JPH0499190A - めっき装置とめっき方法 - 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】 〔概要〕 めっき装置とめっき方法に関し、 高密度配線が設けられた被めっき基板のめっき厚さのバ
ラツキを極めて小さくすることを目的とし、 めっき槽と、前記めっき槽の内部に配設された対向電極
と、前記対向電極の前方に配設されためっき液放射噴出
口を有するめっき液供給管と、前記めっき液放射噴出口
の前方に配設された層流形成機構と、前記層流形成機構
の前方に配設される被めっき基板の側方に、かつ、基板
表面に平行に設けられたスリット状のめっき液吸引口を
有するめっき液排出管とを少なくとも備えるようにめっ
き装置を構成する。また、上記めっき装置を用い、前記
めっき槽の大きさ（Ｂ）　と被めっき基板の大きさ（＾
）との差を小さくし、かつ、被めっき基板の表面にめっ
き液層流を斜めに当てながら電着するようにめっき方法
を構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は回路基板、とくに、セラミック基板上に導体パ
ターンや多数のめっきパッドが形成された高密度回路配
線基板上の導体部分に均一厚さの電気めっきを行うため
のめっき装置とめつき方法の改良に関する。

近年、回路基板の高密度の配線が要求されるにしたがい
、回路基板上へのＩＣの接合方法もフリ・ノブチップ方
式が多く用いられるようになってきた。

これに伴い回路基板上の電極端子、たとえば、めっきパ
ッドの精度、たとえば、高さの均一性を向上する技術の
開発が強く求められている。

〔従来の技術］ 第２図はめっきパッド配列基板の例を示す図でめっき技
術を用いた高密度回路基板の代表例として示したもので
あり、同図（イ）は平面図、同図（ロ）はＸ−Ｘ断面図
である。

図中、９は被めっき基板で、たとえば、セラミック基板
上に薄膜、たとえば、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層スパッタ
膜からなる配線層９２がホトリソグラフィ技術によって
両面に設けられており、それら両面の配線層９２の間が
、たとえば、銅（Ｃｕ）またはタングステン（Ｗ）から
なる金属ビア９３で接続されている。

各金属ビア９３の両端には図示したごとく端子パッド９
１が形成されている。端子パッド９１には、たとえば、
同図（ロ）に破線で示したごと＜ＩＣチップ１００がそ
のバンプ１０１　、たとえば、半田バンプにより、それ
ぞれ対応する端子パッド９１と接続１すなわち、フェー
スダウンボンディングされる。

通常、端子パッド９１は金属ビア９３の上のＣｒ／Ｃｕ
／Ｃｒ配線層９２の最外層のＣｒを除去して、その上に
厚いＮｉと、さらにその上に薄いＡｕをめっきにより形
成している。

第３図は従来のめっき装置の例を示す図で、同図（イ）
は上面図、同図（ロ）はＸ−Ｘ断面図である。図中、１
０゛　はめっき槽、１１はめっき液、たとえば、スルフ
ァミン酸ニッケルと硼酸の混合水溶液、１゛は導電性の
材料、たとえば、Ｎｉからなる対向電極、５はめっき液
加熱用ヒータ、２゛はめっき液供給管、４′はめっき液
排出管、９は被めっき基板、たとえば、めっきパッド配
列基板のめっき処理前の基板、９０はめっき膜、たとえ
ば、Ｎｉめっき膜、６は直流電源、７は直流電流計、８
はスイッチである。

上記従来のめっき装置およびめっき方法では、めっき槽
１０゛の大きさ、たとえば、Ｂ゛の寸法は余り問題にし
ないで、主として対向電極１゛の大きさ。

たとえば、Ｃ゛の寸法を問題にしてきた。すなわち、Ｃ
゛を比較的小さくしてめっき膜９０の厚さを出来るだけ
均一に形成するように、めっき液１１の温度や電流密度
などの条件を設定して電気めっきを行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来のめっき装置を使用しためっき方法で
、めっき膜厚をよくするために対向電極１゛を余り小さ
くするとめっき膜９０にピットが生じて膜品質の劣化が
生じる。また、対向電極１“が比較的小さくてもめっき
槽ｌＯ”の大きさ、たとえば、Ｂ゛が被めっき基板９の
大きさ八に対して大きいと第３図（イ）の破線で示した
ように電気力線５０の広がりによって、被めっき基板９
の中央部分と周辺部分とではめっき膜厚にかなり大きな
差が生じ。

