JP5109821B2 - 電解めっき装置及び電解めっき方法 - Google Patents
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Description
図8(1)に示すように、めっき槽(めっき処理槽)12内にはめっき液13が充填され、めっき槽12内にはアノード14が垂直に配置されている。電解めっき処理されるTABテープ3は、その面を垂直にしてアノード14に対向しつつアノード14に沿って水平方向(図8の紙面に垂直な方向)にめっき槽12を貫通して搬送される。
遮蔽板が無い図8(1)の場合、電解めっき時の電流(電流線)Cは、TABテープ3の導体部15の端部には、外側から回り込んで到達する電流成分があるため、特にTABテープ3の端部ほどめっき厚が厚くなり、中央部付近は薄くなる傾向にある。このため、TABテープ3の端部への電流集中を防ぎ、めっき厚を抑えるため、遮蔽板17等を配置した電流遮蔽技術が用いられる。
また、図8(4)のように遮蔽板17の厚さが薄いと、アノード14からカソードとなる導体部15ヘ向かう電流Cのうち、遮蔽板17の開口17aの上下端部付近の回り込み電流成分を遮蔽しにくく、TABテープ3の端部付近のめっき厚が厚くなる。この場合には、図8(3)のように、遮蔽板17の厚さをある程度厚くすることで、めっき厚分布はかなり改善する。
また、TABテープ3が多列取り、例えば、2列取り(図9(2))、3列取り(図9(3))のTABテープ3の場合には、遮蔽部材が無い遮蔽板17の開口17aの内側では、各列間の導体部15の端部に電流が集中し、この付近のめっき厚が厚くなってしまう。
電気回路的には、図示省略の整流器(めっき電源)の+側がめっき槽5、6内のアノードと接続され、−側が給電ロール10と接続された回路となるので、TABテープ3の導体部がめっき槽5、6内に有る状態で電圧をかければ、電流が流れてめっき液中のニッケルイオン等がTABテープ3の導体パターン15、給電パターン11等の導体部上に電解反応で析出することになる。
図3は、1列取りのTABテープ3に適した遮蔽板20を備えた第1の参考形態の電解めっき装置を示す。図3(a)はTABテープ3の搬送方向に垂直なめっき槽(めっき処理槽)12の断面図であり、図3(b)は従遮蔽板19の正面図であり、図3(c)は遮蔽板20とTABテープ3との配置を示すTABテープ3の搬送方向に垂直な断面図である。
めっき槽12内のアノード14には整流器(めっき電源)の+側が接続され、前記整流器の−側が給電ロールに接続される。従って、TABテープ3がめっき槽12内に有る状態で電圧を加えれば、電流(電流線)Cが流れてめっき液13中のニッケルイオン等がTABテープ3の導体部(導体パターンなど)15上に電解反応で析出することになる。
なお、アノード14の構造は、ニッケルめっきの場合、チタンバスケットにニッケルチップを充填させ、チタンバスケット全体を液透過性のアノードバッグで包む構造が一般的である。金めっきの場合はチタン板またはチタン板を加工したメッシュ状の板の表面を白金めっきした不溶性タイプを使用する場合が多い。
主遮蔽板18の材料には、絶縁性、強度、耐薬品性を考慮し、塩化ビニル樹脂などを用いるのが良い。主遮蔽板18の厚さは20〜50mm程度が望ましい。主遮蔽板の目的からすれば、厚さ(奥行き)が20mm以上確保できれば良いと考えられるが、例えば、開ロ18aを囲む外周部分を庇状に突出させて形成することで電流遮蔽が確保できれば、主遮蔽板18の厚さを、より薄くしても構わない。主遮蔽板18とテープ状製品の間に従遮蔽板19を挿入するため、それを見込んだ距離分、主遮蔽板18をテープ状製品のパスラインから離した位置に設置する。
従遮蔽板19の開ロ19aは、主遮蔽板18と同様に、テープ状製品であるTABテープ3の導体部15の幅(めっきエリアの幅)に合せた開口幅を基本とする。
また、テープ状製品であるTABテープ3等の導体部の幅が品種毎に若干異なることが予想される場合には、主遮蔽板18の開口18aの上下幅は、導体部の幅が最大である品種に合せておき、品種毎に若干異なる導体部の幅にあった開口19aを有する従遮蔽板19を品種毎に変更して用いるのが良い。
