JP4020070B2

JP4020070B2 - めっき装置

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Publication number: JP4020070B2
Application number: JP2003406257A
Authority: JP
Inventors: 京子熊谷; 信子奥田; 俊久下
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2007-12-12
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Description

本発明は、基板の表面をめっきさせると共に、その基板に設けられる有底ビア内部にめっきを充填させるめっき装置に関する。

従来より、配線層や絶縁層などが順次形成されるビルドアップ基板は知られている。一般に、このビルドアップ基板は、絶縁層にビアを形成し、そのビア内部に金属めっきを充填することにより、その絶縁層の上下に形成される配線層を電気的に接続している。
図６（ａ）は、ビア内部にめっきが充填される前のビルドアップ基板の一部を示す図である。

図６（ａ）に示す基板６０には、銅箔を底とする有底ビア６１が設けられている。
図６（ｂ）は、図６（ａ）の基板６０を破線Ａで切ったときの断面図を示す図である。
図６（ｂ）に示す基板６０は、コアの上に配線層である銅箔６２が形成され、更に、銅箔６２の上にエポキシなどの絶縁層６３が形成されている。そして、その絶縁層６３には、レーザ加工などにより有底ビア６１が形成されている。

また、図６（ｃ）は、図６（ｂ）と同様に、図６（ａ）の基板６０を破線Ａで切ったときの断面図であり、化学銅めっき工程及び電解めっき工程が終了した後の状態を示している。
図６（ｃ）に示すように、化学銅めっき工程及び電解銅めっき工程が終了した基板６０は、絶縁層６３の表面及び有底ビア６１内部が銅めっきされ、絶縁層６３の上に銅の配線層６４が形成されている。また、有底ビア６１内部に銅めっきが充填されている。

そして、絶縁層６３の表面及び有底ビア６１内部に対して銅めっきを行う方法の１つに、密閉式のめっき槽内に配置される基板６０の平面に対して平行にめっき液を流し、そのめっき槽内でめっき液内の銅イオンを電気化学反応により、銅を基板６０に析出させる方法がある。

図６（ｄ）は、従来における密閉式のめっき槽を上から見た図である。なお、矢印は、めっき液の流れる方向を示している。
図６（ｄ）に示すように、めっき槽内には、陽極である２枚の電極板６５が設けられ、その２枚の電極板６５の間に陰極である基板６０が配置される構成となっている。また、めっき槽内は、基板６０の平面に対して平行にめっき液が流れる構成となっている。そして、２枚の電極板６５と基板６０との間に電流を流すことにより、基板６０に対して電解めっきを行う。（例えば、特許文献１または特許文献２参照）
ここで、図６（ｅ）は、流体の動きを模式的に示す図である。

図６（ｅ）は、凹部の深さ方向に対して垂直方向に流体を流すことにより、すなわち、図６（ｅ）の左側から図６（ｅ）の右側に一方向に流体を流すことにより、凹部内部にも流体が一様に攪拌することを示している。（例えば、非特許文献１参照）
従来では、このように、凹部の深さ方向に対して垂直方向に流体を流すことにより、その凹部内部にも流体が一様に攪拌することを利用して、図６（ｄ）に示すように、有底ビア６１内部に銅めっきを充填させている。

ところで、上述した従来のめっき方法において、短時間で有底ビア６１内部にめっきを充填させようとする場合は、電解銅めっき工程における電流密度を高くして基板６０における銅の析出の進行をはやくさせることが考えられる。
しかしながら、電解銅めっき工程における電流密度を高くしてしまうと、有底ビア６１内部のめっきに「ボイド（気泡）」や「やけ（むら、または、しみ）」などが発生してしまうおそれがある。