たとえば、第２図（ロ）に示したごとく端子パッド９１
の厚さがばらついて、ＩＣチップ１００のフェースダウ
ンボンディングの際に、たとえば、端子パッド９１ｆと
バンプ１０１ｂとが接続されないなどといった重大な問
題がありその解決が必要であった。

〔課題を解決するための手段〕 上記の課題は、めっき槽１０と、前記めっき槽１０の内
部に配設された対向電極１と、前記対向電極ｌの前方に
配設されためっき液放射噴出口２０を有するめっき液供
給管２と、前記めっき液放射噴出口２０の前方に配設さ
れた層流形成機構３と、前記層流形成機構３の前方に配
設される被めっき基板９０側方に、かつ、基板表面に平
行に設けられたスリット状のめっき液吸引口４０を有す
るめっき液排出管４とを少なくとも備えためっき装置、
および、上記めっき装置を用い、前記めっき槽１０の大
きさ（Ｂ）と被めっき基板９の大きさ（Ａ）との差を小
さくし、かつ、被めっき基板９の表面にめっき液層流を
斜めに当てながら電着するめつき方法によって解決する
ことができる。

〔作用〕

本発明によれば、めっき槽１０の大きさ（Ｂ）と被めっ
き基板９の大きさ（八）との差を小さくしであるので、
電気力線の広がりが抑制でき、しかも、被めっき基板９
の表面にめっき液１１０層流が斜めに当たって一様に流
れ去るように構成されているので基板表面に泡が停滞す
るようなこともなく。

したがって、めっき膜９０の膜厚分布が大巾に改善され
、かつ、ピットの発生も防止できるのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す図で、同図（イ）は斜視
図、同図（ロ）は上面図である。

図中、１０は、たとえば、ガラスあるいは硬質塩化ビニ
ル樹脂製のめっき槽で、大きさは、たとえば、長さが３
４０ｍｍ、巾が１６０ｍｍ、深さが１６０ｍｍの長方形
の箱型である。９は被めっき基板でたとえば、長辺が１
１４　ｍｍ、短辺が９５ｍｍの長方形のセラミック製バ
ンド配列基板である。めっき［１０の内側面間の巾Ｂは
被めっき基板９の長辺すなわち、１１４ｍｍよりも少し
長い、たとえば、１．５倍以内の１５５ｍｍ程度にした
。また、めっき液１１の深さも被めっき基板９の短辺９
５ｍｍの１．５倍以内になるように調整した。めっき液
１１としては、たとえば、スルファミン酸ニッケルと硼
酸の混合水溶液を用い、Ｎｉめっきを行った。

ｌは導電性の材料、たとえば、Ｎｉからなる対向電極で
その大きさＣは被めっき基板９の大きさＢよりもや＼大
きい程度である。２はめっき液供給管で、対向電極１の
前方に配置された内径１５ｍｍφ程度のパイプに図示し
たごとき複数の直径３ｍｍ程度のめっき液放射噴出口２
０を、たとえば、７０°の開き角で２列にあけたもので
ある。３は層流形成機構で前記めっき液放射噴出口２０
の３０〜４０ｍｍ前方に配置された。たとえば、巾１０
ｍｍ程度の薄い硬質塩化ビニル樹脂製の絶縁板からなる
。たとえば、５〜１０ｍｍの間隔で設けられた隔壁３１
．３２で格子状に仕切られた枠体であり、必要により隔
壁３１は破線で示したごとく回転可能にしである。

４はめっき液排出管で、前記層流形成機構３の。

たとえば、１００〜１２０ｍｍ前方のめっき槽１０の一
方の側壁近くに設けられ、被めっき基板９の被めっき表
面に平行に図示したごとくスリット状のめっき液吸引口
４０が形成されている。

