WO2021140857A1 - 表面処理装置及びその方法 - Google Patents

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WO2021140857A1
WO2021140857A1 PCT/JP2020/046991 JP2020046991W WO2021140857A1 WO 2021140857 A1 WO2021140857 A1 WO 2021140857A1 JP 2020046991 W JP2020046991 W JP 2020046991W WO 2021140857 A1 WO2021140857 A1 WO 2021140857A1
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tank
work
treatment
liquid
treatment liquid
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Inventor
勝己 石井
Original Assignee
株式会社アルメックステクノロジーズ
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    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/06Suspending or supporting devices for articles to be coated
    • C25D17/08Supporting racks, i.e. not for suspending
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/12Process control or regulation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated

Definitions

  • the present invention relates to a surface treatment apparatus such as electroless plating or electrolytic plating, and a method thereof.
  • Patent Document 1 There is known a continuous plating apparatus in which a work is hung down and conveyed in a surface treatment tank in which a treatment liquid is housed, and the treatment liquid is sprayed onto the front surface and the back surface of the work from a plurality of nozzles provided in the treatment tank.
  • Patent Document 2 an apparatus in which a treatment liquid is supplied downward from above along the front surface and the back surface of the work to plate the front surface and the back surface of the work has also been proposed (Patent Document 2). ).
  • a smartphone substrate used in a 5th generation mobile communication board for example, 95% of the surface of the substrate is copper-plated, whereas 5% of the back of the substrate is copper-plated.
  • the difference in the residual copper ratio may differ greatly between the front and back surfaces. It has been found that when a substrate having a large difference in residual copper ratio on the front and back surfaces is plated using the above-mentioned conventional apparatus, the plating quality may be impaired.
  • An object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus and a method thereof capable of different surface treatment conditions on the front and back surfaces of a work.
  • One aspect of the present invention is A jig that surrounds and holds the peripheral edge of the work whose front and back surfaces are the first main surface and the second main surface as the surface to be processed.
  • Surface treatment tank and A treatment liquid circulation unit that circulates a treatment liquid supplied from the upper part of the surface treatment tank and discharged from the lower part of the surface treatment tank.
  • the surface treatment tank is A support portion that detachably supports the jig that holds the work in a vertical state, and The first wall portion and the second wall portion facing the first main surface and the second main surface of the work, respectively, Including A first flow path through which the treatment liquid flows is formed between the first main surface of the work and the first wall portion, and between the second main surface of the work and the second wall portion.
  • a second flow path through which the treatment liquid flows is formed.
  • the treatment liquid circulation portion forms a first circulation portion that forms a first liquid flow of the treatment liquid along the first flow path and a second liquid flow of the treatment liquid along the second flow path.
  • the present invention relates to a surface treatment apparatus including a second circulating portion.
  • a first circulation portion forming a first liquid flow in contact with the first main surface of the work and a second circulation portion forming a second liquid flow in contact with the second main surface of the work. Therefore, at least one of the surface treatment conditions (flow rate, pressure, temperature, amount of additive, etc.) can be independently set for the first liquid flow and the second liquid flow. Thereby, the surface treatment conditions can be made different between the first main surface and the second main surface of the work.
  • the first circulation unit has a variable flow rate per unit time of the first liquid flow
  • the second circulation unit is a unit of the second liquid flow.
  • the flow rate per hour can be variable.
  • the surface treatment tank is formed by the support portion, the jig supported by the support portion, and the work held by the jig. Is divided into a first tank and a second tank, and a first overflow tank for returning the treatment liquid exceeding a certain liquid level in the first tank to the first circulation portion and a constant liquid in the second tank.
  • a second overflow tank for returning the treatment liquid exceeding the position to the second circulation portion can be further provided.
  • the overflow liquid level is set in the first tank, while the liquid level in the second tank is lower than the liquid level in the first tank.
  • the liquid level (liquid level) of the treatment liquid can be made different between the first and second tanks.
  • the pressure of the treatment liquid acting on the treatment surface of the work can be made different between the first tank and the second tank due to the difference in the liquid level between the first tank and the second tank.
  • the treatment liquid can be replaced in the through holes from the higher pressure side to the lower pressure side, and the surface treatment in the through holes can be performed. Is improved.
  • the first overflow liquid level in the first tank and the second overflow liquid level in the second tank may be different from each other, and the treatment liquid may be used to process the work in the first tank and the second tank.
  • the pressure acting on the surface can be different.
  • At least one of the first and second overflow tanks can adjust the overflow liquid level. In this way, the pressure at which the treatment liquid acts on the treatment surface of the work can be changed in the first tank and the second tank according to the surface treatment area on the first and second main surfaces and the like.
  • the treatment liquid circulation unit includes an adjustment tank for adjusting the treatment liquid discharged from the surface treatment tank and the treatment liquid in the adjustment tank.
  • the adjusting tank includes a first adjusting tank for adjusting the processing liquid discharged from the first tank and a second adjusting tank for adjusting the processing liquid discharged from the second tank.
  • the pump includes an adjustment tank, and the pump includes a first pump for pumping the treatment liquid in the first adjustment tank and a second pump for pumping the treatment liquid in the second adjustment tank. Can be done. In this way, the flow rate, temperature, additive amount, etc. of the treatment liquid can be set independently in the first tank and the second tank.
  • the treatment liquid circulation unit includes an adjustment tank for adjusting the treatment liquid discharged from the surface treatment tank and the treatment in the adjustment tank.
  • the pump for pumping the liquid and the adjusting tank and the pump can be shared by the first circulation section and the second circulation section. Therefore, the miniaturization of the surface treatment apparatus is maintained even if the first and second circulation portions are provided.
  • the first circulation part and the second circulation part may also share a filter for removing impurities in the treatment liquid.
  • the first and second circulation parts are separated from each other except for the adjusting tank and the pump, or the filter in addition to them. Therefore, each flow rate per unit time of the first and second liquid flows is variable by the valve control provided in each of the first and second circulation parts independently.
  • each of the first circulation part and the second circulation part is a unit time of the treatment liquid discharged from the lower part of the surface treatment tank.
  • a partial return valve for returning a part of the treatment liquid to the adjustment tank can be included. In this way, the flow rates of the first liquid flow and the second liquid flow can be set independently while sharing the pump in the first and second circulation parts.
  • each of the first circulation part and the second circulation part blocks the drainage of the treatment liquid from the lower part of the surface treatment tank.
  • a shutoff valve and a full amount return valve that returns all of the treatment liquid pumped by the pump to the adjustment tank can be included.
  • the shutoff valve can be opened and all of the processing liquid pumped by the total amount return valve can be returned to the adjustment tank. Thereby, either one of the first liquid flow and the second liquid flow can be stopped. As a result, the treatment liquid can be replaced in the through hole from the side with the liquid flow to the side without the liquid flow, and the surface treatment in the through hole is improved.
  • both the first liquid flow and the second liquid flow can be stopped, and the operation stop mode or the cleaning mode can be set. Further, by shutting off the drainage with the shutoff valve, it is possible to set the operation start mode in which the treatment liquid becomes a constant liquid level in the surface treatment tank.
  • At least one rectifier is further included, and the first wall portion holds a first anode facing the first main surface of the work.
  • the second wall portion holds a second anode facing the second main surface of the work, and the at least one rectifier is connected to the first anode and the second anode, and the jig.
  • the work can be set as a cathode via. In this way, the processing conditions for electrolyzing the first main surface and the second main surface of the work can be set independently.
  • the jig has a first conductive portion that conducts with the first main surface of the work and a second conductive portion that conducts with the second main surface of the work.
  • the at least one rectifier includes a first rectifier connected to the first conductive portion of the jig and the first anode, and the second conductive portion and the second anode of the jig.
  • the jig has a first conductive portion that conducts with the first divided region of the first main surface of the work, and a first main surface of the work.
  • a second conductive portion that conducts with the two-divided region, a third conductive portion that conducts with the first divided region of the second main surface of the work, and a second divided region of the second main surface of the work.
  • the first rectifier includes a fourth conductive portion, the at least one rectifier includes the first to fourth rectifiers, and the first rectifier faces the first division region of the first main surface of the work.
  • the first anode which is connected to the first dividing region of one anode and the first conductive portion of the jig, and the second rectifier faces the second divided region of the first main surface of the work.
  • the third rectifier is connected to the second divided region of the work and the second conductive portion of the jig, and the third rectifier is the second anode of the second anode facing the first divided region of the second main surface of the work.
  • the second division of the second anode which is connected to the first division region and the third conduction portion of the jig and faces the second division region of the second main surface of the work.
  • the region may be connected to the fourth conductive portion of the jig.
  • the current flowing in the first divided region of the first main surface of the work, the current flowing in the second divided region of the first main surface of the work, and the current flowing in the first divided region of the second main surface of the work can be set independently by the first to fourth rectifiers.
  • the current conditions for electrolytic treatment can be independently set for each of the first and second divided regions on each of the first main surface and the second main surface of the work.
  • a flat plate-shaped jig that surrounds and holds the peripheral edge of the work whose front and back surfaces are the first main surface and the second main surface as the surface to be treated is supported by a support portion provided in the surface treatment tank, and the surface is said to be supported.
  • the treatment liquid is circulated by the first circulation portion inside and outside the above, and the treatment is directed from top to bottom along a second flow path arranged between the second main surface and the second wall portion of the work.
  • the treatment liquid is circulated by the second circulation portion inside and outside the surface treatment tank so as to form a second liquid flow of the liquid, and the first main surface and the second main surface of the work are surface-treated.
  • Process and The present invention relates to a surface treatment method having.
  • At least one of the surface treatment conditions can be independently set for the first liquid flow and the second liquid flow.
  • the surface treatment conditions can be made different between the first main surface and the second main surface of the work.
  • FIG. 1 is a schematic view of a surface treatment device, for example, an electroplating device according to the present embodiment.
  • the electrolytic plating apparatus 1 includes a flat plate-shaped jig 10 for holding the work W, a surface treatment tank 100, and a treatment liquid circulation unit 200 for circulating the plating liquid which is the treatment liquid 2 in the surface treatment tank 100.
  • the work work W is, for example, a rectangular circuit board, and is plated with copper, for example, by the electrolytic plating apparatus 1.
  • Circuit board W may have a via hole on the surface W F and / or back surface W B, may have a through hole penetrating the surface W F and back W B. In this case, the inner walls of the via hole and the through hole are also plated.
  • the workpiece W may be greatly different each plating area in the surface W F and back W B, with respect to for example the 95% of the surface W F is plating area, it is only 5% of the back surface W B It may be a plating area.
  • the jig 10 for holding the jig work W will be described with reference to FIG. 2 which is a front view of the jig 10 and FIG. 3 which is a rear view of the jig 10.
