JP6084112B2 - Sn合金めっき装置およびSn合金めっき方法 - Google Patents
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Description
本発明の好ましい態様は、前記めっき液リザーバに貯留されためっき液を前記アノード室に供給するめっき液移送機構をさらに備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記Snアノードを包囲するアノードバッグをさらに備えたことを特徴とする。アノードバッグの材料としては、PP(ポリプロピレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)がある。
本発明の好ましい態様は、前記アニオン交換膜と前記カソードとの間に微細孔を有する微細孔膜を配置したことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記カソードは、白金、チタン、ジルコニウム、または白金で被覆されたチタンまたは錫であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記Sn補充液供給機構は、前記アノード室で生成された前記Sn補充液を貯留するSn補充液リザーバを備えていることを特徴とする。
本発明のさらに他の態様は、基板の表面をSnとSnより貴な金属との合金でめっきするSn合金めっき装置において、Sn合金めっき液が内部に貯留され、不溶性アノードと基板とが互いに対向した状態で前記Sn合金めっき液中に浸漬されるめっき槽と、電解液中にSnアノードとカソードとが互いに対向して配置され、前記Snアノードが配置されるアノード室と前記カソードが配置されるカソード室とを隔離するアニオン交換膜を有するSn溶解槽と、前記アノード室および前記カソード室に純水を供給する純水供給機構と、前記アノード室および前記カソード室にSnイオンを安定化させるメタンスルホン酸を含むメタンスルホン酸溶液を供給するメタンスルホン酸溶液供給機構と、前記アノード室で生成された、Snイオンおよびメタンスルホン酸を含むSn補充液を前記めっき槽に供給するSn補充液供給機構と、前記メタンスルホン酸溶液の供給量、前記純水の供給量、および前記Sn溶解槽内の電解液の電解量に基づいて、前記電解液中のSnイオンの濃度およびメタンスルホン酸の濃度を算出する演算機能を有する制御装置とを備え、前記制御装置は、Snイオンの濃度およびメタンスルホン酸の濃度に基づいて、前記純水供給機構および前記メタンスルホン酸溶液供給機構から前記Sn溶解槽内に供給される純水およびメタンスルホン酸溶液の量を調整することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記アノード室内の電解液の遊離酸としてのメタンスルホン酸の濃度が40g/L〜200g/Lであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記カソード室内の電解液のメタンスルホン酸の濃度が300g/L〜500g/Lであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記Snアノードの電流密度が2.0A/dm2〜6.0A/dm2であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記アノード室内の電解液にSnイオンの酸化を抑制する酸化防止剤を添加することを特徴とする。酸化防止剤としては、ジヒドロキシナフタレン、ヒドロキシキノリン、ジヒドロキシ芳香族化合物のスルホネートなどがある。
2 不溶性アノード
4,72,182 アノードホルダ
6 基板ホルダ
8,80,185 電源
12 内槽
14 オーバーフロー槽
16,65,105,210,226 ポンプ
18,67,106 熱交換器(温度調整器)
20,69,107 フィルタ
30,31,71,85,108 流量計
32 めっき液循環ライン
38 攪拌パドル
40,78,172 アニオン交換膜
42 電解液透析槽
44 第1のめっき液供給ライン
45 第2のめっき液供給ライン
50 液体供給ライン
52 液体排出ライン
53,57,83,211,212,228 開閉弁
55 排液管
60 Sn溶解装置
61 電解液循環ライン
62 Sn溶解槽
63 カソード側オーバーフロー槽
64 隔壁
66,178 アノード室
68,176 カソード室
70 Snアノード
73 電解液循環ライン
74,179 カソード
75 アノード側オーバーフロー槽
