JPH0474898A - 銅めっき装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、めっき液中の銅イオンの減少分を遅滞なく補
給してめっき槽内のめっき液の銅イオン濃度をほぼ一定
に維持しながら被めっき材の銅めっきを行うためのめっ
き装置に関する。

（従来技術とその問題点） 両面に銅箔層を形成したプリント基板の表面及び裏面の
回路部分を接続するためには、必要な部分に貫通孔つま
りスルーホールを形成し、該スルーホールの内面に銅め
っきを施して前記両回路を接続するようにしている。該
スルーホールめっきを行う場合には、前記プリント基板
に前記スルーホールを形成した後、パラジウム含有浴を
使用して活性化を行い、次いで無電解銅めっきをプリン
ト基板全体に行いめっき薄層を付着させた後、更に電解
銅めっきを行うようにする。

無電解めっきのみで全体のめっきを行わずに電解銅めっ
きを使用する理由は、第１に無電解銅めっきは析出速度
が遅く、無電Ｍ銅めっきのみでは長時間を要すること、
第２に無電解めっき液が高価であるためである。

不溶性金属電極を使用する電気銅めっきでは、めっき処
理によりめっき液中の銅イオン濃度が減少する。減少し
た場合の銅イオン補給方法としては次の３種類の方法が
知られている。

第１の方法はめっき液に直接銅化合物例えば炭酸銅を投
入し溶解させる方法であり、この方法では前記炭酸銅の
速やかで均一な溶解を達成できないことが多く、未溶解
炭酸銅がめつき液中に残留する恐れがある。

第２の方法は粉末の銅化合物を水で混錬しスラリとして
補給する方法であり、この方法は循環系内つまりめっき
槽内への水の持込みがあり水バランスを制御することが
難しいという欠点がある。

第３の方法はめっき槽外に設けた溶解槽に前記めっき槽
内のめっき液を導き、前記溶解槽内にめっきされる金属
つまり銅の化合物を供給し該銅化合物を溶解した後、該
銅化合物が溶解しためっき液を前記めっき槽に循環させ
る方法である。第２図はこの従来の第３の方法に使用さ
れるめっき装置を例示する概略図である。このめっき装
置は、被めっき材（陰極）Ａとそれを挾む形で配置され
た１対の不溶性金属陽極Ｂとから成るめっき槽Ｃと、該
めっき槽Ｃから離れて設置された銅化合物例えば炭酸銅
をめっき液中に溶解させる溶解槽りとから成っている。

前記めっき槽Ｃ中のめっき液は右方に一体化されたオー
バーフロー槽Ｅにオーバーフローした後、核種Ｅの下方
から取り出され一部はフィルタＦを通ってそのまま前記
めっき槽Ｃに循環し、それ以外は循環ポンプＧＬこより
前記溶解槽りに供給され、該溶解槽ＤＱ二供給されるめ
っき液中の銅イオン濃度に応して銅化合物供給装置１１
ｆＨから固体状の炭酸銅等が供給され、該溶解槽りで完
全に溶解して所定の銅イオン濃度のめっき液に調整され
た後、循環ポンプ■により前記めっき槽Ｃに循環される
。

この第３の方法では前述の第１及び第２の方法における
欠点は生しないが、めっき槽とは別に溶解槽を設けるた
め独自の設置スペースを必要とし、更に銅イオン調整の
ためのめっき液の循環をめっき槽と溶解槽を連結する長
い配管を通して行うため、めっき槽Ｃ内のめっき液の刷
イオンを所定濃度に調整するのに時間を要するとか銅イ
オン濃度の変動が大きいという欠点がある。

（発明の目的） 本発明は、被めっき材への銅めっき、特にプリント回路
基板等への銅めっきを行う際に前述の従来技術の欠点を
解消して、水バランスが崩れたり、めっき液の濃度調整
が遅れたり、あるいは過大な設置スペースを必要とした
りすることのないめっき装置を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、被めっき材に銅めっきを行うためのめっき液
を収容しためっき槽と、該めっき槽から循環した前記め
っき液に銅化合物を溶解してめっき液中の銅イオン濃度
を上昇させる溶解槽を含んで成るめっき装置において、
前記めっき槽と前記溶解槽を隣接させたことを特徴とす
るめっき装置である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明のめっき装置は、被めっき材にめっきを行うめっ
き槽と、該めっき槽内のめっき液を循環させ該めっき液
中のめっきｆＩｆＡ度を調整する溶解槽を隣接させたこ
とを特徴とする。

めっき槽と溶解槽とを隣接させるとは両槽を殆ど間隙を
生じさせることなく近接させることを意味し、例えば別
個に製造した両槽を互いの側壁が接するよう設置したり
、両者をめっき液が透過しない隔壁等を介して一体的に
製造したり、あるいは両槽を一体的に製造して両槽をめ
っき液が透過する隔膜で区画したりする構造が含まれる
。

