JP6754636B2 - 隔膜部材 - Google Patents

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Description

本発明は、隔膜部材に関する。
半導体ウェーハなどの基板表面に金属めっきする場合は、ケース体と該ケース体に取り付けられた隔膜とで構成された陽極室(本発明でいう隔膜部材)を用いることが知られている(例えば、特許文献1)。
特開2009−173992号公報
しかしながら、このような隔膜部材を用いる場合、めっき液によって隔膜に水圧が発生し、それが原因で隔膜がケース体から剥がれ、結果、隔膜に穴が開きやすくなるという問題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、隔膜に水圧が発生しても隔膜がケース体から剥がれるのを抑制することができる隔膜部材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の隔膜部材は以下の構成を有する。
(1)電極保持部を有するケース体と、前記電極保持部に電極を導入する導入口を有して、前記ケース体に取り付けられた隔膜と、を備え、前記電極保持部は、前記ケース体の平面壁部と、前記ケース体の前記導入口となる一辺以外の三辺の前記平面壁部の周縁部が隔膜が設けられる方に向けて折り返された折返部とで構成され、前記折返部の先端の前記ケース体の平面端部方向への垂直線と、前記折返部を有するケース体としての最周縁端部を通る前記垂直線と平行な前記ケース体の平面壁部方向への垂直線との間の領域であり、前記平面壁部は、前記隔膜を取り付ける少なくとも外表面が平面である部位であり、前記折返部は、前記隔膜を取り付ける前記平面壁部の少なくとも外表面が平面でなくなった部分から前記折返部の先端までの間の部位であり、前記隔膜は、前記電極保持部に保持される電極及び前記電極保持部を覆うと共に、前記平面壁部の外表面で前記ケース体に取り付けられている隔膜部材。
(2)前記折返部には電極と接触する突起部を更に備える前記(1)の隔膜部材。
(3)前記ケース体及び前記隔膜で袋状体を構成している前記(1)又は(2)の隔膜部材。
本発明により、隔膜に水圧が発生しても隔膜がケース体から剥がれるのを抑制することができる隔膜部材が提供される。
本発明の実施形態に関わる隔膜部材を説明するための概念斜視図である。 図1に示す隔膜部材1の隔膜20をケース10から取り外した時の構造を示す概念斜視図である。 図1のA方向から見た本発明の実施形態に関わる隔膜部材1の上面図である。 図1のB、C及びD方向から見たケース体10の折返部10A2近傍の側面図である。 図1のA方向から見た電極保持部10Aの近傍を拡大した本発明の効果を説明するための概念図である。 図6は、本発明をより具体的に説明するための図1のA方向から見た電極保持部10Aの近傍を拡大した概念図である。 本発明の実施形態に関わる隔膜部材をめっき装置に設置した場合の各部材の配置を示す概念断面図である。 本発明の実施形態に関わる隔膜部材の他の実施形態を説明する電極保持部10Aの近傍を拡大した概念図である。
本発明者らは、このような隔膜部材を用いる場合、めっき液から隔膜部材を取り出す際に、隔膜部材内側(電極側、以下同じ)に残存するめっき液によって、隔膜部材内側から外側に向かって隔膜に水圧が発生し、それが原因で隔膜がケース体から剥がれ、結果、隔膜に穴が開きやすくなるという問題があることを見出し、本発明を完成するに至った。
以下、本発明に関わる隔膜部材について図面を参考に説明する。
図1は、本発明の実施形態に関わる隔膜部材を説明するための概念斜視図である。図2は、図1に示す隔膜部材1の隔膜20をケース10から取り外した時の構造を示す概念斜視図である。図3は、図1のA方向から見た本発明の実施形態に関わる隔膜部材1の上面図である。図4は、図1のB、C及びD方向から見たケース体10の折返部10A2近傍の側面図である。
