノード電極体が交換自在であることを特徴としている。

本発明に係る噴流めっき装置によれば、被めっき物に１５ｍｍ乃至２５ｍｍの比較的近距離に対向配置された噴流ノズルによるめっき液の高流速の噴射により、多層基板等のビアホール内にめっきを生成する際に、ビアホールの底部まで確実にめっき液を供給することができ、膜厚分布も５％以内に収めることができる（後述の表１参照）。

更に、前記噴流ノズルをアノード電極材料で製作し、アノード電極体として作用させれば、めっき液中のイオンを損失無く効率的にビアホール底部まで届かせることが可能となる。さらにアノード電極材料を含リン銅とすることにより、電流密度を上げることができ、柱状電極の成長を早めることが可能となる（後述の表５参照）。

更に、前記アノード電極体の前記被めっき物側への対向露出面積と、前記被めっき物（基板）のめっき液に接する対向面積（めっき範囲の面積）との比を、１：０．９〜１：１．１の範囲とすれば膜厚分布の良い均質なめっきを形成できる（後述の表２参照）。

また、めっき液を噴出する噴流ノズルと被めっき物とで挟まれためっき液室からめっき液を排出する排出流路の狭隘部断面積の総和と、前記噴流ノズルのノズル穴の開口面積の総和との比の値が０．３〜０．９である場合、換言すれば、噴流ノズルの噴出可能流量（ｉｎ）に対する排出可能流量（ｏｕｔ）の比を０．３〜０．９の範囲とすれば、さらに膜厚分布の良化（３％以内に収める）に効果がある。これは噴流ノズルから噴出可能なめっき液より排出可能なめっき液の方が少ないため、基板と噴流ノズルの間の槽内の液圧が上昇し、斑の無いめっきを可能とするためである（後述の表３参照）。

更に、本発明に係る噴流めっき装置によれば、アノード電極体を被めっき物の直下に噴流ノズルと一体化して、カソード電極体（固定電極部）及びその支持部分と共に交換自在にしており、アノード電極体の侵食による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。

更に、めっき液の排出流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、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（後述の表４参照）。

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。

図１〜図５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、カソード接続電極体３０を分割した固定側の固定カソード接続電極部３１にて支持するフェースダウン方式であり、カソード接続電極体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を噴流させながら噴流ノズルと一体となった（噴流ノズルを兼ねた）アノード電極体５、被めっき基板１の導体部（カソード電極体として機能する）、これに電気的に接続する固定カソード接続電極部３１、押さえ板２０の下降時に前記固定カソード接続電極部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）。

めっき液の噴流を発生するための噴流めっき槽１０は、固定カソード接続電極部３１と噴流ノズルを兼ねたアノード電極体（以下、ノズル兼用アノード電極体という）５とを取り付けたスパージャ部１０Ａと、該スパージャ部１０Ａよりも下側の槽本体部１０Ｂとに分割されていて、槽本体部１０Ｂに対してスパージャ部１０Ａは着脱自在（交換自在）に嵌合、装着される。図示しないが、スパージャ部１０Ａと槽本体部１０Ｂの嵌合部分は水密構造である。

前記噴流めっき槽１０の最上部（つまりスパージャ部１０Ａの最上部）は固定カソード接続電極部３１を保持するカソード固定支持部１５となっている。固定カソード接続電極部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カソード交換電極３４（例えば断面略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カソード交換電極３４に限られる。

噴流されるめっき液Ｒ１により、固定カソード接続電極部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、カソード交換電極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。

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、固定カソード接続電極部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。

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。

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接続電極部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。

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のノズル穴（貫通孔）５ａを備えるノズル兼用アノード電極体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、ノズル兼用アノード電極体５と被めっき基板１とで挟まれためっき液室に開口するノズル穴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、固定カソード接続電極部３１を保持する噴流めっき槽１０のカソード固定支持部１５とノズル兼用アノード電極体５の間に形成された排出流路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。

この時、下記表１に示すように、めっき膜厚の均一化の観点から、ノズル兼用アノード電極体５と基板１との距離は、１５ｍｍ〜２５ｍｍであることが望ましい。

表１によれば、１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲でめっき膜厚のバラツキが５％以下となっている。

また、同じくめっき膜厚の均一化の観点から下記表２に示すように、ノズル兼用アノード電極体５の基板１側への対向露出面積と、基板１のめっき範囲の面積（アノード電極体側へ対向しかつめっき液が接する面積）との比は１：０．９〜１：１．１であることが望ましい。

表２によれば、前記比が１：０．９〜１：１．１の範囲内であれば、バラツキは小さいが、その範囲外となると膜厚バラツキが増大してしまうことがわかる。

更に、下記表３に示すように、ノズル兼用アノード電極体５と基板１とで挟まれためっき液室からめっき液を排出する排出流路１４の狭隘部（図４の説明で後述する出口側の最も狭い所）の断面積の総和と、前記めっき液室にめっき液を噴出するノズル穴５ａの開口面積の総和との比の値は０．３〜０．９が望ましい。

