JP3161827U - 不溶性陽極構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】耐腐蝕性に優れ、コストが低廉な不溶性陽極構造体の提供。【解決手段】不溶性陽極構造体であって、不溶性陽極本体、金パラジウム合金層、パラジウム層を含み、金パラジウム合金層が不溶性陽極本体上を被覆し、且つパラジウム層が金パラジウム合金層上を被覆する。【選択図】図２

Description

本考案は耐腐蝕性に優れた不溶性陽極構造体に関する。

プリント配線板の銅めっきシステムにおいて、陽極めっきは可溶性陽極と不溶性陽極に分けることができる。従来の可溶性陽極は含リン銅ボールをチタン製バスケットに入れて行うが、そのうちチタン製バスケットは対を成してめっき槽内の陰極の両側に設置され、陰極がめっき浴内に設置され、めっき槽に電気めっき液を加えて陰陽極に対して適切に通電すると、含リン銅ボールから銅イオンが解離し、陰極上で還元されて銅金属が沈積される。

しかしながら、電気めっき過程においては、含リン銅ボールが銅イオンを解離し続けて体積が徐々に小さくなり、且つ含リン銅ボール表面の解離速度も不均一であるだけでなく、過程において銅くずが崩れるため、一定時間ごとにラインを止めて含リン銅ボールを添加し、崩れた銅くずを取り出す必要があるため、生産能力と品質の低下を招き、また非常に不便でもある。

もう１つの不溶性陽極はチタンまたはチタン合金を陽極とし、銅イオンはめっき槽外の銅イオン溶解槽から供給され、銅イオンの供給源は酸化銅粉末を硫酸銅めっき液中で溶解させて得ることができる。不溶性陽極を平坦な網状平面とし、陰極と平行な平面上に配置することで、電界のフリンジング効果を回避できるほか、めっき浴の流動にも有利であり、不溶性陽極そのものは銅金属の溶解に関与せず、陰陽極間の電界の平均的な分布を制御する作用がある。このため不溶性陽極の電界分布は非常に均一であり、陰極表面の電流密度分布も制御され、陰極上により均一な電気めっき層を形成することができる。

しかしながら、平坦な網状のチタン網から成る不溶性陽極に通電して電気めっきを行うとき、めっき槽液接触面が発生期酸素を発生し、同時に陰極表面で還元して水素を発生する。めっき槽液が硫酸銅めっき浴溶液であるとき、発生期酸素がめっき浴中の硫酸と反応して強い腐蝕性の液体を形成し、チタン網に対して腐蝕作用を生じるため不溶性陽極の寿命が短縮されてしまう。

先行技術におけるもう１つの方法がチタン網表面上にロジウム（Ｒｈ）層をめっきする方法である。ロジウムは腐蝕に耐性があるものの、高価であるため、ロジウムめっき作業は陽極チタン網のコストを大幅に増加してしまう。

別の先行技術において使用される方法は、陽極チタン網表面上に高温でタンタル（Ｔａ）を焼結する方法である。チタン網上に酸化タンタルを形成した後、イリジウム（Ｉｒ）を酸化タンタル表面上に焼結し、酸化タンタル表面上に酸化イリジウムを形成する。酸化イリジウムは高い耐腐蝕性を持つ。しかしながら、酸化イリジウムを陽極チタン網の表面に使用することにはいくつかの欠点がある。例えば、後で酸化イリジウムに破損が生じた場合修復が難しく、通常陽極チタン網全体を交換する必要がある。また、酸化イリジウム表面の電気抵抗が高いため、電気めっきの操作電圧もより高く（約１.７Ｖ〜２Ｖ）、給電系統で消耗する電力に対する支出は単純にチタン網を使用したときより倍近く高くなってしまう。さらに、酸化タンタル及び酸化イリジウムの焼結は非常に時間と手間がかかり、共に銅めっきコストを大幅に増加させてしまう。

