JPH0238577A - 無電解メッキの膜厚検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、無電解メソギの膜厚検知装置に関する。

〔従来の技術〕

無電解メッキは、メッキ浴に浸漬するだジノで、基材の
種類や形状を問わずに均質な皮膜の形成が可能な技術と
して種々の分野で用いられている。

近年、電子材料分野においても、無電解メッキ技術は重
要な役割を果たしており、特にプリント配線基板につい
ての技術として、無電解銅メッキのみで導体層を形成し
フォト法により微細回路を描くという方式が脚光を浴び
ている。このような無電解メッキにより微細回路を形成
する技術において課題になっていることは種々あるが、
その１つに、ロフト間における無電解メッキ膜厚のばら
つきの問題がある。ロフト間でメッキ膜厚にばらつきが
生しると、エツチングによる回路形成時に回路が断線し
たりあるいは短絡を引き起こしたりしやすくなって、歩
留まりが低下する。ずなわぢ、膜厚が基準値よりも薄い
場合にはエツチング過剰により断線し、また、厚い場合
にはエノチング不充分により回路が短絡するようになる
のである。このような歩留まりの低下率は、配線幅およ
びその間隔が微細になればなる程、増大する傾向にある
。無電解メッキ膜厚がロフト間でばらつく原因としては
、無電解メッキ液の活性度がその使用の回数（ターン数
）とともに変動することが挙げられる。すなわち、ター
ン数の増大とともにメッキ液の中に反応副産物が蓄積し
、これらのものがメッキ液の活性度を低下させるように
するからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、無電解メッキ皮膜の膜厚を管理する手法として
現在行われているものに、２つの手法がある。１つは、
メッキ液の活性度を一定に保持し、メッキ液中への浸漬
時間によって膜厚を管理する方法で、他の１つは、膜厚
センサーを用いて膜厚を管理する方法である。前者の方
法は、メッキ液の主成分である金属イオン濃度、還元剤
濃度、ｐＨ値の分析ならびに活性度の測定を常時実施す
るとともに、活性度が一定になるように、金属イオン濃
度、還元剤濃度、ｐ）ｌ値を自動調整するようにするも
ので、このように活性度を一定にすることで、浸漬時間
を専ら基準として膜厚管理が実施されるようになってい
る。しかし、この方法では、活性度の変動を検知してか
ら実際にメッキ液を調整して再び活性度を一定にするま
でにタイムラグが生じるという欠点があり、これは、メ
ッキ槽が大きくなればなる程、重要な問題となり、この
タイムラグに相当するばらつきが、そのまま膜厚管理上
のばらつきとなっていた。後者の方法は、たとえば、特
開昭６２−２８７０８０号公報に記載されているように
、化８Ｍ基板上に形成された導体パターンに無電解メッ
キを析出させ、導体パターンの電気抵抗値の変化から無
電解メッキの膜厚を算出するというものであるが、この
方法では、メッキ膜厚が薄い間は、電気抵抗値の変化を
精度良く読み取ることができるが、メッキ膜厚が厚くな
るにしたがって電気抵抗値の変化が微小になるため、膜
厚の厚い領域では精度良く膜厚を検知することができず
、しかも、パターンの横方向への皮膜の成長が前記抵抗
値を変動させ、これが膜厚管理の精度化を阻止する原因
にもなっていた。

前記事情に鑑みて、この発明の課題とするところは、メ
ッキ液の活性度が変動することによる影響や膜厚の形成
状態による影響などを受けることなく、常に精度良く無
電解メッキ皮膜の膜厚検知が行えるようにすることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、この発明は、メッキ浴中に浸
漬されて無電解メッキがなされることで所定表面にメッ
キ皮膜が析出形成されるようになっている電気絶縁性の
ある基材の、前記メッキ皮膜の析出面に近接する少なく
とも２個所に同析出面よりの高さが目標とするメッキ皮
膜厚さに合致するように配置される１対の電気絶縁性の
厚み規定手段と、各厚み規定手段の前記メッキ皮膜厚さ
に合致する側面に配置された電極部と、これらの電極部
を含み前記析出面上に析出形成されるメッキ皮膜が目標
とする厚さに達して前記電極部に接触したときに同皮膜
を通して異なる厚み規定手段間を電流が流れるようにす
る電気回路と、同回路に電流が流れたことを検知して検
知信号を発信する検知手段を備えるようにしている。

