JP2010095775A - 銅めっきにおけるウィスカーの抑制方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プリント配線基板等の銅めっきに際して、ウィスカーの発生を確実に抑制できると共に、めっき面の光沢外観も良好なウィスカー抑制方法を提供する。
【解決手段】電源電圧反転法を用いた銅めっき処理に際して、電解条件として次の〔条件１〕、〔条件２〕を採用するとともに、さらに被めっき物のＸ軸、Ｙ軸方向の揺動条件も規定した。
〔条件１〕印加する直流電源
(i)正電解時 電流値＝0.5〜20Ａ／dm２、通電時間＝0.1〜1000ms
(ii)逆電解時 電流値＝0.5〜60Ａ／dm２ 、通電時間＝0.01〜100ms
(iii)電流比 正電解の電流値：逆電解の電流値＝1：1〜1：3
(iv)通電時間比 正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝20：1〜100：1
〔条件２〕電極間距離＝3〜300mm
【選択図】 なし
【解決手段】電源電圧反転法を用いた銅めっき処理に際して、電解条件として次の〔条件１〕、〔条件２〕を採用するとともに、さらに被めっき物のＸ軸、Ｙ軸方向の揺動条件も規定した。
〔条件１〕印加する直流電源
(i)正電解時 電流値＝0.5〜20Ａ／dm２、通電時間＝0.1〜1000ms
(ii)逆電解時 電流値＝0.5〜60Ａ／dm２ 、通電時間＝0.01〜100ms
(iii)電流比 正電解の電流値：逆電解の電流値＝1：1〜1：3
(iv)通電時間比 正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝20：1〜100：1
〔条件２〕電極間距離＝3〜300mm
【選択図】 なし
Description
本発明は、銅めっきにおけるウィスカーの抑制方法に関するものである。
例えば、携帯電話やパソコンなどの電子部品として使用されるプリント配線基板は、酸性銅（硫酸銅）めっき処理によってその表面に銅箔が形成される。近時、めっき浴用添加剤の性能（耐ピット性、低電流部への付きまわり性など）が向上するに連れ、問題となってきているのが、銅めっきがヒゲ状に成長するいわゆる「ウィスカー」である。ウィスカーの大きさは、直径数μｍ〜数百μｍ、長さ数μｍ〜数ｍｍ程度であるが、通常の「ザラ」とは異なり、核の発見が困難か、または見つからないのが普通である。
ウィスカー発生の確定的原因は未解明であるが、以下のような事柄がその原因の一部ではないかと考えられている。
(1) 近年、プリント配線基板の高密度化に伴って配線板の薄膜化が進んでいる。そのため、基板表面の機械研磨処理が省略されることもある。基板表面が酸化皮膜などで汚れていた場合、機械研磨処理が省かれると、添加剤の吸着ムラを生じてしまう可能性がある。添加剤の吸着ムラが生じた場合、析出電位が異なり、析出速度が異常に速くなってしまう箇所にヒゲ状のウィスカーが発生する。
(2) 酸性銅めっき浴中に、含りん銅とは異なる銅金属やイオンが混入され、それが核となってヒゲ状のウィスカーとなる。
(1) 近年、プリント配線基板の高密度化に伴って配線板の薄膜化が進んでいる。そのため、基板表面の機械研磨処理が省略されることもある。基板表面が酸化皮膜などで汚れていた場合、機械研磨処理が省かれると、添加剤の吸着ムラを生じてしまう可能性がある。添加剤の吸着ムラが生じた場合、析出電位が異なり、析出速度が異常に速くなってしまう箇所にヒゲ状のウィスカーが発生する。
(2) 酸性銅めっき浴中に、含りん銅とは異なる銅金属やイオンが混入され、それが核となってヒゲ状のウィスカーとなる。
上記ウィスカーの発生を抑制するには、
(a) 作業電流密度を下げ、めっきの析出速度を均一にする。
(b) 酸性銅めっき浴中への添加剤の添加量を多くし、吸着されにくい基板表面にも添加剤を吸着させるようにする。
(c) レべリング作用の高い添加剤を使用する。
(d) 不溶解性アノードを使用する。
(e) ＯＮ−ＯＦＦ電源を用いたり、印加する直流電源の極性を正負反転させながらめっきを行なう（特許文献１参照）。
などの方法で或る程度は可能である。しかしながら、どれも完全ではない。例えば、（ａ）の方法では生産能力が低下してしまう懸念があり、（ｂ）の方法では銅めっき皮膜の物性が低下してしまう懸念がある。また、（ｃ）の方法ではピットが発生しやすいなど、プリント配線基板の性能が低下してしまうおそれがある。
(a) 作業電流密度を下げ、めっきの析出速度を均一にする。
(b) 酸性銅めっき浴中への添加剤の添加量を多くし、吸着されにくい基板表面にも添加剤を吸着させるようにする。
(c) レべリング作用の高い添加剤を使用する。
(d) 不溶解性アノードを使用する。
(e) ＯＮ−ＯＦＦ電源を用いたり、印加する直流電源の極性を正負反転させながらめっきを行なう（特許文献１参照）。
などの方法で或る程度は可能である。しかしながら、どれも完全ではない。例えば、（ａ）の方法では生産能力が低下してしまう懸念があり、（ｂ）の方法では銅めっき皮膜の物性が低下してしまう懸念がある。また、（ｃ）の方法ではピットが発生しやすいなど、プリント配線基板の性能が低下してしまうおそれがある。
本発明は、上記問題を解決することを課題とするもので、銅めっき処理に際して、特許文献１に開示されている電源電圧反転法を採用した上で、さらにこれを改良したものである。なお、ここに云う「電源電圧反転法」とは、カソード（負極）とアノード（正極）間に印加する直流電源電圧の極性を正負反転可能とし、プリント配線基板などの被めっき物をカソードとする通常の正電解と、被めっき物をアノードとする逆電解とを交互に切り替えながら銅めっき処理を行なう方法を指すものである。
上記電源電圧反転法を採用すると、正電解時に基板表面に突出して生成される銅めっき皮膜は、逆電解時に優先的に溶解される。これを繰り返すことにより、ウィスカーの発生を抑制することが可能となる。しかしながら、電解条件によっては、ウィスカーの発生を完全に抑制できない場合もある。
そこで、本発明は、印加する直流電源、電極間距離、被めっき物の揺動条件などを最適な値に規定することにより、ウィスカーの発生を確実に抑制できるとともに、銅めっき面の光沢外観も良好なウィスカー抑制方法を開発したものである。
本発明のウィスカー抑制方法は、上記電源電圧反転法を用いた銅めっき処理に際して、電解条件として下記の〔条件１〕〜〔条件５〕を採用し、これらの条件を有機的に組み合わせたものである。
