JPH06242052A

JPH06242052A - 限界電流密度測定用試料電極および測定方法

Info

Publication number: JPH06242052A
Application number: JP5033312A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Sunamoto; 昌利砂本; Minoru Fujita; 実藤田; Yoshiyuki Morihiro; 喜之森広; Takashi Takahama; 隆高浜
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-02-23
Filing date: 1993-02-23
Publication date: 1994-09-02
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: JP3063448B2

Abstract

(57)【要約】【目的】稼動状態のメッキ槽内にある被メッキ物のメ
ッキ面における限界電流密度の測定が、正確にかつ容易
に行えるようにすることを目的とする。【構成】電極基板１６上に作用電極１と参照電極２を
形成し、端子１ａ，２ａはソルダーレジスト１７で保護
しておく。そして、銅をメッキした参照電極２の電位を
基準とし、同様に銅をメッキした作用電極１の電位を測
定し、この電位を自然分極電位より卑な電位へ電位走査
することにより、限界電流密度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、稼動状態の電解メッ
キ槽内における限界電流密度測定用試料電極および測定
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板製造工程において、電
解銅メッキ工程はプリント配線基板上に配線パターン形
成をするための重要な工程である。ところで、電解銅メ
ッキ工程においてメッキやけと言われるメッキ膜の異常
析出現象が知られている。

【０００３】電解メッキにおける金属結晶の析出の状態
は、電解メッキ時の電流密度の大小により大きく影響さ
れる。電解メッキにおいて電流密度が低い場合、析出す
る金属の結晶は粗大となり、電流密度が高くなると、析
出する金属の結晶は微細となる。しかし、さらに高い電
流密度になると、金属が析出する電極面における金属イ
オンが欠乏し、析出している金属の結晶はイオン濃度の
高い部分に伸びて樹枝上の結晶となっていく。そして、
さらに電流密度が高くなると、金属の析出と同時に水素
発生反応が起こり、発生した水素ガスによって結晶は成
長できず、析出する金属は海綿状となる。

【０００４】これらの樹枝状，海綿状の析出状態がメッ
キやけであり、このメッキやけが発生すると、配線パタ
ーンを形成する際のエッチング工程でパターン断線や欠
けを引き起こし、製品の不良率を上げる一因となる。し
たがって、メッキやけを防止できれば製品の不良率を下
げることができる。このメッキやけが発生し始めるとき
の電流密度のことを限界電流密度と言い、良好なメッキ
被膜を形成するためには限界電流密度の値を正確に把握
し、限界電流密度以下の電流密度でメッキ作業を行う必
要がある。

【０００５】図９は、文献（電気化学測定法：藤島昭ほ
か著技報堂出版（１９８４））に記載されている従来
の電解銅メッキ槽内における限界電流密度測定の構成を
示し、図１０，１１は従来の限界電流密度測定用電極を
示している。図９（ａ）において、６はメッキ液、７は
メッキ槽、８はアノード、９はポテンシオスタット、１
０はファンクションジェネレータ、１１はレコーダ、１
４は攪拌のためにメッキ液６中にエアを送り込むエア攪
拌パイプ、１５はエア攪拌パイプ１４より吐出されたエ
アによる気泡、９１は作用電極、９２は参照電極、９２
ａはカロメル（塩化第一水銀）と水銀とからなるカロメ
ル電極、９２ｂは飽和塩化カリウム水溶液である。

【０００６】また、９３は先端が細くなっているガラス
細管、９４はガラス細管９３に連続して接続されている
液絡である。ガラス細管９３と液絡９４とでメッキ液の
連絡管となっており、ガラス細管９３はメッキ液６に浸
漬している液絡９４の先端部に接続している。そして、
９５は塩橋であり、液絡９４内のメッキ液６と飽和カリ
ウム溶液９２ｂとを電気的に接続している。

【０００７】ところで、図９（ｂ）はメッキ槽７を図９
（ａ）とは異なる方向より見た構成図であり、同図に示
すように、アノード８はメッキ槽７内側面に２枚配置さ
れている。実際のメッキ時には、２枚のアノード８両方
に通電されるが、このように限界電流密度を測定すると
きは、２枚のアノード８両方に通電する必要はなく、ど
ちらか片方のアノード８がポテンシオスタット９に接続
されていれば良い。