例示した３種類の構造のうち前２者では両槽を連通させ
る往復配管が必要になるが両槽が隣接しているため非常
に短い配管でよく、両槽を設置するための設置面積の増
大を最小限に抑えることができ、更にめっき液中の金属
イオンの調整に時間的な遅れが住することもない。又最
後の隔膜により区画する構造では、これらの利点に加え
て殆ど配管が不要であり未溶解の銅化合物のめっき液へ
の混入も防止できるという長所がある。

又本発明のめっき装置では絶えず金属化合物の補給を行
う必要はなく、めっき槽内のめっき液中の銅イオン濃度
を濃度センサにより直接又は間接的に測定して該濃度が
所定値未満に低下したときにめっき液の溶解槽への循環
を行いかつ溶解槽中のめつき液に銅化合物を補給し溶解
するようにしてもよい。

本発明装置のめっき槽には陽極として例えば白金族金属
酸化物をチタン基材等に被覆して成る不溶性金属電極所
謂ＤＳＥ電極を使用することができるが、白金族金属被
覆電極や鉛電極を本発明装置で使用しても差支えない。

この陽極の形状は、多孔状、板状、棒状、上部が開口す
るボックス状等任意とすることができる。該陽極を電解
槽内に設置するには、通常の食塩電解槽のように底部か
ら給電棒を立設し該給電棒に連結するようにしても、電
解槽の上縁間にビームを架設し、該ビームに前記陽極に
連結した例えば逆Ｊ字型の給電体の上端を吊下げるよう
にしてもよい。

又陰極は、めっきすべき被めっき材好ましくはプリント
回路基板とし、該プリント回路基板は例えば合成樹脂上
に銅箔を薄く被覆しかつ所定位置に多数の貫通孔つまり
スルーホールを穿設した複合板である。該被めっき材は
、本発明装置により電解めっきを行う前Ｃ二該電解めっ
きを円滑に行うためにその表面に化学めっきによりめっ
きする金属と同し薄い金属めっき層を形成しておくこと
が望ましい。該被めっき材は通常３０（ＪＸ３０ＣＩＩ
＋程度の板であるが、本発明装置でめっきを行う場合に
は一度の操業で多数の被めっき材を処理できるように多
数の被めっき材を上下及び左右方向に並べ合わせて１枚
の大きな平板状とし所定の治具で電解槽内に設置するこ
とが好ましい。

熔解槽はめっき槽中のめっき液が循環できるよう該めっ
き槽に隣接して設置される。該溶解槽にはめっき液に補
給される固体の金属化合物例えば炭酸銅等を溶解槽に添
加するための装置を槽に近接して設置しかつ添加された
化合物のめっき液への溶解を促進するために攪拌翼を設
置することが望ましい。

めっき槽と溶解槽を区画する隔膜を使用する場合の該隔
膜は、めっき液のみを透過させ未溶解の金属化合物の透
過を抑止できる孔径を有することが望ましく、その材質
は特に限定されないが、液透過に対する抵抗損の観点か
ら孔径数８〜士数μの濾布膜が最適である。

電流濃度、印加電圧、電流密度、液温等の電解条件自体
は従来の電解めっき方法と同様で良く、例えば電流濃度
は０．１〜３．ＯＡ＃、印加電圧は１．５〜６．０■、
陽極電流密度は１〜ＩＯＡ／ｄｉ！、陰極電流密度は１
〜ＩＯＡ／ｄｍ２、液温は１５〜３５°Ｃ程度とする。

次に本発明に係わるめっき装置の一例を添付の第１図に
基づいて説明する。

装置本体１は中央部の箱型のめっき槽２、該めっき槽２
の左側壁に一体的に設置されたオーバーフロー槽３、及
び前記めっき槽２の右側に未溶解の固体の銅化合物を透
過させずめっき液のみを透過させる隔膜４を介して前記
めっき槽２と一体化された熔解槽５とから成っている。

前記めっき槽２内には、被めっき材（陰極）６とそれを
挟む形で１対の不溶性金属陽極７が配置され該めっき槽
２中のめっき液８は該めっき槽２の左壁からオーバーフ
ローして前記オーバーフロー槽３に流れ込むようになっ
ている。該オーバーフロー槽３のめっき液８は核種３の
下方から取り出されて循環ポンプ９により前記溶解槽３
に供給され、該溶解槽３のめっき液８の液面が常にめっ
き槽２のめっき液８の液面より高くなるようにされてい
る。又前記オーバーフロー槽３の上方には該槽３内のめ
っき液の銅イオン濃度を測定する濃度センサ１０が設置
され、該濃度センサ１０は前記溶解槽５近傍に設置され
た銅化合物切出装置１１に接続されている。なお１２は
溶解槽５内のめっき液８を攪拌する攪拌翼である。