〔作　　　用〕

メッキ浴中に浸漬されて無電解メッキがなされることで
所定表面にメッキ皮膜が析出形成されるようになってい
る電気絶縁性のある基材の、前記メッキ皮膜の析出面に
近接する少なくとも２個所に同析出面よりの高さが目標
とするメッキ皮膜厚さに合致するように配置される１対
の電気絶縁性の厚み規定手段と、各厚み規定手段の前記
メッキ皮膜厚さに合致する側面に配置された電極部と、
これらの電極部を含み前記析出面上に析出形成されるメ
ッキ皮膜が目標とする厚さに達して前記電極部に接触し
たときに同皮膜を通して異なる厚み規定手段間を電流が
流れるようにする電気回路と、同回路に電流が流れたこ
とを検知して検知信号を発信する検知手段を備えるよう
にしていると、析出皮膜の膜厚の成長が目標に達したら
それを短絡という手段で電気的に直接検知し得るように
なる。

Ｃ実　施　例〕 以下に、この発明を、その実施例をあられした図面を参
照しつつ詳しく説明する。

第１図（ａｌおよび（ｂ）は、この発明にかかる無電解
メッキの膜厚検知装置の一実施例を概要的にあられして
いる。この無電解メッキのｌＩ％厚検知装置は、これら
の図にみるように、基材Ｊの表面に設けられた析出面２
上に析出する皮膜３の膜厚を電気的に検知する装置であ
る。前記基材】は電気絶縁材料を用いて形成されている
。同法利１の材料は無電解メッキ液に悪影響を及ぼさな
いものであればよいが、−度析出面２上に析出した皮膜
３を再使用のためエツチング処理をしても耐蝕性に優れ
た材質を選ぶこととが望ましい。前記析出面２の材料は
、対象となる無電解メッキに対して触媒として作用する
材質のものであればよいが、前記エツチング処理により
再使用可能なようにｐｔ等の耐蝕性に優れた金属を用い
ることが望ましい。前記基材Ｉの析出面２を挟む両側に
は電気的に絶縁物である１対の厚み規定手段４，４が設
けられるようになっている。各厚み規定手段４は、対象
となる無電解メッキ液に対して触媒能がなく、再使用の
際のエツチング処理に対して１ｌｊ１蝕性を有するもの
であることが望ましい。両厚み規定手段４４は、前記析
出面２よりの高さＬが目標とされる析出皮膜３の厚みと
一致するものとされている。

これら規定手段４，４の」二面には、電極部５，５′が
それぞれ設けられている。その一方の電極部５ば陽極側
で、他方の電極部５′は陰極（アース）側になっている
。両型極部５．５／間にはパルス電圧が印加されている
。この電圧は、析出皮膜３により電極部４，４間が短絡
されたときの電圧変化（または電流変化）を確認するこ
とができる程度の微弱なものでよい。これら電極部５，
５′の材料は、無電解メッキ液に悪影響を及ぼさない導
体であればよいが、無電解メッキ液に対して触媒作用が
なく、しかも−度析出面２上に析出した皮膜３を再使用
のためエツチング処理をしても耐蝕性に優れた材質を選
ぶこととが望ましい。