本発明の実施形態に関わる隔膜部材1は、図1から図4に示すように、電極保持部10Aを有するケース体10と、前記電極保持部10Aに電極30を導入する導入口10Bを有して、前記ケース体10に取り付けられた隔膜20と、を備え、前記電極保持部10Aは、前記ケース体10の平面壁部10A1と前記平面壁部10A1の周縁部が折り返された折返部10A2とで構成され、前記隔膜20は、前記電極保持部10Aに保持される電極30及び前記電極保持部10Aを覆うと共に、前記平面壁部10A1で前記ケース体10に取り付けられていることを特徴とする。
このように、本発明の実施形態に関わる隔膜部材1は、隔膜20が平面壁部10A1で前記ケース体10に取り付けられているため、めっき液から隔膜部材を取り出す際に、隔膜部材内側に残存するめっき液によって、隔膜部材内側から外側に向かって隔膜に水圧が発生した場合でも隔膜がケース体から剥がれるのを抑制することができる。
図5は、図1のA方向から見た電極保持部10Aの近傍を拡大した本発明の効果を説明するための概念図である。
図5(a)に示すように、隔膜20が平面壁部10A1ではなく折返部10A2に取り付けられている場合は、めっき液から隔膜部材1を取り出す際に、隔膜部材内側に残存するめっき液によって、隔膜部材1内側から外側に向かって水圧P1が隔膜20に生じ、また、この水圧P1に伴って折返部10A2の取り付け端部O1部分に当該取り付けが剥がれる方向に応力P2が生じる。この応力P2によって隔膜20が折返部10A2から剥がれる又は剥がれないで取り付け端部O1を起点として隔膜20側が破れる等により、隔膜20に穴が開きやすくなると考えられる。なお、隔膜20に穴が開いた隔膜部材を再度めっきに使用する場合、めっき中に隔膜部材内側の電極周辺で発生するスラッジやガス(例えば、銅めっきである場合は酸素)が当該穴から基板側に流入しやすくなるため、基板のめっき不良等が発生しやすくなり好ましくない。
一方、図5(b)に示すように、隔膜20が平面壁部10A1で取り付けられている場合は、めっき液から隔膜部材1を取り出す際に、隔膜部材1内に残っためっき液によって、隔膜部材1内部から外側に向かって水圧P1が隔膜20に生じるものの、隔膜20と平面壁部10A1との取り付け端部O2部分に関わる当該取り付けが剥がれる方向の応力P3は、応力P1とほぼ逆方向の応力になる。従って、上記のように隔膜20に水圧P1が生じても、隔膜20が平面壁部10A1で取り付けられている場合は、水圧P1に伴って発生する応力P3は応力P2に比べて大きく抑制されると考えられる。
したがって、本発明は、隔膜に水圧が発生しても隔膜がケース体から剥がれるのを抑制することができる。
図6は、本発明をより具体的に説明するための図1のA方向から見た電極保持部10Aの近傍を拡大した概念図である。
電極保持部10Aは、具体的には、ケース体10の電極を導入する導入口10Bとなる一辺(図1中、ケース体10のA方向の一辺)以外の三辺(図1中、ケース体10のB、C、D方向の三辺)の周縁部が隔膜20が設けられる方に向けて折り返された折返部10A2を有しており、折返部10A2の先端10A2aのケース10の平面壁部10A1方向への垂直線H1と折返部10A2を有するケース10としての最周縁端部10A2bを通る前記垂直線H1と平行なケース10の平面壁部10A1方向への垂直線H2との間の領域のことをいう(図6参考)。
なお、電極保持部10Aにおいて「平面壁部10A1」は、隔膜20を取り付ける少なくとも外表面が平面(その外表面の任意の二点を通る直線がその外表面上にある面)である部位である。また、電極保持部10Aにおいて「折返部10A2」は、隔膜20を取り付ける平面壁部10A1の少なくとも外表面が平面でなくなった部分(図6中:境界線O3)から折返部10A2の先端10A2aまでの間の部位である。
また、本発明でいう「取り付ける」とは、接着剤や両面テープ等で接合することや、ヒートシールによって接合することを含む。なお、隔膜部材からの溶出やめっき液による接着剤の劣化等を考慮すると、ケース10と隔膜20との取り付けは、接着剤を使用しないヒートシールによる接合が好適である。
