JPH08100292A - めっき膜の形成方法及びその装置 - Google Patents
めっき膜の形成方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH08100292A JPH08100292A JP23645894A JP23645894A JPH08100292A JP H08100292 A JPH08100292 A JP H08100292A JP 23645894 A JP23645894 A JP 23645894A JP 23645894 A JP23645894 A JP 23645894A JP H08100292 A JPH08100292 A JP H08100292A
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- Japan
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- plating
- control plate
- plated
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Abstract
(57)【要約】
【目的】めっき領域内で電流密度分布を均一化し、めっ
き膜の膜厚を均一化してめっき膜を作成する方法及びそ
れに必要なめっき装置を提供する。 【構成】アノード電極3と被めっき物9の間を流れる電流
14は、全て膜厚制御板6の開口部13を経由する。アノー
ド電極3から被めっき物9に至るめっき電流14の経路は、
被めっき物の外周部において中心部よりも長くなり、め
っき液の電気抵抗も増加する。 【効果】膜厚修正板6を設置することによって、被めっ
き物の外周部に於ける電流の集中を抑制することができ
る。膜厚制御板の開口部13の面積Ｓ1と膜厚制御板6と被
めっき物9の距離ｈを適正化することによって、めっき
領域内でのめっき膜厚分布の均一化を達成することがで
きる。
き膜の膜厚を均一化してめっき膜を作成する方法及びそ
れに必要なめっき装置を提供する。 【構成】アノード電極3と被めっき物9の間を流れる電流
14は、全て膜厚制御板6の開口部13を経由する。アノー
ド電極3から被めっき物9に至るめっき電流14の経路は、
被めっき物の外周部において中心部よりも長くなり、め
っき液の電気抵抗も増加する。 【効果】膜厚修正板6を設置することによって、被めっ
き物の外周部に於ける電流の集中を抑制することができ
る。膜厚制御板の開口部13の面積Ｓ1と膜厚制御板6と被
めっき物9の距離ｈを適正化することによって、めっき
領域内でのめっき膜厚分布の均一化を達成することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜磁気ヘッド基板、半
導体用基板、各種電子部品基板等に電気めっきを施すの
に適する。
導体用基板、各種電子部品基板等に電気めっきを施すの
に適する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜磁気ヘッド基板、半導体用基板、各
種電子部品基板等に電気めっきを施す場合、めっき膜厚
分布の均一化が重要な課題になっている。膜厚分布均一
化の対策を全く実施しない従来方式のめっき装置、例え
ば図3に示すようなめっき装置においては、被めっき物9
の外周部分において電流密度が極端に高くなり、膜厚分
布が実用に供しえないレベルに悪化する。膜厚布を均一
化するための手段として、幾つかの方法が知られてい
る。例えば、特開昭５３−８４８３０号公報の方法は図
2に示すように、被めっき物よりはるかに大きい面積を
有するカソード2の中心部に導電性を付与した被めっき
物9を配置し、カソードと同一面積のアノード電極3をカ
ソードと対向して設置する方法である。一般的にカソー
ドの外周部は電流密度が高くめっき膜厚が厚くなる、い
わゆるエッジ効果が生じるが、中心部は比較的めっき膜
厚が均一になる傾向があるので、この方法はカソードの
中心部に被めっき物を配置することによって、被めっき
物上に析出するめっき膜厚を均一化しようとするもので
ある。しかしながら、この方法ではめっきを必要としな
い部分にもめっきを施すので、めっき液の劣化が早く不
経済である。さらにめっき不要部のめっき膜は膜厚が厚