そこで、従来では、電解銅めっき工程における電流密度を高くしても、めっき槽内におけるめっき液の流れを速くさせれば、有底ビア６１内部のめっきに「ボイド」や「やけ」を発生させないことが実験的に分かっており、めっき液の流れをできるだけ速くさせて高電流密度で電解めっきを行うことが考えられている。
特開２００１−２６７７２６号（第３頁、第３図）ＵＳ４２９２１４４（第１〜６欄第１図）画像から学ぶ流体力学、種子田定俊、１９８８年、朝倉書店

しかしながら、めっき槽内におけるめっき液の流れを速くしてしまうと、今度は、めっき槽内におけるめっき液が乱流となり易く、めっき液を基板６０の平面に対して平行に流すということが困難になり、有底ビア６１内部のめっきに「ボイド」が発生するおそれがある。また均一な膜質のめっきが得られないおそれがある。

そこで、本発明では、めっき液の流れを速くさせつつ、めっき液を基板の平面に対して平行に且つ一方向に流すことが可能なめっき装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明のめっき装置は、基板に設けられる有底ビア内部にめっきを充填させるめっき装置であって、２枚の電極板を互いに平行になるように内部に備え、前記２枚の電極板の間に配置される前記基板の平面に対して平行にめっき液が流れると共に、前記電極板と前記基板との間に電流が流れるめっき槽と、前記めっき槽に前記めっき液を押し出す第１のポンプと、前記めっき槽から前記めっき液を吸い込む第２のポンプとを備え、前記第２のポンプにより前記めっき槽から吸い込まれる単位時間当りの前記めっき液の量を前記第１のポンプにより前記めっき槽に押し出される単位時間当りの前記めっき液の量よりも多くさせることを特徴とする。

このように、めっき槽から吸い出される単位時間当りのめっき液の量がめっき槽に押し出される単位時間当りのめっき液の量よりも多くさせることにより、めっき槽におけるめっき液の吸い込み側の側面に当たって跳ね返るめっき液の量を少なくすることができるので、めっき槽内のめっき液を一方向にスムーズに流すことができる。これにより、めっき槽に流れるめっき液の流速を速くさせても、基板の平面に対して平行に且つ一方向にめっき液を流すことができる。

また、めっき槽に流れるめっき液の流速を速くさせても、基板の平面に対して平行に且つ一方向にめっき液を流すことができる。電流密度を高くした場合でも、有底ビア内部のめっきに「ボイド」などを発生させることなく短時間に有底ビア内部にめっきを充填させることができる。

また、上記めっき装置は、前記電極板の平面に対して垂直方向に設けられるスリット板を前記第１のポンプと前記基板との間に備えるように構成してもよい。
これにより、基板の平面に対して平行にめっき液を流すことができると共に、基板付近におけるめっき液の流速を速くさせることができる。

また、上記めっき装置は、前記２枚の電極板と前記基板との間に定電流を流して、前記有底ビア内部にめっきを充填させるように構成してもよい。
また、上記めっき装置は、前記２枚の電極板と前記基板との間にパルス電流を流して、前記有底ビア内部にめっきを充填させるように構成してもよい。

これにより、有底ビアのコーナー部分における金属の析出が進行することを抑えることができるので、有底ビア内部のめっきに「ボイド」などが発生することを抑えることができる。

本発明によれば、めっき槽の吸い込み側の側面に当たって跳ね返るめっき液の量を少なくすることができるので、めっき槽内において一方向にスムーズにめっき液を流すことができる。これにより、めっき槽に流れるめっき液の流速を速くさせても、基板の平面に対して平行に且つ一方向にめっき液を流すことができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態のめっき装置を示す図である。
図１（ａ）に示すように、めっき装置１０は、基板に電解めっきを行うための密閉式横型のめっき槽１１（めっき槽）と、めっき槽１１にめっき液（例えば、酸性度が１以下の硫酸の溶液）を押し出すポンプ１２（第１のポンプ）と、めっき槽１１からめっき液を吸い込むポンプ１３（第２のポンプ）と、めっき液をめっき槽１１に供給するためにめっき液を一時的に溜めておくためのめっき槽１４とを備えて構成される。なお、めっき槽１４は、めっき槽１１よりも容量が大きい。