すなわち、請求項１に係る発明は〔条件１〕＋〔条件２〕、請求項２に係る発明は〔条件１〕＋〔条件３〕、請求項３に係る発明は〔条件１〕＋〔条件４〕、請求項４に係る発明は〔条件１〕＋〔条件５〕、請求項５に係る発明は〔条件１〕＋〔条件２〕＋〔条件３〕、請求項６に係る発明は〔条件１〕＋〔条件２〕＋〔条件４〕、請求項７に係る発明は〔条件１〕＋〔条件２〕＋〔条件５〕を組み合わせたことをそれぞれ特徴とするものである。
〔条件１〕印加する直流電源
カソード、アノード間に印加する直流電源の条件は、次の通りとする。
(i)正電解時
電流値＝０．５〜２０Ａ／ｄｍ２（好ましくは１〜５Ａ／ｄｍ２）
通電時間＝０．１〜１０００ｍｓ（好ましくは１０〜１００ｍｓ）
(ii)逆電解時
電流値＝０．５〜６０Ａ／ｄｍ２（好ましくは１〜１５Ａ／ｄｍ２）
通電時間＝０．０１〜１００ｍｓ（好ましくは０．１〜１００ｍｓ）
(iii)電流比
正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１〜１：３
なお、電流比が１：１、すなわち１を超えるとウィスカーが発生し、電流比が１：３、すなわち１／３≒０．３３３未満になると光沢外観が得られなくなる。
(iv)通電時間比
正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝２０：１〜１００：１
なお、通電時間比が２０：１、すなわち２０／１＝２０未満になると光沢外観が得られなくなり、通電時間比が１００：１、すなわち１００／１＝１００を超えるとウィスカーが発生する。
カソード、アノード間に印加する直流電源の条件は、次の通りとする。
(i)正電解時
電流値＝０．５〜２０Ａ／ｄｍ２（好ましくは１〜５Ａ／ｄｍ２）
通電時間＝０．１〜１０００ｍｓ（好ましくは１０〜１００ｍｓ）
(ii)逆電解時
電流値＝０．５〜６０Ａ／ｄｍ２（好ましくは１〜１５Ａ／ｄｍ２）
通電時間＝０．０１〜１００ｍｓ（好ましくは０．１〜１００ｍｓ）
(iii)電流比
正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１〜１：３
なお、電流比が１：１、すなわち１を超えるとウィスカーが発生し、電流比が１：３、すなわち１／３≒０．３３３未満になると光沢外観が得られなくなる。
(iv)通電時間比
正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝２０：１〜１００：１
なお、通電時間比が２０：１、すなわち２０／１＝２０未満になると光沢外観が得られなくなり、通電時間比が１００：１、すなわち１００／１＝１００を超えるとウィスカーが発生する。
〔条件２〕電極間距離
電極間距離（アノードとカソード間の距離）の条件は、次の通りとする。
電極間距離＝３〜３００ｍｍ（好ましくは２０〜１００ｍｍ）
なお、電極間距離が３ｍｍ未満では、現実的に装置の施工が困難である。３００ｍｍを超えるとウィスカーが発生する。
電極間距離（アノードとカソード間の距離）の条件は、次の通りとする。
電極間距離＝３〜３００ｍｍ（好ましくは２０〜１００ｍｍ）
なお、電極間距離が３ｍｍ未満では、現実的に装置の施工が困難である。３００ｍｍを超えるとウィスカーが発生する。
〔条件３〕被めっき物のＸ軸揺動
被めっき物のＸ軸揺動条件は、次の通りとする。なお、「Ｘ軸揺動」とは、被めっき物（例えば、プリント配線基板）がアノードに向かって近づいたり遠ざかったりする向きの往復運動をいう。
揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ（好ましくは±１０〜３０ｍｍ）
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ（好ましくは１〜５ｃｍ／ｓｅｃ）
被めっき物のＸ軸揺動条件は、次の通りとする。なお、「Ｘ軸揺動」とは、被めっき物（例えば、プリント配線基板）がアノードに向かって近づいたり遠ざかったりする向きの往復運動をいう。
揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ（好ましくは±１０〜３０ｍｍ）
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ（好ましくは１〜５ｃｍ／ｓｅｃ）
〔条件４〕被めっき物のＹ軸揺動
被めっき物のＹ軸揺動条件は、次の通りとする。なお、「Ｙ軸揺動」とは、被めっき物（例えば、プリント配線基板）とアノードとを結ぶ軸線（Ｘ軸）に対して直交する向きの往復運動をいう。
揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ（好ましくは±１０〜３０ｍｍ）
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ（好ましくは１〜５ｃｍ／ｓｅｃ）
被めっき物のＹ軸揺動条件は、次の通りとする。なお、「Ｙ軸揺動」とは、被めっき物（例えば、プリント配線基板）とアノードとを結ぶ軸線（Ｘ軸）に対して直交する向きの往復運動をいう。
揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ（好ましくは±１０〜３０ｍｍ）
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ（好ましくは１〜５ｃｍ／ｓｅｃ）
〔条件５〕被めっき物のＸ−Ｙ軸揺動
被めっき物のＸ−Ｙ軸揺動条件は、次の通りとする。なお、「Ｘ−Ｙ軸揺動」とは、上記Ｘ軸揺動とＹ軸揺動を同時に行なう往復運動をいう。
Ｘ軸揺動：上記Ｘ軸揺動条件に同じ
Ｙ軸揺動：上記Ｙ軸揺動条件に同じ
被めっき物のＸ−Ｙ軸揺動条件は、次の通りとする。なお、「Ｘ−Ｙ軸揺動」とは、上記Ｘ軸揺動とＹ軸揺動を同時に行なう往復運動をいう。
Ｘ軸揺動：上記Ｘ軸揺動条件に同じ
Ｙ軸揺動：上記Ｙ軸揺動条件に同じ
なお、被めっき物をめっき浴の入り口から出口に向かって連続搬送しながら銅めっきを行なう場合には、被めっき物の搬送速度は０．０１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ、好ましくは１〜５ｃｍ／ｓｅｃとするのがよい。
本発明によれば、電源電圧反転法を用いた銅めっき処理に際して、印加する直流電源、電極間距離、被めっき物の揺動条件などを最適な値に規定したので、ウィスカーの発生を確実に抑制できるとともに、銅めっき面の光沢外観も良好なウィスカー抑制方法を提供することができる。