くなると部分的に下地面から浮き上がってしまうことが
あり、浮き上がるとめっき膜の裏側にもめっき膜の析出
が始まり、実質的に被めっき面積が増加することにな
る。増加後の被めっき面積を算出することは実際問題と
して不可能であるから、目的の膜厚を得るために必要な
電流量の設定ができず、結果として必要なめっき膜厚を
確保できなくなる。更に悪いことに、めっき不要部のめ
っき膜浮き上がりがはじまるかどうかを事前に見極める
ことは困難なため、安全性を見込むと一回めっきするご
とにめっき膜の剥離作業を実施する必要が生じ、生産性
の低下と製造コストの上昇を招いてしまう。他の実施例
としては、特開平５−４４０７６号公報によって、アノ
ードの形状および寸法を適正化、具体的にはアノードの
面積をカソードの面積よりも小さくすることによって、
被めっき物上のめっき膜厚を均一化する方法が提案され
ている。しかしこの方法は溶解性のアノードを用いた場
合にはめっき時間とともにアノード面積が変化し、基板
上に析出するめっき膜厚分布を劣化させると推定され
る。更に、他の方法としては特許出願公告 平４−４３
９９０号公報にあるように電流分布制御用の筒体を設
け、筒体の内径を変化させて電流分布を均一化し、結果
としてめっき膜厚分布を均一化する方法が提案されてい
る。しかし、この方法は、被めっき物の表面を垂直に配
置してめっきすることを前提としており、被めっき物を
水平に配置してめっきする場合については問題が解決さ
れていない。さらにこの方法は、アノードとカソードの
間を流れる電流の全てが筒体を流れず、めっき液面付近
の電流は筒体以外を通過してアノードとカソードの間を
流れるため、めっき膜厚分布を悪化させる一因となって
いる。
種電子部品基板等に電気めっきを施す場合、めっき膜厚
分布の均一化が重要な課題になっている。膜厚分布均一
化の対策を全く実施しない従来方式のめっき装置、例え
ば図3に示すようなめっき装置においては、被めっき物9
の外周部分において電流密度が極端に高くなり、膜厚分
布が実用に供しえないレベルに悪化する。膜厚布を均一
化するための手段として、幾つかの方法が知られてい
る。例えば、特開昭５３−８４８３０号公報の方法は図
2に示すように、被めっき物よりはるかに大きい面積を
有するカソード2の中心部に導電性を付与した被めっき
物9を配置し、カソードと同一面積のアノード電極3をカ
ソードと対向して設置する方法である。一般的にカソー
ドの外周部は電流密度が高くめっき膜厚が厚くなる、い
わゆるエッジ効果が生じるが、中心部は比較的めっき膜
厚が均一になる傾向があるので、この方法はカソードの
中心部に被めっき物を配置することによって、被めっき
物上に析出するめっき膜厚を均一化しようとするもので
ある。しかしながら、この方法ではめっきを必要としな
い部分にもめっきを施すので、めっき液の劣化が早く不
経済である。さらにめっき不要部のめっき膜は膜厚が厚
くなると部分的に下地面から浮き上がってしまうことが
あり、浮き上がるとめっき膜の裏側にもめっき膜の析出
が始まり、実質的に被めっき面積が増加することにな
る。増加後の被めっき面積を算出することは実際問題と
して不可能であるから、目的の膜厚を得るために必要な
電流量の設定ができず、結果として必要なめっき膜厚を
確保できなくなる。更に悪いことに、めっき不要部のめ
っき膜浮き上がりがはじまるかどうかを事前に見極める
ことは困難なため、安全性を見込むと一回めっきするご
とにめっき膜の剥離作業を実施する必要が生じ、生産性
の低下と製造コストの上昇を招いてしまう。他の実施例
としては、特開平５−４４０７６号公報によって、アノ
ードの形状および寸法を適正化、具体的にはアノードの
面積をカソードの面積よりも小さくすることによって、
被めっき物上のめっき膜厚を均一化する方法が提案され
ている。しかしこの方法は溶解性のアノードを用いた場
合にはめっき時間とともにアノード面積が変化し、基板
上に析出するめっき膜厚分布を劣化させると推定され
る。更に、他の方法としては特許出願公告 平４−４３
９９０号公報にあるように電流分布制御用の筒体を設
け、筒体の内径を変化させて電流分布を均一化し、結果
としてめっき膜厚分布を均一化する方法が提案されてい
る。しかし、この方法は、被めっき物の表面を垂直に配
置してめっきすることを前提としており、被めっき物を