  • the work W can be attached to and detached from the jig 10 by, for example, an automatic machine.
  • the jig 10 has a jig body 12 formed of, for example, a flat plate made of, for example, an insulating material.
  • the jig body 12 has a rectangular hole 14 having an area slightly larger than the area of the rectangular work W.
  • the work W is arranged in the hole 14, and the peripheral edge of the work W is surrounded by the jig 10.
  • the jig 10 has electrodes 15A to 15D shown in FIG.
  • the clamper 20 clamps the work W by sandwiching it from the front and back sides.
  • the clamper 20 includes a clamper 21 that clamps the upper edge of the work W, a clamper 22 that clamps the left edge of the work W shown in FIG. 2, and a clamper 23 that clamps the lower edge of the work W.
  • a clamper 24 that clamps the right edge of the indicated work W can be included.
  • the clamper 21 includes a clamp piece 31 in contact with the surface W F of the workpiece W (FIG.
  • the clamp piece 41 in contact with the rear surface W B of the workpiece W and a ( Figure 3).
  • the clamp piece 31 and the clamp piece 41 are electrically insulated from each other.
  • the clamper 22 includes electrically insulated clamp pieces 32, 42
  • the clamper 23 includes electrically insulated clamp pieces 33, 43
  • the clamper 24 is an electrically insulated clamp piece 34, Includes 44.
  • the clamp piece 31 has an electrode 15A
  • the clamp piece 32 has an electrode 15B
  • the clamp piece 33 has an electrode 15C
  • the clamp piece 34 has an electrode 15D
  • the clamp piece 41 has an electrode 15E
  • the clamp piece 42 has an electrode 15F.
  • the clamp piece 43 is electrically connected to the electrode 15G
  • the clamp piece 44 is electrically connected to the electrode 15H. In this way, the clamp pieces 31 to 34 and 41 to 44 are insulated from each other, so that different currents can flow from the front and back sides of the work W and from each of the four sides of the front and back sides.
  • conductive patterns 31A, 32A1, 32A2, 33A, 31B, 33B, 34B1, 34B2 electrically connected to the clamper 20 are formed on the jig body 12 of the insulating material. ..
  • the clamp piece 31L of the clamper 21L in the left region of the plurality of clampers 21 is connected to the conductive pattern 31A via the electrode 15A.
  • the clamp piece 32U of the clamper 22U in the upper region of the plurality of clampers 22 is connected to the conductive pattern 32A1 via the electrode 15B.
  • the clamp piece 32L of the clamper 22L located in the lower region of the plurality of clampers 22 is connected to the conductive pattern 32A2 via the electrode 15B.
  • the clamp piece 33L of the clamper 23L in the left region of the plurality of clampers 23 is connected to the conductive pattern 33A via the electrode 15C.
  • These conductive patterns 31A, 32A1, 32A2, 33A are connected to, for example, the terminal group 35A formed on the protruding portion 16A protruding in the width direction at the upper part of the jig main body 12 via, for example, the wiring 36A.
  • the clamp piece 31R of the clamper 21R in the right region of the plurality of clampers 21 is connected to the conductive pattern 31B via the electrode 15A.
  • the clamp piece 34U of the clamper 24U in the upper region of the plurality of clampers 24 is connected to the conductive pattern 34B1 via the electrode 15D.
  • the clamp piece 34L of the clamper 24L located in the lower region of the plurality of clampers 24 is connected to the conductive pattern 34B2 via the electrode 15D.
  • the clamp piece 33R of the clamper 23R in the right region of the plurality of clampers 23 is connected to the conductive pattern 33B via the electrode 15C.
  • each of the electrodes 15B and 15D may be electrically insulated in the upper region and the lower region.
  • each of the electrodes 15A and 15C may be electrically insulated in the left side region and the right side region.
  • the clamp piece 41R of the clamper 21R in the right region (left region when viewed from the front surface) of the plurality of clampers 21 has a conductive pattern 41A. It is connected via the electrode 15E.
  • the clamp piece 42U of the clamper 22U in the upper region of the plurality of clampers 22 is connected to the conductive pattern 42A1 via the electrode 15F.
  • the clamp piece 42L of the clamper 22L in the lower region of the plurality of clampers 22 is connected to the conductive pattern 42A2 via the electrode 15F.
  • the clamp piece 43R of the clamper 23R in the right region (left region when viewed from the surface) of the plurality of clampers 23 is connected to the conductive pattern 43A via the electrode 15G.
  • These conductive patterns 41A, 42A1, 42A2, 43A are connected to the terminal group 45A formed on the protruding portion 16A of the jig main body 12 via, for example, wiring 37A.
  • the clamp piece 41L of the clamper 21L in the left region of the plurality of clampers 21 is connected to the conductive pattern 41B via the electrode 15E.
  • the clamp piece 44U of the clamper 24U in the upper region of the plurality of clampers 24 is connected to the conductive pattern 44B1 via the electrode 15H.
  • the clamp piece 44L of the clamper 24L located in the lower region of the plurality of clampers 24 is connected to the conductive pattern 44B2 via the electrode 15H.
  • the clamp piece 43L of the clamper 23 in the left region of the plurality of clampers 23 is connected to the conductive pattern 43B via the electrode 15G.
  • each of the electrodes 15F and 15H may be electrically insulated in the upper region and the lower region.
  • each of the electrodes 15E and 15G may be electrically insulated in the left side region and the right side region.
  • the conductive patterns 41A, 41B, 42A1, 42A2, 43A, 43B, 44B1, 44B2 formed on the front and back surfaces of the jig 10 are insulatingly coated to prevent plating from adhering.
  • the electrodes 15A to 15D shown in FIG. 2 and the electrodes 15E to 15H shown in FIG. 3 are arranged near the peripheral edge of the work W, and abnormal plating thickness due to electric field concentration generated on the peripheral edge of the work W causes a so-called dock bone. It can function as a dummy electrode to eliminate.
  • variable electrode exposed portions in the region between the clampers in order to prevent plating from adhering and to adjust the electrode exposure amount. It can be covered with the position-adjustable insulators 17A to 17H (see Japanese Patent Application No. 2019-15827 by the applicant of the present application).
  • the surface treatment tank 100 has support portions 110 and 120 that detachably support the jig 10 that holds the work W in a vertical state.
  • the lower support portion 110 has a slit into which the lower end portion of the jig 10 is inserted.
  • the upper support portion 120 also has a slit into which the upper end portion of the jig 10 is inserted.
  • the jig 10 is lowered from above the surface treatment tank 100 and is held in a vertical state by the support portions 110 and 120 as shown in FIG.
  • the upper support portion 120 has a terminal group (not shown) that comes into contact with the terminal groups 35A, 35B, 45A, 45B of the jig 10.
  • the jig 10 is lowered from above and supported by the upper support portion 120, so that the terminal groups 35A, 35B, 45A, 45B of the jig 10 are connected to the rectifier outside the surface treatment tank 100.
  • the jig 10 has a bottom side 13A and both side sides 13B and 13C shown in FIGS. 2 and 3.
  • the support portion may further have a partition wall 130 surrounding the bottom side 13A and the side surface 13B, 13C of the jig 10 supported by the lower and upper support portions 110, 120 (see FIGS. 1 and 4).
  • the surface treatment tank 100 is first as shown in FIG.
  • the first tank 101 and the second tank 102 do not necessarily have to be liquidtightly sealed, but may be sealed.
  • the support portions 110, 120, the partition wall 130, and the like are driven by sandwiching the peripheral edge of the jig main body 12, so that the periphery of the jig main body 12 can also be liquid-tightly sealed.
  • Surface treatment tank 100 has a surface W F and back W B and the first wall portion 140 and the second wall portion 150 opposite each of the workpiece W. Between the surface W F and the first wall portion 140 of the workpiece W, the first flow path FP1 which the treatment liquid 2 flows is formed, between the rear surface W B and the second wall portion 150 of the workpiece W, the treatment liquid A second flow path FP2 through which 2 flows is formed.
  • first wall portion 140 holds the first anode 142 facing the surface W F of the workpiece W, the second anode 152 second wall portion 150 which faces the back surface W B of the workpiece W Can be retained.
  • At least one rectifier is provided to perform electroplating. At least one rectifier is connected to the first anode 142 and the second anode 152, and the work W is set to the cathode via the jig 10.
  • FIG. 5 (A) in order to independently set the current flowing on the surface W F and back W B of at least the workpiece W, as shown in FIG. 5 (A) ⁇ FIG 5 (C), providing a plurality of rectifier Is preferable.
  • FIG. 5 (A) 2 two rectifiers 300A, 300B are provided, the rectifier 300A is connected to the clamping pieces 31 to 34 and electrically in contact with the surface W F of the workpiece W, the rectifier 300B back surface W of the workpiece W B It is electrically connected to the clamp pieces 41 to 44 that come into contact with the clamp pieces 41 to 44.
  • Two rectifiers 300A by independently controlling 300B, it is possible to set the current flowing on the surface W F and back W B of the workpiece W independently.
  • the workpiece W can be very different each plating area in the surface W F and back W B, it is possible to adjust the current according to plating area and plating portion.
  • the contacts in which the two rectifiers 300A and 300B are electrically connected to the first anode 142 and the second anode 152 are arranged at the centers of the first anode 142 and the second anode 152, for example. Will be done.
  • rectifier 310A clamp piece 31,32U in contact with the region on the surface W F of the workpiece W is electrically connected to the 34U
  • the contacts in which the four rectifiers 310A to 310D are electrically connected to the first anode 142 and the second anode 152 are the upper region of the first anode 142 and the lower region of the first anode 142, respectively.
  • the upper region of the second anode 152 and the lower region of the second anode 152 are arranged corresponding to a total of four regions.
  • rectifier 320A clamp piece 31L in contact with the upper left region of the surface W F of the workpiece W are connected to 32U electrically
  • rectifier 320B is a workpiece W clamp piece 32L in contact with the lower left region of the surface W F, is connected to 33L electrically
  • rectifier 320C clamp piece 31R in contact with the upper right area of the surface W F of the workpiece W is electrically connected to the 34U
  • rectifier 320D clamp piece 33R in contact with the lower right area of the surface W F of the workpiece W is connected to 34L electrically
  • 44U electrically connected rectifier 320F clamping piece 43L in contact with the lower left area of the rear surface W B of the workpiece W are connected to 44L electrically
  • each contact to which the eight rectifiers 320A to 320H are electrically connected to the first anode 142 and the second anode 152 is the upper left region, the lower left region, and the upper right region of the first anode 142.
  • the front and back may be divided into a total of more than eight divisions.
  • the surface treatment tank 100 can have ejection tanks 160 and 170 above it, as shown in FIG.