上記めっき装置１０は、ポンプ１２及び１３によりめっき液をめっき槽１１とめっき槽１４との間で循環させている。
また、上記めっき装置１０は、めっき槽１１内のめっき液の量が常に一定となるように、ポンプ１２及び１３におけるそれぞれのめっき液を送り出すパワーが調整されている。すなわち、具体的には、めっき装置１０では、めっき槽１１内のめっき液が減っていくことがないように、且つ、ポンプ１３がめっき槽１１から吸い込む単位時間当りのめっき液の量が、ポンプ１２がめっき槽１１に押し出す単位時間当りのめっき液の量よりも多くなるように、ポンプ１２が押し出す単位時間当りのめっき液の量とポンプ１３が吸い込む単位時間当りのめっき液の量とが調整されている。

また、上記めっき装置１０は、不溶解陽極を用いて基板に対してめっきを行うものであって、例えば、不図示の銅溶解槽からめっき槽１４に銅ボールが供給されることによりめっき液内の銅イオン濃度が調整される。そして、そのめっき液内の銅イオンが電気分解され、基板表面及び有底ビア内部に銅が析出される。

また、めっき装置１０により電解銅めっきが行われる前の基板は、以下に示す工程により形成される。
例えば、まず、銅箔黒化処理されたコアの表面に絶縁層がラミネートされ、次に、その絶縁層にＵＶ−Ｙａｇ（ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔｒａｙ−ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｒｎｅｔ）レーザなどにより径が３０μｍ程のビア（穴）が設けられる。そして、化学銅めっき工程により絶縁層の表面及びビア内部の表面に銅めっきが１層張られ、電解銅めっきが行われる前の基板が形成される。

そして、めっき装置１０により電解銅めっきが行われることにより、絶縁層の表面に更に銅が析出され、コア上の銅箔部分を底とする基板の有底ビア内部にもめっきが充填される。
次に、上記めっき装置１０におけるめっき槽１１について説明する。

図１（ｂ）は、めっき槽１１を示す図である。
図１（ｂ）に示すように、めっき槽１１は、正の電極に接続されると共に、めっき槽１１の長手方向に対してそれぞれ平行に設けられる２枚の不溶解陽極１５（電極板）と、ポンプ１２によりめっき液が押し出される押出口に設けられる押出口部材１６と、ポンプ１３によりめっき液が吸い込まれる吸込口に設けられる吸込口部材１７と、不溶解陽極１５と押出口部材１６との間に、不溶解陽極１５の平面に対してそれぞれ垂直方向に設けられる２枚のスリット板１８及び１９とを備えて構成される。

上記めっき槽１１において、基板は、互いに平行に並べられた２枚の不溶解陽極１５の間に配置される。
図２は、めっき槽１１を上から見た図である。なお、図１（ａ）〜（ｂ）と同じ構成には、同じ符号を付けている。また、図２は、めっき槽１１の上部に備えられる蓋を省略して図示している。

図２に示す２枚の不溶解陽極１５の間に配置される基板２０は、例えば、縦７ｃｍ、横１０ｃｍの基板であって、めっき液の流れる方向に対して平行になるように、つまり電極板（２枚の不溶解陽極１５）に平行になるように、位置決め部材（図示なし）により固定されている。

また、図２に示す２枚の不溶解陽極１５は、それぞれ、例えば、チタンに酸化イリジウムまたは白金が蒸着されたものなどで構成されるメッシュ状の不溶解陽極であって、縦１０ｃｍ、横１０ｃｍとする。
まず、押出口部材１６を通ってめっき槽１１に流入されためっき液は、２枚のスリット板１８及び１９にそれぞれ設けられるスリットを通り、２枚の不溶解陽極１５及び基板２０の間を通る。