遮蔽板20の厚みは30mm以上あれば、アノード14からカソードとなるTABテープ3の導体部15ヘ向かう回り込み電流の遮蔽効果が高い。しかし、厚すぎても取り扱いが難しくなるから、主遮蔽板18と従遮蔽板19の厚みの合計が30〜60mm程度になるのが望ましい。従遮蔽板19の厚みを5〜10mmとすれば、主遮蔽板18の厚みは20〜50mm程度が良い。なお、主遮蔽板18のアノード14側にも更に従遮蔽板を設置するようにしても良い。
図4には2列取りのTABテープ3に適した遮蔽板を備えた第1の実施形態の電解めっき装置を、また、図5には3列取りのTABテープ3に適した遮蔽板を備えた第2の実施形態の電解めっき装置を示す。
これに対し、図4、図5に示すように、従遮蔽板22の開口22a、22aの間、従遮蔽板24の各開口24aの間には、遮蔽部22b、遮蔽部24bが設けられているので、各列間の導体部15の端部に電流Cが集中するのを防止でき、めっき厚分布を均一化できる。
(第2の参考形態)
具体的には、図3に示す1列取りのTABテープ3に適した第1の参考形態の電解めっき装置にあっては、従遮蔽板19に替えて、図6に示すような従遮蔽板25を用いる。従遮蔽板25の開口25aの上下端部には、くさび形状(三角形状)の複数の突起遮蔽部25cが等間隔に形成されている。図6(a)は従遮蔽板25の正面図、(b)は(a)のA−A線の位置をTABテープ3の導体部15が通過する時の断面図、(c)は(a)のB−B線の位置をTABテープ3の導体部15が通過する時の断面図である。
(第3の実施形態)
また、図4に示す2列取りのTABテープ3に適した第1の実施形態の電解めっき装置にあっては、従遮蔽板22に替えて、図7に示すような従遮蔽板26を用いる。従遮蔽板26の2つの開口26a、26aの上下端部には、くさび形状(三角形状)の複数の突起遮蔽部26cが等間隔に形成されている。図7(a)は従遮蔽板26の正面図、(b)は(a)のA−A線の位置をTABテープ3の導体部15が通過する時の断面図、(c)は(a)のB−B線の位置をTABテープ3の導体部15が通過する時の断面図である。
また、従遮蔽板のみを交換することで、種々の品種に対してめっき厚分布の改善が図れる。更に、従遮蔽板は抜き差しが簡単にできる構造のため、交換が容易であり、結果として品種変更の際の対応を極めてスピーディに行える。また、めっき厚の均―化が容易になることから、電流密度を落とす必要がなくなり、生産性は高いレベルで維持可能である。
また、めっき厚分布を解析し、従遮蔽板の開口形状等を変更すること、即ち開口形状等にフィードバックをかけることで、更なるめっき厚分布の改善要求(膜厚規格範囲)に対応が可能となる。
TABテープ基材として住友金属鉱山製のエスパーフレックス材(銅厚:約8μm、ポリイミド厚:約38μm)を使用し、フォトエッチング工程を経て配線パターンを形成した。この配線パターンを形成したテープ基材を、図1に示すめっき装置を用いてニッケルめっき処理を行なった。なお、金めっきは実施しなかった。
ここで、遮蔽板の構造を変化させることで、数種類の評価サンプルを作製した。主遮蔽板の厚みは30mmであり、テープ基材のパスラインから10mm離れた所にその端部が位置するように設置した。従遮蔽板の厚みは8mmとし、主遮蔽板に沿わせてめっき槽の上側から挿入した。このとき、テープ基材のパスラインと従遮蔽板の端部までの距離(間隔)は2mmとなった。
ニッケルめっきの前処理は、硫酸系の酸性脱脂液および過酸化水素一硫酸系銅化研液(化学研磨液)を使用した。ニッケルめっきは、電流密度を4A/dm2としてめっき時間は2分となるようにテープ基材の搬送速度を調整した。この条件でめっき厚の平均値(理論値)としては1.6μm程度になる。ニッケルめっき厚の測定は蛍光X線膜厚計を使用
した。
表1に、テープ基材の幅が105mm、導体パターン部の幅が90mmの1列品のニッケルめっき厚測定結果を示す。参考例1では、上記図3に示す主遮蔽板(導体パターン部の幅と同じ90mm)と従遮蔽板(開口幅90mm)とを用いた。参考例2では、図3の主遮蔽板(開口幅90mm)と、図6の従遮蔽板(開口幅90mmで、開口の上下端部にくさび状の突起遮蔽部を有するもの)とを用いた。また、比較例1では、図3の主遮蔽板(開口幅90mm)のみを用い、従来例1では、遮蔽板を用いずにニッケルめっきを行った。