水平に配置してめっきする場合については問題が解決さ
れていない。さらにこの方法は、アノードとカソードの
間を流れる電流の全てが筒体を流れず、めっき液面付近
の電流は筒体以外を通過してアノードとカソードの間を
流れるため、めっき膜厚分布を悪化させる一因となって
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した問題を解決す
るため、本発明の課題は不要部へのめっきを一切行わ
ず、印加される全電気エネルギーを被めっき物へのめっ
きに寄与させることで、膜厚ばらつきの要因を減らし、
被めっき物上に析出するめっき膜厚の均一化を図ること
である。又、めっき膜厚分布と膜質がアノード電極の形
状ならびに面積に影響されないことを特徴としており、
めっき膜厚と膜質を均一にするために、めっき液撹拌用
のスキージを具備しためっき装置を提供することであ
る。
るため、本発明の課題は不要部へのめっきを一切行わ
ず、印加される全電気エネルギーを被めっき物へのめっ
きに寄与させることで、膜厚ばらつきの要因を減らし、
被めっき物上に析出するめっき膜厚の均一化を図ること
である。又、めっき膜厚分布と膜質がアノード電極の形
状ならびに面積に影響されないことを特徴としており、
めっき膜厚と膜質を均一にするために、めっき液撹拌用
のスキージを具備しためっき装置を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明はめっき槽と、カソード電極と、アノード
電極と、スキージと、アノード電極収納箱と膜厚制御板
を含むめっき装置であって、アノード電極収納箱の底部
に膜厚制御板が設置されている。膜厚制御板は開口部を
有し、カソード電極に向けて開口している。アノード電
極収納箱の上縁はめっき液面よりも高くなっている。そ
のために、アノード電極とカソード電極間を流れる電流
は、必ず膜厚制御板の開口部を経由する構造になってい
ることを特徴とする。
ため、本発明はめっき槽と、カソード電極と、アノード
電極と、スキージと、アノード電極収納箱と膜厚制御板
を含むめっき装置であって、アノード電極収納箱の底部
に膜厚制御板が設置されている。膜厚制御板は開口部を
有し、カソード電極に向けて開口している。アノード電
極収納箱の上縁はめっき液面よりも高くなっている。そ
のために、アノード電極とカソード電極間を流れる電流
は、必ず膜厚制御板の開口部を経由する構造になってい
ることを特徴とする。
【０００５】
【作用】膜厚制御板はアノードとカソードの間に設置さ
れ、開口面積は被めっき物より小さくなっている。膜厚
制御板開口部の中心と被めっき物の中心は一致するよう
になっており、アノードとカソード間を流れる電流は全
て膜厚制御板開口部を経由するよう構成されている。膜
厚制御板開口部の面積が被めっき物のめっき必要部の面
積よりも小さいために、アノードとカソード間の電流密
度が被めっき物外周部において、その中心より高くなる
一般的な傾向を抑制する作用が働き、電流密度が被めっ
き物面内において均一化される方向へ働く。被めっき物
外周部への電流密度集中の抑制効果は、膜厚制御板開口
部の面積が小さい程、また膜厚制御板と被めっき物間の
距離が近づくほど増大し、逆に膜厚制御板開口部の面積
が大きく、膜厚制御板と被めっき物間の距離が離れる程
減少する。このため、被めっき物のめっき必要部の形状
と面積に応じて膜厚制御板開口部の面積と形状、ならび
に膜厚制御板と被めっき物間の距離を制御すれば、最適
値において被めっき物面内の電流密度を極めて高度に均
一化でき、結果として、被めっき物上に形成されるめっ
き膜厚を実用上の要求を満足するレベルまで均一化する
ことが可能となる。
れ、開口面積は被めっき物より小さくなっている。膜厚
制御板開口部の中心と被めっき物の中心は一致するよう
になっており、アノードとカソード間を流れる電流は全
て膜厚制御板開口部を経由するよう構成されている。膜
厚制御板開口部の面積が被めっき物のめっき必要部の面
積よりも小さいために、アノードとカソード間の電流密
度が被めっき物外周部において、その中心より高くなる
一般的な傾向を抑制する作用が働き、電流密度が被めっ
き物面内において均一化される方向へ働く。被めっき物
外周部への電流密度集中の抑制効果は、膜厚制御板開口
