JP2017152492A - Plating method and plating apparatus for printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷配線板のめっき方法およびめっき装置に関する。 The present invention relates to a plating method and a plating apparatus for a printed wiring board.
従来、基板(印刷配線板)に電解めっきを施す場合には、公知の電解めっき装置が用いられる。この電解めっき装置は、めっき液(例えば硫酸銅溶液)が貯蔵されためっき槽の中に基板を浸漬させ、基板の両面と、基板の表裏面の両側に配置した電極とを、それぞれ通電させてめっき処理を行う。このような方法は直流めっき法と呼ばれる。 Conventionally, when electrolytic plating is performed on a substrate (printed wiring board), a known electrolytic plating apparatus is used. In this electrolytic plating apparatus, a substrate is immersed in a plating tank in which a plating solution (for example, a copper sulfate solution) is stored, and both surfaces of the substrate and electrodes disposed on both sides of the front and back surfaces of the substrate are energized. Plating is performed. Such a method is called a direct current plating method.
近年、基板の高板厚化・スルーホール小径化による高アスペクト比化に伴い、スルーホールめっきのスローイングパワーが低下することから、直流めっき法では、全体のめっき厚を厚くして、スルーホール内めっき厚を確保している。
しかしながら、このような高アスペクト比化(スルーホール径に対する板厚の比が高いこと)から、スルーホール内のめっき液の流動性が低下するだけでなく、スルーホール内の電流密度が低下してしまう問題がある。また、基板の表層のめっき厚も厚くなるので、微細回路形成するためには薄く均一に研磨しなければならず、回路形成が難しくなる。また、研磨後のめっき厚みにばらつきやムラが出たり、部分的に薄くなったりして、回路の接続信頼性が低下する。
In recent years, the throwing power of through-hole plating has decreased with the increase in the thickness of the substrate and the increase in the aspect ratio due to the reduction in the diameter of the through-hole. The plating thickness is secured.
However, this high aspect ratio (the ratio of the plate thickness to the through hole diameter is high) not only reduces the fluidity of the plating solution in the through hole, but also reduces the current density in the through hole. There is a problem. Further, since the plating thickness of the surface layer of the substrate is also increased, it is necessary to polish thinly and uniformly in order to form a fine circuit, which makes circuit formation difficult. In addition, variations and unevenness in the plating thickness after polishing occur, or the thickness of the plating is partially reduced, resulting in a decrease in circuit connection reliability.
上記した問題は、パルスめっき法では改善可能であるが、直流めっき法と比べて、設備などのコストがかかってしまう。 Although the above-described problems can be improved by the pulse plating method, the cost of facilities and the like is increased as compared with the direct current plating method.
このような問題を解決するため、例えば、特許文献1には、硫酸銅めっき液中で正電流を印加して電気めっきし、電気めっきと同一のめっき液中で、導体形成とは逆の負電流を印加して局部の電解エッチングを行い所定のパターンを形成するパターン形成方法が挙げられている。また、特許文献1では、硫酸銅めっき液による電気めっきは、パターンめっき厚とスルーホールめっき厚が均一となるように行うとしている。
しかしながら、特許文献1では、印加時間をそれぞれ異なる時間にした正電流と負電流を交互に印加した周期的反転電流印加方式でめっきを行うので、作業が煩雑になる上、めっき厚のばらつきは解消されない。また、正電流と負電流の印加時間をそれぞれ異なる時間にしてもめっき厚は表裏面で均一になることはない。
In order to solve such a problem, for example, in
However, in
本発明は、直流めっき法による印刷配線板のめっき方法および電解めっき装置に起因する印刷配線板のめっき厚のばらつきを容易に制御し、均一なめっき厚を得ることができる印刷配線板のめっき方法および電解めっき装置を提供することを課題とする。 The present invention relates to a plating method for a printed wiring board by a direct current plating method and a plating method for a printed wiring board capable of easily controlling a variation in the plating thickness of the printed wiring board caused by an electrolytic plating apparatus and obtaining a uniform plating thickness. It is another object of the present invention to provide an electrolytic plating apparatus.
