JPH0215635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 この発明は、広くは無電解金属めつき槽に関す
るものであり、特に、めつき速度とめつき槽の品
質を迅速に測定するための方法及び装置に関する
ものである。

Ｂ 従来技術 無電解めつき槽は、非金属部分または小さい複
雑な形状をもつ部分を被覆するために使用され
る。めつき処理が開始されると、その処理は熱力
学的及び分子運動論的に駆動され、浸漬された部
分には一面に均一な金属層が付着する。無電解め
つき処理は、銅のプリント回路を製造するために
しばしば使用される。

プリント回路の製造等で、無電解めつき槽を用
いてめつき処理を行うには、基板を慎重に感性化
し、槽の成分を比例関係及び温度に基づく狭い範
囲内で注意深く維持する必要がある。めつきすべ
き領域の感性化工程は、コロイド状の金属溶液で
処理し、次に感性化された基板からコロイドの非
活性成分を除去する促進工程を含む。適当なリン
スの後、感性化された基板は無電解めつき槽に浸
漬され、そこでめつきが自触媒的に開始され所望
の厚さまでめつき層が付着される。その後基板は
除去されリンスされる。

効率的で十分なめつき処理を行うには、めつき
液の成分の比率を狭い許容範囲内に維持すること
を保証するために頻繁にモニタを行う必要があ
る。従来、めつき槽の近似的な状態を測定するた
めの装置及び技術が存在しているけれども、感性
化処理及びめつき槽の成分の双方に、検出されな
い不均衡や変動が生じ、これによりシードされた
領域の全体に均一な金属層の付着が得られないと
いうことがある。その場合の典型的な結果はボイ
ド（空乏部）である。

１つの困難は、無電解めつき槽が選択された領
域上に所望の通常の方法で金属付着を開始し継続
しているかどうかを正確に測定することであつ
た。このことは、典型的には、浸漬した部分を取
り出して被覆の品質を検査することにより行なわ
れているが、多くの時間がかかり、またもしめつ
きが不満足または欠陥を有していると、その物品
を棄却しなくてはならない、という欠点がある。
別の方法は、直列回路状に配列された複数のシー
ドされた孔の壁面の抵抗の減少を検出することに
よりめつきの抵抗を測定するというものであり、
これに例えば米国特許第4477484号に開示されて
いる。この方法によれば測定時間が短縮するが、
比較的厚い、低抵抗の被覆を得るためには浸漬抵
抗を延長する必要がある。米国特許第3375178号
には自触媒めつき槽のための別のモニタ手段が記
載されている。これによれば、槽のPHが維持さ
れ、めつきされるべき金属部分と内部基準電極の
間の電位が所定のしきい値以上に保たれるよう
に、めつきがモニタされる。米国特許第4331699
号においては、電荷の散逸が時間を追つて観察さ
れ、めつき速度を予測するために、反応抵抗が複
数回計算される。米国特許第4182638号において
は、金属基板が被覆溶液の一成分と反応し、その
成分の濃度を維持するために電流の大きさがモニ
タされる。米国特許第4125642号においては、蓄
積された分解生成物を表示するために、導電タン
クと非触媒性プローブの間の電位差が測定され
る。但し、めつきの活性は表示されない。

しかるに、以上の手段においては、シードされ
た非金属基板に関連して無電解めつき槽の効率を
迅速に決定する方法が提示されていない。

Ｃ 発明が解決しようとする問題点 この発明の主な目的は、シードされた物品上に
金属を付着するために無電解または自触媒化学め
つき槽の効率を迅速に測定するための方法を提供
することにある。

この発明の別の目的は、金属の付着を引き起こ
すためにシードされた基板表面と、槽によつてめ
つきされる金属電極とが槽に浸漬されている間に
その基板と電極の間の電位差を測定することによ
り無電解または自触媒化学めつき槽の効率を表示
するための方法を提供することにある。

この発明のさらに別の目的は、鋼の付着を引き
起こすためにシードされた基板表面と、銅電極と
が槽に浸漬されている間に、その基板と電極の間
の電位差の時間的変動を観察することにより、銅
無電解めつき槽のめつき能力を迅速に表示するた
めの方法及び装置を提供することにある。

この発明のさらに別の目的は、非金属のシード
された面をもつ浸漬された第１のクーポン（試験
用材料片）と、槽によつて付着される金属と同一
の金属からなる浸漬された第２のクーポンとの間
の電位差を測定することにより無電解めつき槽の
有効性を決定するための装置を提供することにあ
る。

