JP5713226B2

JP5713226B2 - めっき装置

Info

Publication number: JP5713226B2
Application number: JP2010043870A
Authority: JP
Inventors: 絢子西村
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2030-03-01
Also published as: JP2011179064A

Description

本発明は、微小球へのめっきに好適なめっき装置に関するものである。

近年、半導体パッケージの高密度化に伴い、ＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）に代表されるエリアアレイ端子型パッケージの端子等に、はんだめっき層を形成した複合ボールが用いられるようになってきた。この用途においては、直径５００μｍ以下のボールが要求されている。
このような微小球にめっき層を、めっき槽を用いて形成するためには、めっき処理中のボール同士の付着を防止するために、ボールの分散性を向上させる必要がある。

たとえば、特許文献１には、陰極を槽内内周部に、陽極を槽内中央部に配置した垂直軸で水平方向に回転可能な密閉されためっき槽を高速回転させることで、遠心力により被めっき物を陰極へ集め、めっきを行なう方法が開示されている。この方法においては、正転、逆転を周期的に繰り返すことで、ボールの分散性を向上させ、ボール同士の付着を防止している。

また、特許文献２には、特許文献１と基本構造が類似するめっき技術が開示され、被めっき物と陰極との接触機会を増すことで、均一なめっき層を形成することが提案されている。具体的には、陰極として配設されるコンタクトリングの形状を、コンタクトリングの内周面が下方に行くにつれて小径となるテーパ状とすることで、均一なめっき層が形成できるという効果を得ている。

特開平１１−９２９９４号公報特開平８−２３９７９９号公報

本発明者の検討によると、複数のボールにめっき層を形成するには、特許文献２のような陰極にテーパ形状を設けためっき槽を用いても、ボールと陰極との接触機会が十分に確保されず、均一で平滑なめっき層を形成するには問題があった。

本発明の目的は、垂直軸で水平回転可能なめっき槽を用いためっき装置において、めっき効率を改善し、複数の被めっき物に均一なめっき層を形成できるめっき装置を提供することである。

本発明者は、垂直軸で水平回転可能なめっき槽を用いたとき、めっき槽の内周部に所定の傾斜部を設けることで、めっき槽回転時の遠心力が生じたときの、複数の被めっき物の陰極への接触機会を増加させ、複数の被めっき物に均一なめっき層が形成できることを見出し本発明に到達した。

すなわち本発明は、垂直軸で水平回転可能なめっき槽の内周部が、円盤状の底部に接続し前記底部を拡張するように続く第１傾斜部と、該第１傾斜部に接続する円筒部と、該円筒部に接続し前記円筒部を縮小するように続く第２傾斜部とを具備し、前記円筒部の少なくとも一部に陰極を配設するめっき装置である。
前記めっき槽は、前記第２傾斜部で形成される開口部に接続するように上蓋を具備することが好ましい。
また、前記上蓋は、前記めっき槽中央部に配設された陽極に向かって底部と平行部を有することが好ましい。

本発明のめっき装置によれば、微小球のような小物に均一なめっき層を形成することができる。

本発明めっき装置の一例を示す模式図である。

上述したように、本発明の重要な特徴は、垂直軸で水平回転可能なめっき槽の内周部が、円盤状の底部に接続し前記底部を拡張するように続く第１傾斜部と、該第１傾斜部に接続し一部に陰極を配設する円筒部と、該円筒部に接続し前記円筒部を縮小するように続く第２傾斜部を具備するめっき槽の構成を採用したことにある。以下、本発明のめっき装置について詳しく説明する。図１は、本発明のめっき装置の一例を示す模式図である。

本発明のめっき装置は、垂直軸１に支持された水平回転可能なめっき槽２の内周部が円盤状の底部に接続し前記底部を拡張するように続く第１傾斜部２ｂと、該第１傾斜部２ｂに接続し一部に陰極を配設する円筒部２ｃと、該円筒部２ｃに接続し前記円筒部２ｃを縮小するように続く第２傾斜部２ｄを具備し、めっき槽中央部の上方には陽極３を配設しており、めっき槽２にはめっき液４を保持する。

本発明のめっき装置は、めっき槽２の内周部が円盤状の底部２ａに接続し、前記底部２ａを拡張するような第１傾斜部２ｂを具備する。
たとえば、単純な円筒形状のめっき槽を用いてめっきをする場合には、高速回転時に遠心力により被めっき物５が円周部底部に溜まり、陰極に接触しない被めっき物５が出てくるため、全ての被めっき物５に均一なめっき層を形成することが困難になる。このため、本発明のめっき装置は、被めっき物５が円周部底部に溜まることを防ぎ、全ての被めっき物５を陰極に接触させるために、めっき槽２の内周部に第１傾斜部２ｂを設ける。
また、本発明のめっき装置は、めっき槽２の内周部に第１傾斜部２ｂを設けることにより、めっき槽２を高速で水平回転させたときに、遠心力によってめっき液４および被めっき物５を円筒部２ｃの一部に配設した陰極に、スムーズに移動させることができる。これにより、全ての被めっき物５に通電する機会が均等になり、めっき効率が改善され、均一なめっき層を形成することができる。

第１傾斜部２ｂの傾斜角αは、０°を超え９０°未満で、被めっき物の処理量やめっき槽２の回転速度等により適宜選択することができる。また、底部接続側内径と円筒部接続側内径の差は底部２ａの半径未満で適宜選択することができる。好ましくは、傾斜角αを４５°とし、底部接続側内径と円筒部接続側内径の差を底部２ａの半径の１０％とすることが好ましい。