表３によれば、前記比の値が０．３〜０．９の範囲内であれば、めっき膜厚のバラツキが３％以下となっている。

なお、表１の場合、ノズル兼用アノード電極体５の基板１側への対向露出面積と、基板１のめっき範囲の面積との比は１：１とし、かつ排出流路１４の狭隘部の断面積の総和と、ノズル穴５ａの開口面積の総和との比の値は１として測定した。

表２の場合、ノズル兼用アノード電極体５と基板１との距離は２０ｍｍとし、かつ排出流路１４の狭隘部の断面積の総和と、ノズル穴５ａの開口面積の総和との比の値は１として測定した。

表３の場合、ノズル兼用アノード電極体５と基板１との距離は２０ｍｍとし、ノズル兼用アノード電極体５の基板１側への対向露出面積と、基板１のめっき範囲の面積との比は１：１として測定した。

なお、本実施の形態の被めっき基板１のサイズはおよそ１４０ｍｍ×１４０ｍｍであるが、前記条件は１００ｍｍ×１００ｍｍ乃至２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、好ましくは２００ｍｍ×２００ｍｍまでの基板であっても均一化の効果はある。

図４の側断面図及び図５の底面図に示されるように、噴流めっき槽１０の最上部（つまりスパージャ部１０Ａの最上部）の方形枠状のカソード固定支持部１５の底面に排出流路１４が多数形成されている。すなわち、ノズル兼用アノード電極体５と基板１とで挟まれためっき液室の側面となる方形枠状のカソード固定支持部１５の４つの内側側面に多数の排出流路１４が四方に同数開口する配置であり、排出流路１４の出口側は方形枠状のカソード固定支持部１５の底面を塞ぐ閉鎖板１６で狭隘部となるように絞られている。なお、方形枠状のカソード固定支持部１５の内側はアノード電極体５を被めっき基板１に対面させるための抜き穴となっている。

図４の側断面図の通り、各排出流路１４の天井Ｔには部分的な円弧加工が施されている。すなわち、排出流路１４を構成する基板１側の流路面（天井Ｔ）において入口側の断面形状は円弧形状であって、排出流路１４の入口部分は円弧の接線が当該排出流路１４と略平行である。また、排出流路１４の入口側の断面積が出口側の断面積より広くなっている。これは気泡溜まりを防ぐために有効な加工形状で、基板１まで上昇した気泡がめっき液Ｒ１の流れに乗って排出流路１４の入口に溜まるのを、この排出流路１４の天井Ｔの円弧加工でスムースに排出流路１４の出口へ導出し、基板１の下面周囲に気泡が溜まるのを防止する。この効果で斑の無いめっきが可能となっている。なお、前記天井Ｔは排出流路１４の出口側で低い一定高さとなっており、ここが排出流路１４の狭隘部（出口側の最も狭い所）である。

前述したように、排出流路１４から排出されためっき液は図２のように受け槽（上槽）５０にて貯留され、この受け槽５０で貯留されためっき液Ｒ２の上澄み液は、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。

なお、図６にアノード電極体５への給電構造の１例を、カソード電極体（被めっき基板１の導体部）への給電構造と共に説明する。アノード電極体５を取り付けかつ電気的な接続を行うための固定アノード接続電極部６がスパージャ部１０Ａに設けられている。そして、この固定アノード接続電極部６に対して接離自在に昇降アノード給電電極部７が押さえ板２０に設けられている。めっき動作のために押さえ板２０が下降して被めっき基板１を押さえた状態となると、固定アノード接続電極部６と昇降アノード給電電極部７とが互いに接触して、昇降アノード給電電極部７、固定アノード接続電極部６を介してアノード電極体５に給電されることになる。同時に、カソード電極体としての被めっき基板１の導体部には、給電電極部４０、固定カソード接続電極部３１を介して給電される。

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。

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、固定カソード接続電極部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接続電極部３１の一部を構成するカソード交換電極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が固定カソード接続電極部３１の固定導電ブロック３２に接触して、直流電流が給電される。また、図６に示したような構成によって、ノズル兼用アノード電極体５は固定アノード接続電極部６、昇降アノード給電電極部７を経由して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、カソード交換電極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。

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、ノズル兼用アノード電極体５のノズル穴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、ノズル兼用アノード電極体５側からカソード電極体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。

めっき作用に使われためっき液Ｒ２は、噴流めっき槽１０の排出流路１４から溢れて受け槽５０に一時的に溜まる。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。

(1) 被めっき物としての被めっき基板１に１５ｍｍ乃至２５ｍｍの比較的近距離に対向配置されたノズルのノズル穴５ａによるめっき液の高流速の噴射により、多層基板等のビアホール内にめっきを生成する際に、ビアホールの底部まで確実にめっき液を供給することができ、膜厚分布も５％以内に収めることができる（表１参照）。