【０００８】作用電極９１はメッキ反応が進行する電極
であり、図１０，１１に示された形状のものが広く利用
され、この材料としては化学的に安定な白金が用いられ
る。なお、図１０において１０１はガラス管であり作用
電極９１とポテンシオスタット９とを接続する配線１０
２との接続部を保護するものである。また、図１１にお
いて９１ａは球形の作用電極、１１１は作用電極９１ａ
をポテンシオスタット９に接続するための配線であり、
この配線１１１はソルダーレジストによって被膜されて
いる。

【０００９】参照電極９２としては、一般に前述したよ
うな飽和カロメル電極が用いられる。この電極は、Ｈｇ
₂Ｃｌ₂＋２ｅ^-⇔２Ｈｇ＋２Ｃｌ^-で示される飽和塩化カ
リウム水溶液９２ｂ中における塩化第一水銀の溶解反応
を利用して一定の電位を作り出し、この電位を基準とし
て参照電極として働く。なお、塩化第一水銀の溶解電位
は２５℃で標準水素電極に対して＋０．２４１Ｖであ
る。電気化学反応における電極の状態を測定するときの
参照電極としては、参照電極表面での電極反応が可逆で
あり、一定の温度下では一定の電位を出すことが必要で
ある。飽和カロメル電極はこの条件を満たしており、取
扱いが容易である。

【００１０】また、作用電極９１と参照電極９２は、ガ
ラス細管９３，液絡９４と塩橋９５によって連絡され
る。ガラス細管９３は先端が毛管となっており、その先
端は作用電極９１におけるメッキ反応中の電位降下を少
なくするために、作用電極９１の表面から約０．５ｍｍ
以内の位置に動かないように固定する。液絡９４の内部
には、メッキ液６が入っており、塩橋９５と接続されて
いる。塩橋９５は寒天の内部に塩化カリウムの結晶を析
出させたものであり、その両先端には、それぞれ液絡９
４のメッキ液と、カロメル電極９２ａの浸されている飽
和塩化カリウム水溶液９２ｂとが接触している。

【００１１】ところで、飽和カロメル電極である参照電
極９２は飽和塩化カリウム水溶液９２ｂを用いているた
め、これが不純物としてメッキ液６に入らないようにす
るため、塩橋９５を用いて作用電極９１と参照電極９２
とを電気的に接続させている。また、作用電極９１の電
位は、参照電極９２の電位を基準として測定される。こ
こで、作用電極９１の電位が参照電極９２に対してある
電位に設定されているとき、その電位に依存した電流が
流れるわけであるが、その電流が支障なく流れるように
アノード８があり、含りん銅ボールを使用する。

【００１２】メッキ液６としては、プリント配線基板用
ハイスロー硫酸銅メッキ液を６００リットル使用し、メ
ッキ液の温度は２５℃とした。このメッキ液６の組成
は、硫酸銅５水和物（ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ）７５ｇ／リ
ットル、硫酸１９０ｇ／リットル、塩素５０ｐｐｍ、添
加剤カッパーグリームＰＣＭ（（株）リ・ロナール社
製）０．５体積％であった。使用したメッキ槽７の大き
さは、縦６００ｍｍ，横１０００ｍｍ深さ１０９０ｍｍ
であり、また、メッキ液６の攪拌は、メッキ槽の底部に
固定した２本のエア攪拌パイプ１４にエアを送り込むこ
とによって行う。エア攪拌用パイプ１４内のエア流量
は、エア攪拌パイプ一本当たり５０リットル／ｍｉｎと
した。

【００１３】次に、従来の稼動状態にある電解メッキ槽
内における限界電流密度の測定について説明する。始め
に作用電極９１，ガラス細管９３，液絡９４，アノード
８を稼動中のメッキ槽７内に設置し、参照電極９２，塩
橋９５を外部に設置し、液絡９４と塩橋９５を接続して
ガラス細管９３，液絡９４の中にメッキ液６を満たす。

