电镀装置

文档序号:689633 发布日期:2021-04-30 浏览:42次 >En<

阅读说明:本技术 电镀装置 (Electroplating device ) 是由 后藤直行 于 2019-09-30 设计创作,主要内容包括:电镀装置(1)具备:第一电镀槽(11A),其由电镀液(3)填满;阳极(14),其设置于第一电镀槽(11A)内,且以与被电镀体(2)对置的方式配置;阴极(12),其向被电镀体(2)供电;以及遮挡部件(15),其具有介于阳极(14)与被电镀体(2)的端部之间的板状部(151),阳极(14)具有覆盖阳极(14)的端部的壳体部(142),板状部(151)具有贯通板状部(151)的开口(153a)。(A plating apparatus (1) is provided with: a first plating tank (11A) filled with a plating solution (3); an anode (14) which is provided in the first plating tank (11A) and is disposed so as to face the object to be plated (2); a cathode (12) for supplying power to the object (2) to be plated; and a shielding member (15) having a plate-like portion (151) interposed between the anode (14) and the end portion of the object to be plated (2), wherein the anode (14) has a housing portion (142) covering the end portion of the anode (14), and the plate-like portion (151) has an opening (153a) penetrating the plate-like portion (151).)

电镀装置

技术领域

本发明涉及电镀装置。

关于认可基于文献的参照的引用的指定国,将于2018年10月3日在日本提出的特愿2018-187872中记载的内容通过参照引用到本说明书中,并记载为本说明书的一部分。

背景技术

公知有在铜电镀工序中,通过在搬运方向上被分割为至少两个以上的遮挡板,相对于阳极遮挡卷轴状基材的卷轴端面的电镀方法(例如参照专利文献1)。在该电镀方法中,通过遮挡板来遮挡容易产生电流集中的卷轴状基材的端面,从而抑制卷轴状基材的端部处的电镀的厚度的增大。

专利文献1:日本特开2005-248279号公报

然而,在上述的电镀方法中,虽然能够抑制卷轴状基材的边缘处的电镀的厚度的过度增加,但存在如下问题,即,存在在比卷轴状基材的边缘靠内侧的部分形成的电镀的厚度过薄,而基材在其后的电路形成的工序中露出的情况。

发明内容

本发明欲解决的课题为提供能够实现抑制电镀的厚度过薄的部分产生的电镀装置。

[1]本发明的电镀装置具备:电镀槽,其由电镀液填满;阳极,其设置于上述电镀槽内,且以与被电镀体对置的方式配置;阴极,其向上述被电镀体供电;以及遮挡部件,其设置于上述电镀槽内,且具有介于上述阳极与上述被电镀体的端部之间的板状部,上述阳极具有:棒状的电极部;和壳体部,其覆盖上述电极部的端部,上述板状部具体贯通上述板状部的开口。

[2]在上述发明中,也可以上述壳体部的至少一部分与上述开口对置。

[3]在上述发明中,也可以上述板状部具有多个上述开口,多个上述开口沿着上述被电镀体的长边方向排列。

[4]在上述发明中,也可以满足下述式(1),W1<W2…(1)

在上述式(1)中,W1是在上述板状部中与上述被电镀体重叠的区域的长度,W2是在上述板状部中不与上述被电镀体重叠的区域的长度。

[5]在上述发明中,也可以满足下述式(2),W1×0.5>W3…(2)

在上述式(2)中,W1是在上述板状部中与上述被电镀体重叠的区域的长度,W3是从上述板状部的一端至上述开口的中心的距离。

[6]在上述发明中,也可以上述遮挡部件包含:一对上述板状部,上述被电镀体介于该一对上述板状部之间;和连结部,其将一对上述板状部彼此连结,上述连结部具有贯通上述连结部的贯通孔。

根据本发明,能够使适量的电流经由开口向在被电镀体中被相对于阳极遮挡且电镀的厚度容易变薄的部分流动,因此在被电镀体的端部不会产生电镀的厚度过薄的部分。另外,通过利用壳体部覆盖阳极的端部能够抑制电流过度集中在开口部。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的电镀装置的一个例子的剖视图。