76,180 カソードホルダ
82 Sn補充液供給ライン
86 第1の純水供給ライン
88 第1のメタンスルホン酸溶液供給ライン
90 第2のメタンスルホン酸溶液供給ライン
92 第2の純水供給ライン
100 純水供給タンク
101 メタンスルホン酸溶液供給タンク
102 純水供給機構
103 メタンスルホン酸溶液供給機構
150 ガス供給機構
152 バブリング装置
154 ガス供給管
155 カバー
156 酸化防止剤供給タンク
157 酸化防止剤供給ライン
158 酸化防止剤供給機構
159,160 Snイオン濃度分析装置
162 制御装置
163,164 メタンスルホン酸濃度分析装置
170 電気透析槽
174 カチオン交換膜
177 電気透析室
181 アノード
190,191 移送管
194 電解液移送管
200 メタンスルホン酸補給機構
204 めっき液リザーバ
206 めっき液移送機構
208 第1のめっき液移送ライン
209 Sn金属体
214 第2のめっき液移送ライン
220 Sn補充液リザーバ
222 第1のSn補充液移送ライン
224 第2のSn補充液移送ライン
230 アノードバッグ
231 微細孔膜
232 バスケット
Claims (17)
- 基板の表面をSnとSnより貴な金属との合金でめっきするSn合金めっき装置において、
Sn合金めっき液が内部に貯留され、不溶性アノードと基板とが互いに対向した状態で前記Sn合金めっき液中に浸漬されるめっき槽と、
電解液中にSnアノードとカソードとが互いに対向して配置され、前記Snアノードが配置されるアノード室と前記カソードが配置されるカソード室とを隔離するアニオン交換膜を有するSn溶解槽と、
前記アノード室および前記カソード室に純水を供給する純水供給機構と、
前記アノード室および前記カソード室にSnイオンを安定化させるメタンスルホン酸を含むメタンスルホン酸溶液を供給するメタンスルホン酸溶液供給機構と、
前記アノード室で生成された、Snイオンおよびメタンスルホン酸を含むSn補充液を前記めっき槽に供給するSn補充液供給機構と、
前記めっき液を電気分解してメタンスルホン酸を含むメタンスルホン酸補充液を生成する電気透析槽と、
前記メタンスルホン酸補充液を前記Sn溶解槽に移送するための移送管とを備えることを特徴とするSn合金めっき装置。 - 前記アノード室で生成された前記Sn補充液中に不活性ガスを供給するガス供給機構をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のSn合金めっき装置。
- 前記めっき槽から排出されためっき液を貯留するめっき液リザーバをさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のSn合金めっき装置。
- 前記めっき液リザーバに貯留されためっき液を前記アノード室に供給するめっき液移送機構をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のSn合金めっき装置。
- 前記Snアノードを包囲するアノードバッグをさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のSn合金めっき装置。
- 前記アニオン交換膜は少なくとも2枚重ねられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のSn合金めっき装置。
- 前記アニオン交換膜と前記カソードとの間に微細孔を有する微細孔膜を配置したことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のSn合金めっき装置。
- 前記カソードは、白金、チタン、ジルコニウム、または白金で被覆されたチタンまたは錫であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のSn合金めっき装置。
- 前記Sn補充液供給機構は、前記アノード室で生成された前記Sn補充液を貯留するSn補充液リザーバを備えていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のSn合金めっき装置。
- 基板の表面をSnとSnより貴な金属との合金でめっきするSn合金めっき装置において、
Sn合金めっき液が内部に貯留され、不溶性アノードと基板とが互いに対向した状態で前記Sn合金めっき液中に浸漬されるめっき槽と、
電解液中にSnアノードとカソードとが互いに対向して配置され、前記Snアノードが配置されるアノード室と前記カソードが配置されるカソード室とを隔離するアニオン交換膜を有するSn溶解槽と、