【００１４】次に、作用電極９１の電位を参照電極９２
の電位を基準として測定し、作用電極９１の電位を電流
の流れない、すなわちメッキ反応が進行しない自然分極
電位に設定する。続いて、作用電極９１の電位を自然分
極電位よりも卑な電位方向へ一定の速度で電位走査を行
う。これらは、ポテンシオスタット９とファンクション
ジェネレータ１０によって行う。これにより、作用電極
９１上に電解メッキ被膜を形成させ、このときの作用電
極９１上での電流−電位曲線をレコーダ１１に描かせ
る。

【００１５】上記のようにして得られた電流−電位曲線
を図１２に示す。自然分極電位では、電流が流れないの
でメッキ反応は起こらず、自然分極電位よりも作用電極
９１の電位を卑な電位に設定すると電流が流れ始め、メ
ッキ反応が起こる。作用電極９１の電位を自然分極電位
より卑な電位にすればするほど、作用電極９１に流れる
電流値は単調に増加するが、あるところでこの増加は飽
和に達し、作用電極９１の電位をこれよりどんなに卑な
電位に設定しても電流値は増加しなくなる。この飽和に
達したところの電流密度の値が限界電流密度である。そ
してさらに作用電極９１の電位を卑な電位に設定する
と、作用電極９１上では銅の析出反応と、新たに水の電
気分解反応による水素の発生反応が進行する。その結果
再び電流値が増加し始める。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来の限界電流密度の
測定は以上のように構成されていたので、稼動状態の電
解銅メッキ槽内にある被メッキ物表面での限界電流密度
の測定が正確にできないという問題点があった。従来の
限界電流密度の測定結果では、図１２の例では、限界電
流密度は１６．０Ａ／ｄｍ² となっている。しかしなが
ら、この状態で電解銅メッキを行うと、測定した限界電
流密度以下の電流密度１２．０Ａ／ｄｍ² でメッキやけ
が発生しており、測定された限界電流密度の値は正確で
ないことになる。これは、以下に示すことが原因と考え
られる。

【００１７】稼動状態の電解銅メッキ槽７中のメッキ液
は、エア攪拌用パイプ１４から吐出される気泡１５によ
って強く攪拌されているため、液の強い流動が発生し、
作用電極９１とガラス細管９３の間の距離が変化する。
さらに、参照電極９２をメッキ槽１３の外に設置するた
めに、液絡９４と塩橋９５が長くなり迷走電流が発生す
る。これら２つの原因によって、図１２に示すように、
正確な限界電流密度の測定が困難になり、また電流−電
位曲線に多くのノイズが発生した状態となる。また従来
では、図９に示すように、作用電極９１，ガラス細管９
３，液絡９４を稼動状態のメッキ槽７内に設置し、参照
電極９２と塩橋９５を外部に設置する必要があり、取扱
いが非常に繁雑という問題もあった。

【００１８】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、稼動状態のメッキ槽内にある被
メッキ物のメッキ面における限界電流密度の測定が、正
確にかつ容易に行えるようにすることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の限界電流密度
測定用試料電極は、電解液中で被電解物質の電解還元ま
たは酸化を行う作用電極と、作用電極と同一面上に離れ
て形成され、作用電極における電解反応による電位を測
定するときの基準となる参照電極とを有することを特徴
とする。

【００２０】また、この発明の限界電流密度測定方法
は、電解液中で被電解物質の電解還元または酸化を行う
作用電極と、作用電極と同一面上に離れて形成され、作
用電極における電解反応による電位を測定するときの基
準となる参照電極とを有する限界電流密度測定用試料電
極を用い、参照電極の電位を測定対象の電解液から析出
する被電解物質の溶解電位とし、作用電極の電位を参照
電極の電位から一定の速度で変化させて、電解液の限界
電流密度を測定することを特徴とする。

【００２１】

【作用】参照電極より卑な電位の作用電極では被電解物
質が析出して電流が流れる。また、作用電極の電位を被
電解物質の溶解電位から変化させると、それにともない
流れる電流値も変化する。そして、参照電極と作用電極
との電位差がある値になると、それ以上その電位差を広
げても流れる電流値が変化しなくなる。

