JP6734850B2 - 基板上に金属を電気メッキする方法および装置 - Google Patents
基板上に金属を電気メッキする方法および装置 Download PDFInfo
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Description
この特許文献2に開示された方法の好ましい実施形態において、ワークピースはプレート形状であり、たとえばプリント回路基板または任意の他のプレート形状の電子回路キャリアである。そして、この好ましい実施形態では、この方法は、
(a)ワークピースの第1の面と少なくとも1つの第1の陽極との間に電圧を印加するステップであって、当該ワークピースの第1の基板表面に第1の反転方向パルス電流が供給されるようになっており、当該第1のパルス反転電流のフローが、各サイクル時間に流れる少なくとも1つの第1の順方向電流パルスおよび少なくとも1つの第1の反転方向電流パルスを有するステップと、
(b)ワークピースの第2の面と少なくとも1つの第2の陽極との間に第2の電圧を印加するステップであって、当該ワークピースの第2の面に第2のパルス反転電流のフローが供給されるようになっており、各サイクル時間に流れる少なくとも1つの第2の順方向電流パルスおよび少なくとも1つの第2の反転方向電流パルスを有するステップと、
を備えている。特に好ましい実施形態では、1サイクルの第1の順方向電流パルスおよび反転方向電流パルスは、それぞれ1サイクルの第2の順方向電流パルスおよび反転方向電流パルスに対してオフセット印加(位置ずれ印加)される。このオフセットによる印加は、より効果的には約180°である。さらに、メッキの均一電着性を改善するために、各サイクル時間において、上記の電流のフローが、1つの順方向電流パルスとこれに続く1つの反転方向電流パルス、およびこの後の1つの電流がゼロの中断部を含んでよいことが開示されている。
(a)準備ステップ
i.2つの反対側にある第1の基板表面および第2の基板表面を有する平坦な基板と、
ii.少なくとも1つの対電極(陽極)を備える電気メッキ装置と、
iii.電気メッキ液と、
を準備するステップ。
(b)反対側にある上記の第1の基板表面および第2の基板表面を有する平坦な基板、および少なくとも1つの対電極を各々、電気メッキ液とコンタクトさせるステップ。
(c)上記基板の第1の基板表面および第2の基板表面に電気的な極性を与え、少なくとも1つの第1の順方向−反転方向パルスの電流シーケンスであって、各々の電流シーケンスが、上記の第1の基板表面への連続する第1の順方向−反転方向パルスの期間から構成されている第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスと、少なくとも1つの第2の順方向−反転方向パルスの電流シーケンスであって、各々の電流シーケンスが、上記の第2の基板表面への連続する第2の順方向−反転方向パルスの期間から構成されている第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスと、を供給することによって、これらの第1および第2の基板表面に金属を堆積させるようにするステップであって、当該第1および第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスがそれぞれの基板表面に同時に印加されるステップ。
(d)上記の少なくとも1つの第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの各々は少なくとも、連続する第1の順方向−反転方向パルス期間の各々において、
第1の順方向パルスの持続時間tf1の間に、第1の基板表面において、第1の陰極性電流を発生する第1の順方向パルスを含み、当該第1の順方向パルスは、第1の順方向パルスピーク電流if1を有しており、そして、第1の反転方向パルスの持続時間tr1の間に、当該第1の基板表面において、第1の陽極性電流を発生する第1の反転方向パルスを含み、当該第1の反転方向パルスは、第1の反転方向パルスピーク電流ir1を有しており、そして、
少なくとも1つの第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの各々が少なくとも、連続する第2の順方向−反転方向パルス期間の各々において、第2の順方向パルスの持続時間tf2の間に、第2の基板表面において、第2の陰極性電流を発生させる第2の順方向パルスを含み、当該第2の順方向パルスは、第2の順方向パルスピーク電流if2を有しており、第2の反転方向パルスの持続時間tr2の間に、第2の基板表面において、第2の陽極性電流を発生する第2の反転方向パルスを含み、当該第2の反転方向パルスは、第2の反転方向パルスピーク電流ir2を有しており、そして、