先行技術におけるもう１つの別の方法は、チタン網表面上にニッケル（Ｎｉ）層をあらかじめめっきしておき、続いて金（Ａｕ）層または白金（Ｐｔ） 層をめっきする方法である。しかしながら、金または白金層はさらに高価であるため、通常金層または白金層は比較的薄く、使用中金または白金層に破損が生じると、発生期酸素またはその発生する腐蝕性液体がニッケル層を侵蝕し、ニッケル層からニッケルイオンが溶解され、めっき槽液を汚染して銅めっきの品質の問題を引き起こしてしまう。

さらに、先行技術における別の方法は、不溶性陽極チタン網の表面上に直接パラジウム(Ｐｄ)層をめっきする方法である。パラジウムは極めて高い耐腐蝕性を持つが、チタン網上での密着性が悪いため、パラジウム層がチタン網上から剥落して効力が失われてしまう。

プリント配線板の銅めっきは、めっき層の厚さが均一で、銅めっき層の物理特性に優れ、操作コストが低い必要があるため、上述の方法に存在する問題を改善できる不溶性陽極構造体を提供する必要がある。

本考案の主な目的は、不溶性陽極構造体であって、特に耐腐蝕性に優れ、コストが低廉な不溶性陽極構造体を提供することにある。

本考案の不溶性陽極構造体は不溶性陽極本体、金パラジウム合金層、パラジウム層を含み、金パラジウム合金層が不溶性陽極本体表面上を被覆し、且つパラジウム層が金パラジウム合金層表面上を被覆する。

本考案の実施例において、そのうち不溶性陽極本体の材料は実質上金属チタンまたはチタン合金を含む。

本考案実施例において、そのうち金パラジウム合金層の金含有量は実質上７０％〜９５％である。

本考案は構造が新規的で産業上の利用に提供できると共に、耐腐蝕性の効果の増進とコストの低減が可能であるため、法に基づき実用新案登録を出願する。

本考案の不溶性陽極構造体の不溶性陽極を応用した実施例の外観図である。 図１の本考案の不溶性陽極の部分断面図である。

本考案の上述とその他目的、特徴、利点をよりはっきりと示すため、以下最良の実施例を挙げて図面を組み合わせ、詳細に説明する。

以下、図１と図２の本考案の不溶性陽極構造体の実施例を参照する。図１に本考案の不溶性陽極構造体の不溶性陽極を応用した実施例の外観図を示す。図１に示すように、本実施例において、不溶性陽極１は網状であるが、本考案はこの形状に限定されない。そのうち、不溶性陽極１は本考案の不溶性陽極構造体１０から形成される。

図２に図１の本考案の不溶性陽極１の部分断面図を示す。不溶性陽極構造体１０は不溶性陽極本体１０１、金（Ａｕ）パラジウム（Ｐｄ）合金層１０２、パラジウム（Ｐｄ）層１０３を含む。そのうち、金パラジウム合金層１０２が不溶性陽極本体１０１上を被覆し、且つパラジウム層１０３が金パラジウム合金層１０２上を被覆する。

本考案の実施例において、不溶性陽極本体１０１の材料は金属チタン（Ｔｉ）であるが、本考案はこれに限定されない。例えば、不溶性陽極本体１０１の材料はチタン合金やその他金属とすることもできる。

本実施例において、金パラジウム合金層１０２は化学めっきまたは電気めっき方式で不溶性陽極本体１０１上を被覆するが、本考案はこのめっき法に限定されない。パラジウム層１０３も化学めっきまたは電気めっき方式で金パラジウム合金層１０２上を被覆するが、本考案はこのめっき法に限定されない。そのうちの一実施例において、金パラジウム合金層１０２の金含有量は実質上７０％〜９５％であるが、本考案はこれに限定されない。最良の実施例において、金パラジウム合金層１０２の金含有量は実質上８０％〜９０％である。

本考案の実施例において、金パラジウム合金層１０２は亜硫酸金（Ａｕ_２（ＳＯ_３）_２）溶液及び塩化パラジウムアンモニウム塩溶液を化学めっきまたは電気めっきで反応させて得るが、本考案はこれに限定されない。

そのうちの一実施例において、亜硫酸金溶液は１リットル当たり実質上３グラム〜６.５グラムの金を含有し、且つ塩化パラジウムアンモニウム塩溶液は１リットル当たり実質上０.５グラム〜４.５グラムのパラジウムを含有する。本考案で使用する亜硫酸金溶液は、従来の極めて毒性が高いシアン化金カリウム溶液ではないため、操作上の安全性を向上できることに注意が必要である。

