JPH04362199A - 電気めっき装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気めっき装置に関し、
特に印刷配線板用の電気めっき装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の印刷配線板の電気めっきは、図２
に示すように、めっき槽１に例えば、硫酸及び硫酸銅か
らなるめっき液２を満たす。次に陽極として銅ボール１
３をアノードケース１４に入れ、さらにこれらをアノー
ドバック１５に入れ、めっき槽１に浸漬する。

【０００３】次に、所望の箇所に穴あけを施し、無電解
めっき処理を行った基板４をめっき治具に取り付け、め
っき槽１に浸漬する。次に、銅ボール１３を陽極，基板
４を陰極として直流電流を流す。これによって、銅ボー
ル１３より銅イオンがめっき液２中に溶解し、基板４に
銅が析出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の電気めっき
に用いられる電気めっき装置では、陽極として銅ボール
を使用しているため、めっきを行う事により銅が溶解し
、銅ボールの表面積が徐々に小さくなるため、陽極の表
面積を一定にする事が困難である。このため、めっき液
の組成の変動や電流密度の分布が不均一になり、銅めっ
きの厚さが不均一になるという問題点がある。また、銅
ボールを補給する時の作業がめっき槽上で行なわれ、硫
酸雰囲気，高電流，重い銅ボールの運搬等で作業環境が
よくないという問題点もある。

【０００５】また、良好なめっき品質を得るためには、
めっき液の浴組成を管理する必要があるが、めっき液の
銅濃度は高くなる傾向にあるため、定期的にめっき液を
希釈する必要があり、定期的なラインの停止及び多大な
浴管理工数を必要としていた。

【０００６】本発明の目的は、めっき液の組成の変動や
電流密度の分布の不均一をなくし、悪影響下での作業を
減らすことのできる電気めっき装置を提出することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電気めっき装置
は、めっき槽と、このめっき槽内に設置される不溶性の
陽極と、陰イオン交換膜により陽極室と陰極室とに分離
された電解槽と、この陽極室と陰極室内にそれぞれ設置
される銅電極と不溶性の陰極と、前記めっき槽と前記陽
極室とに満されるめっき液を循環させるためのめっき液
循環手段とを含むものである。

【０００８】硫酸及び硫酸銅の水溶液からなるめっき液
に於いて、陽極として不溶性の電極を用いてめっきを行
うと、陰極である基板側では次の（１）式の反応が起こ
り、金属銅の析出が生じる。

【０００９】 　　　　Ｃｕ２＋＋２ｅ−　→Ｃｕ０　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　……（１）陽極である不溶性電極側では、次の
（２）式の反応が起こる。

【００１０】 　　　　Ｈ２　Ｏ→２Ｈ＋　＋１／２Ｏ２　↑＋２ｅ−
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……
（２）次に、陰イオン交換膜によって陽極室と陰極室の
２つの小部屋に仕切られた電解槽を設け、陽極室に銅電
極を陰極室に陰極を設置する。陽極室には、前述しため
っき液を満たし、陰極室には電解質溶液、例えば水酸化
ナトリウム水溶液を満たす。そして両電極間に直流電流
を流すと、陽極側では、次の（３）式の反応が生じる。

【００１１】 　　　　Ｃｕ０　→Ｃｕ２＋＋２ｅ−　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　……（３）これにより、めっき液中に銅が溶解
し、銅イオンが蓄積される。

【００１２】陽極室と陰極室との間では、陰極室中の水
酸イオンが陰イオン交換膜を通り、陽極室内へ入るが、
めっき液中の水素イオンで中和される。陰極側では、次
の（４）式の反応だけが起こり、陽極室へ移動する水酸
イオンが生成される。

【００１３】 　　　　Ｈ２　Ｏ＋ｅ−　→ＯＨ−　＋１／２Ｈ２　↑
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…
…（４）次に、前述しためっき槽とこの電解槽の陽極室
を配管でつなぎ、めっき液を循環させる事により、めっ
き槽内でめっき反応により消費される銅イオンを電解槽
の陽極室内で蓄積される銅イオンにより補なう事ができ
る。