【００２２】

【実施例】以下この発明の１実施例を図につい説明す
る。図１はこの発明の１実施例である限界電流密度測定
用試料電極の構成を示す平面図である。同図において、
１は作用電極、１ａは作用電極１の端子、２は参照電
極、２ａは参照電極の端子、１６は作用電極１，参照電
極２が形成されている電極基板、１７は端子１ａ，２ａ
を覆うソルダーレジストである。作用電極１，参照電極
２は、厚さ１８μｍの電解銅による銅箔が形成された厚
さ１．６ｍｍのガラスエポキシ基板上に、フォトリソグ
ラフィグラフなどにより形成する。また、作用電極１は
直径１１．２８ｍｍ，表面積１００ｍｍ² 、参照電極２
は直径１．０ｍｍ，表面積０．７８５ｍｍ² の円形であ
り、その間隔は１ｍｍである。

【００２３】ところで、メッキ反応が進行する作用電極
１の材料は、水素よりイオン化傾向が小さければどのよ
うな金属であっても良い、すなわち、溶解電位が標準水
素電極電位よりも大きいものならどのような金属であっ
ても良い。ただし、化学的に安定な白金、あるいはメッ
キされる金属と同一の金属、もしくは限界電流密度を調
べようとするメッキ液から析出する金属膜が望ましい。
また、参照電極２の材料としては、白金を用いても良い
が、限界電流密度を調べようとするメッキ液から析出す
る金属膜を用いるのが望ましい。これは、電解質である
金属の溶解電位が、結晶の状態により多少異なるためで
ある。

【００２４】参照電極は、その表面での電極反応が可逆
であって、メッキ液（電解液）中の化学種（銅イオン）
とネルンスト（Ｎｅｒｎｓｔ）の平衡電位式に従って応
答することが必要である。従って、測定対象のメッキ液
の化学種であるメッキ液から析出する金属は、メッキ液
と参照電極の間にＭⁿ⁺⇔Ｍ＋ｎｅ^- という化学平衡が
成立して電極反応が可逆となって一定の電位を保ち、参
照電極として用いることができる。なお、上式におい
て、Ｍⁿ⁺はメッキ液中の金属イオン、Ｍはメッキ液から
析出する金属、ｎは反応電子数である。

【００２５】作用電極１の電位は参照電極２の電位を基
準にして測定する。従って、作用電極１と参照電極２と
は間隔を開ける必要があるが、この間隔は０．５〜１ｍ
ｍであることが望ましい。作用電極１と参照電極２が１
ｍｍ以上はなれると、作用電極１と参照電極２のとの間
で電圧降下が大きく発生するため、測定の精度が多少悪
くなる。なお、作用電極１と参照電極２は平坦な形状で
あれば良く、図１に示した円形に限るものではない。ま
た、作用電極１と作用電極２の面積は、使用するポテン
シオスタットの能力範囲内であるなら、どのような面積
でも良いことはいうまでもない。なお、作用電極１と参
照電極２の面積比は、作用電極１の方が参照電極２より
も大きい方が望ましい。

【００２６】次に、図１に示す限界電流密度測定用試料
電極を用いて、稼動状態にある電解銅メッキ槽内のメッ
キ液の限界電流密度の測定について説明する。図２は、
図１の限界電流密度測定用試料電極を用いた限界電流を
測定する構成を示す、メッキ槽７を正面からみたときの
構成図である。同図において、１８はガラスエポキシ基
板、１９は電極基板１６，ガラスエポキシ基板１８を保
持する基板吊り治具であり、他は図９と同様である。

【００２７】ところで、メッキ槽７を側面からみたとき
の構成図である図２（ｂ）に示すように、アノード８は
メッキ槽７内側面に２枚配置され、電極基板１６，ガラ
スエポキシ基板１８と平行になっている。実際のメッキ
時には、２枚のアノード８両方に通電されるが、このよ
うに限界電流密度を測定するときは、２枚のアノード８
両方に通電する必要はない。この実施例の場合は、電極
基板１６の作用電極１，参照電極２が形成されている面
に対向するアノード８が、ポテンシオスタット９に接続
されていれば良い。

【００２８】次に、限界電流密度の測定について説明す
る。この実施例においては、電極基板１６とガラスエポ
キシ基板１８を基板吊り治具１９に取付け、稼動中のメ
ッキ槽７内に設置する。また、電極基板１６の作用電極
１，参照電極２はポテンシオスタット９と接続されてい
る。まず、作用電極１，参照電極２の表面に電解銅メッ
キを行う。このメッキの条件は電流密度２．０Ａ／ｄｍ
² 、メッキ時間は１０分間であり、析出した銅メッキ膜
の厚さは約４μｍであった。このメッキは、前述したよ
うに、作用電極１，参照電極２の材料としては、測定対
象のメッキ液によるメッキ膜が最も望ましいからであ
る。