そして、２枚の不溶解陽極１５及び基板２０の間を通っためっき液は、吸出口部材１７からめっき槽１１の外に流出される。
また、押出口部材１６及び吸込口部材１７は、めっき槽１１において、互いに対向するような位置に設けられている。これにより、めっき槽１１内を流れるめっき液を押出口から吸込口まで一方向（図２における右から左へ向かう方向）に流すことができる。すなわち、めっき槽１１内に配置される基板２０の平面に対して平行にめっき液を流すことができる。

また、上記めっき槽１１において、不溶解陽極１５は正の電極に接続され、基板２０は負の電極に接続されている。そして、めっき液を介して不溶解陽極１５から基板２０へ電流を流すことにより電解銅めっきを行う。
このように、上記めっき槽１１では、めっき液を基板２０に対して平行に流しながら、不溶解陽極１５と基板２０との間に電流を流すことにより、めっき液中の銅イオンが電気化学反応により、基板２０の表面に銅を析出させると共に、基板２０に設けられる有底ビア内部にも銅を析出させる。

そして、本実施形態のめっき装置１０では、上述したように、ポンプ１３がめっき槽１１から吸い込む単位時間当りのめっき液の量が、ポンプ１２がめっき槽１１から押し出す単位時間当りのめっき液の量よりも多くなるようにしている。すなわち、めっき装置１０では、ポンプ１３におけるめっき液を吸い込むパワーが、ポンプ１２におけるめっき液を押し出すパワーよりも大きくなるようにしている。

このように、めっき槽１１から吸い出される単位時間当りのめっき液の量がめっき槽に押し出される単位時間当りのめっき液の量よりも多くなるようにしていることにより、めっき槽１１におけるめっき液の吸い込み側の側面に当たって跳ね返るめっき液の量を少なくすることができるので、めっき槽１１内のめっき液を一方向にスムーズに流すことができる。これにより、めっき槽１１に流れるめっき液の流速を速くさせても、基板２０の平面に対して平行に且つ一方向にめっき液を流すことができる。

また、めっき槽１１に流れるめっき液の流速を速くさせても、基板２０の平面に対して平行に且つ一方向にめっき液を流すことができる。電流密度を高くした場合、基板２０の表面や有底ビア内部を「ボイド」や「やけ」などを発生させることなく短時間に銅めっきさせる高速フィリングを行うことができる。

図３（ａ）は、めっき槽１１内におけるめっき液の流速を測定するための構成を示す図である。なお、図１（ａ）〜（ｂ）または図２と同じ構成には、同じ符号を付けている。
図３（ａ）に示すめっき装置１０では、めっき液により流速測定器のプロペラなどが破損するため、めっき液の代わりに水を使用して測定している。めっき槽１１内における水の流速を測定した値は、めっき槽１１内にめっき液を流した場合のめっき液の流速の目安にしている。

また、図３（ａ）に示すめっき装置１０は、毎分１０〜１３５リットルの水をめっき槽１１に押し出す性能をもつポンプ１２を１台使用し、毎分１０〜９０リットルの水をめっき槽１１から吸い出す性能をもつポンプ１３を２台使用するものとする。
このように、図３（ａ）に示すめっき装置１０は、ポンプ１２を１台、ポンプ１３を２台使用することにより、めっき槽１１から吸い込まれる単位時間当りのめっき液の量をめっき槽１１に押し出される単位時間当りのめっき液の量よりも多くさせている。なお、図３（ａ）に示すめっき装置１０では、ポンプ１２を１台、ポンプ１３を２台使用する構成であるが、めっき槽１１から吸い出される単位時間当りのめっき液の量が、めっき槽１１に押し出される単位時間当りのめっき液の量よりも多くすることができれば、ポンプ１２及び１３のそれぞれの台数は、例えば、１台ずつ、または、２台ずつでもよく、ポンプ１２及び１３のそれぞれの台数は特に限定されない。