ここでこれらの第1の順方向および反転方向のパルスピーク電流および第2の順方向および反転方向のパルスピーク電流は、これらの第1のパルス電流および第2のパルス電流が印加される第1の基板表面および第2の基板表面の表面積に関係ない電流であって、電流密度は、これらの基板表面の所定の単位面積に印加される電流であるとされ、
(e)上記の第1の順方向パルスおよび第2の順方向パルスは各々、さらにそれぞれ第1または第2の重畳する陰極性パルスが重畳され、好ましくは1つまたは代替的に2つ以上の重畳する陰極性パルスが重畳され、当該第1および第2の重畳する陰極性パルスおよび第2の重畳する陰極性パルスは、それぞれ第1または第2の重畳する順方向パルスの期間tf1、tf2よりも短かい、第1および第2の重畳する陰極性パルスの持続時間tc1、tc2を有し、そして、
上記の少なくとも1つの第1の順方向−反転方向電流シーケンスの上記の第1の反転方向パルスと、上記の少なくとも1つの第2の順方向−反転方向電流シーケンスの上記の第2の重畳する陰極性パルスとの間の位相シフトφrは0°±30°に設定される。
(a)基板を保持する手段であって、当該基板が、反対側にある第1の基板表面および第2の基板表面を有する手段。
(b)少なくとも1つの対電極(陽極)。
(c)電気メッキ液を収容するための手段。
(d)第1の基板および第2の基板に金属堆積を生じさせるために、基板に電気的な極性を与える手段。
ここで上記の第1の基板表面および第2の基板表面に電気的な極性を与える手段は、少なくとも1つの第1の順方向−反転方向のパルス電流シーケンスであって、各々の電流シーケンスが、上記の第1の基板表面への連続する第1の順方向−反転方向パルスの期間から構成されている第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスと、少なくとも1つの第2の順方向−反転方向パルスの電流シーケンスであって、各々の電流シーケンスが、上記の第2の基板表面への連続する第2の順方向−反転方向パルスの期間から構成されている第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスと、を供給するように構成されており、
上記の少なくとも1つの第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの各々は、連続する第1の順方向−反転方向パルスの期間の各々において、第1の順方向パルスの持続時間(パルス幅)tf1の間に、第1の基板表面において、第1の陰極性電流を発生する第1の順方向パルスを含み、当該第1の順方向パルスは、第1の順方向パルスピーク電流if1を有しており、そして、第1の反転方向パルスの持続時間(パルス幅)tr1の間に、当該第1の基板表面において、第1の陽極性電流を発生する第1の反転方向パルスを含み、当該第1の反転方向パルスは、第1の反転方向パルスピーク電流ir1を有しており、そして、
少なくとも1つの第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの各々が、連続する第2の順方向−反転方向パルス期間の各々において、第2の順方向パルスの持続時間tf2の間に、第2の基板表面において、第2の陰極性電流を発生させる第2の順方向パルスを含み、当該第2の順方向パルスは、第2の順方向パルスピーク電流if2を有しており、そして、第2の反転方向パルスの持続時間tr2の間に、第2の基板表面において、第2の陽極性電流を発生する第2の反転方向パルスを含み、当該第2の反転方向パルスは、第2の反転方向パルスピーク電流ir2を有しており、そして、
ここで上記の第1の順方向パルスおよび第2の順方向パルスは、さらにそれぞれ第1または第2の重畳する陰極性パルスが重畳され、好ましくは1つまたは代替的に2つ以上の重畳する陰極性パルスが重畳され、当該第1および第2の重畳する陰極性パルスおよび第2の重畳する陰極性パルスは、それぞれ第1または第2の重畳する順方向パルスの持続時間tf1、tf2よりも短かい、第1および第2の重畳する陰極性パルスの持続時間tc1、tc2を有し、そして、
ここで上記の第1および第2の基板表面に電気的な極性を与える手段は、上記の少なくとも1つの第1の順方向−反転方向のパルス電流シーケンスと上記の少なくとも1つの第2の順方向−反転方向パルスの電流シーケンスの第2の重畳する陰極性パルスとの間で、0°±30°に設定される位相シフトφをもたらすように構成されている。
−両方の基板表面の各々を電気メッキすること;または
−孔充填用のXメッキ(ブリッジメッキ)に、ただ1つの、または2つの順方向−反転方向パルス電流シーケンスの両方を適用すること。