  • the ejection tanks 160 and 170 have liquid ejection portions 162 and 172 for storing the treatment liquid 2 supplied from the treatment liquid circulation portion 200 and for ejecting the treatment liquid 2 to the surface treatment tank 100 in the manner of first-in first-out.
  • the ejection tank 160 supplies the treatment liquid 2 to the first tank 101
  • the ejection tank 170 supplies the treatment liquid 2 to the second tank 102.
  • the liquid ejection portions 162 and 172 uniformly eject the treatment liquid over the entire width of the work W.
  • the spouts of the liquid ejection portions 162 and 172 can be opened at a position lower than the liquid level of the processing liquid in the normal operation mode.
  • the surface treatment tank 100 has drainage ports 103 and 104 below it, as shown in FIGS. 1 and 4.
  • the drainage port 103 opens to the first tank 101, and the drainage port 104 opens to the second tank 102.
  • the shapes of the drainage ports 103 and 104 are not limited to a circular shape, and may be a rectangular slide or the like.
  • the surface treatment tank 100 may have first and second overflow tanks 180A and 180B.
  • the first and second overflow tanks 180A and 180B can be provided adjacent to the sides of the first tank 101 and the second tank 102.
  • the first overflow tank 180A is provided adjacent to the first tank 101
  • the second overflow tank 180B is provided adjacent to the second tank 102.
  • a notch 101A is provided above the wall of the first tank 101
  • a notch 181A is also provided above the wall of the overflow tank 180.
  • the treatment liquid 2 that exceeds the cutout portions 104A and 181 overflows from the first tank 101 to the overflow tank 180 and flows.
  • the liquid level of the treatment liquid 2 in the first tank 101 can be maintained at a constant liquid level which is the first overflow liquid level.
  • the notch 102A is provided in the second tank 102
  • the notch 181B is provided in the upper part of the wall of the second overflow tank 180B.
  • the first and second overflow liquid levels can be set to be equal, and may be different from each other, or at least one of the first and second overflow liquid levels may be variable by adjusting the height of the dam.
  • a liquid level gauge for the treatment liquid may be provided in each of the first tank 101 and the second tank 102. The operation of the liquid level gauge will be described later.
  • the treatment liquid circulation unit 200 includes a first circulation unit 210 and a second circulation unit 210 that form a first liquid flow LF1 of the treatment liquid 2 from the upper part to the lower part of the surface treatment tank 100 along the first flow path FP1. It includes a second circulation portion 220 that forms a second liquid flow LF2 of the treatment liquid 2 from the upper part to the lower part of the surface treatment tank 100 along the flow path F2. Since the first liquid flow LF1 and the second liquid flow LF2 flow from top to bottom, impurities do not stay.
  • the flow rate of the first liquid flow LF1 per unit time is variable in the first circulation unit 210, and the flow rate of the second liquid flow LF2 per unit time can be changed in the second circulation unit 220. Thereby, the processing condition for processing the surface W F and back W B of the workpiece W, respectively, can be set independently.
  • the treatment liquid circulation unit 200 includes an adjustment tank CT that adjusts the treatment liquid 2 discharged from the surface treatment tank 100, and a pump P that pumps the treatment liquid 2 in the adjustment tank CT.
  • the adjustment tank CT and the pump P are shared by the first circulation unit 210 and the second circulation unit 220.
  • the first circulation unit 210 and the second circulation unit 220 also share a filter F for removing impurities in the treatment liquid 2.
  • the adjustment tank CT can replenish the recovered treatment liquid 2 with additives and plating components (for example, copper oxide in the case of copper plating) to adjust the temperature to a predetermined temperature.
  • the first circulation unit 210 includes a first adjusting tank that adjusts the processing liquid 2 discharged from the first tank 101, and a first pump that pumps the processing liquid 2 in the first adjusting tank.
  • the second circulation unit 220 includes a second adjusting tank for adjusting the processing liquid 2 discharged from the second tank 102, and a second pump for pumping the processing liquid 2 in the second adjusting tank. be able to. In this way, in the first tank 101 and the second tank 102, in addition to the flow rate of the treatment liquid 2, the temperature of the treatment liquid 2, the amount of additives, and the like can be set independently.
  • the first circulation section 210 has a drainage flow rate control valve FCVF1 and a shutoff valve (for example, a solenoid valve) SVF between the drainage port 103 of the surface treatment tank 100 and the adjustment tank CT, and the second circulation section 220 has.
  • a drainage flow control valve FCVB1 and a shutoff valve (for example, a solenoid valve) SVB are provided between the drainage port 104 of the surface treatment tank 100 and the adjustment tank CT.
  • the overflow tank 180 is drained directly to the adjustment tank CT without going through a valve or the like.
  • the first circulation unit 210 has a flow meter FMF1, a liquid supply flow rate control valve FCVF2, and a three-way valve TCVF1 between the ejection tank 160 of the surface treatment tank 100 and the filter F.
  • the first outlet of the three-way valve TCVF1 is connected to the ejection tank 160, and the first supply flow SFF1 is formed in the first circulation portion 210.
  • the second outlet of the three-way valve TCVF1 is connected to the inlet of the three-way valve TCVF2.
  • the first outlet of the three-way valve TCVF2 is connected to the adjustment tank CT.
  • the three-way valve TCVF2 functions as a full return valve.
  • the second outlet of the three-way valve TCVF2 is connected to the inlet of the liquid supply flow rate control valve FCVF3.
  • the outlet of the supply liquid flow rate control valve FCVF3 is connected to the adjustment tank CT.
  • the supply liquid flow rate control valve FCVF3 returns a part of the processing liquid 2 flowing through the first circulation portion 210 to the adjustment tank CT. In this sense, the liquid supply flow rate control valve FCVF3 functions as a partial return valve.
  • the second outlet of the three-way valve TCVF2 is also connected to the flow meter FMF2.
  • a supply liquid flow rate control valve FCVF4 and a check valve CVF1 are provided between the flow meter FMF2 and the ejection tank 160 of the surface treatment tank 100. As a result, the second supply flow SFF2 is formed in the first circulation portion 210.
  • the second circulation unit 220 has a flow meter FMB1, a liquid supply flow rate control valve FCVB2, and a three-way valve TCVB1 between the ejection tank 170 of the surface treatment tank 100 and the filter F.
  • the first outlet of the three-way valve TCVB1 is connected to the ejection tank 170, and the first supply flow SFB1 is formed in the second circulation portion 220.
  • the second outlet of the three-way valve TCVB1 is connected to the inlet of the three-way valve TCVB2.
  • the first outlet of the three-way valve TCVB2 is connected to the adjustment tank CT.
  • the three-way valve TCVB2 functions as a full return valve.
  • the second outlet of the three-way valve TCVB2 is connected to the inlet of the liquid supply flow rate control valve FCVB3.
  • the outlet of the supply liquid flow rate control valve FCVB3 is connected to the adjustment tank CT.
  • the supply liquid flow rate control valve FCVB3 returns a part of the processing liquid 2 flowing through the second circulation portion 220 to the adjustment tank CT. In this sense, the liquid supply flow rate control valve FCVB3 functions as a partial return valve.
  • the second outlet of the three-way valve TCVB2 is also connected to the flow meter FMB2.
  • a supply liquid flow rate control valve FCVB4 and a check valve CVB1 are provided between the flow meter FMB2 and the ejection tank 170 of the surface treatment tank 100. As a result, the second supply flow SFB2 is formed in the second circulation portion 220.
  • FIG. 6 shows an operation start mode before setting the jig 10 in the surface treatment tank 100.
  • the pump P is turned on with the shutoff valves SVF and SVB of FIG. 1 fully closed.
  • the valve is controlled so that the first supply flow SFF1 is selected in the first circulation unit 210 and the first supply flow SFB1 is selected in the second circulation unit 220.
  • the empty surface treatment tank 100 is filled with the treatment liquid 2.
  • FIG. 7 shows the normal operation mode 1.
  • the shutoff valves SVF and SVB shown in FIG. 1 are fully opened.
  • the jig 10 is set in the surface treatment tank 100.
  • the liquid levels L0 of the treatment liquid 2 in the first tank 101 and the second tank 102 of the surface treatment tank 100 are both equal, and the first liquid flow LF1 and the second tank 102 of the first tank 101 are the same.
  • the flow rate of the second liquid flow LF2 is equal to Q1 / s.
  • the liquid levels L0 of the treatment liquid 2 in the first tank 101 and the second tank 102 of the surface treatment tank 100 are both equal, and the first liquid flow LF1 and the second tank 102 of the first tank 101 are the same.
  • the flow rate of the second liquid flow LF2 is equal to Q2 / s.
  • Normal operation mode 2 is different from the normal operation mode 1, but flow through per unit time is different is the point of low flow rate, the surface W F and back W B of the workpiece W, contacting the treated surface treating solution
  • the processing conditions related to the flow rate and the pressure of 2 can be set equally.
  • FIG. 8 shows the through-hole processing mode 1.
  • the liquid level L0 and the flow rate Q1 / s of the processing liquid 2 in the first tank 101 are the same as those in the normal operation mode 1. That is, in the first circulation unit 210 of FIG. 1, the valve is controlled so that the first supply flow SFF1 is selected.
  • the flow rate Q3 / s of the processing liquid 2 in the second tank 102 is smaller than the flow rate Q1 / s of the normal operation mode 1 (Q3 / s ⁇ Q1 / s). That is, in the second circulation unit 220, the valve is controlled so that the second supply flow SFB2 is selected.
  • the liquid level L0 of the treatment liquid 2 in the first tank 101 of the surface treatment tank 100 becomes equal to the overflow liquid level in the first overflow tank 180A, while the work W and the jig are different from the first tank 101.
  • the liquid level is low L1 or L2 (L2 ⁇ L1 ⁇ L0). Therefore, due to the difference in liquid level between the first tank 101 and the second tank 102, the pressure of the treatment liquid 2 acting on the treatment surface of the work W differs between the first tank 101 and the second tank 102. Can be done.
  • the liquid level of the first tank 101 may be set to a low liquid level L1 or L2, and the liquid level of the second tank 102 may be set to a high liquid level L0.
  • the low liquid level L1 or L2 in the first tank 101 and / or the second tank 102 may be realized by setting or adjusting the overflow liquid level in the first tank 101 and / or the second tank 102.
  • FIG. 9 shows the through-hole processing mode 2.
  • the liquid level L0 and the flow rate Q1 / s of the processing liquid 2 in the first tank 101 are the same as those in the normal operation mode 1. That is, in the first circulation unit 210 of FIG. 1, the valve is controlled so that the first supply flow SFF1 is selected.