前記アノード室および前記カソード室に純水を供給する純水供給機構と、
前記アノード室および前記カソード室にSnイオンを安定化させるメタンスルホン酸を含むメタンスルホン酸溶液を供給するメタンスルホン酸溶液供給機構と、
前記アノード室で生成された、Snイオンおよびメタンスルホン酸を含むSn補充液を前記めっき槽に供給するSn補充液供給機構と、
前記電解液中のSnイオンの濃度を測定するSnイオン濃度分析装置と、
前記電解液中のメタンスルホン酸の濃度を測定するメタンスルホン酸濃度分析装置と、
前記電解液中のSnイオンの濃度およびメタンスルホン酸の濃度を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、Snイオンの濃度およびメタンスルホン酸の濃度の測定値に基づいて、前記純水供給機構および前記メタンスルホン酸溶液供給機構から前記Sn溶解槽内に供給される純水およびメタンスルホン酸溶液の量を調整することを特徴とするSn合金めっき装置。 - 基板の表面をSnとSnより貴な金属との合金でめっきするSn合金めっき装置において、
Sn合金めっき液が内部に貯留され、不溶性アノードと基板とが互いに対向した状態で前記Sn合金めっき液中に浸漬されるめっき槽と、
電解液中にSnアノードとカソードとが互いに対向して配置され、前記Snアノードが配置されるアノード室と前記カソードが配置されるカソード室とを隔離するアニオン交換膜を有するSn溶解槽と、
前記アノード室および前記カソード室に純水を供給する純水供給機構と、
前記アノード室および前記カソード室にSnイオンを安定化させるメタンスルホン酸を含むメタンスルホン酸溶液を供給するメタンスルホン酸溶液供給機構と、
前記アノード室で生成された、Snイオンおよびメタンスルホン酸を含むSn補充液を前記めっき槽に供給するSn補充液供給機構と、
前記メタンスルホン酸溶液の供給量、前記純水の供給量、および前記Sn溶解槽内の電解液の電解量に基づいて、前記電解液中のSnイオンの濃度およびメタンスルホン酸の濃度を算出する演算機能を有する制御装置とを備え、
前記制御装置は、Snイオンの濃度およびメタンスルホン酸の濃度に基づいて、前記純水供給機構および前記メタンスルホン酸溶液供給機構から前記Sn溶解槽内に供給される純水およびメタンスルホン酸溶液の量を調整することを特徴とするSn合金めっき装置。 - 基板の表面をSnとSnより貴な金属との合金でめっきするSn合金めっき方法において、
Sn合金めっき液中に不溶性アノードと基板とを互いに対向した状態で浸漬させ、
前記不溶性アノードと前記基板との間に電圧を印加し、
アニオン交換膜によって隔離されたアノード室およびカソード室内に電解液を貯留した状態で、前記アノード室および前記カソード室内にそれぞれ配置されたSnアノードとカソードとの間に電圧を印加して、Snイオンおよびメタンスルホン酸を含むSn補充液を前記アノード室内に生成し、
前記Sn補充液を前記Sn合金めっき液に供給し、
前記アノード室および前記カソード室に純水を供給し、
前記アノード室および前記カソード室にSnイオンを安定化させるメタンスルホン酸を含むメタンスルホン酸溶液を供給し、
前記メタンスルホン酸溶液の供給量、前記純水の供給量、および前記電解液の電解量に基づいて、前記電解液中のSnイオンの濃度およびメタンスルホン酸の濃度を算出し、
Snイオンの濃度およびメタンスルホン酸の濃度に基づいて、前記アノード室および前記カソード室に供給される純水およびメタンスルホン酸溶液の量を調整することを特徴とするSn合金めっき方法。 - 前記アノード室内の電解液のSnイオンの濃度が200g/L〜350g/Lであることを特徴とする請求項12に記載のSn合金めっき方法。
- 前記アノード室内の電解液の遊離酸としてのメタンスルホン酸の濃度が40g/L〜200g/Lであることを特徴とする請求項12または13に記載のSn合金めっき方法。
- 前記カソード室内の電解液のメタンスルホン酸の濃度が300g/L〜500g/Lであることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか一項に記載のSn合金めっき方法。
- 前記Snアノードの電流密度が2.0A/dm2〜6.0A/dm2であることを特徴とする請求項12乃至15のいずれか一項に記載のSn合金めっき方法。
- 前記アノード室内の電解液中に酸化防止剤を添加することを特徴とする請求項12乃至16のいずれか一項に記載のSn合金めっき方法。
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