本発明は、上記課題を解決するべく完成されたものであって、以下の構成からなる。
(1)印刷配線板を電解めっきするめっき方法であって、印刷配線板の表裏面に対して、それぞれ電流を印加し且つ噴流装置からめっき液を噴流することを交互に行うことを特徴とする印刷配線板のめっき方法。
(2)一方の面から電流を印加している状態において、他方の面からも一方の面の5〜20%の電流を印加する(1)に記載の印刷配線板のめっき方法。
(3)前記印刷配線板がスルーホールを有し、このスルーホール内を電解めっきする(1)または(2)に記載の印刷配線板のめっき方法。
(4)めっき液が貯蔵されためっき槽と、前記めっき液に浸漬され且つ表裏面がそれぞれ外部電源の陰極と電気的に接続される被めっき物である印刷配線板と前記印刷配線板の表裏面にそれぞれ対向配置し且つ前記外部電源の陽極に電気的に接続された2つの電極と、前記印刷配線板と前記電極との間において、前記印刷配線板と対向配置しためっき液の噴流装置とを備え、前記印刷配線板の表裏面に対して、交互に前記外部電源から電流を流し且つ前記噴流装置からめっき液を噴流することを特徴とする電解めっき装置。
(5)前記印刷配線板の上部が治具で挟持して固定され、この治具が表裏で別々のブスバーを有する(4)に記載の電解めっき装置。
(6)前記印刷配線板がスルーホールを有し、このスルーホール内を電解めっきする(4)または(5)に記載の電解めっき装置。
The present invention has been completed in order to solve the above problems, and has the following configuration.
(1) A plating method for electrolytic plating of a printed wiring board, wherein current is applied to the front and back surfaces of the printed wiring board, and a plating solution is jetted from a jet device alternately. Plating method for printed wiring board.
(2) The method for plating a printed wiring board according to (1), wherein a current of 5 to 20% of one surface is applied also from the other surface in a state where a current is applied from one surface.
(3) The method for plating a printed wiring board according to (1) or (2), wherein the printed wiring board has a through hole, and the inside of the through hole is electrolytically plated.
(4) A plating tank in which a plating solution is stored, a printed wiring board that is a plating object that is immersed in the plating solution and whose front and back surfaces are electrically connected to a cathode of an external power source, respectively, and a surface of the printed wiring board Two electrodes respectively disposed opposite to the back surface and electrically connected to the anode of the external power source; and a plating solution jetting device disposed between the printed wiring board and the electrode so as to face the printed wiring board The electroplating apparatus is characterized in that a current is alternately supplied from the external power supply to the front and back surfaces of the printed wiring board and a plating solution is jetted from the jetting apparatus.
(5) The electroplating apparatus according to (4), wherein an upper portion of the printed wiring board is sandwiched and fixed by a jig, and the jig has separate bus bars on the front and back sides.
(6) The electrolytic plating apparatus according to (4) or (5), wherein the printed wiring board has a through hole, and the inside of the through hole is electrolytically plated.
本発明によれば、電流の印加およびめっき液の噴流を、印刷配線板の表裏面から交互に行うことにより、印刷配線板のめっき厚のばらつきを容易に制御でき、且つ既存のめっき装置を活用して、安価に均一なめっき厚を得ることができる。 According to the present invention, the application of current and the jet of plating solution are alternately performed from the front and back surfaces of the printed wiring board, so that variations in the plating thickness of the printed wiring board can be easily controlled and the existing plating apparatus is utilized. Thus, a uniform plating thickness can be obtained at a low cost.