図３（ｂ）は、ポンプ１２及び１３のそれぞれのバルブの開閉角と、ポンプ１２及び１３のそれぞれの水の流量と、めっき槽１１内の基板２０付近の水の流速との関係を示す表である。なお、ポンプ１２及び１３におけるそれぞれの水の流量は、ポンプ単体で流量を測定している。すなわち、めっき装置１１を組んだ状態ではなく単体で水槽とつなぎ、時間当りの体積測定で流量を測定している。そして、ポンプ１２及び１３のそれぞれの水の流量の単位は、Ｌ／ｍｉｎとなる。また、基板２０付近の水の流速は、めっき装置１１を組んだ状態で基板２０付近を流速計測器で測定したものである。そして、基板２０付近の水の流速の単位は、ｃｍ／ｓとなる。

図３（ｂ）に示す表の一番左の列は、実験回数を示しており、図３（ｂ）に示す例では、実験を８回行っている。
また、図３（ｂ）に示す表の左から２番目の列は、ポンプ１２のバルブの開閉角を示しており、図３（ｂ）に示す例では、上から実験の回数順に「３０°」、「４０°」、「４５°」、「５０°」、「５５°」、「６０°」、「６５°」、「７０°」となっている。

また、図３（ｂ）に示す表の左から３番目の列は、ポンプ１３のバルブの開閉角を示しており、図３（ｂ）に示す例では、上から実験の回数順に「５０°」、「６０°」、「７０°」、「７０°」、「８０°」、「８０°」、「９０°」、「９０°」となっている。
また、図３（ｂ）に示す表の左から４番目の列は、ポンプ１２が水を押し出す際の水の流量を示しており、図３（ｂ）に示す例では、上から実験の回数順に「２０Ｌ／ｍｉｎ」、「４０Ｌ／ｍｉｎ」、「５０Ｌ／ｍｉｎ」、「６８Ｌ／ｍｉｎ」、「８０Ｌ／ｍｉｎ」、「９０Ｌ／ｍｉｎ」、「９８Ｌ／ｍｉｎ」、「１０５Ｌ／ｍｉｎ」となっている。

また、図３（ｂ）に示す表の左から５番目の列は、ポンプ１３が水を吸い込む際の水の流量を示しており、図３（ｂ）に示す例では、上から実験の回数順に「９８Ｌ／ｍｉｎ」、「１２４Ｌ／ｍｉｎ」、「１４４Ｌ／ｍｉｎ」、「１４４Ｌ／ｍｉｎ」、「１５８Ｌ／ｍｉｎ」、「１５８Ｌ／ｍｉｎ」、「１６２Ｌ／ｍｉｎ」、「１６２Ｌ／ｍｉｎ」となっている。

また、図３（ｂ）に示す表の左から６番目の列は、めっき槽１１内の基板２０付近の水の流速を示しており、図３（ｂ）に示す例では、上から実験の回数順に「３４．２ｃｍ／ｓ」、「７６．５ｃｍ／ｓ」、「１０７．１ｃｍ／ｓ」、「１３１．１ｃｍ／ｓ」、「１５７．９ｃｍ／ｓ」、「１７６．０ｃｍ／ｓ」、「２００．０ｃｍ／ｓ」、「２１０．７ｃｍ／ｓ」となっている。

図３（ｃ）は、基板２０付近に流れる水の流速とポンプ１２のバルブの開閉角との関係を示すグラフである。なお、図３（ｃ）に示すグラフの縦軸は、基板２０付近に流れる水の流速（ｃｍ／ｓ）を示し、グラフの横軸は、ポンプ１２のバルブの開閉角（°）を示している。

また、図３（ｃ）に示すグラフ内のＢは、図３（ｂ）に示す表の基板２０付近の水の流速とポンプ１２のバルブの開閉角との関係を示している。また、図３（ｃ）に示すグラフ内のＣは、毎分１０〜９０Ｌの水を送り出すポンプ１２及び１３をそれぞれ１台ずつ使用してめっき装置を構成したときの基板２０付近の水の流速とポンプ１２のバルブの開閉角との関係を示している。