ケース体10の材質はめっき液に耐えられるものであれば特に限定されない。本実施形態では、ポリ塩化ビニル樹脂が好適に用いられる。また、ケース体10の平面壁部10A1や折返部10A2の厚さT1は、例えば、1mm〜5mmである。
隔膜20の材質はめっき液に耐えられるものであり、隔膜部材内のめっき液中のガスやスラッジを通過させないものであれば特に限定されない。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレート樹脂にポリフッ化ビニリデン樹脂をコーティングしたものが好適に用いられる。また、隔膜20の幅や高さはケース部材10の幅や高さに応じて適時設定される。また、隔膜20の厚さは、例えば、100μm〜400μmである。
電極30は、不溶性電極が好適に用いられる。
図7は、本発明の実施形態に関わる隔膜部材をめっき装置に設置した場合の各部材の配置を示す概念断面図である。
本発明に関わる隔膜部材1を用いて、めっき装置100に設置する場合は、電極30を陽極にし、かつ電極支持部材50に固定して、隔膜部材1の導入口10Bから電極30の両端部(図1でいうと方向B、方向Cの両端部)が電極保持部10Aに入るように、電極30及び電極支持部材50を隔膜部材1の導入口10Bから隔膜部材1内に導入し、図7に示すように、めっき液M中に、陰極である被めっき基板Wと対向するように浸漬して設置する。
なお、当該めっき液M中に浸漬した隔膜部材1を図示しない引上装置により引き上げる際、隔膜部材1の内部にはめっき液Mが残った状態になるが、この場合でも上述したように本実施形態に関わる隔膜部材1は、隔膜20が電極保持部10Aの平面壁部10A1に取り付けられているため、隔膜20がケース体10から剥がれるのを抑制することができる。
なお、ケース体10及びケース体10に取り付けられた隔膜20で構成される隔膜部材1は、図1及び図2に示すような袋状体(ケース体10の電極を導入する導入口10Bとなる一辺(図1中、ケース体10のA方向の一辺)以外の三辺(図1中、ケース体10のB、C及びD方向の三辺)が図1に示すように、いずれも折返部10Aを有し、かつ、三辺ともに隔膜20とケース10が平面壁部10A1で取り付けられている状態)であることが好ましい。
このような袋状体とすることで、めっき中、隔膜部材1内のガスやスラッジを含むめっき液の基板側への流入をより抑制することができる。
図8は、本発明の実施形態に関わる隔膜部材の他の実施形態を説明する電極保持部10Aの近傍を拡大した概念図である。
本実施形態に関わる隔膜部材は、図8に示すように、電極保持部10Aの折返部10A2の形状が一部異なる。その他は、上述した実施形態と同様であるため説明を省略する。
図8に示すように、前記折返部10A2には電極保持部10Aに導入された電極30に接触可能な突起部10ACを更に備えることが好ましい。
このような突起部10ACを備えることで電極保持部10Aに導入された電極30を折返部10A2で簡易的に固定することができる。更に、突起部10ACが存在することにより、必然的に、折返部10A2の先端10A2aが電極30方向(図8中α)に傾きやすくなるため、当該先端10A2aと隔膜20の接触が抑制され、当該先端10A2aによる隔膜20の破れ等を防止することができる。
(実施例1)
図2に示すような形状に加工したポリ塩化ビニル樹脂製のケース体10(幅40cm、高さ100cm)と、ポリエチレンテレフタレート樹脂にポリフッ化ビニリデン樹脂をコーティングさせた厚さ200μmの隔膜20(横65cm、縦115cm)を準備し、ケース体10の導入口10B以外の3辺の電極保持部10Aの平面壁部10A1の外面にヒートシールにより隔膜20を接合し、袋状体である図1に示すような隔膜部材1を作成した。