【００２９】次に、この銅がメッキされた作用電極１の
電位を参照電極２の電位を基準として測定し、作用電極
１の電位をメッキ反応が進行しない自然分極電位に設定
する。続いて、作用電極１の電位を自然分極電位よりも
卑な電位方向へ１．０ｍＶ／秒の一定の速度で電位走査
を行い、作用電極１上に電解銅メッキ被膜を形成させ、
このときの作用電極１上での電流−電位曲線をレコーダ
１１に描かせた。このとき得られた電流−電位曲線を図
３に示す。図３に示されているように、このときの限界
電流密度は約１２．０Ａ／ｄｍ²であることが判る。

【００３０】ここで、このメッキ液６とメッキ槽７とに
よる銅の電解メッキを、電流密度１２．０Ａ／ｄｍ² で
行ったところ、メッキやけが発生している粗雑なメッキ
被膜が確認された。一方、測定された限界電流密度以下
の値である７．５Ａ／ｄｍ² の電流密度でメッキを行っ
たところ、メッキやけは確認されず、平滑で緻密である
良好なメッキ膜が形成された。

【００３１】実施例２．なお、上記実施例１では円形の
参照電極を用いたが、これに限るものではない。図４は
この発明の第２の実施例である限界電流密度測定用試料
電極の構成を示す平面図である。同図において、４２は
作用電極１の周辺を取り囲むように形成された参照電極
であり、他は図１と同様である。この参照電極２、は作
用電極１の周り全体を取り囲むような円形をしており、
外部の直径は１３．２８ｍｍ，内円部の直径は１２．２
８ｍｍ、表面積２０．０６ｍｍ² であり、作用電極１と
参照電極２とのギャップは１ｍｍである。

【００３２】この限界電流密度測定用試料電極を用い
て、実施例１と同様に限界電流密度を測定したところ、
限界電流密度は１２．３Ａ／ｄｍ² となり実施例１とほ
ぼ同じ値が得られた。このように、実施例２に示した限
界電流密度測定用電極を用いて限界電流密度の測定を行
っても、実施例１に示した限界電流密度測定用試料電極
と同様の効果を奏することが確認された。

【００３３】実施例３．ところで、プリント配線板に
は、内層配線パターンと表層配線パターンとがあり、こ
れらを電気的に接続するために、基板に貫通穴を開け、
この貫通穴の中側面に銅メッキ被膜を形成している。こ
の実施例３は、上記のような状態における電解銅メッキ
の限界電流密度の測定のための、限界電流密度測定用試
料電極に関するものである。図５は、この発明の第３の
実施例である限界電流密度測定試料電極の構成を示し、
図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は平面図である。

【００３４】同図において、５１は作用電極、５２は参
照電極、５６はガラスエポキシによる電極基板であり、
直径０．３ｍｍの穴５６ａの内側面に作用電極５１，参
照電極５２が形成されている。電極基板５６は、厚さ
１．６ｍｍのガラスエポキシ基板を用い、白金の真空蒸
着により、穴５６ａの内側面に厚さ５μｍの作用電極５
１，参照電極５２を形成する。

【００３５】この限界電流密度測定用試料電極を用い
て、実施例１と同様の方法で、貫通穴内部における電解
銅メッキの限界電流密度を測定したところ、８．０Ａ／
ｄｍ²となった。このように、この発明によれば、従来
では不可能であったプリント配線基板の貫通穴５６ａに
おける限界電流密度を測定することが可能となる。

【００３６】実施例４．ところで、プリント配線基板に
は内層配線パターンと表層配線パターンとを接続するた
めの穴は、プリント配線基板を貫通していないものもあ
る。実施例４は、このようなとまり穴における、電解銅
メッキの限界電流密度の測定のための限界電流密度測定
用電極に関するものである。図６は、この発明の第４の
実施例である限界電流密度測定試料電極の構成を示し、
図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は平面図である。