本発明のめっき装置は、第１傾斜部２ｂに接続し円筒部２ｃの少なくとも一部に陰極を配設する。これにより、被めっき物５が陰極に接触したときに通電されてめっき層を形成する。
被めっき物５は、めっき槽２の高速回転の遠心力により、めっき槽２の半径方向に移動していくのと同時に、めっき槽２の内周部付近ではめっき液のせり上がりにより被めっき物５もせり上がり、めっき槽２の底面から離れてしまう。本発明のめっき装置は、高速回転時に被めっき物５が移動して留まろうとする位置である、第１傾斜部２ｂに接続する円筒部２ｃの少なくとも一部に陰極を配設することにより、被めっき物５の陰極への接触機会を増加させることができ、均一なめっき層を形成することが可能となる。

めっき槽２の高速回転時に陰極が被めっき物に覆われず、めっき液に接触した状態で通電が行われると、陰極自体にめっき皮膜が形成される。陰極がチタンやステンレスなどの場合、形成されためっき皮膜が剥がれるため、被めっき物５へ付着したり、被めっき物５のめっき層中に取り込まれ、めっき膜質の不具合を引き起こす場合がある。
このため、円筒部２ｃの少なくとも一部に配設する陰極は、めっき槽２の高速回転時に被めっき物５で覆われることが好ましい。例えば、比重の軽い被めっき物５を少量めっきする場合には、めっき槽２の高速回転時において、被めっき物が円筒部２ｃの上方に移動するので、陰極を円筒部２ｃ上部に設置し、被めっき物５で覆えるようにするとよい。また、大量の被めっき物を処理する場合には、円筒部２ｃの全てを陰極にすることが好ましく、円筒部２ｃに配設する陰極の高さは適宜選択できる。
めっき槽２の円筒部２ｃの少なくとも一部に配置する陰極には、例えばチタン、真ちゅう、ステンレス、銅などが使用できる。

本発明のめっき装置は、前記円筒部２ｃを縮小するような第２傾斜部２ｄを具備する。
たとえば、単純な円筒形状のめっき槽を用いてめっきをする場合には、高速回転時に遠心力により被めっき物５が円周部上方まで移動することで、陰極に接触しない被めっき物５が出てくるため、全ての被めっき物５に均一なめっき層を形成することが困難になる。このため、本発明のめっき装置は、被めっき物５が円周部上方まで移動することを防ぎ、全ての被めっき物５を陰極に接触させるために、めっき槽２の内周部に第２傾斜部２ｄを設ける。
また、本発明のめっき装置は、めっき槽２の内周部に第２傾斜部２ｄを設けることにより、めっき槽を反転したときに、めっき液の流動により発生する被めっき物５の拡散が生じても、速やかに再び被めっき物５を円筒部２ｃの一部に配設した陰極に移動させることができる。これにより、全ての被めっき物５に通電する機会が均等になり、めっき効率が改善され、均一なめっき層を形成することができる。

第２傾斜部２ｄの傾斜角βは、０°を超え９０°未満で、被めっき物５の処理量やめっき槽２の回転速度等により適宜選択することができる。また、円筒部接続側内径と開口部側内径の差は底部２ａの半径未満で適宜選択することができる。好ましくは、傾斜角βを４５°とし、上部開口側内径と円筒部接続側内径の差を底部２ａの半径の１０％とすることが好ましい。

垂直軸１は、めっき槽底部２ａを支持している。垂直軸１は、正回転と逆回転することができるようになっている。めっき槽２には、めっき液に不活性な材料、例えばプラスチックやステンレス表面を樹脂加工したものなどを使用できる。めっき槽２は、特許文献１や特許文献２でめっき槽に配設されるポーラスリングのような、めっき槽の外周部の隙間をなくすことが好ましい。その理由は、めっき処理中に、被めっき物を紛失せず、また、めっき液の排出をさせないことで、高価なめっき液を大量に使用することなくめっきを行なうためである。

めっき２槽には、第２傾斜部で形成される開口部に接続するように、上蓋を具備することが好ましい。めっき槽２の高速回転時には、めっき液のせり上がりが起こる。めっき液がせり上がることで、陽極３付近のめっき液面が低くなるため、陽極３がめっき液から露出する場合がある。これにより、陽極３はめっき液との接触面積が小さくなるため、通電時に電圧が上昇し、安定した条件でめっきを行なうことができず、均一なめっき皮膜が得られなくなることがある。
このため、本発明のめっき装置では、めっき液のせり上がりを抑制するため、図１に示すような、第２傾斜部２ｄに接続するように上蓋６を設けることが好ましい。このとき、上蓋６には、めっき槽２中央部に配設された陽極３へ向かって底部と平行部を設けることが好ましい。

１．垂直軸
２．めっき槽
２ａ．めっき槽底部
２ｂ．第１傾斜部
２ｃ．円筒部
２ｄ．第２傾斜部
３．陽極
４．めっき液
５．被めっき物
６．上蓋

Claims

垂直軸で水平回転可能なめっき槽と、該めっき槽内周部に配設された陰極と、前記めっき槽内中央部に陽極とを具備するめっき装置において、前記めっき槽の内周部は、円盤状の底部に接続し前記底部を拡張するように続く第１傾斜部と、該第１傾斜部に接続する円筒部と、該円筒部に接続し前記円筒部を縮小するように続く第２傾斜部とを具備し、前記円筒部の少なくとも一部に陰極が配設され、前記めっき槽は、前記第２傾斜部で形成される開口部に接続し、該開口部から前記めっき槽内中央部に配設された陽極に向かって前記底部と平行部を設けた上蓋を具備し、前記めっき槽の外周部は、隙間がなく、めっき液を排出させないことを特徴とするめっき装置。