［第１の実施の形態］
柱状の無酸素銅を硫酸銅めっき浴１Ｌ当たり２ｄｍ２の負荷で２４時間漬け込んだ。そのめっき液に添加剤を添加し、被めっき物に電気めっき処理を行なった。電気めっき後、被めっき物を取り出し、表面に発生したウィスカーの個数を実態顕微鏡にて数えた。その結果を表１に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
柱状の無酸素銅を硫酸銅めっき浴１Ｌ当たり２ｄｍ２の負荷で２４時間漬け込んだ。そのめっき液に添加剤を添加し、被めっき物に電気めっき処理を行なった。電気めっき後、被めっき物を取り出し、表面に発生したウィスカーの個数を実態顕微鏡にて数えた。その結果を表１に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
硫酸銅めっき浴の基本組成は、硫酸銅５水和物＝７５ｇ／Ｌ、硫酸＝１８０ｇ／Ｌ、塩素＝６０ｍｇ／Ｌである。また、正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２ 、めっき処理時間＝２０分、浴温＝２５℃、めっき浴の攪拌はエアー攪拌である。添加剤は、ＣＵ−ＢＲＩＴＥ ２１（荏原ユージライト（株）製）を使用した。
なお、この第１の実施の形態を始めとして、以下に述べる各実施の形態では、被めっき物として、スルーホールなどが開けられていない銅張積層板（ＣＥＭ−３、銅表面の機械研磨なし）を使用した。
（本発明方法１）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝２０：１
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：０．５Ｌ槽（幅１２０ｍｍ×縦６５ｍｍ×高さ１２０ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝２０：１
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：０．５Ｌ槽（幅１２０ｍｍ×縦６５ｍｍ×高さ１２０ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
（従来方法１）
電解方法：直流電解法（電源極性の反転なし）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度：０．０５ｃｍ／ｓｅｃ）
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
電解方法：直流電解法（電源極性の反転なし）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度：０．０５ｃｍ／ｓｅｃ）
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
（従来方法２）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝２０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝２０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
［第２の実施の形態］
試験方法は、第１の実施の形態と同様である。添加剤として、ＣＵ−ＢＲＩＴＥ ３１（荏原ユージライト（株）製）を使用した。その結果を表２に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
試験方法は、第１の実施の形態と同様である。添加剤として、ＣＵ−ＢＲＩＴＥ ３１（荏原ユージライト（株）製）を使用した。その結果を表２に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
（本発明方法２）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝２０：１
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝２０：１
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
（従来方法３）
電解方法：直流電解法（電源極性の反転なし）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度：０．０５ｃｍ／ｓｅｃ）
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
電解方法：直流電解法（電源極性の反転なし）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度：０．０５ｃｍ／ｓｅｃ）
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
（従来例４）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝２０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝２０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
［第３の実施の形態］
試験方法は、第２の実施の形態と同様である。アノードとして板状の不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉを使用した。その結果を表３に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
試験方法は、第２の実施の形態と同様である。アノードとして板状の不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉを使用した。その結果を表３に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
（本発明方法３）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝１０Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：２
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝８０：１