【００１４】（１）式，（３）式より、めっき槽で流す
電流値と電解槽で流す電流値を等しくしてやれば、めっ
きの析出で消費した銅イオンの量と、銅電極より溶解す
る銅イオンの量は等しくなるため、めっき液中の銅イオ
ン濃度は常に一定となる。また、（２）式と（４）式よ
り、めっき槽と電解槽の電流値を等しくする事により、
等モルづつ水素イオンと水酸イオンが生成され、これら
は等モル比で中和されるため、めっき液中の硫酸濃度も
常に一定となる。従って、めっき液の組成を常に一定に
保ちながら、電気めっきを行う事が可能となり、めっき
槽の陽極の面積は常に一定であるため、電流密度の分布
が常に均一である電気めっきができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施例の構成図である
。

【００１６】めっき槽１内に、不溶性の陽極として白金
電極３Ａ，３Ｂを設置する。この時、白金電極３Ａ，３
Ｂの表面積は、めっき治具の有効めっき面積と同等とし
た。次に陰イオン交換膜６によって、陽極室と陰極室に
仕切られた電解槽５を設け、陽極室に陽極として銅電極
８を設置し、陰極室に陰極として白金電極９を設置する
。めっき槽１内のめっき液２を、電解槽５の陽極室に送
るためにポンプ１０Ｂを介して配管を継ぐ。また、電解
槽５の陽極室のめっき液２Ａをめっき槽１へ送るため、
ポンプ１０Ａとフィルター１１を介して配管を継ぐ。

【００１７】次にこのように構成された本実施例の操作
について説明する。めっき槽１及び電解槽５の陽極室に
めっき液２，２Ａを満たし、ポンプ１０Ａ，１０Ｂを動
かし、めっき液２，２Ａを循環させる。使用しためっき
液２，２Ａの組成は、硫酸２００ｇ／ｌ，硫酸銅五水塩
７０ｇ／ｌ，塩素６０ｐｐｍである。

【００１８】また、電解槽５の陰極室に電解液７として
１０ｇ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液を入れる。水酸化
ナトリウムの代りに水酸化カリウムでもよい。次に、所
望の箇所に穴あけを施され、無電解銅めっき処理が行な
われた基板４をめっき治具に取り付け、めっき槽１中の
めっき液２に浸漬する。

【００１９】陰極電流密度を２．０Ａ／ｄｍ２　として
、設定めっき厚２５μｍ，めっき時間５７分のめっきを
行った。これと同時に電解槽５の両電極間８，９に、め
っき槽で流した電流値と等しい電流を流した。そしてめ
っき前後に於ける硫酸濃度，銅濃度を分析したところ、
それぞれ、２００ｇ／ｌ，７０ｇ／ｌ（硫酸銅五水塩と
して）であり、めっき前後での変化は見られなかった。 また、基板のめっき厚の分布を調べたところ、バラツキ
が小さく非常に良好であった。

【００２０】上述した実施例では、めっき液の循環手段
として２台のポンプを用いた場合について説明したが、
めっき槽１の上部からオーバーフローによりめっき液２
を電解槽５の陽極室へ流出させてもよい。この場合、め
っき液循環のポンプを１台に減らすことができる。

【００２１】また不溶性の電極として白金の代りに、白
金めっきチタン板，グラファイト，過酸化鉛等を用いる
ことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、めっき槽
の陽極に不溶性の電極を用い、銅の補充を、電解槽で行
うことにより、陽極の表面積は、常に一定となり、また
、めっきの析出により消費した銅イオンは、常時銅イオ
ンのみを同等量補充できるため、電流密度の分布が常に
一定で、浴組成の変動のないめっきができるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図。

【図２】従来の電気めっき装置の構成図。

【符号の説明】

１　　　　めっき槽 ２，２Ａ　　　　めっき液 ３Ａ，３Ｂ　　　　白金電極 ４　　　　基板 ５　　　　電解槽 ６　　　　陰イオン交換膜 ７　　　　水酸化ナトリウム水溶液 ８　　　　銅電極 ９　　　　白金電極 １０Ａ，１０Ｂ　　　　ポンプ １１　　　　フィルター １３　　　　銅ボール １４　　　　アノードケース １５　　　　アノードバック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　めっき槽と、このめっき槽内に設置さ
   れる不溶性の陽極と、陰イオン交換膜により陽極室と陰
   極室とに分離された電解槽と、この陽極室と陰極室内に
   それぞれ設置される銅電極と不溶性の陰極と、前記めっ
   き槽と前記陽極室とに満されるめっき液を循環させるた
   めのめっき液循環手段とを含むことを特徴とする電気め
   っき装置。