部の面積が小さい程、また膜厚制御板と被めっき物間の
距離が近づくほど増大し、逆に膜厚制御板開口部の面積
が大きく、膜厚制御板と被めっき物間の距離が離れる程
減少する。このため、被めっき物のめっき必要部の形状
と面積に応じて膜厚制御板開口部の面積と形状、ならび
に膜厚制御板と被めっき物間の距離を制御すれば、最適
値において被めっき物面内の電流密度を極めて高度に均
一化でき、結果として、被めっき物上に形成されるめっ
き膜厚を実用上の要求を満足するレベルまで均一化する
ことが可能となる。
【０００６】
【実施例】図1は本発明に係るめっき装置の概略図であ
る。カソード電極2は開口部12を有する。開口部12はめ
っき槽1に開口し、周縁が被めっき物9の外周部分と面接
触し、被めっき物の電位をカソード電極と同一にすると
ともに被めっき物のめっき領域を画定している。被めっ
き物9は基板ホルダー11の上に設置されてめっきが行わ
れる。基板ホルダーは図示しない上下駆動装置によっ
て、上下に動く。めっき液の漏洩を防止するために基板
ホルダー11とカソード電極2の間にはめっき液シール用
Ｏリングが設けられている。カソード電極2は被めっき
物9との接触部を除き絶縁膜で被覆されておりめっき膜
は析出しない。アノード電極3はアノード電極収納箱5に
よって、側面を囲まれており、アノード収納箱5の上縁
はめっき液面よりも高くなっている。さらにアノード電
極収納箱5の底部には膜厚制御板6が設置されている。膜
厚制御板6はアノード電極3と被めっき物9の間に設置さ
れており、アノード電極3と被めっき物9の双方に、水平
に面対向している。膜厚制御板6は開口部13を有してお
り、アノード電極3と被めっき物9の間を流れるめっき液
8ならびにめっき電流14は、全て膜厚制御板6の開口部13
を経由する構成となっている。膜厚制御板6の開口部13
の面積Ｓ1は被めっき物9の被めっき面積Ｓ2よりも小さ
目に作られているため、アノード電極3から被めっき物9
に至るめっき電流14の経路は、被めっき物の外周部付近
において被めっき物の中心部付近よりも長くなり、めっ
き液の電気抵抗も増加する。このため、膜厚修正板6を
設置することによって、被めっき物の外周部において電
流密度が高くなる現象を抑制することができる。抑制効
果は膜厚制御板の開口部13の面積Ｓ1を小さくする程、
また膜厚制御板6と被めっき物9の距離ｈを小さくするほ
ど大きくなる。従って、膜厚制御板の開口部13の面積Ｓ
1と膜厚制御板6と被めっき物9の距離ｈを適正に選択す
れば、被めっき物面内の電流密度を均一化することが可
能となる。尚、膜厚制御板6と被めっき物9の距離ｈはス
ペーサ15の厚さを適正なものと交換することによって実
施する。電流密度の均一化によって、被めっき物のめっ
き領域内でのめっき膜厚分布の均一化を達成することが
できる。図1に示すめっき装置を用い、めっき領域が直
径120ｍｍの基板上に膜厚制御板の開口部を直径100ｍ
ｍ、膜厚制御板6と被めっき物9の距離ｈを20ｍｍに設定
して平均膜厚約3μｍの磁性合金めっき膜を形成し、基
板全面をカバーするように、基板面内25点のめっき膜厚
を測定した。得られた測定結果の平均値をＡとし、最大
膜厚-最小膜厚をＲとしたとき、膜厚分布＝±（Ｒ/Ａ）
/2×100％として、膜厚分布を求めた。その結果、膜厚
分布＝±4.5％を達成することができた。比較のため膜
厚制御板を撤去してめっきを行い、同様の測定をしたと
ころ、膜厚分布＝±80％であった。
る。カソード電極2は開口部12を有する。開口部12はめ
っき槽1に開口し、周縁が被めっき物9の外周部分と面接
触し、被めっき物の電位をカソード電極と同一にすると
ともに被めっき物のめっき領域を画定している。被めっ
き物9は基板ホルダー11の上に設置されてめっきが行わ
れる。基板ホルダーは図示しない上下駆動装置によっ
て、上下に動く。めっき液の漏洩を防止するために基板
ホルダー11とカソード電極2の間にはめっき液シール用
Ｏリングが設けられている。カソード電極2は被めっき
物9との接触部を除き絶縁膜で被覆されておりめっき膜
は析出しない。アノード電極3はアノード電極収納箱5に
よって、側面を囲まれており、アノード収納箱5の上縁
はめっき液面よりも高くなっている。さらにアノード電
極収納箱5の底部には膜厚制御板6が設置されている。膜