本実施形態に係る電解めっき装置100は、図1に示すように、めっき槽1と、めっき槽1に貯蔵されるめっき液2と、外部電源(整流器)3とを備える。めっき槽1内にはめっき液を吸い込み印刷配線板10へと噴流するノズル40を少なくとも1つ設けた噴流装置4が、印刷配線板10の両側に対向配置される。外部電源3の陽極は2本で一対となる電極(アノード)5に電気的に接続され、外部電源3の陰極はブスバー6を介して治具7に接続されている。治具7は印刷配線板10を固定し且つ外部電源3と印刷配線板10とを電気的に接続する。印刷配線板10は、治具7に固定され、めっき液2内に浸漬している。なお、図中の矢印は電子の流れる向きを示すものである。
As shown in FIG. 1, the
めっき液2としては例えば、硫酸銅溶液、シアン化銅めっき液などが挙げられる。
なお、電解めっき前の印刷配線板10には、印刷配線板10を電解めっきの電極にできるように、化学めっき(無電解めっき)を行う。
Examples of the plating solution 2 include a copper sulfate solution and a copper cyanide plating solution.
The printed
外部電源3は、一般的な電解めっき装置において印刷配線板の電解めっきに使用され、印刷配線板10の表裏面に対向するように設置され、2本で一対となる電極5を陽極に接続し、印刷配線板10を陰極に接続する。この外部電源3から印刷配線板10の表裏面と一対の電極5間にそれぞれ電流を印加し、電解めっきを行う。表用の電極5と裏用の電極5に、それぞれ別の外部電源3を使用して、電流値を別々に制御し、表裏へ交互に電流を印加させる。印刷配線板10の表裏面でめっきの面積が異なる場合においても、表裏でそれぞれ別の外部電源3を使用して、電流値を別々に制御すればよい。
なお、電解めっき装置100には、めっき液2中の金属イオンの不均一性を解消するための攪拌装置(図示せず)が具備されている。
The
The
噴流装置4は、めっき液2を噴流するノズル40を少なくとも1つ有する装置であり、めっき槽1のめっき液2中に設置される。この噴流装置4は、印刷配線板10の表裏面を移動するものであってもよいが、印刷配線板10と電極5の間に、例えばエダクターノズルなどのノズル40の孔が印刷配線板10と対向するように一対ずつ設置されるのがよい。一対は、必ずしもノズル40同士が互いに対向する必要はなく、多少のズレがあってもよい。
この噴流装置4は、印刷配線板10の表裏面に対して交互にノズル40からめっき液2の噴流を行う。
The jet device 4 is a device having at least one
The jet device 4 jets the plating solution 2 from the
電極(アノード)5は、上記したように、外部電源3の陽極に接続され、印刷配線板10の表裏面に対向するように一対設置される。
As described above, the electrodes (anodes) 5 are connected to the anode of the
治具7は、図2(a)および(b)に示すように、印刷配線板10をめっき槽1に設置し且つ外部電源3の陰極と電気的に接続するものであり、印刷配線板10の上部を表裏面で挟持するクランプ70と、外部電源3からの電流を印刷配線板10の表裏面に対してそれぞれ印加する一対のブスバー6とを備える。この治具7は図2(a)に示すように、複数の印刷配線板10を同時に挟持することができる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
本発明に係る印刷配線板のめっき方法を説明する。
電解めっき装置100を用いて印刷配線板10にめっき処理するには、まず、予め化学銅めっきを行った印刷配線板10の表裏面の上部を治具7のクランプ70で固定し、治具7の表裏に備えたブスバー6により、外部電源3の陰極に接続する。
次に、印刷配線板10を、外部電源3の陽極と接続された一対の電極5の間で且つノズル40を備えた噴流装置4の間になるように、めっき液2が貯蔵されためっき槽1へ浸漬する。
このとき、印刷配線板10の表裏面はそれぞれ噴流装置4および電極5と対向する。
次に、表用の電極5と裏用の電極5に接続したそれぞれ別の外部電源3から印刷配線板10の表裏面に対して交互に電流を印加する。このとき、印刷配線板10の電流の印加された側の噴流装置4のノズル40からめっき液2が印刷配線板10の表面に吹き付けられ、表層にめっきが形成される。これを表裏面のそれぞれの方向から交互に繰り返すことにより、印刷配線板10の表層に均一な厚さのめっきが形成される。
A method for plating a printed wiring board according to the present invention will be described.