  • the valve is controlled so that the second supply flow SFB2 is selected at the same time or after the jig 10 is mounted on the surface treatment tank 100. That is, in the second circulation unit 220, a small flow rate Q4 / s (Q4 / s ⁇ Q1 / s) of the processing liquid 2 pumped from the pump P is supplied to the surface treatment tank 100.
  • the through-hole processing mode 2 a portion of the flow rate Q1 / s flows into the first tank 101, flows into the second tank 102 via a through hole penetrating the surface W F and back W B of the workpiece W.
  • the treatment liquid 2 can be replaced in the through hole of the work W from the side with the liquid flow to the side without the liquid flow, and the surface treatment in the through hole is improved.
  • FIG. 10 shows the through-hole processing mode 3.
  • the liquid level L0 and the flow rate Q1 / s of the processing liquid 2 in the first tank 101 are the same as those in the normal operation mode 1. That is, in the first circulation unit 210 of FIG. 1, the valve is controlled so that the first supply flow SFF1 is selected.
  • the shutoff valve SVB is fully opened, and the valve is controlled so that the third supply flow SFB3 is selected. That is, in the second circulation unit 220, all the treatment liquid 2 pumped from the pump P is returned to the adjustment tank CT via the three-way valve TCVB2 and is not supplied to the surface treatment tank 100.
  • the first and second tanks in addition to changing the flow rate and the liquid level of the processing liquid 2 in the first tank 101 and the second tank 102, the first and second tanks
  • the temperature of the treatment liquid 2, the amount of additives, and the like may be set independently in the first and second adjustment tanks provided in the second circulation portions 210 and 220.
  • each surface W F and back W of the workpiece W B, further by a rectifier provided on each surface of the divided region, may control the current.
  • the liquid level gauges of the treatment liquid 2 provided in each of the first tank 101 and the second tank 102 detect a liquid level lower than the overflow liquid level, the corresponding first and second circulation units 210, It can be regarded that an abnormality such as clogging has occurred in a part of 220, and a warning can be given.
  • FIG. 11 shows a cleaning or shut down mode.
  • the shutoff valves SVF and SVB of FIG. 1 are fully opened. Further, the valve is controlled so that the third supply flow SFF3 is selected in the first circulation unit 210 and the third supply flow SFB3 is selected in the second circulation unit 220.
  • the first and second circulation units 210 and 220 all the treatment liquids 2 pumped from the pump P are returned to the adjustment tank CT via the three-way valves TCVF2 and TCVB2, and are not supplied to the surface treatment tank 100. In this way, the treatment liquid 2 supplied to the surface treatment tank 100 can be shut off, and the operation stop mode or the cleaning mode can be set.
  • Drainage port 110 ... Lower support , 120 ... upper support part, 130 partition wall, 140 ... first wall part, 142 ... first anode, 150 ... second wall part, 152 ... second anode, 160, 170 ... ejection tank, 162, 172 ... liquid ejection part , 180 ... Overflow tank, 200 ... Processing liquid circulation part, 210 ... First circulation part, 220 ... Second circulation part, 300A-320H ... Rectifier, CT ... Adjustment tank, F ... Filter, P ... Pump, FCVF1-FCVB4 ... Flow rate control valve, FCVF1, FCVB1 ... Drainage flow rate control valve, FCVF2-FCVF4, FCVB2-FCVB4 ...
  • Liquid supply flow rate control valve FCVF3, FCVB3 ... Partial return valve, SVF, SVB ... Shutoff valve (solet valve), FMF1- FMB2 ... flow meter, TCVF1 ⁇ TCVB2 ... three-way valve, TCVF2, TCVB2 ... total amount return valve, P ... pump, W ... workpiece, W F ... first major surface, W B ... second main surface

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Abstract

表面処理装置(1)は、第1主面(W)及び第2主面(W)を被処理面とするワーク(W)の周縁を囲って保持する治具(10)と、表面処理槽(100)と、表面処理槽の上部から供給され下部から排出される処理液(2)を循環させる処理液循環部(200)と、を有する。表面処理槽は、ワークを保持する治具を支持する支持部(110,120)と、ワークと対向する第1及び第2壁部(140,150)と、を含む。処理液循環部は、第1主面側の第1流路(FP1)に沿って処理液の第1液流(LF1)を形成する第1循環部(210)と、第2主面側の第2流路(FP2)に沿って処理液の第2液流(LF2)を形成する第2循環部(220)と、を含む。

Description

表面処理装置及びその方法
 本発明は、無電解メッキまたは電解メッキ等の表面処理装置及びその方法等に関する。
 処理液が収容される表面処理槽内にてワークを垂下して搬送させ、処理槽中に設けた複数のノズルから処理液をワークの表面及び裏面に噴射させる連続メッキ装置が知られている(特許文献1)。
 また、無電解または電解メッキ装置として、ワークの表面と裏面とに沿って、処理液を上から下向きに供給して、ワークの表面と裏面とにメッキする装置も提案されている(特許文献2)。
特開2018-115367号公報 特開2016-108598号公報
 例えば第5世代移動通信システム(5G)に用いられるスマートフォン用基板は、基板の表面では例えば95%が銅メッキ面積であるのに対して、基板の裏面では5%が銅メッキ面積となり、基板の表裏面で残銅率差が大きく異なる場合がある。表裏面で残銅率差が大きい基板を、上述された従来装置を用いてメッキすると、メッキ品質が損なわれることがあることが分かった。
 本発明は、ワークの表裏面で表面処理条件を異ならせることができる表面処理装置及びその方法を提供することを目的とする。
 (1)本発明の一態様は、
 表裏関係にある第1主面及び第2主面を被処理面とするワークの周縁を囲って保持する治具と、
 表面処理槽と、
 前記表面処理槽の上部から供給され、前記表面処理槽の下部から排出される処理液を循環させる処理液循環部と、
を有し、
 前記表面処理槽は、
 前記ワークを垂直状態で保持する前記治具を着脱自在に支持する支持部と、
 前記ワークの前記第1主面及び前記第2主面とそれぞれ対向する第1壁部及び第2壁部と、
を含み、
 前記ワークの前記第1主面と前記第1壁部との間に、前記処理液が流れる第1流路が形成され、前記ワークの前記第2主面と前記第2壁部との間に、前記処理液が流れる第2流路が形成され、
 前記処理液循環部は、前記第1流路に沿って前記処理液の第1液流を形成する第1循環部と、前記第2流路に沿って前記処理液の第2液流を形成する第2循環部と、を含む表面処理装置に関する。
 本発明の一態様によれば、ワークの第1主面と接する第1液流を形成する第1循環部と、ワークの第2主面と接する第2液流を形成する第2循環部とを有するため、第1液流と第2液流とで、表面処理条件(流量、圧力、温度、添加剤量等)の少なくとも一つを独立して設定することができる。それにより、ワークの第1主面及び第2主面で表面処理条件を異ならせることができる。