図2に示すような、水平型のコンベヤ化されたメッキ装置を15m3/hのメッキ液流速で用いるセットアップにおいて、貫通孔を有するプリント回路基板に銅の堆積を行った。この基板は、そのクランプする縁部にクランプ(複数)を有する装置に保持され、これらのクランプには、この基板の両面への、電気的コンタクト部が設けられた。上記の2つの面の各々は、個別に電気的に接続され、独立してそれぞれの整流器からそれぞれの順方向−反転方向パルス電流シーケンスを用いて電源供給された。上記の整流器は、順方向−反転方向パルスシーケンスを生成するためにそれぞれのコンピュータ制御装置によって駆動された。銅メッキ浴は、硫酸銅、硫酸、塩化ナトリウム、および一般に使用される有機添加剤を含有する硫酸メッキ浴であった。基板には、外面の全表面上におよび貫通孔の壁の上に薄い銅層が設けられていた。貫通孔の直径は0.2mm、長さ(板厚)は0.8mmであった。800個の貫通孔が20mm×20mmの領域に0.5mmのピッチで行列状(クラスタ状)に配置されていた。これらの行列のいくつかはこの基板上に、この基板の縁部までの様々な距離で配設されていた。
パルス中断部を有する従来の順方向−反転方向パルス電流シーケンス(第1の実験、メッキ条件1)では、基板上の貫通孔(複数)の位置に依存する、これらの貫通孔における顕著なXーメッキの差異が観察された。基板をクランプする縁部に対し最も近く(位置1:クランプする縁部と反対側にある基板の縁部から170mm)に配置された貫通孔は、その孔の中央部はまだ銅で塞がれてはいないが、この孔の中央部で銅層の厚膜化がある程度起こった(図9(a))。このクランプする縁部と反対側にあるこの基板の縁部に対しより近く(位置2:クランプする端部の反対側にある基板の縁部から85mm)に配置された貫通孔は、もっと銅化が少なくなっており、こうしてこの孔の中央部において銅層のほんのわずかな厚膜化が起こった(図9(b))。このクランプする縁部と反対側にあるこの基板の縁部の近傍(位置3:クランプする端部の反対側にある基板の縁部から10mm)に配置された貫通孔は、大きな銅化を示さなかった。栓はまだ形成されておらず、厚膜化はほとんど見られなかった(図9(c))。したがって、金属堆積は、場所により著しく異なっている。
9m3/hのメッキ液流量を有する実施例1(水平型のコンベア化されたメッキライン)のセットアップ条件下で、別の実験が行われ、貫通孔の間のプリント回路基板の表面上の銅の均一性に関して優れた結果が示された。高密度の貫通孔ピッチ(0.5mm)で配設された貫通孔および低密度の貫通孔ピッチ(2.0mm)で配設された貫通孔で得られた銅の厚さが比較された。異なる電流条件に対しても比較された。
メッキ条件2:パルス中断部(0A/dm2)を有するが、重畳する陰極性パルスを有しない、順方向−反転方向パルス電流シーケンス。図8に示すパルス電流シーケンスに対応する。
メッキ条件3:重畳する陰極性パルスを有するが、パルス中断部を有しない、順方向−反転方向パルス電流シーケンス。図4に示すパルス電流シーケンスに対応する。
パネルの厚さ:0.8mm;
貫通孔径:0.2mmおよび0.6mm;
貫通孔ピッチ:0.5mmおよび2.0mm;
ブロック領域(貫通孔の行列の領域):20mm×20mm。
貫通孔の間の基板表面の銅の厚さが測定され、統計的に評価された。
貫通孔ピッチが小さい(ピッチ:0.5mm;高貫通孔密度)場所、および貫通孔ピッチが大きい(ピッチ:2.0mm;低貫通孔密度)場所でのの測定の値が別々に確定された。これらの測定の結果を図12に示す。
9m3/hのメッキ液流量を有する実施例1(水平型のコンベア化されたメッキライン)のセットアップ条件下で、別の実験が行われ、貫通孔が配置されている領域およびこの領域の外側、すなわち全く貫通孔が配置されていない領域において、このプリント回路基板上の銅の均一性(厚さはこれらの貫通孔の間で測定されている)に関する極めて優れた結果が示された。
パネルの厚さ:1.5mm;
貫通孔径:0.4mmおよび0.6mm;
貫通孔ピッチ:0.2mm,0.4mm,および0.8mm;
ブロック領域(貫通孔の行列の領域):20mm×20mm。
基板の両面に順方向−反転方向パルス電流シーケンス(複数)が印加され、これらの各々の電流シーケンスはパルス中断部を有しておらず、かつ重畳する陰極性パルスを有しておらず、この基板の1つの面での第1の反転方向パルスは、この反対側にある面での第2の反転方向パルスに対してφs= 187°でオフセットされている。