【００３７】同図において、６１は作用電極、６２は参
照電極、６６はガラスエポキシによる電極基板であり、
直径０．３ｍｍの貫通していないとまり穴６６ａの内側
面に作用電極６１，参照電極６２が形成されている。電
極基板６６は、厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ基板を
用い、白金の真空蒸着により、とまり穴６６ａの内側面
に厚さ５μｍの作用電極６１，参照電極６２を形成す
る。この限界電流密度測定用試料電極を用いて実施例１
と同様の方法で、とまり穴６６ａ部における電解銅メッ
キの限界電流密度を測定したところ、６．０Ａ／ｄｍ²
となった。

【００３８】実施例５．ところで、より安定して良好な
電解銅メッキ被膜を形成するためには、電解銅メッキ槽
内のメッキ液の限界電流密度の値を、常時厳密に管理す
る必要がある。図７は、この発明の第５の実施例である
限界電流密度測定用試料電極の構成を示す平面図であ
る。同図において、７１は作用電極、７１ａは作用電極
７１の端子、７２は参照電極、７２ａは参照電極７２の
端子、７６は作用電極７１，参照電極７２が形成されて
いる電極基板であり、端子７１ａ，７２ａは図１に示し
た限界電流密度測定用試料電極と同様にソルダーレジス
ト１７で被膜されている。作用電極７１，参照電極７２
は厚さ１８μｍの白金からなり、厚さ３０μｍのポリイ
ミドフレキシブル基板からなる電極基板７６上に形成さ
れている。また、作用電極７１は直径１１．２８ｍｍ，
表面積１００ｍｍ² 、参照電極７２は直径１．０ｍｍ，
表面積０．７８５ｍｍ² の円形であり、その間隔は１ｍ
ｍである。

【００３９】この実施例５のように、作用電極７１と参
照電極７２とを形成する電極基板７６に柔軟性のあるも
のを用いれば、電解銅メッキを行うメッキ槽内の色々な
箇所に、限界電流密度測定用試料電極を配置できるの
で、メッキ槽内の色々な箇所における限界電流密度の測
定が簡単に行える。また、作用電極７１と参照電極７２
とに白金を用いるので、限界電流密度を測定するときに
形成した表面の銅メッキ層を酸により溶解させることが
できる。従って、再利用が可能となり、複数の限界電流
密度測定用試料電極を用意しておかなくても、短い時間
間隔での定期的な限界電流密度の測定が容易になる。

【００４０】実施例６．ところで、前述したように、メ
ッキやけは被メッキ体であるプリント基板への銅イオン
の輸送力が、限界になってしまうことにより発生する。
この銅イオンの輸送は、ほとんどが対流と拡散とにより
行われる。対流とは電解液であるメッキ液が、強制的な
攪拌や温度差のために流動が起こることなどにより、反
応物質である銅イオンを含むメッキ液がプリント配線基
板表面近くまで輸送されることを総称している。また、
拡散とは、濃度の濃いところから薄いところに物質が移
動して、均一の濃度になろうとするときの輸送現象をい
う。従って、同一のメッキ液を同一温度で使用していれ
ば、限界電流密度の値はメッキ液の攪拌が大きくなるほ
ど高くなる。

【００４１】しかし、メッキ液を単純に攪拌した状態で
は液の流れが一定にならず、濃度も分布を持つことにな
る。ここで、被メッキ体であるプリント配線基板表面で
の銅イオンの輸送状態を定量化できれば、すなわち限界
電流密度の値を定量化できれば、その値から反応物質の
濃度などの情報を得ることができる。すなわち、配線基
板表面での限界電流密度の分布状態を測定できれば、攪
拌によるメッキ液中の銅イオンの濃度分布を知ることが
でき、安定して良好な電解銅メッキ膜を形成するために
非常に有用である。

【００４２】この実施例６は、メッキ槽内の限界電流密
度の分布を測定する限界電流密度測定方法であり、図８
はこの限界電流密度測定方法を実現するための構成を示
す、メッキ槽７を正面からみた構成図である。同図にお
いて、８１は実施例４の図７に示した限界電流密度測定
用試料電極であり、ガラスエポキシ基板１６ａに４枚取
り付けられている。また、８２はマルチチャンネルポテ
ンシオスタット、８３はマルチチャンネルファンクショ
ンジェネレータ、８４はマルチチャンネルポテンシオス
タット８２，マルチチャンネルファンクションジェネレ
ータ８３を制御するコンピュータであり、他は図２と同
様である。なお、メッキ槽７を側面からみたときの構成
図である図８（ｂ）に示すように、アノード８はメッキ
槽７内側面に２枚配置され、電極基板１６ａと平行にな
っている。