2 リール
3 TABテープ(テープ状製品)
4 前処理槽
5 ニッケルめっき槽
6 金めっき槽
7 後洗浄槽
8 乾燥槽
9 巻き取り部
10 給電ロール
11 給電パターン
12 めっき槽
13 めっき液
14 アノード
15 導体部(導体パターン)
18 主遮蔽板
18a 開口
19 従遮蔽板
19a 開口
20 遮蔽板
21、23 主遮蔽板
22、24 従遮蔽板
21a、22a、23a、24a 開口
22b、24b、26b 遮蔽部
25c、26c 突起遮蔽部
C 電流(電流線)
Claims (9)
- めっき液が充填されるめっき処理槽内に少なくとも一個以上のアノードが垂直に設けられ、電解めっき処理される導体部を有するテープ状製品が、その面を垂直にして前記アノードに対向しつつ前記アノードに沿って搬送され、前記アノードと前記テープ状製品との間に、開口を有する絶縁性の遮蔽板を設けた電解めっき装置において、
前記テープ状製品は、多列の前記導体部を有しており、
前記遮蔽板は、主遮蔽板と、当該主遮蔽板の開口を調整する従遮蔽板とを重ね合わせて構成され、
前記主遮蔽板は、多列の前記導体部の幅分に合わせた開口を有し、
前記従遮蔽板は、前記テープ状製品の各列の前記導体部に対応した開口を有することを特徴とする電解めっき装置。 - 前記従遮蔽板は、前記めっき処理槽から抜き差し可能に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電解めっき装置。
- 前記従遮蔽板は、前記主遮蔽板の前記テープ状製品側に設置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電解めっき装置。
- 前記従遮蔽板の開口の上下幅を、前記テープ状製品の導体部の幅よりも狭く設定したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電解めっき装置。
- 前記従遮蔽板の開口の上下の端部に、前記主遮蔽板の開口の内側へと突出される突起遮蔽部が、前記上下の端部に沿って複数形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電解めっき装置。
- 前記主遮蔽板は、その下端部が前記めっき処理槽内の底面上に設置され、その上端部がめっき液面から突き出て設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電解めっき装置。
- 前記主遮蔽板の厚みが20〜50mmであり、前記従遮蔽板の厚みが5〜10mmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電解めっき装置。
- めっき液が充填されためっき処理槽内に少なくとも一個以上のアノードを垂直に設け、前記アノードの面に対向させて開口を有する絶縁性の遮蔽板を設け、前記アノードとは反対側の前記遮蔽板の近傍に、めっき処理される導体部を有するテープ状製品を搬送して、前記導体部をめっき処理する電解めっき方法において、
前記テープ状製品は、多列の前記導体部を有しており、
前記遮蔽板として、主遮蔽板と当該主遮蔽板の開口を調整する従遮蔽板とを重ね合わせた遮蔽板を用い、
前記遮蔽板として、多列の前記導体部の幅分に合わせた開口を有する主遮蔽板と、前記テープ状製品の各列の前記導体部に対応した開口を有する従遮蔽板とを用いることを特徴とする電解めっき方法。 - 前記遮蔽板を用いて電解めっきされた前記テープ状製品の導体部のめっき厚分布の結果に基づいて、前記電解めっきに用いた従遮蔽板を、当該従遮蔽板とは異なる開口の上下幅または開口形状を有する別の従遮蔽板に変更して、前記めっき厚分布を調整するようにしたことを特徴とする請求項8に記載の電解めっき方法。
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