その後、不溶性の電極30を電極支持部材50に固定して、隔膜部材1の導入口10Bから電極30の両端部(図1でいうと方向B、方向Cの両端部)が電極保持部10Aに入るように、電極30及び電極支持部材50を隔膜部材1の導入口10Bから隔膜部材1内に導入し、図7に示すように、めっき液M中に、被めっき基板Wと対向するように浸漬して設置し、被めっき基板Wに対して、所定時間、銅めっきを実施した。
その後、隔膜部材1に電極30及び電極支持部材50が導入された状態で隔膜部材1をめっき液Mから引き上げた。その際、隔膜部材1内部に残っていた体積(約48000cm)のめっき液Mを隔膜部材1内部から排出し、かつ、隔膜部材1内から電極30及び電極支持部材50を取り出し、最後に、隔膜部材1を純水洗浄した。
純水洗浄した隔膜部材1に対して、ケース体10の導入口10B以外の3辺における隔膜20の剥がれ状況を目視で確認した。
(実施例2)
図8に示すような突起部10ACを備える形状に加工したポリ塩化ビニル樹脂製のケース体10(幅40cm、高さ100cm)を用いて、その他は実施例1と同様な方法で袋状体である図1に示すような隔膜部材1を作成した。その後、実施例1と同様な方法で、銅めっき実施後、ケース体10の導入口10B以外の3辺における隔膜20の剥がれ状況を目視で確認した。
(比較例1)
図2に示すような形状に加工したポリ塩化ビニル樹脂製のケース体10(幅40cm、高さ100cm)と、ポリエチレンテレフタレート樹脂にポリフッ化ビニリデン樹脂をコーティングさせた厚さ200μmの隔膜20(横65cm、縦115cm)を準備し、ケース体10の導入口10B以外の3辺の電極保持部10Aの折返部10A1の外面にヒートシールにより隔膜20を接合し、袋状体である図1に示すような隔膜部材1を作成した。
その後、実施例1と同様な方法で、銅めっき実施後、ケース体10の導入口10B以外の3辺における隔膜20の剥がれ状況を目視で確認した。
その結果、比較例1においては、ケース体10の2辺(図1中、B方向及びC方向)の隔膜20の折返部10A2からの剥がれを確認した。一方、実施例1、2においては、ケース体10の3辺(図1中、A方向、B方向及びC方向)の隔膜20の平面壁部10A1からの剥がれは確認されなかった。
本発明の隔膜部材は、隔膜に水圧が発生しても隔膜がケース体から剥がれるのを抑制することができるので、金属気めっき用途に好適に利用することができる。
1 隔膜部材
10 ケース
20 隔膜
30 電極(陽極)
10A 電極保持部
10B 導入口
10A1 平面壁部
10A2 折返部
10A2a 先端
10A2b 最周縁端部
10AC 突起部
100 めっき装置
50 電極支持部材
M めっき液
W 被めっき基板(陰極)

Claims (3)

  1. 電極保持部を有するケース体と、
    前記電極保持部に電極を導入する導入口を有して、前記ケース体に取り付けられた隔膜と、を備え、
    前記電極保持部は、前記ケース体の平面壁部と、前記ケース体の前記導入口となる一辺以外の三辺の前記平面壁部の周縁部が隔膜が設けられる方に向けて折り返された折返部とで構成され、前記折返部の先端の前記ケース体の平面端部方向への垂直線と、前記折返部を有するケース体としての最周縁端部を通る前記垂直線と平行な前記ケース体の平面壁部方向への垂直線との間の領域であり、
    前記平面壁部は、前記隔膜を取り付ける少なくとも外表面が平面である部位であり、
    前記折返部は、前記隔膜を取り付ける前記平面壁部の少なくとも外表面が平面でなくなった部分から前記折返部の先端までの間の部位であり、
    前記隔膜は、前記電極保持部に保持される電極及び前記電極保持部を覆うと共に、前記平面壁部の外表面で前記ケース体に取り付けられている隔膜部材。
  2. 前記折返部には電極と接触する突起部を更に備える請求項1に記載の隔膜部材。
  3. 前記ケース体及び前記隔膜で袋状体を構成している請求項1又は2に記載の隔膜部材。
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