基板の両面に順方向−反転方向パルス電流シーケンス(複数)が印加され、これらの各々の電流シーケンスは重畳する陰極性パルスを有しているが、パルス中断部を全く有しておらず、この基板の1つの面での、この反対側にある面でのこの重畳する陰極性パルスは、この反対側にある面での第2の反転方向パルスに対してφr= 7°でオフセットされており、この逆も同様である。第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスと第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスとの間の位相シフトは、φs=187°に設定された。この第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンス内およびこの第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンス内の、反転方向パルスと重畳する陰極性パルスとの間の位相角オフセットはそれぞれ、ξc= 180°に設定された。
銅の厚さの測定は、基板の表面上で、一方で貫通孔の間で、他方でこの領域の外側、すなわち貫通孔が配置されていない領域で行われた。得られたデータは統計的に評価された。一方で貫通孔が存在する場所の、他方で貫通孔が存在しない場所の測定値が別々に確定された。これらの測定の結果を図14に示す。順方向−反転方向パルス電流シーケンスに重畳する陰極性パルスを適用するか否かに関わらず、貫通孔のピッチが大きくなると、この貫通孔が存在する領域の銅の厚さが増大する。銅の厚さには貫通孔径による顕著な影響はない。
110 : 電気メッキ液を収容するための手段。
120,220 : 第1の対電極
130,230 : 第2の対電極
140 : 基板を保持するための手段
150 : 基板に電気的な極性を与える第1の手段、整流器
160 : 基板に電気的な極性を与える第2の手段、整流器
210 : 電気メッキ液を収容するための手段。
250 : 基板に電気的な極性を与える第1の手段、整流器
260 : 基板に電気的な極性を与える第2の手段、整流器
f : 周波数
H : 搬送方向
i : 電流
ia : 第3のパルスピーク電流
Ia : 第3のパルスピーク電流密度
ic : 重畳する陰極性パルスピーク電流
Ic : 重畳する陰極性パルスピーク電流密度
ic1 : 第1の重畳する陰極性パルスピーク電流
ic2 : 第2の重畳する陰極性パルスピーク電流
ic+f : 全陰極性ピーク電流
Ic+f : 全陰極性ピーク電流密度
ic+f1 : 第1の全陰極性ピーク電流
ic+f2 : 第2の全陰極性ピーク電流
if : 順方向パルスピーク電流
Iif : 順方向パルスピーク電流密度
if1 : 第1の順方向パルスピーク電流
if2 : 第2の順方向パルスピーク電流
ir : 反転方向パルスピーク電流
Ir : 反転方向パルスピーク電流密度
ir1 : 第1の反転方向パルスピーク電流
ir2 : 第2の反転方向パルスピーク電流
L : 電気メッキ/処理液
P : 平坦な基板、基板
P1 : 第1の基板表面
P2 : 第2の基板表面
t : 時間
ta : 第3のパルス持続時間
tb : パルス中断部持続時間
tc : 重畳する陰極性パルス持続時間
tc1 : 第1の重畳する陰極性パルス持続時間
tc2 : 第2の重畳する陰極性パルス持続時間
tf : 順方向パルス持続時間
tf1 : 第1の順方向パルス持続時間
tf2 : 第2の順方向パルス持続時間
Tp : サイクル時間
tf : 反転方向パルス持続時間
tr1 : 第1の反転方向パルス持続時間
tr2 : 第2の反転方向パルス持続時間
tsa : 第3のパルスの開始時間
tsb : パルス中断部の開始時間
tsc : 重畳する陰極性パルスの開始時間
tsf : 順方向パルスの開始時間
tsl : スロープ持続時間
ξa : 同一の順方向−反転方向パルス電流シーケンス内の反転方向パルスと第3のパルスとの間の位相角オフセット
ξb : 同一の順方向−反転方向パルス電流シーケンス内の反転方向パルスとパルス中断部との間の位相角オフセット
ξc : 同一の順方向−反転方向パルス電流シーケンス内の反転方向パルスと重畳する陰極性パルスとの間の位相角オフセット
φr : 第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの反転方向パルスと第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの重畳する陰極性パルスとの間の位相シフト
φs : 順方向−反転方向パルス電流シーケンス(複数)の間の位相シフト(基板の反対側にある2つの面に印加される反転方向パルス(複数)の開始時間の間の位相シフト)
Claims (10)