 (2)本発明の一態様(1)では、前記第1循環部は、前記第1液流の単位時間当たりの流量が可変であり、前記第2循環部は、前記第2液流の単位時間当たりの流量を可変とすることができる。第1液流と第2液流との単位時間当たりの流量をそれぞれ独立に設定することにより、ワークの第1主面及び第2主面をそれぞれ処理する処理条件を、独立して設定できる。
 (3)本発明の一態様(1)または(2)では、前記支持部と、前記支持部に支持される前記治具と、前記治具に保持される前記ワークとにより、前記表面処理槽が第1槽及び第2槽に区画され、前記第1槽内で一定液位を超えた前記処理液を、前記第1循環部に戻す第1オーバーフロー槽と、前記第2槽内で一定液位を超えた前記処理液を、前記第2循環部に戻す第2オーバーフロー槽と、をさらに有することができる。それにより、第1、第2循環部から供給される単位時間当たりの流量が所定流量以上(下部排出量以上)であれば、第1槽及び第2槽での処理液の面高さ(液位)は各々のオーバーフロー液位と等しくなる。例えば、第2循環部から供給される単位時間当たりの流量を小さくすると、第1槽ではオーバーフロー液位とする一方で、第2槽での液位を第1槽での液位よりも低くすることで、第1及び第2槽間で処理液の液面高さ(液位)を異ならせることができる。こうすると、第1槽及び第2槽間での液面高低差により、第1槽と第2槽とで、処理液がワークの処理面に作用する圧力を異ならせることができる。ワークが第1主面及び第2主面で貫通するスルーホールを有する場合、圧力の高い方から低い方に向けてスルーホール内にて処理液を置換することができ、スルーホール内の表面処理が改善される。また、第1槽の第1オーバーフロー液位と、第2槽の第2オーバーフロー液位とを異ならせてもよく、これによっても、第1槽と第2槽とで、処理液がワークの処理面に作用する圧力を異ならせることができる。
 (4)本発明の一態様(3)では、前記第1及び第2オーバーフロー槽の少なくとも一方は、オーバーフロー液位を調整可能とすることできる。こうすると、第1及び第2主面での表面処理面積等に応じて、第1槽と第2槽とで、処理液がワークの処理面に作用する圧力を変更することができる。
 (5)本発明の一態様(3)または(4)では、前記処理液循環部は、前記表面処理槽から排出される前記処理液を調整する調整タンクと、前記調整タンク内の前記処理液を圧送するポンプと、を含み、前記調整タンクは、前記第1槽から排出される前記処理液を調整する第1調整タンクと、前記第2槽から排出される前記処理液を調整する第2調整タンクと、を含み、前記ポンプは、前記第1調整タンク内の前記処理液を圧送する第1ポンプと、前記第2調整タンク内の前記処理液を圧送する第2ポンプと、を含むことができる。こうすると、第1槽と第2槽とで、処理液の流量、温度、添加剤量等を独立して設定することができる。
 (6)本発明の一態様(1)~(4)では、前記処理液循環部は、前記表面処理槽のから排出される前記処理液を調整する調整タンクと、前記調整タンク内の前記処理液を圧送するポンプと、含み、前記調整タンク及び前記ポンプは、前記第1循環部及び前記第2循環部で共用することができる。よって、第1及び第2循環部を設けても表面処理装置の小型化が維持される。なお、第1循環部及び第2循環部で、処理液中の不純物を除去するフィルターも共用しても良い。第1及び第2循環部は、調整タンク及びポンプ、またはそれらに加えフィルター以外については、それぞれ分離される。よって、第1及び第2循環部で独立した各循環部に設けられたバルブ制御により、第1及び第2液流の単位時間当たりの各流量が可変とされる。
 (7)本発明の一態様(5)または(6)では、前記第1循環部及び前記第2循環部の各々は、前記表面処理槽の前記下部から排液される前記処理液の単位時間当たりの流量を可変する排液流量制御バルブで、前記表面処理槽の前記上部から給液される前記処理液の単位時間当たりの流量を可変する給液流量制御バルブと、前記ポンプで圧送される前記処理液の一部を前記調整タンクに戻す一部戻しバルブと、を含むことができる。こうすると、第1及び第2循環部でポンプを共用しながらも、第1液流と第2液流の各流量を独立して設定することができる。
 (8)本発明の一態様(5)~(7)では、前記第1循環部及び前記第2循環部の各々は、前記表面処理槽の前記下部からの前記処理液の排液を遮断する遮断バルブと、前記ポンプで圧送される前記処理液の全てを前記調整タンクに戻す全量戻しバルブと、を含むことができる。第1循環部及び第2循環部の各々で、遮断バルブを開放し、かつ、全量戻しバルブによりポンプで圧送される前記処理液の全てを調整タンクに戻すことができる。それにより、第1液流と第2液流とのいずれか一方を止めることができる。それにより、液流のある方から液流のない方に向けてスルーホール内にて処理液を置換することができ、スルーホール内の表面処理が改善される。あるいは、第1液流と第2液流との双方を止めることができ、運転停止モードまたはクリーニングモードに設定することができる。また、遮断バルブで排液を遮断することで、表面処理槽内で処理液が一定液位になる運転開始モードに設定できる。
 (9)本発明の一態様(1)~(8)では、少なくとも一つの整流器をさらに含み、前記第1壁部は、前記ワークの前記第1主面と対向する第1陽極を保持し、前記第2壁部は、前記ワークの前記第2主面と対向する第2陽極を保持し、前記少なくとも一つの整流器は、前記第1陽極及前記第2陽極に接続され、かつ、前記治具を介して前記ワークを陰極に設定することができる。こうすると、ワークの第1主面及び第2主面をそれぞれ電解処理する処理条件を、独立して設定できる。
 (10)本発明の一態様(9)では、前記治具は、前記ワークの前記第1主面と導通する第1導通部と、前記ワークの前記第2主面と導通する第2導通部と、を含み、前記少なくとも一つの整流器は、前記治具の前記第1導通部と前記第1陽極とに接続される第1整流器と、前記治具の前記第2導通部と前記第2陽極とに接続される第2整流器と、を含むことができる。こうすると、ワークの第1主面に流れる電流と、ワークの第2主面に流れる電流とを、第1及び第2整流器により独立して設定できる。それにより、ワークの第1主面及び第2主面をそれぞれ電解処理する電流条件を、独立して設定できる。
 (11)本発明の一態様(9)では、前記治具は、前記ワークの前記第1主面の第1分割領域と導通する第1導通部と、前記ワークの前記第1主面の第2分割領域と導通する第2導通部と、前記ワークの前記第2主面の第1分割領域と導通する第3導通部と、前記ワークの前記第2主面の第2分割領域と導通する第4導通部と、を含み、前記少なくとも一つの整流器は、第1~第4整流器を含み、前記第1整流器は、前記ワークの前記第1主面の前記第1分割領域と対向する前記第1陽極の第1分割領域と、前記治具の前記第1導通部とに接続され、前記第2整流器は、前記ワークの前記第1主面の前記第2分割領域と対向する前記第1陽極の第2分割領域と、前記治具の前記第2導通部とに接続され、前記第3整流器は、前記ワークの前記第2主面の前記第1分割領域と対向する前記第2陽極の第1分割領域と、前記治具の前記第3導通部とに接続され、前記第4整流器は、前記ワークの前記第2主面の前記第2分割領域と対向する前記第2陽極の第2分割領域と、前記治具の前記第4導通部とに接続されても良い。こうすると、ワークの第1主面の第1分割領域に流れる電流と、ワークの第1主面の第2分割領域に流れる電流と、ワークの第2主面の第1分割領域に流れる電流と、ワークの第2主面の第2分割領域に流れる電流とを、第1~第4整流器により独立して設定できる。それにより、ワークの第1主面及び第2主面の各々において、第1及び第2分割領域毎にそれぞれ電解処理する電流条件を、独立して設定できる。
 (12)本発明の他の態様は、
 表裏関係にある第1主面及び第2主面を被処理面とするワークの周縁を囲って保持する平板状の治具を、表面処理槽に設けられた支持部に支持させて、前記表面処理槽内に設けられた第1壁部と第2壁部との間で前記ワークを垂直に支持する工程と、
 前記ワークの前記第1主面と前記第1壁部との間に配置される第1流路に沿って上から下に向かう処理液の第1液流を形成するように、前記表面処理槽の内外で前記処理液を第1循環部により循環させ、前記ワークの前記第2主面と前記第2壁部との間に配置される第2流路に沿って上から下に向かう前記処理液の第2液流を形成するように、前記表面処理槽の内外で前記処理液を第2循環部により循環させて、前記ワークの前記第1主面及び前記第2主面を表面処理する工程と、
を有する表面処理方法に関する。
 本発明の他の態様でも、第1液流と第2液流とで、表面処理条件(流量、圧力、温度、添加剤量等)の少なくとも一つを独立して設定することができる。それにより、ワークの第1主面及び第2主面で表面処理条件を異ならせることができる。
本発明の一実施形態に係る表面処理装置の概略図である。 治具の正面図である。 治具の背面図である。 治具が設置された表面処理槽の平面図である。 図5(A)~図5(C)は整流器とクランパーとの関係を示す図である。 運転開始モードの説明図である。 通常動作モード1及び2の説明図である。 両面循環での圧力差によるスルーホール処理モード1の説明図である。 片面循環モードでの圧力差によるスルーホール処理モード2の説明図である。 片面排液モードでの圧力差によるスルーホール処理モード3の説明図である。 両面循環停止モードの説明図である。
 以下の開示において、提示された主題の異なる特徴を実施するための多くの異なる実施形態や実施例を提供する。もちろんこれらは単なる例であり、限定的であることを意図するものではない。さらに、本開示では、様々な例において参照番号および/または文字を反復している場合がある。このように反復するのは、簡潔明瞭にするためであり、それ自体が様々な実施形態および/または説明されている構成との間に関係があることを必要とするものではない。さらに、第1の要素が第2の要素に「接続されている」または「連結されている」と記述するとき、そのような記述は、第1の要素と第2の要素とが互いに直接的に接続または連結されている実施形態を含むとともに、第1の要素と第2の要素とが、その間に介在する1以上の他の要素を有して互いに間接的に接続または連結されている実施形態も含む。また、第1の要素が第2の要素に対して「移動する」と記述するとき、そのような記述は、第1の要素及び第2の要素の少なくとも一方が他方に対して移動する相対的な移動の実施形態を含む。
 1.表面処理装置の概要
 図1は、本実施形態に係る表面処理装置例えば電解メッキ装置の概略図である。電解メッキ装置1は、ワークWを保持する平板状の治具10と、表面処理槽100と、表面処理槽100に処理液2であるメッキ液を循環させる処理液循環部200と、を有する。ワークWは、表裏の関係にある第1主面(例えば表面)W及び第2主面(例えば裏面)Wを被処理面とする。
 1.1.ワーク
 ワークWは例えば矩形の回路基板であり、電解メッキ装置1により例えば銅メッキされる。ただし、メッキの種類は問わない。回路基板Wは、表面W及び/又は裏面Wにビアホールを有することができ、表面W及び裏面Wに貫通するスルーホールを有することができる。この場合、ビアホール及びスルーホールの内壁もメッキされる。また、ワークWは、表面W及び裏面Wでの各メッキ面積が大きく異なっても良く、例えば表面Wの95%がメッキ面積であるのに対して、裏面Wのわずか5%がメッキ面積であっても良い。
 1.2.治具