Ｄ 問題点を解決するための手段 上述の目的は、無電解化学めつき槽に浸漬した
一対のクーポンの間の電位差を表示する手段を付
与することにより本発明に基づき達成される。す
なわち、一方のクーポンは槽からの金属の付着を
促進するためにシーデイング（金属が付着可能と
なるように表面を活性化する処理）などによつて
処理された平面をもつ非金属基板であり、もう一
方のクーポンは、槽によつて付着される金属と同
一の金属から成つている。これらのクーポンの浸
漬を開始すると、非金属のクーポンは金属クーポ
ンとは異なる電位にある。もし槽が通常の効率で
金属イオンをシードされた表面に付着し、且つ付
着する能力をもつならば、その電位差は浸漬後数
分間以内に減少し、めつきが継続される間反対極
性ではあるがほとんど無視し得るほど小さい値と
なる。この電位差の減少は、処理された表面に分
子の単層が付着し終えたとき起こるように思われ
る。そして、槽の潜在的めつき能力を測定するた
めに、極性の反転が起こるまでの時間値を、今ま
での満足な付着を行う槽についてのその時間値
と、不満足である槽の時間と比較することができ
る。

Ｅ 実施例 第１図を参照すると、無電解化学めつき槽１０
の効力を測定するための装置が図示されている。
めつき槽１０は内部タンク１１に収容され、その
中にはテスト・クーポン１２，１３が吊られてい
る。この実施例では、めつきすべき金属は銅であ
り、槽１０は典型的には硫酸銅、水酸化ナトリウ
ム、シアン化ナトリウム、フオルムアルデヒド、
湿潤剤、エチレンジアミン・テトラ酢酸などの成
分を含んでいる。そしてこれらはすべての60〜80
℃の温度範囲に保たれている。銅分子は、槽に浸
漬された、回路パネルなどの製品の前以つて処理
された表面に付着する。たとえ成分を補給しても
成分の比率は使用とともに変化し、あるいは製品
の予備的な処理が不十分であるため、めつきの速
度と品質はめつきすべき製品のバツチ毎に一定で
もなく確定的でもない。そこで、時間の無駄を節
約し、費用のかかる棄却の比率を低減するため
に、金属を付着する槽の能力を、めつきを行う前
に測定しなければならない。このことは、テス
ト・クーポン１２及び１３を一時的に浸漬するこ
とにより実行される。

クーポン１２は、小型の回路パネルまたはカー
ドに似せて形成したものであり、グラス・フアイ
バまたは布を埋め込んだ硬化エポキシ等の絶縁性
基板１４と、基板１４の一表面に重ね合わせた銅
の層１５と、基板１４の反対面１８と接するよう
に銅層１５に接続され基板１４を貫通する複数の
貫通めつき孔１７とから成つている。銅層１５に
は、例えばはんだ付けにより、絶縁被覆を有する
導電体１９が、導電的に固着されている。このク
ーポン１２は、銅のめつきが開始される部位をも
つシードされた表面を形成するために、塩化第１
スズ及び塩化パラジウム溶液中へ浸漬することに
より感性化される。この感性化処理は、好適に
は、めつきされる製品またはパネルに使用される
感性化処理と同一である。銅層１５の表面及びそ
れの導電体１９との接合点には、槽１０との接触
を防止するために、フエノキシなどの絶縁被覆２
０が付着されている。被覆２０は、めつきされた
孔１７において表面１８と接する地点まで進入し
ている。この被覆により、感性化された面１８の
みが無電解めつき槽に露出されることになる。

クーポン１３は単なる銅のフオイルまたはプレ
ート２１であり、好適には支持基板２２に重ねら
れている。このフオイル２２は絶縁被覆を有する
導電体２３に接続されている。導電体１９及び２
３の他端は、それぞれ、記録用のミリボルト・メ
ータ（電圧記録計）２４に接続されている。記録
を行うための装置としては、条片チヤート・レコ
ーダも適当である。クーポン１２及び１３は、相
互に接触しあるいはアースされるのを防止するよ
うに注意して、タンク１１内の槽１０に浸漬され
る。尚、高速で均一な付着を達成するために、め
つき特性の測定の間とその後の製品のめつきの間
に継続的に槽を攪拌することが望ましい。

クーポン１２及び１３を槽１０内に配置したと
き、シードされたクーポン１２の電位は、第２ａ
図の波形２５から見てとれるように、銅クーポン
１３の電位よりも約100〜150ｍＶ低い。この関係
は、波形２６から見てとれるように電位差のわず
かな減少を伴うが約３〜７分間継続する。この期
間に、銅イオンがクーポン１２のシードされた部
位に付着する。この期間が終了すると、明らかに
銅分子の単層が表面１８のほぼ全域を覆い、波形
２７から見てとれるように、電位差は比較的迅速
に減少する。そして、単層がその成長を完了する
と、電位差がゼロ・レベルを経由して逆極性の約
５ｍＶに至る。その現象は、表面１８上の薄いシ
ード層を横切る電圧降下によつてひき起こされる
ように思われる。