なお、前記の諸口面で説明したものと同等の部分につい
ては同一符号を付し、かつ、同等部分についての説明は
省略する。

いま、めっき液供給管２から、たとえば、こ＼には図示
してない循環ポンプによりめっき液１１を送り込むと、
同図（ロ）の矢印に示したごとくめっき液放射噴出口２
０からめっき液１１が放射状に噴出し、前方の層流形成
機構３に流れ込む。層流形成機構３に流入しためっき液
１１は平行に並んだ隔壁３１．３２により層流１２とな
って被めっき基板９に向かって一様に流れていく。この
時、図示してない前記循環ポンプに接続されためっき液
排出管４に設けられたスリット状のめっき液吸引口４０
からめっき液１１を吸引すると、前記層流１２は基板表
面の前で図示したごとくに曲げられ、被めっき基板９の
表面にはめっき液層流が斜めに当たり、したがって、め
っき液の乱れや発生する泡の停滞を引き起こすことがな
い。また、めっき槽１０の大きさ（Ｂ）と被めっき基板
９の大きさ（Ａ）との差が小さいので、電気力線の広が
りも小さ（できる。これにより、めっき膜９０にはピン
トの発生が殆どなくなり膜厚も大ｌ］に改善できた。

第１表は前記波めっき基板９を長辺側を４分割、短辺側
を３分割、すなわち、全面を１２分割した各部分につい
てＮｉめっき膜の膜厚を測定して各部分ごとの平均値の
数値を表示したものである。なお、膜厚測定は市販の膜
厚測定器（たとえばアルファステップ２００）を用いて
行った。

第１表　（単位：μｍ） なお、（）内は従来例の場合を比較のために示したもの
で、この場合のめっき槽１０゛　の大きさは長ささ３９
０ｍｍ、　　巾２８０ｍｍ、　深さ２４０ｍｍである。

また、正味の電流密度はいずれの場合もＩ　Ａ／ｄｍ”
である。

上表かられかるように従来のめっき膜厚の全平均と偏差
が２．９７＋０．６８〜２．９７−１．００μｍである
のに対して、本発明実施例では３．００＋０．３０〜３
．０００．３４μｍと膜厚分布が半分以下となり大巾に
改善されている。

上記実施例では、層流形成機構３の隔壁３１を被めっき
基板９に垂直に配置したが、や＼傾斜させて層流１２が
基板表面により滑らかに当たるようにしてもよい。

また、めっき膜もＮｉに限定されるものではなくＡｕそ
の他の材料に対しても本発明が適用できることは言うま
でもない。

さらに、上記実施例は本発明の一実施例であり、それぞ
れの構成材料やその大きさ、使用条件などは適宜変えて
本発明装置および本発明方法を実現してもよいことは勿
論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によればめっき槽１０の大き
さ（Ｂ）　と被めっき基板９の大きさ（八）との差を小
さくしであるので、電気力線の広がりが抑制でき、しか
も、被めっき基板９の表面にめっき液１１の層流が斜め
に当たって一様に流れ去るように構成されでいるので基
板表面に泡が停滞するようなこともなく、シたがって、
めっき膜９０の膜厚分布が大巾に改善され、かつ、ピッ
トの発生も防止でき、めっき技術を使用する薄膜回路基
板の品質、ひいては、それを用いた高密度集積回路装置
の品質、信軌性および製品歩留りの向上に寄与するとこ
ろが極めて大きい。

１１はめっき液、 ２０はめっき液放射噴出口１ ．３１．３２は隔壁、 ４０はめっき液吸引口である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）めっき槽（１０）と、 前記めっき槽（１０）の内部に配設された対向電極（１
   ）と、 前記対向電極（１）の前方に配設されためっき液放射噴
   出口（２０）を有するめっき液供給管（２）と、前記め
   っき液放射噴出口（２０）の前方に配設された層流形成
   機構（３）と、 前記層流形成機構（３）の前方に配設される被めっき基
   板（９）の側方に、かつ、基板表面に平行に設けられた
   スリット状のめっき液吸引口（４０）を有するめっき液
   排出管（４）とを少なくとも備えることを特徴としため
   っき装置。
2. （２）請求項（１）記載のめっき装置を用い、前記めっ
   き槽（１０）の大きさ（Ｂ）と被めっき基板（９）の大
   きさ（Ａ）との差を小さくし、かつ、被めっき基板（９
   ）の表面にめっき液層流を斜めに当てながら電着するこ
   とを特徴としためっき方法。