第１図（ａｌにみる検知装置は短絡のみが行なわれる範
囲で示されているが、このものを無電解メッキ液（浴）
中に浸漬して無電解メッキを行なうと、析出面２上に皮
膜３が成長して同図（ｂｌにみるように電極部５，５′
の下面レヘルに達するようになる。これを少しでも越え
ると、析出皮膜３を通して両型極部５，５′が電気的に
導通して短絡した状態になる。これを後述するように検
知してその検知ｉ言分により報知手段を通して報知する
ようにすれば皮膜厚さかもの基板が得られる。なお、前
記電極部５′上には、無電解メッキ液中の金属イオンが
還元されて析出するため、厚み規定手段４が非常に薄い
ものである場合、所定の膜厚に達するまでに陰極と析出
皮膜３が短絡するおそれがある。しかし、陽極側である
他方の電極部５には、無電解メソギ液中の金属イオンが
析出しないので、陽極と皮膜３間の短絡は、析出皮膜３
か所定の厚みになって初めて起こるごとになり、これに
より、析出面２上の析出皮膜３が回路を短絡するのは常
に皮膜３が所定の厚みになったときのみになる。前記外
部電圧の印加をパルスで行なうようにしたのは、連続し
て電圧を印加するようにすると、皮膜３が所定の厚みに
達した際に陽極５での短絡が確実に行なわれないことが
あることにょる（実施例ｊ） 第２図にみる実施例は、第１図にみるものに基づいてい
る。基材１として耐薬品性に優れた９６％ＡＩ、Ｏ，基
板を用い、析出面２としては、耐薬品性および触媒作用
に優れたｐｔをメタルマスクを通してスパッタ法により
所定のバクーンに形成した。ｐｔ膜の厚さは約５０００
人にした。厚み規定手段４ば、疏水性の感光性液状レジ
ストを１５μｍ塗布したものでなっている。これは、１
色縁層としての厚み規定手段４の端面部の皮膜形成を防
止するためである。電極部５，５′は、メタルマスクを
用いてＮｉを約１μ真程スパツタ法により形成されてい
る。Ｎ】電極部５．５７間でかつＰＬ析出面２上の疏水
性の感光性レジスＩ・は除去されて同図に示す形状のも
のにされている。電極部５，５１の間隔は、メッキ反応
が均一に行なわれるように、厚み規定手段４．４の厚み
よりも充分広くとられ、この実施例ではその間隔を１０
’ｉ＋ｍになっている。前記電極部５，５１には被覆銅
線を半田付けし、同半田部分が樹脂６でコーティングさ
れるとともに、同電極部５．５′には、前記被覆銅線を
通して外部電源７が接続されパルス電圧が印加されるよ
うになっている。そして、回路短絡時の電圧変化を検知
器８で検知するとともに、その検知信号をブザー（報知
手段）９で受は報知し得るようにした。前記検知装置を
高速タイプの無電解銅メッキに適用した。

調整された無電解銅メッキ液に、活性化処理が施された
１０ｃｍ口のガラスエポキシ基板たるサンプルと、前記
膜厚検知装置の要部を同時に浸漬してメッキ処理を開始
し、ブザー９の報知と同時にサンプルを引き上げて、螢
光Ｘ線式膜厚計によりサンプルの銅メッキ膜厚を測定し
た。その結果、サンプルの銅メッキ膜厚は１５±０．５
μ賞であり、厚み規定手段４，４で設定された膜厚目標
値と良い一致を示した。析出部に形成された銅皮膜を硫
酸にて除去して再びサンプルととともに浸漬するといっ
た操作を′１０クーン繰り返して行ない、それぞれのサ
ンプル上の銅メッキ皮膜の厚みを測定したところ、いず
れも１５±０．５μ賞以内のばらつきに抑えることがで
きた。なお、この実施例で用いた無電解銅メッキ液は、
Ｃｕイオン濃度、ＨＣＨＯ濃度、ｐＨ値を１０ターンま
で自動濃度調整装置によって一定値に管理したが、析出
速度は３μｌ／ｈ〜４．５μｓ／ｈまで変動した。この
ような析出速度の変動に対しても前記のように精度の良
い膜厚管理が実施できた。