不良な槽におけるクーポン１２の電圧推移が第
２ｂ図に波形２８で示されている。この波形は単
層の形成が遅延していることをあらわす。すなわ
ち、明確な電圧の遷移も急激な電位差の減少もな
く、電位差の変化はより漸近的である。このこと
は、槽またはシード処理に起因する。すなわち、
今までの電圧波形の履歴と対応するめつきの品質
とによつて得られた結果を比較することにより、
約５〜10分で正しい結論が容易に得られる。クー
ポンを槽に浸漬してから極性の反転が生じるまで
の時間は、クーポンの端子を電圧比較器に接続
し、その比較器の変化する出力を、経過時間を知
るべくタイマーをオン・オフするために使用する
ことによつても容易に得られる。すなわち、はじ
めに浸漬したときに、そのときの電位差がスター
ト信号として使用され、相対的な極性の変化が生
じたときに、そのときの信号がタイマーを停止し
アラームを動作させる役割を果たす。この装置に
よれば、自動的な時間セツト動作が得られ、オペ
レータが継続的に観察する必要はない。

シードされたクーポン１２は、さまざまな処理
によつて製造することができる。例えば、大きい
パネルを複数の小さいパネルに分断してもよい。
銅層１５は、めつきにより付着してもよく、フオ
イルとして重ねてもよいが、シードされた表面１
８に対して複数の経路を形成するために、めつき
された複数の貫通孔が層１５と導電的に接続され
ることが望ましい。表面１８はまた好ましくは、
めつきを開始するクーポン１２の唯一の露出部分
である。クーポンのシード処理は、テストの有効
性を保証するために、製品と同一の方法で行うべ
きである。

ここで開示された技術は、槽の使用または回復
によつて槽の能力が変動する場合にも容易に対応
できる。というのは、クーポンの浸漬開始から電
位の迅速なシフトまでの経過時間は、数分間の範
囲内にあり、従つてそのような槽の能力の変動時
間に較べればとるに足らない長さだからである。
槽の性能は、原理的には迅速な電位シフトの発生
によつてあらわされる。このシフトが生じる時間
は、クーポンの電位波形の履歴とめつきの性質に
よつて決定される。また、ここに開示したテス
ト・クーポンは、もし望むなら、製品の浸漬と同
時に無電解めつき槽に浸漬してもよい。

Ｆ 発明の効果 この発明は、無電解めつき槽の能力と品質を知
るためにわずか数分間しか要さないという長所を
もつ。このため、ボイドや欠陥のため棄却される
製品の数が減少し、めつき槽を高い効力に維持す
べくモニタすることができる。電位差は、計算
や、訓練を要したり、結果を判断する上で疑問を
呈すことのない、容易に識別し得る特性である。
最適には、検出された電位差は、自動表示装置を
動作させるために使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のモニタ装置の概要図、第２
ａ図は、正常な槽におけるクーポンの電位推移の
図、第２ｂ図は、不良な槽におけるクーポンの電
位推移の図である。 １０……無電解めつき槽、１２……第２の試験
用材料片（クーポン）、１３……第１の試験用材
料片（クーポン）、２４……測定手段（電圧記録
計）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無電解めつき槽のめつき能力を測定するため
   の方法において、 (a) 上記めつき槽によりめつきされる金属と同じ
   金属からなる表面をもつ第１の試験用材料片
   と、上記めつき槽により上記金属の付着作用を
   受けるように活性化された表面をもつ第２の試
   験用材料片とを互いに離隔して上記めつき槽中
   に浸漬し、 (b) 上記第１の試験用材料片の表面と上記第２の
   試験用材料片の表面の間の電位差を、上記めつ
   き槽における浸漬時間の関数として測定する段
   階を有する、 無電解めつき槽のめつき能力測定方法。 ２ 上記めつき槽が銅めつき槽であり、上記第１
   の試験用材料片が銅からなる特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３ 無電解めつき槽のめつき能力を測定するため
   の装置において、 (a) 上記めつき槽によりめつきされる金属と同じ
   金属からなる表面をもち、上記めつき槽に浸漬
   された第１の試験用材料片と、 (b) 上記めつき槽により上記金属の付着作用を受
   けるように活性化された表面をもち、上記第１
   の試験用材料片と離隔して上記めつき槽中に浸
   漬された第２の試験用材料片と、 (c) 上記第１の試験用材料片の表面と上記第２の
   試験用材料片の表面の間の電位差を、上記めつ
   き槽における浸漬時間の関数として測定する手
   段とを具備する、 無電解めつき槽のめつき能力測定装置。 ４ 上記めつき槽が銅めつき槽であり、上記第１
   の試験用材料片が銅からなる特許請求の範囲第３
   項記載の装置。