電極間距離＝５０ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝１０Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：２
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝８０：１
電極間距離＝５０ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
（従来方法５）
電解方法：直流電解法（電源極性の反転なし）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝５０ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度：０．０５ｃｍ／ｓｅｃ）
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
電解方法：直流電解法（電源極性の反転なし）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝５０ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度：０．０５ｃｍ／ｓｅｃ）
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
（従来方法６）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝１０Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：２
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝８０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝１０Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：２
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝８０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±２０ｍｍ、揺動速度＝０．０５ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
［第４の実施の形態］
試験方法は、第１の実施の形態と同様である。その結果を表４に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
試験方法は、第１の実施の形態と同様である。その結果を表４に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
（本発明方法４）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝７．５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１．５
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝４０：１
電極間距離＝３００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ＋Ｙ軸揺動（Ｘ，Ｙともに、揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝７．５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１．５
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝４０：１
電極間距離＝３００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ＋Ｙ軸揺動（Ｘ，Ｙともに、揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
（従来方法７）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝７．５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１．５
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝４０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ＋Ｙ軸揺動（Ｘ，Ｙともに、揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝７．５Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１．５
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝４０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ＋Ｙ軸揺動（Ｘ，Ｙともに、揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
（従来方法８）
電解方法：ＯＮ−ＯＦＦ電解法（ON時間(ms)：OFF時間(ms)＝１０：１）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ＋Ｙ軸揺動（Ｘ，Ｙともに、揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：０．５Ｌ槽（幅１２０ｍｍ×縦６５ｍｍ×高さ１２０ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
電解方法：ＯＮ−ＯＦＦ電解法（ON時間(ms)：OFF時間(ms)＝１０：１）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：板状含りん銅（０．５ｄｍ２）
揺動：Ｘ＋Ｙ軸揺動（Ｘ，Ｙともに、揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：０．５Ｌ槽（幅１２０ｍｍ×縦６５ｍｍ×高さ１２０ｍｍ）