 ワークWを保持する治具10を、治具10の正面図である図2と、治具10の背面図である図3を用いて説明する。治具10へのワークWの着脱は、例えば自動機により行うことができる。治具10は、例えば絶縁材から成る例えば平板で形成される治具本体12を有する。治具本体12は、矩形ワークWの面積よりもわずかに大きい面積の矩形の穴14を有する。ワークWは、穴14に配置されて、ワークWの周縁が治具10で囲まれる。治具10は、矩形の穴14の周囲4辺に沿って、図2に示す電極15A~15D及び図3に示す電極15E~15Hを有する。これら電極15A~15Hは互いに絶縁される。各電15A~15Hには、複数のクランパー20が保持される。クランパー20は、ワークWをその表裏から挟んでクランプする。クランパー20は、ワークWの上縁部をクランプするクランパー21と、図2に示すワークWの左側縁部をクランプするクランパー22と、ワークWの下縁部をクランプするクランパー23と、図2に示すワークWの右側縁部をクランプするクランパー24とを含むことができる。ここで、クランパー21は、ワークWの表面Wと接触するクランプ片31(図2)と、ワークWの裏面Wと接触するクランプ片41(図3)とを含む。本実施形態では、クランプ片31とクランプ片41とは電気的に絶縁される。同様に、クランパー22は電気的に絶縁されたクランプ片32、42を含み、クランパー23は電気的に絶縁されたクランプ片33、43を含み、クランパー24は電気的に絶縁されたクランプ片34、44を含む。また、クランプ片31は電極15Aと、クランプ片32は電極15Bと、クランプ片33は電極15Cと、クランプ片34は電極15Dと、クランプ片41は電極15Eと、クランプ片42は電極15Fと、クランプ片43は電極15Gと、クランプ片44は電極15Hと、それぞれ導通している。こうして、クランプ片31~34及び41~44は互いに絶縁されることにより、ワークWの表裏で異なり、かつ、表裏の各々4辺から異なる電流を流すことができる。
 絶縁材の治具本体12には、図2及び図3に示すように、クランパー20と電気的に接続される導電パターン31A,32A1,32A2,33A,31B,33B,34B1,34B2が形成される。治具本体12の表面の左領域では、図2に示すように、複数のクランパー21のうち左領域にあるクランパー21Lのクランプ片31Lは、導電パターン31Aと電極15Aを介して接続される。複数のクランパー22のうち上領域にあるクランパー22Uのクランプ片32Uは、導電パターン32A1と電極15Bを介して接続される。複数のクランパー22のうち下領域にあるクランパー22Lのクランプ片32Lは、導電パターン32A2と電極15Bを介して接続される。複数のクランパー23のうち左領域にあるクランパー23Lのクランプ片33Lは、導電パターン33Aと電極15Cを介して接続される。これらの導電パターン31A,32A1,32A2,33Aは、例えば治具本体12の上部にて幅方向に突出する突出部16Aに形成された端子群35Aと、例えば配線36Aを介して接続される。
 治具本体12の表面の右領域では、図2に示すように、複数のクランパー21のうち右領域にあるクランパー21Rのクランプ片31Rは、導電パターン31Bと電極15Aを介して接続される。複数のクランパー24のうち上領域にあるクランパー24Uのクランプ片34Uは、導電パターン34B1と電極15Dを介して接続される。複数のクランパー24のうち下領域にあるクランパー24Lのクランプ片34Lは、導電パターン34B2と電極15Dを介して接続される。複数のクランパー23のうち右領域にあるクランパー23Rのクランプ片33Rは、導電パターン33Bと電極15Cを介して接続される。これらの導電パターン31B,33B,34B1,34B2は、例えば治具本体12の上部にて幅方向に突出する突出部16Bに形成された端子群35Bと、例えば配線36Bを介して接続される。こうして、矩形ワークWの表面Wでは、上下左右の最大4分割で独立して電流制御することができる。ここで、上下で精密に独立制御するために、電極15B,15Dの各々を、上側領域と下側領域とで電気的に絶縁しても良い。同様に、左右で精密に独立制御するために、電極15A,15Cの各々を、左側領域と右側側領域とで電気的に絶縁しても良い。
 一方、治具本体12の裏面の右領域では、図3に示すように、複数のクランパー21のうち右領域(表面から見て左領域)にあるクランパー21Rのクランプ片41Rは、導電パターン41Aと電極15Eを介して接続される。複数のクランパー22のうち上領域にあるクランパー22Uのクランプ片42Uは、導電パターン42A1と電極15Fを介して接続される。複数のクランパー22のうち下領域にあるクランパー22Lのクランプ片42Lは、導電パターン42A2と電極15Fを介して接続される。複数のクランパー23のうち右領域(表面から見て左領域)にあるクランパー23Rのクランプ片43Rは、導電パターン43Aと電極15Gを介して接続される。これらの導電パターン41A,42A1,42A2,43Aは、治具本体12の突出部16Aに形成された端子群45Aと、例えば配線37Aを介して接続される。
 治具本体12の裏面の左領域では、図3に示すように、複数のクランパー21のうち左領域にあるクランパー21Lのクランプ片41Lは、導電パターン41Bと電極15Eを介して接続される。複数のクランパー24のうち上領域にあるクランパー24Uのクランプ片44Uは、導電パターン44B1と電極15Hを介して接続される。複数のクランパー24のうち下領域にあるクランパー24Lのクランプ片44Lは、導電パターン44B2と電極15Hを介して接続される。複数のクランパー23のうち左領域にあるクランパー23のクランプ片43Lは、導電パターン43Bと電極15Gを介して接続される。これらの導電パターン41B,43B,44B1,44B2は、治具本体12の突出部16Bに形成された端子群45Bと、例えば配線37Bを介して接続される。こうして、矩形ワークWの裏面Wでも、上下左右の最大4分割で独立して電流制御することができる。ここで、上下で精密に独立制御するために、電極15F,15Hの各々を、上側領域と下側領域とで電気的に絶縁しても良い。同様に、左右で精密に独立制御するために、電極15E,15Gの各々を、左側領域と右側側領域とで電気的に絶縁しても良い。
 治具10の表裏面に形成される導電パターン41A,41B,42A1,42A2,43A,43B,44B1,44B2は、絶縁コーティングされることで、メッキが付着することを防止することができる。また、図2に示す電極15A~15D及び図3に示す電極15E~15Hは、ワークWの周縁付近に配置され、ワークWの周縁で発生する電界集中に起因するメッキ厚の異常いわゆるドックボーンを解消するダミー電極として機能させることができる。図2に示す電極15A~15D及び図3に示す電極15E~15Hは、メッキが付着することを防止するためと、電極露出量を調整するために、クランパー間の領域にて電極露出部分を可変とする位置調整可能な絶縁体17A~17Hで覆うことができる(本願出願人による特願2019-15827号参照)。
 1.3.表面処理槽
 図1において、表面処理槽100は、ワークWを垂直状態で保持する治具10を着脱自在に支持する支持部110、120を有する。下部支持部110は、治具10の下端部が挿入されるスリットを有する。上部支持部120も、治具10の上端部が挿入されるスリットを有する。治具10は、表面処理槽100の上方から降下されて、図4に示すように、支持部110、120により垂直状態で保持される。上部支持部120は、治具10の端子群35A,35B,45A,45Bと接触する端子群(図示せず)を有する。それにより、治具10が上方より降下されて上部支持部120に支持されることで、治具10の端子群35A,35B,45A,45Bを、表面処理槽100の外部にある整流器に接続することができる。ここで、治具10は、図2及び図3に示す底辺13A及び両側辺13B,13Cを有する。支持部は、下部及び上部支持部110、120に支持される治具10の底辺13A及び両側辺13B,13Cを囲む隔壁130をさらに有することができる(図1及び図4参照)。それにより、支持部110、120及び隔壁130と、その支持部に支持される治具10と、治具10に保持されるワークWとにより、表面処理槽100が図4に示すように第1槽101及び第2槽102に区画される。なお、第1槽101及び第2槽102は、必ずしも液密にシールされる必要はないが、シールされても良い。また、支持部110、120及び隔壁130等が治具本体12の周縁を挟み込み駆動されることで、治具本体12の周囲も液密シールすることができる。
 表面処理槽100は図1及び図4に示すように、ワークWの表面W及び裏面Wとそれぞれ対向する第1壁部140及び第2壁部150を有する。ワークWの表面Wと第1壁部140との間に、処理液2が流れる第1流路FP1が形成され、ワークWの裏面Wと第2壁部150との間に、処理液2が流れる第2流路FP2が形成される。
 図1に示すように、第1壁部140はワークWの表面Wと対向する第1陽極142を保持し、第2壁部150はワークWの裏面Wと対向する第2陽極152を保持することができる。電解メッキを実施するために、少なくとも一つの整流器が設けられる。少なくとも一つの整流器は、第1陽極142及び第2陽極152に接続され、かつ、治具10を介してワークWを陰極に設定する。
 本実施形態では、少なくともワークWの表面W及び裏面Wに流れる電流を独立して設定するために、図5(A)~図5(C)に示すように、複数の整流器を設けることが好ましい。図5(A)では、2つの整流器300A、300Bが設けられ、整流器300AはワークWの表面Wと接触するクランプ片31~34と電気的に接続され、整流器300BはワークWの裏面Wと接触するクランプ片41~44と電気的に接続される。2つの整流器300A、300Bを独立して制御することで、ワークWの表面W及び裏面Wに流れる電流を独立して設定することができる。こうして、ワークWは、表面W及び裏面Wでの各メッキ面積が大きく異なっても、メッキ面積やメッキ箇所に応じて電流を調整することができる。なお、この場合には、2つの整流器300A、300Bが第1陽極142及び第2陽極152に電気的に接続される各接点は、例えば、第1陽極142及び第2陽極152の各中心に配置される。
 図5(B)では、4つの整流器310A~310Dが設けられ、整流器310AはワークWの表面Wの上領域と接触するクランプ片31,32U,34Uと電気的に接続され、整流器310BはワークWの表面Wの下領域と接触するクランプ片33,32L,34Lと電気的に接続され、整流器310CはワークWの裏面Wの上領域と接触するクランプ片41,42U,44Uと電気的に接続され、整流器310DはワークWの裏面Wの下領域と接触するクランプ片43,42L,44Lと電気的に接続される。こうすると、ワークWの表面W及び裏面Wの各々で、ワークWの上領域及び下領域の2領域、表裏で計4領域に流れる電流を独立して制御することが可能となる。なお、この場合には、4つの整流器310A~310Dが第1陽極142及び第2陽極152にそれぞれ電気的に接続される各接点は、第1陽極142の上領域、第1陽極142の下領域、第2陽極152の上領域及び第2陽極152の下領域の計4領域に対応して配置される。
 図5(C)では、8つの整流器320A~320Hが設けられ、整流器320AはワークWの表面Wの左上領域と接触するクランプ片31L,32Uと電気的に接続され、整流器320BはワークWの表面Wの左下領域と接触するクランプ片32L,33Lと電気的に接続され、整流器320CはワークWの表面Wの右上領域と接触するクランプ片31R,34Uと電気的に接続され、整流器320DはワークWの表面Wの右下領域と接触するクランプ片33R,34Lと電気的に接続され、整流器320EはワークWの裏面Wの左上領域と接触するクランプ片41L,44Uと電気的に接続され、整流器320FはワークWの裏面Wの左下領域と接触するクランプ片43L,44Lと電気的に接続され、整流器320GはワークWの裏面Wの右上領域と接触するクランプ片41R,42Uと電気的に接続され、整流器320HはワークWの裏面Wの右下領域と接触するクランプ片42L,43Rと電気的に接続される。こうすると、ワークWの表面W及び裏面Wの各々で、ワークWの左上領域、左下領域、右上領域及び右下領域の4領域、表裏で計8領域に流れる電流を独立して制御することが可能となる。なお、この場合には、8つの整流器320A~320Hが第1陽極142及び第2陽極152に対してそれぞれ電気的に接続される各接点は、第1陽極142の左上領域、左下領域、右上領域及び右下領域と、第2陽極152の左上領域、第1陽極142の上領域、第1陽極142の下領域、第2陽極152の上領域及び第2陽極152の下領域と、の計8領域に対応して配置される。ただし、表裏で計8分割を超えて分割しても良い。