このめっき装置１のめっき液８を循環ポンプ９を使用し
て循環させながら前記被めっき材６及び不溶性金属陽極
７間に通電すると、めっき液８中の銅イオンが還元され
て前記被めっき材６表面に電析して被めっき材６の銅め
っきが行われる。めっき操作の継続につれてめっき液８
中の銅イオン濃度が減少する。この銅イオン濃度を前記
濃度センサ１０により測定し該濃度が所定値を下回った
ときに前記銅化合物切出装置１１を作動させて前記溶解
槽５内に固体状の銅化合物を供給する。この銅化合物は
前記攪拌翼１２により該溶解槽５内のめっき液８に溶解
する。このめっき液は前記隔膜４を透過して前記めっき
槽２に供給され、従って該めっき槽２内のめっき液の銅
イオン濃度が所定範囲内に維持される。この場合に溶解
槽５内の銅化合物が完全に熔解せずに固体状となってい
ても前記隔膜４がフィルタとして機能し前記固体化合物
がめつき槽２内のめっき液８に混入することがない。

（実施例） 次に本発明のめっき装置によるめっきの実施例を記載す
るが、該実施例は本発明を限定するものではない。

実施■ 第１図に示すめっき装置を使用し、第１表に示しためっ
き液を使用して２．５　Ａ／ｄｍ２の通電量で被めっき
材のめっきを行った。

装置本体の各種の容量はそれぞれ、めっき槽が２ボ、オ
ーバーフロー槽が０．２５ｒｒｒ、及び熔解槽が０．５
イとなるようにした。又隔膜としては１００μｍの２枚
の板状フィルタ間に１０μｍの板状プイル第　１　表　
　めっき液組成 夕を挾む構造とし、フィルタが汚染された場合に内側の
フィルタのみを交換するようにした。

前記オーバーフロー槽内のめっき液の銅イオン濃度が１
７．５ｇ／Ｎまで低下したときに濃度センサにより銅化
合物切出装置を稼働させ、溶解槽内に塩基性炭酸銅粉末
を供給した。

攪拌により塩基性炭酸銅粉末は速やかに溶解した。濃度
勾配及び／又はヘッド差圧により該溶液はフィルタを通
してめっき槽に移り銅イオン濃度は上昇した。

３力月のめっき操作でのめっき液中の銅イオン濃度の変
動は１８．２±０．４２　ｇ　／　Ａの範囲内に維持さ
れた。

同様の測定を第２図に示した従来装置で行ったところ、
銅イオン濃度の変動範囲は１８．６±０．６４［／でで
あった。

（発明の効果） 本発明は、被めっき材に銅めっきを行うためのめっき槽
と、該めっき槽から循環した前記めっき液に銅化合物を
溶解する溶解槽とを隣接させたことを特徴とするめっき
装置である。

従来のめっき楢と熔解槽を別個に設置しためっき装置で
は設置スペースの増大と濃度調整達成の時間的遅れが生
じるが、本発明装置では、両槽が隣接しているため設置
スペースの増大を最小限に抑えることができ、更に溶解
槽でめっき液に溶解した銅化合物が迅速にめっき槽に補
給されるためめっき液中の減少した銅イオンを直ちに補
充し、銅イオン濃度の変動が小さくなりめっき操作への
悪影響を阻止することができる。

更に本発明ではめっき槽と溶解槽を一体化し、両槽をめ
っき液を透過させ未溶解の銅化合物を透過させない隔膜
で区画するようにしてもよく、このような構成を採用す
ると固体の銅化合物がめつき液中に混入することがなく
、しかも両槽を連結する殆どの配管が不要で、めっき液
が溶解槽から直接めっき槽に補充されるため濃度調整を
迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わるめっき装置の一例を示す縦断
面図、第２図は、従来のめっき装置の一例を示す縦断面
図である。 装置本体　２・・・めっき槽 オーバーフロー槽　４・・・隔膜 溶解槽　６・・・被めっき材 不溶性金属陽極　８・・・めっき液 循環ポンプ　１０・・・濃度センサ 銅化合物切出装置　１２・・・攪拌翼

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被めっき材に銅めっきを行うためのめっき液を収
   容しためっき槽と、該めっき槽から循環した前記めっき
   液に銅化合物を溶解してめっき液中の銅イオン濃度を上
   昇させる溶解槽を含んで成るめっき装置において、前記
   めっき槽と前記溶解槽を隣接させたことを特徴とするめ
   っき装置。
2. （２）めっき用陽極として不溶性金属電極を使用する請
   求項１に記載のめっき装置。
3. （３）めっき槽と溶解槽をめっき液が透過可能な隔膜で
   区画した請求項１に記載のめっき装置。