図３（ｃ）のグラフに示すように、本実施形態のめっき装置１０は、ポンプ１２の流量とポンプ１３の流量とに差を生じさせているので、ポンプ１２の流量とポンプ１３の流量とに差をあまり生じさせていないめっき装置（例えば、図３（ｃ）に示すＣに対応するめっき装置）よりも基板２０付近の水の流速を速くさせることができる。

なお、ポンプ１２の流量とポンプ１３の流量との差は、ポンプ１２及び１３がそれぞれ送り出すことが可能な単位時間当りの水の量やポンプ１２及び１３のそれぞれのバルブの開閉角などに基づいて決まる。
このように、図３（ａ）に示すめっき装置１０において、ポンプ１３における水の流量をポンプ１２における水の流量よりも多くすることにより、基板２０付近の水の流速を速くさせることができるので、図１（ａ）に示すめっき装置１０のめっき槽１１にめっき液を流す場合においても、ポンプ１３におけるめっき液の流量をポンプ１２におけるめっき液の流量よりも多くすることにより、基板２０付近のめっき液の流速を速くさせることができる。

そして、このように、ポンプ１３におけるめっき液の流量をポンプ１２におけるめっき液の流量よりも多くすることにより、基板２０付近のめっき液の流速を高速にすることができるので、基板２０における電流密度を上げても、「ボイド」や「やけ」などを発生させることがなく、短時間で基板２０の表面をめっきさせると共に、短時間で有底ビア内部を充填させることができる。

次に、不溶解陽極１５と基板２０との間に流す電流について説明する。
図４（ａ）は、不溶解陽極１５と基板２０との間に流す電流波形を示すグラフである。なお、図４（ａ）に示すグラフの縦軸は、不溶解陽極１５と基板２０との間に流す電流（Ｉ（Ａ））を示し、グラフの横軸は、時間（Ｔ（ｍｓ））を示している。

図４（ａ）のグラフに示すように、不溶解陽極１５と基板２０との間に流す電流は、パルス電流であって、正の値であるＦ（フォアード）の電流と負の値であるＲ（リバース）の電流とがある一定周期で交互に不溶解陽極１５と基板２０との間に流している。
そして、Ｆの電流が流れている間（ｔ１）は、基板２０の表面及び有底ビア内部において銅が析出される。

また、Ｒの電流が流れている間（ｔ２）は、有底ビアの特にコーナー部分に析出した銅を溶解させる。
なお、不溶解陽極１５と基板２０との間に流れるパルス電流は、Ｆの電流を正の値とし、Ｒの電流をゼロとしてもよく、また、Ｆの電流を正の値とし、Ｒの電流をＦの電流よりも小さい正の値としてもよい。そして、Ｆの電流を正の値とし、Ｒの電流をゼロとする場合は、パルス電流がゼロのとき有底ビア内部に銅イオンが確保され、次にパルス電流が正の値となると銅イオンが濃い状態で有底ビア内部に銅が析出されるので、径や深さが大きい有底ビアなどに対しては有効である。

ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すパルス電流を用いたパルスめっき法により基板２０の表面及び有底ビア内部に銅が析出されていく様子を示す図である。なお、図６（ｃ）と同じ構成には、同じ符号を付けている。
図４（ｂ）の上側の図に示すように、不溶解陽極１５と基板２０との間に負の値であるＲの電流が流れている間は、コーナー部分に析出された銅（図４（ｂ）に示す破線部分）を溶解させる。

そして、上記パルスめっき法により基板２０を銅めっきしていくと、図４（ｂ）の下側の図に示すように、コーナー部分の銅の析出を抑えながら、有底ビアの底から選択的に銅を析出させることができる。これにより、有底ビア内部のコーナー部分の銅の析出が進行して、有底ビア内部のめっきに「ボイド」が発生することを防ぐことができる。