 表面処理槽100は、その上部に、図1に示すように噴出タンク160、170を有することができる。噴出タンク160、170は、処理液循環部200から供給される処理液2を蓄えると共に、先入れ先出しの要領で表面処理槽100に噴出するための液噴出部162、172を有する。噴出タンク160は第1槽101に処理液2を供給し、噴出タンク170は第2槽102に処理液2を供給する。液噴出部162、172は、ワークWの全幅に亘って均一に処理液を噴出する。液噴出部162、172の噴出口は、通常運転モードでの処理液の液位よりも低い位置に開口させることができる。それにより、空気を巻き込むことなく処理液を噴出することができる。表面処理槽100は、その下部に、図1及び図4に示すように、排液口103、104を有する。排液口103は第1槽101に開口し、排液口104は第2槽102に開口する。なお、排液口103、104の形状は、円形に限らず矩形スリッド等であってもよい。
 表面処理槽100は、図1及び図4に示すように、第1及び第2オーバーフロー槽180A,180Bを有していても良い。第1及び第2オーバーフロー槽180A,180Bは、第1槽101及び第2槽102の側方に隣接して設けることができる。本実施形態では、第1オーバーフロー槽180Aは第1槽101に隣接して設けられ、第2オーバーフロー槽180Bは第2槽102に隣接して設けられている。ここで、図4に示すように、第1槽101の壁部の上部には切り欠き部101Aが設けられ、オーバーフロー槽180の壁部の上部にも切り欠き部181Aが設けられる。切り欠き部104A、181を超える処理液2は、第1槽101からオーバーフロー槽180にオーバーフローして流れる。こうして、第1槽101で処理液2をオーバーフローさせることで、第1槽101での処理液2の液位を第1オーバーフロー液位である一定液位に維持することができる。同様に、第2槽102に切り欠き部102Aが設けられ、第2オーバーフロー槽180Bの壁部の上部に切り欠き部181Bが設けられる。それにより、第2槽102で処理液2をオーバーフローさせることで、第2槽102での処理液2の液位を第2オーバーフロー液位である一定に維持することができる。なお、第1,第2オーバーフロー液位は等しく設定できる他、互いに異なっても良く、あるいは第1,第2オーバーフロー液位の少なくとも一方が堰堤高さを調整することで可変であっても良い。また、第1槽101及び第2槽102の各々に、処理液の液位計を設けても良い。液位計の動作については後述する。
 1.4.処理液循環部
 次に、処理液循環部200について図1を参照して説明する。図1において、処理液循環部200は、第1流路FP1に沿って表面処理槽100の上部から下部に向かう処理液2の第1液流LF1を形成する第1循環部210と、第2流路F2に沿って表面処理槽100の上部から下部に向かう処理液2の第2液流LF2を形成する第2循環部220と、を含む。第1液流LF1及び第2液流LF2は上から下に流れるので、不純物が滞留することがない。よって、特にライン&スペースの小さい導電パターンをメッキしても、不純物が付着して導電パターン同士がショートする不良をなくすことができる。第1循環部210は第1液流LF1の単位時間当たりの流量が可変であり、第2循環部220は第2液流LF2の単位時間当たりの流量が可変とすることができる。それにより、ワークWの表面W及び裏面Wをそれぞれ処理する処理条件を、独立して設定できる。
 処理液循環部200は、表面処理槽100排出される処理液2を調整する調整タンクCTと、調整タンクCT内の処理液2を圧送するポンプPと、を含む。本実施形態では、調整タンクCT及びポンプPは、第1循環部210及び第2循環部220で共用される。それにより、第1及び第2循環部210、220を設けても表面処理装置1の小型化が維持される。なお、本実施形態では、第1循環部210及び第2循環部220で、処理液2中の不純物を除去するフィルターFも共用されている。調整タンクCTは、回収された処理液2に添加剤やメッキ成分(銅メッキであれば例えば酸化銅)を補充し、所定温度に温度調整することができる。
 本実施形態とは異なり、第1循環部210は、第1槽101から排出される処理液2を調整する第1調整タンクと、第1調整タンク内の処理液2を圧送する第1ポンプと、を含み、第2循環部220は、第2槽102から排出される処理液2を調整する第2調整タンクと、第2調整タンク内の処理液2を圧送する第2ポンプと、を含むことができる。こうすると、第1槽101と第2槽102とで、処理液2の流量の他、処理液2の温度や添加剤量等を独立して設定することができる。
 第1循環部210は、表面処理槽100の排液口103と調整タンクCTとの間に、排液流量制御バルブFCVF1及び遮断バルブ(例えばソレノイドバルブ)SVFを有し、第2循環部220は、表面処理槽100の排液口104と調整タンクCTとの間に、排液流量制御バルブFCVB1及び遮断バルブ(例えばソレノイドバルブ)SVBを有する。なお、オーバーフロー槽180は、バルブ等を介することなく調整タンクCTに直接排液される。
 第1循環部210は、表面処理槽100の噴出タンク160とフィルターFとの間に、流量メーターFMF1、給液流量制御バルブFCVF2、三方弁TCVF1を有する。三方弁TCVF1の第1出口が噴出タンク160と接続され、第1循環部210で第1供給流SFF1が形成される。三方弁TCVF1の第2出口は、三方弁TCVF2の入口に接続される。三方弁TCVF2の第1出口は、調整タンクCTに接続される。三方弁TCVF2の第1出口が選択されることで、第1循環部210を流れる全量の処理液2は調整タンクCTに戻され、第1循環部210で第3供給流SFF3が形成される。この意味で、三方弁TCVF2は全量戻しバルブとして機能する。三方弁TCVF2の第2出口は、給液流量制御バルブFCVF3の入口に接続される。給液流量制御バルブFCVF3の出口は、調整タンクCTに接続される。給液流量制御バルブFCVF3は、第1循環部210を流れる一部の処理液2を調整タンクCTに戻す。この意味で、給液流量制御バルブFCVF3は一部戻しバルブとして機能する。三方弁TCVF2の第2出口は、流量メーターFMF2にも接続される。流量メーターFMF2と表面処理槽100の噴出タンク160との間には、給液流量制御バルブFCVF4、チェックバルブCVF1が設けられる。それにより、第1循環部210で第2供給流SFF2が形成される。
 同様に、第2循環部220は、表面処理槽100の噴出タンク170とフィルターFとの間に、流量メーターFMB1、給液流量制御バルブFCVB2、三方弁TCVB1を有する。三方弁TCVB1の第1出口が噴出タンク170と接続され、第2循環部220で第1供給流SFB1が形成される。三方弁TCVB1の第2出口は、三方弁TCVB2の入口に接続される。三方弁TCVB2の第1出口は、調整タンクCTに接続される。三方弁TCVB2の第1出口が選択されることで、第2循環部220を流れる全量の処理液2は調整タンクCTに戻され、第2循環部220で第3供給流SFB3が形成される。この意味で、三方弁TCVB2は全量戻しバルブとして機能する。三方弁TCVB2の第2出口は、給液流量制御バルブFCVB3の入口に接続される。給液流量制御バルブFCVB3の出口は、調整タンクCTに接続される。給液流量制御バルブFCVB3は、第2循環部220を流れる一部の処理液2を調整タンクCTに戻す。この意味で、給液流量制御バルブFCVB3は一部戻しバルブとして機能する。三方弁TCVB2の第2出口は、流量メーターFMB2にも接続される。流量メーターFMB2と表面処理槽100の噴出タンク170との間には、給液流量制御バルブFCVB4、チェックバルブCVB1が設けられる。それにより、第2循環部220で第2供給流SFB2が形成される。
 2.表面処理方法
 次に、図1に示す表面処理装置1により実施される表面処理方法について、図6~図11を参照して説明する。
 2.1.運転開始モード
 図6は、治具10を表面処理槽100に設定する前の運転開始モードを示している。先ず、図1の遮断バルブSVF,SVBを全閉した状態で、ポンプPをオンする。このとき、図1の第1循環部210では第1供給流SFF1が、第2循環部220では第1供給流SFB1が、それぞれ選択されるようにバルブ制御される。これにより、空状態の表面処理槽100内に処理液2を充満させる。
 2.2.通常運転モード1
 図7は、通常運転モード1を示している。運転開始モードに設定後に、図1の遮断バルブSVF,SVBが全開される。その後、治具10を表面処理槽100に設定する。表面処理槽100の第1槽101及び第2槽102にそれぞれ供給される処理液2の流量Q1/sは、表面処理槽100の排液口103、104の各々からの処理液2の流量Q11/sと、オーバーフロー槽180からの排液の流量Q12/sとの和である(Q1/s=Q11/s+Q12/s)。
 通常運転モード1では、表面処理槽100の第1槽101及び第2槽102での処理液2の液位L0は共に等しく、かつ、第1槽101の第1液流LF1と第2槽102の第2液流LF2の流量は共にQ1/sと等しい。このように、通常モード1では、ワークWの表面W及び裏面Wで、処理面に接する処理液2の流量と圧力とに関する処理条件を等しく設定することができる。
 2.3.通常運転モード2
 図7において、図1の遮断バルブSVF,SVBが全閉され、オーバーフロー槽180から調整タンクCTに排液される低流量Q2/s(Q2/s≪Q1/s)が、第1及び第2循環部210、220から第1及び第2槽101、102に供給される。このとき、図1の第1循環部210では第2供給流SFF2が、第2循環部220では第2供給流SFB2が、それぞれ選択されるようにバルブ制御される。通常運転モード2では、表面処理槽100の第1槽101及び第2槽102での処理液2の液位L0は共に等しく、かつ、第1槽101の第1液流LF1と第2槽102の第2液流LF2の流量は共にQ2/sと等しい。通常運転モード2は、通常運転モード1と比較して、単位時間あたりに流れる流量が低流量である点は相違するが、ワークWの表面W及び裏面Wで、処理面に接する処理液2の流量と圧力とに関する処理条件を等しく設定することができる。
 2.4.スルーホール処理モード1
 図8は、スルーホール処理モード1を示している。スルーホール処理モード1では、第1槽101での処理液2の液位L0と流量Q1/sは、通常運転モード1と同じである。つまり、図1の第1循環部210では第1供給流SFF1が選択されるようにバルブ制御される。一方、第2槽102での処理液2の流量Q3/sは、通常運転モード1の流量Q1/sよりも小さい(Q3/s<Q1/s)。つまり、第2循環部220では第2供給流SFB2が選択されるようにバルブ制御される。
 こうすると、表面処理槽100の第1槽101での処理液2の液位L0は、第1オーバーフロー槽180Aでのオーバーフロー液位と等しくなる一方で、第1槽101とはワークW、治具10等で区画された第2槽102では低い液位L1またはL2(L2<L1<L0)となる。このため、第1槽101及び第2槽102間での液面高低差により、第1槽101及び第2槽102とで、処理液2がワークWの処理面に作用する圧力を異ならせることができる。ワークWが表面W及び裏面Wで貫通するスルーホールを有する場合、圧力の高い方から低い方に向けてスルーホール内にて処理液を置換することができ、スルーホール内の表面処理が改善される。同様にして、第1槽101を低い液位L1またはL2とし、第2槽102の液位を高い液位L0とすることもできる。また、第1槽101及び/または第2槽102での低い液位L1またはL2は、第1槽101及び/または第2槽102のオーバーフロー液位の設定または調整により実現しても良い。
 2.5.スルーホール処理モード2