被めっき面積：０．５ｄｍ２
［第５の実施の形態］
試験方法は、第３の実施の形態と同様である。その結果を表５に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
試験方法は、第３の実施の形態と同様である。その結果を表５に示す。なお、比較のため、従来方法の結果も示す。
（本発明方法５）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝６Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１．２
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝４０：１
電極間距離＝３００ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝６Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１．２
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝４０：１
電極間距離＝３００ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
（従来方法９）
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝６Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１．２
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝４０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
電解方法：電源電圧反転法
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
逆電解電流値＝６Ａ／ｄｍ２
電流比＝正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１．２
通電時間比＝正電解時間（ｍｓ）：逆電解時間（ｍｓ）＝４０：１
電極間距離＝３５０ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
（従来方法１０）
電解方法：ＯＮ−ＯＦＦ電解法（ＯＮ時間(ms)：ＯＦＦ時間(ms)＝１０：１）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
電解方法：ＯＮ−ＯＦＦ電解法（ＯＮ時間(ms)：ＯＦＦ時間(ms)＝１０：１）
正電解電流値＝５Ａ／ｄｍ２
電極間距離＝１００ｍｍ
アノード：不溶解性ＩｒＯ２／Ｔｉ（６．２５ｄｍ２）
揺動：Ｙ軸揺動（揺動ストローク＝±１０ｍｍ、揺動速度＝２ｃｍ／ｓｅｃ)
めっき槽：８０Ｌ槽（幅５００ｍｍ×縦５００ｍｍ×高さ５００ｍｍ）
被めっき面積：６．２５ｄｍ２
上記各試験結果から明らかなように、本発明方法によるときは、ウィスカーの発生を確実に抑制できることが確認された。同時に、銅めっき表面の光沢も十分で外観も良好なことも確認された。
上記実施の形態では、被めっき物としてプリント配線基板（ＦＰＣ基板を含む）を用いた場合について例示したが、本発明方法を適用可能な被めっき物はプリント配線基板に限られるものではない。例えば、銅,ニッケル,クロムなどを含む金属を液相または気相めっきにて被覆したポリイミドなどの樹脂フィルムに銅めっきを施す場合などにも適用できるものである。
Claims (7)
- カソードとアノード間に印加する直流電源電圧の極性を正負反転可能とし、被めっき物をカソードとする通常の正電解と、被めっき物をアノードとする逆電解とを交互に切り替えながら銅めっき処理を行なうようにしためっき方法において、銅めっきの電解条件として、下記の〔条件１〕＋〔条件２〕を採用したことを特徴とする銅めっきにおけるウィスカーの抑制方法。
〔条件１〕印加する直流電源
(i)正電解時
電流値＝０．５〜２０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．１〜１０００ｍｓ
(ii)逆電解時
電流値＝０．５〜６０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．０１〜１００ｍｓ
(iii)電流比
正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１〜１：３
(iv)通電時間比
正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝２０：１〜１００：１
〔条件２〕電極間距離＝３〜３００ｍｍ - カソードとアノード間に印加する直流電源電圧の極性を正負反転可能とし、被めっき物をカソードとする通常の正電解と、被めっき物をアノードとする逆電解とを交互に切り替えながら銅めっき処理を行なうようにしためっき方法において、銅めっきの電解条件として、下記の〔条件１〕＋〔条件３〕を採用したことを特徴とする銅めっきにおけるウィスカーの抑制方法。
〔条件１〕印加する直流電源
(i)正電解時
電流値＝０．５〜２０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．１〜１０００ｍｓ
(ii)逆電解時
電流値＝０．５〜６０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．０１〜１００ｍｓ
(iii)電流比
正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１〜１：３
(iv)通電時間比
正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝２０：１〜１００：１
〔条件３〕被めっき物のＸ軸揺動
揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ - カソードとアノード間に印加する直流電源電圧の極性を正負反転可能とし、被めっき物をカソードとする通常の正電解と、被めっき物をアノードとする逆電解とを交互に切り替えながら銅めっき処理を行なうようにしためっき方法において、銅めっきの電解条件として、下記の〔条件１〕＋〔条件４〕を採用したことを特徴とする銅めっきにおけるウィスカーの抑制方法。