(2) 前記ノズルをアノード電極材料で製作し、ノズル兼用アノード電極体５として作用させることにより、めっき液中のイオンを損失無く効率的にビアホール底部まで届かせることが可能となる。さらに下記表５のようにアノード電極材料を含リン銅とすることにより、電流密度を上げることができ、柱状電極の成長を早めることが可能となる。

表５はアノード電極材料を含リン銅とすることで、不溶性アノードに比べて焼け発生の無い高品質の柱状導体形成が可能であることを示す。

(3) アノード電極体５の基板１側への対向露出面積と、基板１のめっき範囲の面積（アノード電極体側へ対向しかつめっき液が接する対向面積）との比を、１：０．９〜１：１．１の範囲とすれば、膜厚分布の良い均質なめっきを形成できる。（表２参照）

(4) めっき液を噴出するノズル兼用アノード電極体５と基板１とで挟まれためっき液室からめっき液を槽外に排出する排出流路１４の狭隘部（出口）断面積の総和と、噴流ノズルのノズル穴５ａの開口面積の総和との比の値（換言すれば、噴流ノズルの噴出可能流量（ｉｎ）に対する排出可能流量（ｏｕｔ）の比の値）を、０．３〜０．９の範囲とすれば、さらに膜厚分布の良化（３％以内に収める）に効果がある（表３参照）。

(5) 噴流めっき槽１０が、固定カソード接続電極部３１とアノード電極体５とを取り付けたスパージャ部１０Ａと、スパージャ部１０Ａよりも下側の槽本体部１０Ｂとに分割されていて、スパージャ部１０Ａが交換自在（ひいてはアノード電極体も交換自在）であり、アノード電極体５の侵食による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。

(6) めっき液の排出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（例えば、図４ように排出流路１４の天井Ｔに部分的な円弧加工を施していること等）を設けるようにすれば、めっき液中の気泡を効果的、効率的に消去でき、下記表４のように、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。

表４は気泡除去機構を設けた本実施の形態の場合に、不良発生を皆無とすることができたことを示す。

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。

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。 実施の形態の全体構成を示す説明図である。 実施の形態における押さえ板部分の平面図である。 実施の形態において、方形枠状のカソード固定支持部の底面に形成された排出流路の形状を説明するための側断面図である。 実施の形態において、底面に排出流路を多数形成した方形枠状のカソード固定支持部の底面図である。 アノード電極体への給電構造の１例を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 被めっき基板
５ ノズル兼用アノード電極体
１０ 噴流めっき槽
１０Ａ スパージャ部
１０Ｂ 槽本体部
１１，１２ 分散板
１３ めっき液供給管
１４ 排出流路
１５ カソード固定支持部
２０ 押さえ板
２１ 圧縮ばね
３０ カソード接続電極体
３１ 固定カソード接続電極部
３２ 固定導電ブロック
３３ 螺子
３４ カソード交換電極
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
Ｔ 天井

Claims (6)

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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
   前記アノード電極体は噴流ノズルを兼ねていることを特徴とする噴流めっき装置。
2. 前記噴流ノズルの噴射位置と前記被めっき物との距離が１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲であり、
   且つ前記アノード電極体の前記被めっき物側への対向露出面積と、前記被めっき物のめっき液に接する対向面積の比が１：０．９〜１：１．１の範囲であることを特徴とする請求項１記載の噴流めっき装置。
3. 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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
   めっき液を噴出する噴流ノズルの噴射位置と前記被めっき物との距離が１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲であり、
   且つ前記アノード電極体の前記被めっき物側への対向露出面積と、前記被めっき物のめっき液に接する対向面積との比が１：０．９〜１：１．１の範囲であることを特徴とする噴流めっき装置。
4. 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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
   めっき液を噴出する噴流ノズルと前記被めっき物とで挟まれためっき液室からめっき液を排出する排出流路狭隘部の断面積の総和と、前記噴流ノズルのノズル穴の開口面積の総和との比の値が０．３〜０．９であることを特徴とする噴流めっき装置。
5. 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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
   めっき液が前記噴流めっき槽内から槽外へ流出する排出流路の入口側の断面積が出口側の断面積より広く、且つ、前記排出流路を構成する前記被めっき物側の流路面において入口側の断面形状は円弧形状であって、前記排出流路の入口部分は円弧の接線が当該排出流路と略平行であることを特徴とする噴流めっき装置。
6. 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をカソード電極体として、前記カソード電極体とアノード電極体に電流を付与してめっきする噴流めっき装置であって、
   前記噴流めっき槽は、前記固定カソード接続電極部と前記アノード電極体とを取り付けたスパージャ部と、該スパージャ部よりも下側の槽本体部とに分割されていて、前記アノード電極体が交換自在であることを特徴とする噴流めっき装置。

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