- 基板(P)に金属を電気メッキする方法であって、当該基板(P)は、反対側にある第1の基板表面(P1)および第2の基板表面(P2)を有し、
前記方法は、
(a)前記基板(P)、少なくとも1つの対電極(120,130;220,230)を備える電気メッキ装置(100,200)、および電気メッキ液(L)を準備するステップと、
(b)反対側にある前記第1の基板表面(P1)および前記第2の基板表面(P2)を有する基板(P)、および前記少なくとも1つの対電極(120,130;220,230)を、前記電気メッキ液(L)とコンタクトさせるステップと、
(c)前記第1の基板表面(P1)および前記第2の基板表面(P2)に電気的な極性を与え、少なくとも1つの第1の順方向−反転方向パルスの電流シーケンスであって、各々の電流シーケンスが、前記第1の基板表面(P1)への連続する第1の順方向−反転方向パルスの期間から構成されている第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスと、少なくとも1つの第2の順方向−反転方向パルスの電流シーケンスであって、各々の電流シーケンスが、前記第2の基板表面(P2)への連続する第2の順方向−反転方向パルスの期間から構成されている第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスと、を供給することによって、前記第1の基板表面(P1)および前記第2の基板表面(P2)に金属を堆積させるようにするステップと、
(d)前記少なくとも1つの第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの各々は少なくとも、連続する第1の順方向−反転方向パルス期間の各々において、
第1の順方向パルスの持続時間(tf1)の間に、前記第1の基板表面(P1)において、第1の陰極性電流を発生する第1の順方向パルスを含み、当該第1の順方向パルスは、第1の順方向パルスピーク電流(if1)を有しており、そして、第1の反転方向パルスの持続時間(tr1)の間に、前記第1の基板表面(P1)において、第1の陽極性電流を発生する第1の反転方向パルスを含み、当該第1の反転方向パルスは、第1の反転方向パルスピーク電流(ir1)を有しており、そして、
前記少なくとも1つの第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの各々が少なくとも、連続する第2の順方向−反転方向パルス期間の各々において、第2の順方向パルスの持続時間(tf2)の間に、第2の基板表面(P2)において、第2の陰極性電流を発生させる第2の順方向パルスを含み、当該第2の順方向パルスは、第2の順方向パルスピーク電流(if2)を有しており、第2の反転方向パルスの持続時間(tr2)の間に、前記第2の基板表面(P2)において、第2の陽極性電流を発生する第2の反転方向パルスを含み、当該第2の反転方向パルスは、第2の反転方向パルスピーク電流(ir2)を有しているステップと、
(e)前記第1の順方向パルスおよび第2の順方向パルスは、さらにそれぞれ第1の重畳する陰極性パルスまたは第2の重畳する陰極性パルスが重畳され、当該第1の重畳する陰極性パルスおよび当該第2の重畳する陰極性パルスは、第1の重畳する順方向パルスの期間(tf1)または第2の重畳する順方向パルスの期間(tf2)よりも短かい、第1の重畳する陰極性パルスの持続時間(tc1)および第2の重畳する陰極性パルスの持続時間(tc2)を有し、そして、
前記少なくとも1つの第1の順方向−反転方向電流シーケンスの前記第1の反転方向パルスと、前記少なくとも1つの第2の順方向−反転方向電流シーケンスの前記第2の重畳する陰極性パルスとの間の位相シフトφrは0°±30°に設定されており、かつ、
前記第1の順方向−反転方向電流シーケンスおよび前記第2の順方向−反転方向電流シーケンスは、互いに180°の位相シフトによってオフセットされている、
ことを特徴とする、基板に金属を電気メッキする方法。 - 前記第1の反転方向パルスの持続時間(tr1)および前記第2の反転方向パルスの持続時間(tr2)は、それぞれ前記第1の重畳する陰極性パルスの持続時間(tc1)および前記第2の重畳する陰極性パルスの持続時間(tc2)に等しいことを特徴とする、請求項1に記載の基板に金属を電気メッキする方法。
- 前記第1の反転方向パルスおよび前記第2の重畳する陰極性パルスが同時に印加され、そして前記第2の反転方向パルスおよび前記第1の重畳する陰極性パルスが同時に印加されることを特徴とする、請求項1または2に記載の基板に金属を電気メッキする方法。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板に金属を電気メッキする方法において、