〔条件１〕印加する直流電源
(i)正電解時
電流値＝０．５〜２０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．１〜１０００ｍｓ
(ii)逆電解時
電流値＝０．５〜６０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．０１〜１００ｍｓ
(iii)電流比
正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１〜１：３
(iv)通電時間比
正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝２０：１〜１００：１
〔条件４〕被めっき物のＹ軸揺動
揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ - カソードとアノード間に印加する直流電源電圧の極性を正負反転可能とし、被めっき物をカソードとする通常の正電解と、被めっき物をアノードとする逆電解とを交互に切り替えながら銅めっき処理を行なうようにしためっき方法において、銅めっきの電解条件として、下記の〔条件１〕＋〔条件５〕を採用したことを特徴とする銅めっきにおけるウィスカーの抑制方法。
〔条件１〕印加する直流電源
(i)正電解時
電流値＝０．５〜２０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．１〜１０００ｍｓ
(ii)逆電解時
電流値＝０．５〜６０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．０１〜１００ｍｓ
(iii)電流比
正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１〜１：３
(iv)通電時間比
正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝２０：１〜１００：１
〔条件５〕被めっき物のＸ−Ｙ軸揺動
Ｘ軸揺動：揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ
Ｙ軸揺動：揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ - カソードとアノード間に印加する直流電源電圧の極性を正負反転可能とし、被めっき物をカソードとする通常の正電解と、被めっき物をアノードとする逆電解とを交互に切り替えながら銅めっき処理を行なうようにしためっき方法において、銅めっきの電解条件として、下記の〔条件１〕＋〔条件２〕＋〔条件３〕を採用したことを特徴とする銅めっきにおけるウィスカーの抑制方法。
〔条件１〕印加する直流電源
(i)正電解時
電流値＝０．５〜２０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．１〜１０００ｍｓ
(ii)逆電解時
電流値＝０．５〜６０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．０１〜１００ｍｓ
(iii)電流比
正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１〜１：３
(iv)通電時間比
正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝２０：１〜１００：１
〔条件２〕電極間距離＝３〜３００ｍｍ
〔条件３〕被めっき物のＸ軸揺動
揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ - カソードとアノード間に印加する直流電源電圧の極性を正負反転可能とし、被めっき物をカソードとする通常の正電解と、被めっき物をアノードとする逆電解とを交互に切り替えながら銅めっき処理を行なうようにしためっき方法において、銅めっきの電解条件として、下記の〔条件１〕＋〔条件２〕＋〔条件４〕を採用したことを特徴とする銅めっきにおけるウィスカーの抑制方法。
〔条件１〕印加する直流電源
(i)正電解時
電流値＝０．５〜２０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．１〜１０００ｍｓ
(ii)逆電解時
電流値＝０．５〜６０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．０１〜１００ｍｓ
(iii)電流比
正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１〜１：３
(iv)通電時間比
正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝２０：１〜１００：１
〔条件２〕電極間距離＝３〜３００ｍｍ
〔条件４〕被めっき物のＹ軸揺動
揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ - カソードとアノード間に印加する直流電源電圧の極性を正負反転可能とし、被めっき物をカソードとする通常の正電解と、被めっき物をアノードとする逆電解とを交互に切り替えながら銅めっき処理を行なうようにしためっき方法において、銅めっきの電解条件として、下記の〔条件１〕＋〔条件２〕＋〔条件５〕を採用したことを特徴とする銅めっきにおけるウィスカーの抑制方法。
〔条件１〕印加する直流電源
(i)正電解時
電流値＝０．５〜２０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．１〜１０００ｍｓ
(ii)逆電解時
電流値＝０．５〜６０Ａ／ｄｍ２
通電時間＝０．０１〜１００ｍｓ
(iii)電流比
正電解の電流値：逆電解の電流値＝１：１〜１：３
(iv)通電時間比
正電解の通電時間：逆電解の通電時間＝２０：１〜１００：１
〔条件２〕電極間距離＝３〜３００ｍｍ
〔条件５〕被めっき物のＸ−Ｙ軸揺動
Ｘ軸揺動：揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ
Ｙ軸揺動：揺動ストローク＝±５〜５０ｍｍ
揺動速度＝０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ
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