なお、不溶解陽極１５と基板２０との間に流す電流は、定電流であってもよい。
図４（ｃ）は、本実施形態のめっき装置１０における基板２０における電流密度を示すグラフである。なお、図４（ｃ）に示すグラフの縦軸は、電流密度（Ｉａｖ（Ａ／ｄｍ２））を示し、グラフの横軸は、時間（Ｔ（ｍｉｎ））を示している。

図４（ｃ）のグラフに示すように、電解銅めっき開始から所定の期間（例えば、１０分間程度）（Ｔ１）の電流密度は、Ｉａｖ１（Ｉｖａ１：１Ａ／ｄｍ２）に一定に保たれている。また、次の所定の期間（Ｔ２）の電流密度は、Ｉｖａ１よりも大きな値のＩｖａ２（Ｉｖａ２：２〜１０Ａ／ｄｍ２）に一定に保たれている。なお、基板２０付近のめっき液の流速が２００ｃｍ／ｓの場合のＩｖａ２の値は、実験を行った結果、例えば、１０Ａ／ｄｍ２程度とすることが望ましい。

このように、電解銅めっき開始から所定の期間の電流密度を低電流密度とし、それ以降の期間の電流密度を高電流密度とすることにより、有底ビア内部に「ボイド」などを発生させることなく、銅の析出被膜を緻密で伸びのある均一な膜質とすることができる。
次に、スリット板１８及び１９について説明する。

図５（ａ）は、スリット板１８及び１９の具体例を示す図である。
図５（ａ）には、それぞれスリット（孔）の形が異なるＡ〜Ｄの４種類のスリット板を示している。
図５（ａ）に示すスリット板Ａには、複数の小さい円形のスリットがスリット板Ａの中央部に設けられている。

また、図５（ａ）に示すスリット板Ｂには、３本の細長いスリットがそれぞれスリット板Ｂの長手方向に対して平行に並んで設けられている。
また、図５（ａ）に示すスリット板Ｃには、２本の細長いスリットがそれぞれスリット板Ｃの長手方向に対して平行に並んで設けられている。

また、図５（ａ）に示すスリット板Ｄには、８本の細長いスリットがそれぞれスリット板Ｄの長手方向に対して垂直方向に並んで設けられている。
図５（ｂ）は、スリット板Ａ〜Ｄの内、基板２０の平面に対して水を平行に流すことを維持させながら、且つ、基板２０付近の水の流速を速くさせる２枚のスリット板の組み合わせを決定するために構成されるめっき装置を示す図である。なお、図１（ａ）と同じ構成には、同じ符号を付けている。

図５（ｂ）に示すめっき装置５０は、めっき槽１１にめっき液の代わりに水を流すものとし、めっき槽１１に水を押し出す際の水の流量が毎分約７５リットルのポンプ１２を１台と、めっき槽１１から水を吸い込む際の水の流量が毎分約８０リットルのポンプ１３を１台備えているものとする。そして、ポンプ１２のバルブの開閉角を７０°とし、ポンプ１３のバルブの開閉角を９０°とする。なお、めっき槽１１に設けているスリット板の枚数は、１枚でも３枚以上でもよい。また、スリット板は、めっき槽１１に設けられていなくてもよい。また、基板２０付近の水の流速を速くさせたり、めっき槽１１内の水の流れを平行にさせたりするためには、実験を行った結果、スリット板を２枚使用することが望ましい。また、複数の棒をめっき槽１１内に並べることにより、その複数の棒をスリット板と見立てて構成してもよい。