【００４３】基板吊り治具１９にはガラスエポキシ基板
１６ａが両面に４枚ずつ合計８枚配置され、それぞれの
ガラスエポキシ基板１６ａに４枚の限界電流密度測定用
試料電極８１が取り付けられており、限界電流密度の測
定箇所は合計３２箇所となる。この実施例では、マルチ
チャネルポテンシオスタット８２とマルチチャネルファ
ンクションジェネレータ８３とを用いて、１６個の限界
電流密度測定用試料電極８１に対してそれぞれ同時に電
位走査を行い、その他は前述した実施例１と同様にして
限界電流密度の測定を行う。

【００４４】このように、限界電流密度測定用試料電極
８１を用いれば、複数箇所の限界電流密度の測定が容易
に実現できる。また、図８に示すように限界電流密度測
定用試料電極８１を複数配置して、それぞれの位置にお
ける限界電流密度を測定することで、この限界電流密度
の値の変化から、メッキ槽７内の異なる場所におけるメ
ッキ液６の攪拌による状態の変化（濃度分布）の様子が
定量的に把握できる。なお、上記実施例１〜６では、銅
の電解メッキにおけるメッキ液の場合について述べてき
たが、他のメッキ液にも適用できることはいうまでもな
い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、稼動状態のメッキ槽内にある被メッキ物のメッキ面
と同様の状態に作用電極と参照電極とを配置しているの
で、稼動状態のメッキ槽内で、実際のメッキ状態に基づ
いた限界電流密度の測定が、メッキ液の攪拌状態に左右
されずに容易にできるという効果がある。また、メッキ
液中の複数の箇所の限界電流密度が容易に測定できると
いう効果がある。従って、メッキ液中の攪拌による濃度
分布の状態が把握できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例である限界電流密度測定用
試料電極の構成を示す平面図である。

【図２】図１の限界電流密度測定用試料電極を用いた限
界電流を測定するため構成を示す構成図である。

【図３】図２の構成で限界電流密度を測定した結果であ
る電流−電位曲線図である。

【図４】この発明の第２の実施例である限界電流密度測
定用試料電極の構成を示す平面図である。

【図５】この発明の第３の実施例である限界電流密度測
定用試料電極の構成を示す断面図と平面図である。

【図６】この発明の第４の実施例である限界電流密度測
定用試料電極の構成を示す断面図と平面図である。

【図７】この発明の第５の実施例である限界電流密度測
定用試料電極の構成を示す平面図である。

【図８】この発明の第６の実施例である限界電流密度測
定法を説明するための構成図である。

【図９】従来の限界密度電流測定を示す構成図である。

【図１０】従来の限界密度電流測定用試料電極の構成を
示す平面図である。

【図１１】従来の限界密度電流測定用試料電極の構成を
示す平面図である。

【図１２】図１０の限界電流密度測定の構成による電解
電流測定の結果を示す電流−電位曲線図である。

【符号の説明】

１作用電極１ａ端子２参照電極２ａ端子１６電極基板１７ソルダーレジスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高浜隆兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解液中で被電解物質の電解還元または
酸化を行う作用電極と、前記作用電極と同一面上に離れて形成され、前記作用電
極における電解反応による電位を測定するときの基準と
なる参照電極とを有することを特徴とする限界電流密度
測定用試料電極。
【請求項２】電解液中で被電解物質の電解還元または
酸化を行う作用電極と、前記作用電極と同一面上に離れ
て形成され、前記作用電極における電解反応による電位
を測定するときの基準となる参照電極とを有する限界電
流密度測定用試料電極を用い、前記参照電極の電位を測定対象の電解液から析出する被
電解物質の溶解電位とし、前記作用電極の電位を前記参照電極の電位から一定の速
度で変化させて、前記電解液の限界電流密度を測定する
限界電流密度測定方法。