In order to perform the plating process on the printed
Next, the plating tank in which the plating solution 2 is stored so that the printed
At this time, the front and back surfaces of the printed
Next, a current is alternately applied to the front and back surfaces of the printed
印刷配線板10の表裏でめっき面積が異なる場合においても、表裏でそれぞれ別の外部電源3を使用して、電流値を別々に制御すれば、表裏のめっき厚を揃えることができる。
また、表裏でめっき厚に疎密差がある場合、密の部分では、めっきレジスト(ドライフィルム)の密着が弱くなりめっき液が染み込み易い。そのため、めっき液の噴流量を調整すれば、密の部分のめっきレジストの形成部にめっき液が染み込むことなく、表裏のめっき厚を揃えることができる。
Even when the plating areas on the front and back sides of the printed
Further, when there is a difference in density between the front and back surfaces, the plating resist (dry film) is weakly adhered in the dense part and the plating solution is likely to penetrate. Therefore, if the jet flow of the plating solution is adjusted, the plating thickness of the front and back surfaces can be made uniform without causing the plating solution to permeate into the dense portion where the plating resist is formed.
印刷配線板10は表裏面を貫通するスルーホール9を有していてもよい。このスルーホール9内に均一なめっき厚を確保することに、電解めっき装置100は効果が高い。
The printed
次に、印刷配線板10のスルーホール9へのめっき方法を説明する。なお、前述した印刷配線板10の表面へのめっき方法と同じ説明は省略する。
電解めっき装置100を用いて印刷配線板10のスルーホール9内にめっき処理する場合、まず、化学銅めっきを行う。このとき、印刷配線板10とスルーホール9内もめっきされる。
次に、印刷配線板10の端部側面の化学銅めっきを研磨などで除去し、印刷配線板10の表裏面の導通はスルーホール9のみにする。このように印刷配線板10の表裏面の導通をスルーホール9のみにすることで、印刷配線板10の端部側面から反対側に電流が回ることを防止し、スルーホール9に電解めっきの電流を集中させる。
次に、印刷配線板10の表裏面の上部を治具7のクランプ70で固定し、治具7の表裏に備えたブスバー6により、外部電源3の陰極に接続し、外部電源3の陽極と接続された一対の電極5の間で且つノズル40を備えた噴流装置4の間になるように、めっき液2が貯蔵されためっき槽1へ浸漬させる。
次に、表用の電極5と裏用の電極5に接続したそれぞれ別の外部電源3から印刷配線板10の表裏面に対して交互に電流を印加する。このとき、印刷配線板10の電流の印加された側の噴流装置4から、めっき液2がスルーホール9内に吹き付けられて、スルーホール9内にめっきが形成される。これを表裏面のそれぞれの方向から交互に繰り返すことにより、スルーホール9内に均一な厚さのめっきが形成される。このように、印刷配線板10の表裏面から交互に電流を印加することで、電流の両表面への集中を防止することができ、印刷配線板10の表面のめっき厚を抑えることができる。さらに、印刷配線板10の表裏面から交互にめっき液2を吹き付けることで、スルーホール9内でめっき液2が停滞することがなく循環し、スルーホール9内のめっき形成を促進する。
Next, a method for plating the printed
When plating in the through
Next, the chemical copper plating on the side surface of the end portion of the printed
Next, upper portions of the front and back surfaces of the printed
Next, a current is alternately applied to the front and back surfaces of the printed
スルーホール9内へのめっきの形成を、図3(a)〜(c)を用いて説明する。
図3(a)は印刷配線板10の表側から電流の印加とめっき液の噴流を行ったものである。このとき、スルーホール9内のめっき8は、断面が三角形状となり、スルーホール9の表側の開口付近はめっきが密であるが、裏側へかけてめっきが疎となっている。
次に、印刷配線板10の裏側から電流の印加とめっき液の噴流を行う。このとき、図3(b)に示すように、スルーホール9内のめっき8は、断面が三角形状となり、スルーホール9の裏側の開口付近はめっきが密であるが、表側へかけてめっきが疎となっていく。
この図3(a)および(b)に示す電流の印加とめっき液の噴流を交互に繰り返すと、図3(c)に示すように均一な厚みのめっき8を得ることができる。
The formation of plating in the through
FIG. 3A shows a case where a current is applied and a plating solution is jetted from the front side of the printed
Next, current is applied and a plating solution is jetted from the back side of the printed
When the current application and the plating solution jet shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) are alternately repeated, plating 8 having a uniform thickness can be obtained as shown in FIG. 3 (c).