厚制御板6はアノード電極3と被めっき物9の間に設置さ
れており、アノード電極3と被めっき物9の双方に、水平
に面対向している。膜厚制御板6は開口部13を有してお
り、アノード電極3と被めっき物9の間を流れるめっき液
8ならびにめっき電流14は、全て膜厚制御板6の開口部13
を経由する構成となっている。膜厚制御板6の開口部13
の面積Ｓ1は被めっき物9の被めっき面積Ｓ2よりも小さ
目に作られているため、アノード電極3から被めっき物9
に至るめっき電流14の経路は、被めっき物の外周部付近
において被めっき物の中心部付近よりも長くなり、めっ
き液の電気抵抗も増加する。このため、膜厚修正板6を
設置することによって、被めっき物の外周部において電
流密度が高くなる現象を抑制することができる。抑制効
果は膜厚制御板の開口部13の面積Ｓ1を小さくする程、
また膜厚制御板6と被めっき物9の距離ｈを小さくするほ
ど大きくなる。従って、膜厚制御板の開口部13の面積Ｓ
1と膜厚制御板6と被めっき物9の距離ｈを適正に選択す
れば、被めっき物面内の電流密度を均一化することが可
能となる。尚、膜厚制御板6と被めっき物9の距離ｈはス
ペーサ15の厚さを適正なものと交換することによって実
施する。電流密度の均一化によって、被めっき物のめっ
き領域内でのめっき膜厚分布の均一化を達成することが
できる。図1に示すめっき装置を用い、めっき領域が直
径120ｍｍの基板上に膜厚制御板の開口部を直径100ｍ
ｍ、膜厚制御板6と被めっき物9の距離ｈを20ｍｍに設定
して平均膜厚約3μｍの磁性合金めっき膜を形成し、基
板全面をカバーするように、基板面内25点のめっき膜厚
を測定した。得られた測定結果の平均値をＡとし、最大
膜厚-最小膜厚をＲとしたとき、膜厚分布＝±（Ｒ/Ａ）
/2×100％として、膜厚分布を求めた。その結果、膜厚
分布＝±4.5％を達成することができた。比較のため膜
厚制御板を撤去してめっきを行い、同様の測定をしたと
ころ、膜厚分布＝±80％であった。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るめっき
方法及びめっき装置において、アノード電極と被めっき
物の間に膜厚制御板を設置し、膜厚制御板の開口面積を
被めっき物のめっき領域よりも小さく設定し、アノード
と被めっき物間の距離を最適化することによって、被め
っき物外周部における電流密度の集中を抑制することが
可能となり、結果として被めっき物上のめっき膜厚分布
を均一化することが可能となる。
方法及びめっき装置において、アノード電極と被めっき
物の間に膜厚制御板を設置し、膜厚制御板の開口面積を
被めっき物のめっき領域よりも小さく設定し、アノード
と被めっき物間の距離を最適化することによって、被め
っき物外周部における電流密度の集中を抑制することが
可能となり、結果として被めっき物上のめっき膜厚分布
を均一化することが可能となる。
【図１】本発明に係るめっき装置の概略図である。
【図２】従来のめっき装置の問題点を説明する図であ
る。
る。
【図３】従来のめっき装置である。
1…めっき槽、 2…カソード電極、 3…ア
ノード電極、4…スキージ、 5…アノード電極収納
箱、 6…膜厚制御板、7…めっき電源、 8…めっき
液、 9…被めっき物、10…めっき液シール
Ｏリング、 11…基板ホルダー、12…
カソード電極開口部、 13…膜厚制御板開口部、 14…
めっき電流。
ノード電極、4…スキージ、 5…アノード電極収納
箱、 6…膜厚制御板、7…めっき電源、 8…めっき
液、 9…被めっき物、10…めっき液シール
Ｏリング、 11…基板ホルダー、12…
カソード電極開口部、 13…膜厚制御板開口部、 14…
めっき電流。
Claims (4)
- 【請求項１】めっき膜を基板上に電気めっきするに際
し、アノード電極を上部、カソード電極を下部に水平対
向させ、被めっき物の形状に応じた開口面積と開口形状
を有する膜厚修正板をアノードとカソード間に設置し、
電気めっきの際アノード電極及びカソード電極間を流れ
る電流は全て膜厚修正板の開口部を経由し、かつカソー
ド付近をスキージによって撹拌しながらめっきを行うこ
とを特徴とするめっき膜の形成方法。 - 【請求項２】めっき槽と、カソード電極と、アノード電
極と、スキージと、アノード電極収納箱と膜厚制御板を