当該方法は、第1の方法部分の期間において、前記方法ステップ(d)および(e)にしたがって前記少なくとも1つの第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスおよび第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスを実施することに続いて、第2の方法部分の期間において、少なくとも1つの更なる第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスおよび第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの各々のシーケンスが複数の連続するそれぞれ対応する第1の順方向−反転方向パルス期間および第2の順方向−反転方向パルス期間を備え、ここで当該連続するそれぞれ対応する第1の順方向−反転方向パルス期間または第2の順方向−反転方向パルス期間は、それぞれ対応する前記第1の基板表面(P1)または前記第2の基板表面(P2)でのそれぞれ対応する前記第1の順方向パルスの持続時間(tf1)および前記第2の順方向パルスの持続時間(tf2)の間の陰極性電流を生成する、それぞれ対応する第1の順方向パルスまたは第2の順方向パルスと、それぞれ対応する前記第1の基板表面(P1)または前記第2の基板表面(P2)でのそれぞれ対応する第1の順方向パルスピーク電流(if1)または第2の順方向パルスピーク電流(if2)を有するそれぞれ対応する前記第1の順方向パルスまたは前記第2の順方向パルスと、それぞれ対応する第1の陽極性電流または第2の陽極性電流を、それぞれ対応する第1の反転方向パルスの持続時間(tr1)または第2の反転方向パルスの持続時間(tr2)の間に生成するそれぞれ対応する前記第1の反転方向パルスまたは前記第2の反転方向パルスと、を備え、当該第1および第2の反転方向パルスは、それぞれ対応する第1の反転方向パルスピーク電流(ir1)または第2の反転方向パルスピーク電流(ir2)を有し、それぞれの第1および第2の順方向パルスに、それぞれ対応する第1または第2の重畳する陰極性パルスが重畳することが無い、
ことを特徴とする、基板に金属を電気メッキする方法。 - 前記第2の方法部分の期間において、前記第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスおよび前記第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスは、180°の位相シフト(φs)によって互いにオフセットされていることを特徴とする、請求項4に記載の基板に金属を電気メッキする方法。
- 前記少なくとも1つの第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスおよび第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスのいずれも、前記第1の方法部分の期間および第2の方法部分の期間の一つのみ、または両方の方法部分の期間において、前記基板(P)に印加される電流がゼロに設定される方法部分の期間を全く備えないことを特徴とする、請求項4または5に記載の基板に金属を電気メッキする方法。
- 前記金属は銅であることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の基板に金属を電気メッキする方法。
- 請求項1に記載の基板に金属を電気メッキする方法を実施するための装置であり、反対側にある、第1の基板表面(P1)および第2の基板表面(P2)を有する平坦な基板(P)に金属を電気メッキする装置(100,200)であって、
前記装置(100,200)は、
(a)基板(P)を保持する手段(140)と、
(b)少なくとも1つの対電極(120,130;220,230)と、
(c)電気メッキ液(L)を収容するための手段(110,210)と、
(d)前記第1の基板表面(P1)および前記第2の基板表面(P2)に金属堆積を生じさせるために、前記基板(P)に電気的な極性を与える手段(150,160;250,260)と、
を備え、
前記第1の基板表面(P1)および前記第2の基板表面(P2)に前記電気的な極性を与える手段(150,160;250,260)は、少なくとも1つの第1の順方向−反転方向のパルス電流シーケンスであって、各々の電流シーケンスが、前記第1の基板表面(P1)への連続する第1の順方向−反転方向パルスの期間から構成されている第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスと、少なくとも1つの第2の順方向−反転方向パルスの電流シーケンスであって、各々の電流シーケンスが、前記第2の基板表面(P2)への連続する第2の順方向−反転方向パルスの期間から構成されている第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスと、を供給するように構成されており、