印刷配線板10の表裏面に対して、電流の印加とめっき液の噴流は、一定時間ごとに表裏を交互に切り替えて行うのがよく、この切り替え時間としては例えば5〜30分程度がよい。
切り替え時間が5分より短い場合、電流と噴流の切り替え頻度が上がるので、スルーホール9内のめっき厚が均一化するが、印刷配線板10の表裏面の表層のめっき厚のばらつきが増える。反対に、切り替え時間が30分より長い場合、印刷配線板10の表裏面の表層のめっき厚のばらつきは低下するが、スルーホール9内でのめっき厚のばらつきが増えてしまう。
The application of current and the jet of the plating solution to the front and back surfaces of the printed
When the switching time is shorter than 5 minutes, the frequency of switching between the current and the jet increases, so that the plating thickness in the through
めっき処理中に電流印加していない面に起きる可能性があるバイボーラ現象への対策として、図4に示すように、印刷配線板10の表裏面に対して、ブスバー6で一方の面に電流を印加している状態において、他方の面のブスバー6にも一方の面の5〜20%の電流を印加するとよい。このとき、電流は通常の直流めっきで使用する電流密度のレンジと同じでよく、例えば0.8〜3.0ASDであるのがよい。
As a countermeasure against a bipolar phenomenon that may occur on a surface to which no current is applied during the plating process, a current is applied to one surface with a
以上のように、この印刷配線板のめっき方法によると、既存のめっき装置を活用した直流めっき法で製造できるので、パルスめっき法に対応した新規設備導入などの必要がなく、コスト増を抑制できる。 As described above, according to the plating method of this printed wiring board, since it can be manufactured by the direct current plating method utilizing the existing plating apparatus, it is not necessary to introduce new equipment corresponding to the pulse plating method, and the cost increase can be suppressed. .
1 めっき槽
2 めっき液
3 外部電源(整流器)
4 噴流装置
5 電極
6 ブスバー
7 治具
8 めっき
9 スルーホール
10 印刷配線板
40 ノズル
70 クランプ
100 電解めっき装置
1 Plating tank 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Jet apparatus 5
Claims (6)
前記めっき液に浸漬され且つ表裏面がそれぞれ外部電源の陰極と電気的に接続される被めっき物である印刷配線板と
前記印刷配線板の表裏面にそれぞれ対向配置し且つ前記外部電源の陽極に電気的に接続された2つの電極と、
前記印刷配線板と前記電極との間において、前記印刷配線板と対向配置しためっき液の噴流装置とを備え、
前記印刷配線板の表裏面に対して、交互に前記外部電源から電流を流し且つ前記噴流装置からめっき液を噴流することを特徴とする電解めっき装置。 A plating tank in which a plating solution is stored;
A printed wiring board, which is an object to be plated, immersed in the plating solution and whose front and back surfaces are electrically connected to the cathode of the external power source, respectively, and opposed to the front and back surfaces of the printed wiring board and to the anode of the external power source Two electrically connected electrodes;
Between the printed wiring board and the electrode, comprising a plating solution jetting device disposed opposite to the printed wiring board,
An electroplating apparatus, wherein current is alternately supplied from the external power source to the front and back surfaces of the printed wiring board, and a plating solution is jetted from the jet device.
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JP2016032380A JP2017152492A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Plating method and plating apparatus for printed wiring board |
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