（実施例２） 厚み規定手段の厚みを４０μｌに設定した以外は前記実
施例１と同じ条件の膜厚検知装置として高速タイプの無
電解銅メッキ液に適用した。調整された無電解銅メッキ
液に、活性化処理が施された１０ｃｎ＋　　のガラスエ
ポキシ基十反たるサンプル前記膜厚検知装置の要部を同
時に浸漬してメッキ処理を開始し、ブザー９の報知と同
時にサンプルを引き上げて、螢光Ｘ線式膜厚計によりサ
ンプルの銅メッキ膜厚を測定した。その結果、サンプル
の銅メッキ膜厚は４０±１μｌであり、厚み規定手段４
．４で設定された膜厚目標値と良い一致を示した。なお
、従来の膜厚線では４０！Ｉｎの目標設定に対して±２
μ■のばらつきがあった。

前記のように、この発明にががる無電解メッキの膜厚検
知装置は、メッキ浴中に浸漬されて無電解メッキがなさ
れることで所定表面にメッキ皮膜が析出形成されるよう
になっている電気絶縁性のある基材の、前記メッキ皮膜
の析出面に近接する少なくとも２個所に同析出面よりの
高さが目標とするメッキ皮膜厚さに合致するように配置
される１対の電気絶縁性の厚み規定手段と、各厚み規定
手段の前記メッキ皮膜厚さに合致する側面に配置された
電極部と、これらの電極部を含み前記析出面上に析出形
成されるメッキ皮膜が目標とする厚さに達して前記電極
部に接触したときに同皮膜を通して異なる厚み規定手段
間を電流が流れるようにする電気回路と、同回路に電流
が流れたことを検知して検知信号を発信する検知手段を
備えるようにしているので、析出皮膜の膜厚の成長が目
標に達したらそれを短絡という手段で電気的に直接検知
し得るようになる。これにより、メッキ液の活性度が変
動することによる影響や膜厚の形成状態による影響など
を受けることなく、常に精度良く無電解メッキ皮膜の膜
厚検知が行えるようになった。

なお、前記膜厚検知装置とコンピューターとをつないで
、膜厚検知と同時に被メッキ物を自動的に次の工程に搬
送するようにも構成することがでいる。

〔発明の効果〕

この発明にかかる無電解メッキの膜厚検知装置は、以上
のように構成されているため、メッキ液の活性度が変動
することによる影響や膜厚の形成状態による影響などを
受けることなく、常に精度良く無電解メッキ皮膜の膜厚
検知が行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる無電解メッキの膜厚検知装置
の一実施例をあられし、同図ｆａ）はメッキ処理前の状
態で示す断面図、同図（ｂ）は析出皮膜か所定の膜厚に
達した状態を示した断面図、第２図はそのより具体的な
実施例をあられした断面図である。 １・・・基材　２・・・液面　３・・・析出皮膜　４・
・・厚み測定用部＋Ａ　５・・・電極部　７・・電源　
８・・・検知器（検知手段）　　９・・・ブザー（報知
手段）代理人　弁理士　　松　本　武　彦 手続補正書（自発 昭和６３年０９月１４日 昭和６３年特許願第１８７５１、 発明の名称 無電解メッキのＩＩ胆★知装置 補正をする者 事件との関係 住　　　所 名　　　称　（５８３） 代表者

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　メッキ浴中に浸漬されて無電解メッキがなされるこ
   とで所定表面にメッキ皮膜が析出形成されるようになっ
   ている電気絶縁性のある基材の、前記メッキ皮膜の析出
   面に近接する少なくとも２個所に同析出面よりの高さが
   目標とするメッキ皮膜厚さに合致するように配置される
   １対の電気絶縁性の厚み規定手段と、各厚み規定手段の
   前記メッキ皮膜厚さに合致する側面に配置された電極部
   と、これらの電極部を含み前記析出面上に析出形成され
   るメッキ皮膜が目標とする厚さに達して前記電極部に接
   触したときに同皮膜を通して異なる厚み規定手段間を電
   流が流れるようにする電気回路と、同回路に電流が流れ
   たことを検知して検知信号を発信する検知手段を備えて
   いる無電解メッキの膜厚検知装置。