前記少なくとも1つの第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの各々は、連続する第1の順方向−反転方向パルスの期間の各々において、第1の順方向パルスの持続時間(tf1)の間に、前記第1の基板表面(P1)において、第1の陰極性電流を発生する第1の順方向パルスを含み、当該第1の順方向パルスは、第1の順方向パルスピーク電流(if1)を有しており、そして、第1の反転方向パルスの持続時間(tr1)の間に、前記第1の基板表面(P1)において、第1の陽極性電流を発生する第1の反転方向パルスを含み、当該第1の反転方向パルスは、第1の反転方向パルスピーク電流(ir1)を有しており、そして、
前記第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスの各々が少なくとも、連続する第2の順方向−反転方向パルス期間の各々において、第2の順方向パルスの持続時間(tf2)の間に、前記第2の基板表面(P2)において、第2の陰極性電流を発生させる第2の順方向パルスを含み、当該第2の順方向パルスは、第2の順方向パルスピーク電流(if2)を有しており、そして、第2の反転方向パルスの持続時間(tr2)の間に、前記第2の基板表面(P2)において、第2の陽極性電流を発生する第2の反転方向パルスを含み、当該第2の反転方向パルスは、第2の反転方向パルスピーク電流(ir2)を有しており、そして、
前記第1の順方向パルスおよび前記第2の順方向パルスは、さらにそれぞれ第1の重畳する陰極性パルスまたは第2の重畳する陰極性パルスが重畳され、当該第1の重畳する陰極性パルスおよび当該第2の重畳する陰極性パルスは、それぞれ第1の重畳する順方向パルスの持続時間(tf1)または第2の重畳する順方向パルスの持続時間(tf2)よりも短かい、第1の重畳する陰極性パルスの持続時間(tc1)および第2の重畳する陰極性パルスの持続時間(tc2)を有する、
ことを特徴とする、基板に金属を電気メッキする装置。 - 請求項8に記載の基板に金属を電気メッキする装置において、
少なくとも1つの第1の対電極(120,220)が、第1の基板表面(P1)に対向して配設され、少なくとも1つの第2の対電極が第2の基板表面(P2)に対向して配設され、前記電気的な極性を与える手段(150,160;250,260)は前記基板(P)に、第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスを供給するように構成されており、当該第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスは、各々の第1の順方向パルス期間において、第1の順方向パルス、第1の反転方向パルス、および第1の重畳する陰極性パルスを有し、前記第1の基板表面(P1)に供給され、そして第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスを供給するように構成されており、当該第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスは、各々の第2の順方向パルス期間において、第2の順方向パルス、第2の反転方向パルス、および第2の重畳する陰極性パルスを有し、前記第2の基板表面(P2)に供給され、当該第1の順方向−反転方向パルス電流シーケンスおよび当該第2の順方向−反転方向パルス電流シーケンスは、180°の位相シフトによって互いにオフセットされていることを特徴とする、基板に金属を電気メッキする装置。 - 請求項8または9に記載の基板に金属を電気メッキする装置において、
前記電気的な極性を与える手段(150,160;250,260)は、
前記第1の反転方向パルスの持続時間(tr1)および前記第2の反転方向パルスの持続時間(tr2)を、前記第1の重畳する陰極性パルスの持続時間(tc1)および前記第2の重畳する陰極性パルスの持続時間(tc2)と等しくするように、そして前記第1の反転方向パルスおよび前記第2の重畳する陰極性パルスを同時に印加するように、そして前記第2の反転方向パルスおよび前記第1の重畳する陰極性パルスを同時に印加するように構成されていることを特徴とする、基板に金属を電気メッキする装置。
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