このような構成のめっき装置５０において、図５（ａ）に示すスリット板Ａ〜Ｄの内、基板２０の付近の水の流れが良好な２枚のスリットの組み合わせを決める。
図５（ｃ）は、基板２０付近の水の流速と２枚のスリット板の組み合わせとの関係を示すグラフである。なお、図５（ｃ）に示すグラフの縦軸は、基板２０付近の水の流速（ｃｍ／ｓ）を示し、グラフの横軸は、２枚のスリットの組み合わせを示している。また、図５（ｃ）に示すグラフの横軸に示されるスリットの各組み合わせは、左側のスリット板の記号がスリット１８に対応し、右側のスリット板の記号がスリット１９に対応している。すなわち、例えば、横軸のスリットの組み合わせが「ＡＢ」と示されているものは、スリット板１８が図５（ａ）に示すスリット板Ａに対応し、スリット板１９が図５（ａ）に示すスリット板Ｂに対応している。

図５（ｃ）のグラフに示すように、基板２０付近の水の流速が速くなるスリット板の組み合わせは、「ＡＢ」、「ＢＡ」、及び「ＢＣ」などである。
このように、図５（ｂ）に示すめっき装置５０において、「ＡＢ」、「ＢＡ」、及び「ＢＣ」などのスリット板の組み合わせにより、基板２０付近の水の流速を速くさせることができるので、同様に、図１（ａ）に示すめっき装置１０においても、この「ＡＢ」、「ＢＡ」、及び「ＢＣ」などのスリット板の組み合わせにより、基板２０付近のめっき液の流速を速くすることができる。

また、スリット板１８及び１９をめっき槽１１に備えることにより、スリット板１８及び１９のそれぞれのスリットを通ってめっき液がめっき槽１１内に流れるので、めっき液の流れを安定させることができる。これにより、基板２０の平面に対して平行にめっき液を流すことができる。

このように、基板２０の平面に対して平行にめっき液を流すことができると共に、基板２０付近のめっき液の流速を速くさせることができるので、有底ビア内部に「ボイド」や「やけ」などを発生させることがなく、短時間で基板２０の表面をめっきさせると共に、短時間で有底ビア内部にめっきを充填させることができる。

本発明の実施形態のめっき装置を示す図である。めっき槽を上から見た図である。めっき液の流速を測定するための構成を示す図である。めっき装置における電極にながす電流について説明する図である。めっき装置が備えるスリット板の組み合わせを示す図である。従来におけるめっき槽を示す図である。

符号の説明

１０めっき装置
１１めっき槽
１２ポンプ
１３ポンプ
１４めっき槽
１５不溶解陽極
１６押出口部材
１７吸込口部材
１８スリット板
１９スリット板
２０基板
５０めっき装置
６０基板
６１有底ビア
６２銅箔
６３絶縁層
６４配線層
６５電極板

Claims

基板に設けられる有底ビア内部にめっきを充填させるめっき装置であって、
２枚の電極板を互いに平行になるように内部に備え、前記２枚の電極板の間に配置される前記基板の平面に対して平行にめっき液が流れると共に、前記電極板と前記基板との間に電流が流れるめっき槽と、
前記めっき槽に前記めっき液を押し出す第１のポンプと、
前記めっき槽から前記めっき液を吸い込む第２のポンプと、
を備え、
前記第２のポンプにより前記めっき槽から吸い込まれる単位時間当りの前記めっき液の量を前記第１のポンプにより前記めっき槽に押し出される単位時間当りの前記めっき液の量よりも多くさせることを特徴とするめっき装置。
請求項１に記載のめっき装置であって、
前記電極板の平面に対して垂直方向に設けられるスリット板を前記第１のポンプと前記基板との間に備えることを特徴とするめっき装置。
請求項１または２に記載のめっき装置であって、
前記２枚の電極板と前記基板との間に定電流を流して、前記有底ビア内部にめっきを充填させることを特徴とするめっき装置。
請求項１または２に記載のめっき装置であって、
前記２枚の電極板と前記基板との間にパルス電流を流して、前記有底ビア内部にめっきを充填させることを特徴とするめっき装置。