また、金パラジウム合金層１０２をパラジウム層１０３で被覆する前に、金パラジウム合金層１０２にあらかじめベーキング処理を施すことに注意が必要であり、そのうちの一実施例において、ベーキング処理の処理温度は３００℃〜４００℃の間であり、これにより金パラジウム合金層１０２内に含まれる水素（Ｈ_２）を除去する。

本考案の実施例において、形成されるパラジウム層１０３は多孔構造を備え、これによりめっき液との接触面積を増加し、不溶性陽極１の電気めっき時の電子交換を加速して電気めっきの電気抵抗と電圧を抑えることができる。

本考案が提供する不溶性陽極構造体１０は、その最外層のパラジウム層１０３の外観が銀灰色で、中間の金パラジウム合金層１０２の外観が金色であり、パラジウム層１０３が破損したとき、作業員は肉眼でパラジウム層１０３の破損箇所が金色になっている(即ち金パラジウム合金層１０２)ことを確認でき、修復方法はパラジウムを再度めっきするだけでよく、先行技術において、不溶性陽極が破損したとき全体を交換しなければならないという欠点を改善することができる。

上述をまとめると、本考案は目的、手段、効果のいずれも従来技術とは異なる特徴を顕示しており、審査官殿にはご明察の上早期の特許を賜り、社会に貢献できるよう望むものである。上述のいくつかの実施例は説明のために例を挙げたまでであり、本考案の主張する権利範囲は実用新案登録請求の範囲に準じ、上述の実施例に限定されないことに注意が必要である。

１ 不溶性陽極
１０ 不溶性陽極構造体
１０１ 不溶性陽極本体
１０２ 金パラジウム合金層
１０３ パラジウム層

Claims (10)

1. 不溶性陽極構造体であって、
   不溶性陽極本体と、
   前記不溶性陽極本体の表面上を被覆する金パラジウム（Ａｕ-Ｐｄ）合金層と、
   前記金パラジウム合金層上を被覆するパラジウム層と、
   を含むことを特徴とする、不溶性陽極構造体。
2. 前記不溶性陽極本体の材料が、実質上金属チタンまたはチタン合金或いはその他導電性の適した金属であることを特徴とする、請求項１に記載の不溶性陽極構造体。
3. 前記金パラジウム合金層の金含有量が実質上７０％〜９５％であることを特徴とする、請求項２に記載の不溶性陽極構造体。
4. 前記金パラジウム合金層が化学めっき、電気めっきまたは真空スパッタリングのいずれかの方式で前記不溶性陽極本体上を被覆して設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の不溶性陽極構造体。
5. 前記化学めっきまたは前記電気めっきを行うとき、亜硫酸金溶液及び塩化パラジウムアンモニウム塩溶液の混合から前記金パラジウム合金層を形成することができ、また真空スパッタリングで前記金パラジウム合金層を形成することもできることを特徴とする、請求項４に記載の不溶性陽極構造体。
6. 前記亜硫酸金溶液が１リットル当たり実質上３グラム〜６．５グラムの金を含有し、且つ前記塩化パラジウムアンモニウム塩溶液が１リットル当たり実質上０．５グラム〜４．５グラムのパラジウムを含有することを特徴とする、請求項５に記載の不溶性陽極構造体。
7. 前記パラジウム層が、化学めっき、電気めっき、または真空スパッタリングのいずれかの方式で前記金パラジウム合金層上を被覆して設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の不溶性陽極構造体。
8. 前記パラジウム層が多孔構造を有することを特徴とする、請求項７に記載の不溶性陽極構造体。
9. 前記パラジウム層で前記金パラジウム合金層を被覆する前に、前記金パラジウム合金層をあらかじめベーキング処理することを特徴とする、請求項１に記載の不溶性陽極構造体。
10. 前記ベーキング処理の温度が実質上３００℃〜４００℃の間であることを特徴とする、請求項９に記載の不溶性陽極構造体。

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