 図9は、スルーホール処理モード2を示している。スルーホール処理モード2では、第1槽101での処理液2の液位L0と流量Q1/sは、通常運転モード1と同じである。つまり、図1の第1循環部210では第1供給流SFF1が選択されるようにバルブ制御される。一方、第2循環部220では、治具10を表面処理槽100に装着すると同時又はその後に、第2供給流SFB2が選択されるようにバルブ制御される。つまり、第2循環部220では、ポンプPから圧送される処理液2のうちの少量の流量Q4/s(Q4/s≪Q1/s)が表面処理槽100に供給される。
 スルーホール処理モード2では、第1槽101内に流れる流量Q1/sの一部は、ワークWの表面W及び裏面Wで貫通するスルーホールを介して第2槽102に流れる。それにより、液流のある方から液流のない方に向けてワークWのスルーホール内にて処理液2を置換することができ、スルーホール内の表面処理が改善される。
 2.6.スルーホール処理モード3
 図10は、スルーホール処理モード3を示している。スルーホール処理モード3では、第1槽101での処理液2の液位L0と流量Q1/sは、通常運転モード1と同じである。つまり、図1の第1循環部210では第1供給流SFF1が選択されるようにバルブ制御される。一方、第2循環部220では、遮断バルブSVBは全開され、第3供給流SFB3が選択されるようにバルブ制御される。つまり、第2循環部220では、ポンプPから圧送される処理液2は全て三方弁TCVB2を介して調整タンクCTに戻され、表面処理槽100には供給されない。
 スルーホール処理モード3でも、スルーホール処理モード2と同様に、第1槽101内に流れる流量Q1/sの一部は、ワークWの表面W及び裏面Wで貫通するスルーホールを介して第2槽102に流れる。それにより、液流のある方から液流のない方に向けてワークWのスルーホール内にて処理液2を置換することができ、スルーホール内の表面処理が改善される。
 なお、上述の通常運転モード1、2、スルーホール処理モード1~3では、第1槽101と第2槽102とで、処理液2の流量や液位を変更することに加え、第1、第2循環部210、220に設けられた第1、第2調整タンクにおいて処理液2の温度や添加剤量等を独立して設定しても良い。さらに、ワークWの表面Wと裏面W毎に、さらには各面の分割領域毎に設けられた整流器により、電流を制御しても良い。また、第1槽101及び第2槽102の各々に設けた処理液2の液位計が、オーバーフロー液位より低い液位を検出した場合には、対応する第1及び第2循環部210、220の一部に目詰まり等の異常が発生したものとみなして、警告することができる。
 2.7.クリーニングまたは運転停止モード
 図11は、クリーニングまたは運転停止モードを示している。このモードでは、図1の遮断バルブSVF,SVBが全開される。さらに、図1の第1循環部210では第3供給流SFF3が、第2循環部220では第3供給流SFB3が、それぞれ選択されるようにバルブ制御される。それにより、第1及び第2循環部210、220では、ポンプPから圧送される処理液2は全て三方弁TCVF2、TCVB2を介して調整タンクCTに戻され、表面処理槽100には供給されない。こうして、表面処理槽100に供給される処理液2を遮断することができ、運転停止モードまたはクリーニングモードに設定することができる。
 2.8.電流調整モード
 上述のモードのうち、運転開始モード、クリーニングまたは運転停止モードを除く各モードでは、図5(A)~図5(C)に示す複数の整流器とワークWとの間に流れる電流を制御することができる。特に、本実施形態では、ワークWの表面Wと裏面Wとの各々で電流値を独立に設定でき、加えて、ワークWの表面Wと裏面Wとの各面を分割した領域で電流値を独立に設定できる。それにより、例えば表面Wの95%がメッキ面積であるのに対して、裏面Wのわずか5%がメッキ面積であっても、メッキ面積やメッキ箇所に応じて電流を調整することができる。
 1…表面処理装置、2…処理液、10…治具、12…本体プレート、13A…下部、13B…第1側部、13C…第2側部、14…矩形開口、16A,16B…突出片、21,41…第1クランパー、22,42…第2クランパー、23,43…第3クランパー、24,44…第4クランパー、31A~34B2、41A~44B2…導電パターン、35A,35B,45A,45B…端子群、36A~37B…配線、100…表面処理槽、101…第1槽、101A,181…切り欠き部、102…第2槽、103、104…排液口、110…下部支持部、120…上部支持部、130隔壁、140…第1壁部、142…第1陽極、150…第2壁部、152…第2陽極、160、170…噴出タンク、162、172…液噴出部、180…オーバーフロー槽、200…処理液循環部、210…第1循環部、220…第2循環部、300A~320H…整流器、CT…調整タンク、F…フィルター、P…ポンプ、FCVF1~FCVB4…流量制御バルブ、FCVF1、FCVB1…排液流量制御バルブ、FCVF2~FCVF4、FCVB2~FCVB4…給液流量制御バルブ、FCVF3、FCVB3…一部戻しバルブ、SVF,SVB…遮断バルブ(ソレノイドバルブ)、FMF1~FMB2…流量メーター、TCVF1~TCVB2…三方弁、TCVF2、TCVB2…全量戻しバルブ、P…ポンプ、W…ワーク、W…第1主面、W…第2主面

Claims (12)

  1.  表裏関係にある第1主面及び第2主面を被処理面とするワークの周縁を囲って保持する治具と、
     表面処理槽と、
     前記表面処理槽の上部から供給され、前記表面処理槽の下部から排出される処理液を循環させる処理液循環部と、
    を有し、
     前記表面処理槽は、
     前記ワークを垂直状態で保持する前記治具を着脱自在に支持する支持部と、
     前記ワークの前記第1主面及び前記第2主面とそれぞれ対向する第1壁部及び第2壁部と、
    を含み、
     前記ワークの前記第1主面と前記第1壁部との間に、前記処理液が流れる第1流路が形成され、前記ワークの前記第2主面と前記第2壁部との間に、前記処理液が流れる第2流路が形成され、
     前記処理液循環部は、前記第1流路に沿って前記処理液の第1液流を形成する第1循環部と、前記第2流路に沿って前記処理液の第2液流を形成する第2循環部と、を含む表面処理装置。
  2.  請求項1において、
     前記第1循環部は、前記第1液流の単位時間当たりの流量が可変であり、
     前記第2循環部は、前記第2液流の単位時間当たりの流量が可変である表面処理装置。
  3.  請求項1または2において、
     前記支持部と、前記支持部に支持される前記治具と、前記治具に保持される前記ワークとにより、前記表面処理槽が第1槽及び第2槽に区画され、
     前記第1槽内で一定液位を超えた前記処理液を、前記処理液循環部に戻す第1オーバーフロー槽と、
     前記第2槽内で一定液位を超えた前記処理液を、前記処理液循環部に戻す第2オーバーフロー槽と、
    をさらに有する表面処理装置。
  4.  請求項3において、
     前記第1及び第2オーバーフロー槽の少なくとも一方は、オーバーフロー液位を調整可能である表面処理装置。
  5.  請求項3または4において、
     前記処理液循環部は、
     前記表面処理槽から排出される前記処理液を調整する調整タンクと、
     前記調整タンク内の前記処理液を圧送するポンプと、
    を含み、 
     前記調整タンクは、
     前記第1槽から排出される前記処理液を調整する第1調整タンクと、
     前記第2槽から排出される前記処理液を調整する第2調整タンクと、
    を含み、
     前記ポンプは、
     前記第1調整タンク内の前記処理液を圧送する第1ポンプと、
     前記第2調整タンク内の前記処理液を圧送する第2ポンプと、
    を含む表面処理装置。
  6.  請求項1乃至4のいずれか一項において、
     前記処理液循環部は、
     前記表面処理槽から排出される前記処理液を調整する調整タンクと、
     前記調整タンク内の前記処理液を圧送するポンプと、
    を含み、
     前記調整タンク及び前記ポンプは、前記第1循環部及び前記第2循環部で共用される表面処理装置。
  7.  請求項5または6において、
     前記第1循環部及び前記第2循環部の各々は、
     前記表面処理槽の前記下部から排液される前記処理液の単位時間当たりの流量を可変する排液流量制御バルブと、
     前記表面処理槽の前記上部から給液される前記処理液の単位時間当たりの流量を可変する給液流量制御バルブと、
     前記ポンプで圧送される前記処理液の一部を前記調整タンクに戻す一部戻しバルブと、を含む表面処理装置。
  8.  請求項5乃至7のいずれか一項において、
      前記第1循環部及び前記第2循環部の各々は、
     前記表面処理槽の前記下部からの前記処理液の排液を遮断する遮断バルブと、
     前記ポンプで圧送される前記処理液の全てを前記調整タンクに戻す全量戻しバルブと、を含む表面処理装置。
  9.  請求項1乃至8のいずれか一項において、
     少なくとも一つの整流器をさらに含み、
     前記第1壁部は、前記ワークの前記第1主面と対向する第1陽極を保持し、
     前記第2壁部は、前記ワークの前記第2主面と対向する第2陽極を保持し、
     前記少なくとも一つの整流器は、前記第1陽極及前記第2陽極に接続され、かつ、前記治具を介して前記ワークを陰極に設定する表面処理装置。
  10.  請求項9において、
     前記治具は、前記ワークの前記第1主面と導通する第1導通部と、前記ワークの前記第2主面と導通する第2導通部と、を含み、
     前記少なくとも一つの整流器は、前記治具の前記第1導通部と前記第1陽極とに接続される第1整流器と、前記治具の前記第2導通部と前記第2陽極とに接続される第2整流器と、を含む表面処理装置。
  11.  請求項9において、
     前記治具は、
     前記ワークの前記第1主面の第1分割領域と導通する第1導通部と、
     前記ワークの前記第1主面の第2分割領域と導通する第2導通部と、
     前記ワークの前記第2主面の第1分割領域と導通する第3導通部と、
     前記ワークの前記第2主面の第2分割領域と導通する第4導通部と、
    を含み、
     前記少なくとも一つの整流器は、第1~第4整流器を含み、
     前記第1整流器は、前記ワークの前記第1主面の前記第1分割領域と対向する前記第1陽極の第1分割領域と、前記治具の前記第1導通部とに接続され、
     前記第2整流器は、前記ワークの前記第1主面の前記第2分割領域と対向する前記第1陽極の第2分割領域と、前記治具の前記第2導通部とに接続され、
     前記第3整流器は、前記ワークの前記第2主面の前記第1分割領域と対向する前記第2陽極の第1分割領域と、前記治具の前記第3導通部とに接続され、
     前記第4整流器は、前記ワークの前記第2主面の前記第2分割領域と対向する前記第2陽極の第2分割領域と、前記治具の前記第4導通部とに接続される表面処理装置。
  12.  表裏関係にある第1主面及び第2主面を被処理面とするワークの周縁を囲って保持する平板状の治具を、表面処理槽に設けられた支持部に支持させて、前記表面処理槽内に設けられた第1壁部と第2壁部との間で前記ワークを垂直に支持する工程と、
     前記ワークの前記第1主面と前記第1壁部との間に配置される第1流路に沿って上から下に向かう処理液を形成するように、前記表面処理槽の内外で前記処理液を第1循環部により循環させ、前記ワークの前記第2主面と前記第2壁部との間に配置される第2流路に沿って上から下に向かう前記処理液の第2液流を形成するように、前記表面処理槽の内外で前記処理液を第2循環部により循環させて、前記ワークの前記第1主面及び前記第2主面を表面処理する工程と、
    を有する表面処理方法。
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