含むめっき装置であって、アノード電極収納箱の底部に
膜厚制御板が設置されている。膜厚制御板は開口部を有
し、アノードおよびカソード電極に向けて開口してい
る。アノード電極収納箱の上縁はめっき液面よりも高く
なっている。そのために、アノード電極とカソード電極
間を流れる電流は、必ず膜厚制御板の開口部を経由する
構造となっていることを特徴とするめっき装置。 - 【請求項３】前記、膜厚制御板の開口面積と開口形状は
基板形状に対応して適正化する。膜厚制御板の開口面積
と開口形状の変更は膜厚制御板の交換によって容易に実
施できる。更に膜厚制御板とカソード間の距離もスペー
サを挟むことによって、容易に調整する事ができる。さ
らに膜厚制御板とカソードの間に、めっき液撹拌用のス
キージを設置したことを、特徴とするめっき装置。 - 【請求項４】膜厚制御板の開口面積と開口形状ならび
に、膜厚制御板と被めっき物間距離を調整することによ
って、被めっき物上に析出するめっき膜厚分布を均一化
することが可能なることを特徴とするめっき装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23645894A JPH08100292A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | めっき膜の形成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23645894A JPH08100292A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | めっき膜の形成方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08100292A true JPH08100292A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=17001050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23645894A Pending JPH08100292A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | めっき膜の形成方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08100292A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6391168B1 (en) | 1999-04-06 | 2002-05-21 | Nec Corporation | Plating apparatus utilizing an auxiliary electrode |
| CN104651910A (zh) * | 2011-06-30 | 2015-05-27 | Almexpe株式会社 | 表面处理装置及工件保持夹具 |
| WO2022257640A1 (zh) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 | 电镀装置及电镀方法 |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP23645894A patent/JPH08100292A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6391168B1 (en) | 1999-04-06 | 2002-05-21 | Nec Corporation | Plating apparatus utilizing an auxiliary electrode |
| CN104651910A (zh) * | 2011-06-30 | 2015-05-27 | Almexpe株式会社 | 表面处理装置及工件保持夹具 |
| WO2022257640A1 (zh) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 | 电镀装置及电镀方法 |
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