图2是表示本发明的实施方式的第一电镀槽的一个例子的俯视图。

图3是沿着图2的III-III线的剖视图。

图4是沿着图2的IV-IV线的剖视图。

图5是图4的V部分的放大图。

图6是表示实施例中的基材的遮挡量与电镀的膜厚分布的关系的图表。

图7是表示比较例中的基材的遮挡量与电镀的膜厚分布的关系的图表。

图8是对实施例3与比较例2的结果进行对比的图表。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式的电镀装置的一个例子的剖视图,图2是表示本实施方式的第一电镀槽的一个例子的俯视图,图3是沿着图2的III-III线的剖视图,图4是沿着图2的IV-IV线的剖视图,图5是图4的V部分的放大图。

如图1所示,本实施方式的电镀装置1是辊对辊搬运式的连续电解电镀装置,用于在对平板长条状的被电镀体2实施电镀处理,而制造半添加用途的覆铜层叠板(CCL)等基板中使用。作为被电镀体2,例如能够举出形成有种子层的由聚酰亚胺构成的基材等。但是,电镀装置并不限定于此,也可以采用其他的搬运方式,且对所有的被电镀体进行电镀处理。

如图1所示,电镀装置1具备:第一电镀槽11A、第二电镀槽11B、多个阴极12、多个搬运辊子13、多个阳极14、以及多个遮挡部件15。此外,本实施方式的电镀装置1相当于本发明的电镀装置的一个例子,本实施方式的阴极12相当于本发明的阴极的一个例子,本实施方式的阳极14相当于本发明的阳极的一个例子,本实施方式的遮挡部件15相当于本发明的遮挡部件的一个例子。

第一电镀槽11A、第二电镀槽11B是用于在内部收容电镀液3的槽。在电镀处理工序中,该第第一电镀槽11A、第二电镀槽11B由与目标电镀处理的金属种类相应的电镀液3填满,例如,在铜电镀的情况下由硫酸铜溶液填满。

各个阴极12是具有大致圆柱状的外形的滚子供电用的阴极。如图1所示,阴极12配置于第一电镀槽11A、第二电镀槽11B的外部,一对阴极12在第一电镀槽11A、第二电镀槽11B的两侧将被电镀体2从上下夹住。各个阴极12能够通过不图示的旋转驱动部旋转。这些阴极12向被电镀体2供电,从而使该被电镀体的电位相对于阳极14的电位更低。

搬运辊子13、阳极14、以及遮挡部件15收容于第一电镀槽11A、第二电镀槽11B的内部,并且浸渍于电镀液3。在本实施方式中,设置于第二电镀槽11B的内部的搬运辊子13、阳极14、以及遮挡部件15的构成与第一电镀槽11A相同,因此以下以第一电镀槽11A的内部的装置构成为代表进行说明。

如图2和图3所示,各个搬运辊子13具有大致圆柱形状,且以搬运辊子13的轴向与被电镀体2的短边方向(图中的±Y方向)平行的方式配置。多个搬运辊子13以在多个位置处从上下将被电镀体2夹住的方式配置。

从上下将被电镀体2夹住的一对搬运辊子13沿着被电镀体2的长边方向(图2中的±X方向)并列成一列。各搬运辊子13能够通过不图示的旋转驱动部沿图3中的箭头方向旋转,且能够通过该旋转将被电镀体2向图3中的-X方向搬运。

搬运辊子13的材质优选是具有针对电镀液的耐药性的树脂材料等,例如能够举出烯烃系热塑性弹性体等。

各个阳极14具有棒状的整体形状。如图4所示,该阳极14具有:电极部141和壳体部142。电极部141具有棒状的外形,电极部141的材质是铜等金属。另一方面,壳体部142覆盖电极部141的两端部,且具有大致圆筒状的外形。该壳体部142由树脂材料等具有电绝缘性的材料构成,作为该材料的具体例,能够例示聚氯乙烯(PVC)等。本实施方式的电极部141相当于本发明的电极部的一个例子,本实施方式的壳体部142相当于本发明的壳体部的一个例子。

从覆盖电极部141的一个端部的壳体部142至覆盖另一个端部的壳体部142的距离D1(参照图4)是240mm,换而言之,电极部141的与被电镀体2对置的部分的长度是240mm。该电极部141的与被电镀体2对置的部分的电位在电镀处理时相比被电镀体2的电位相对地为高电位。

返回图2,阳极14以其轴向与被电镀体2的短边方向(图2中的±Y方向)平行的方式配置。各个阳极14设置于与被电镀体2的前进路径对置的位置,且在本实施方式中,沿着被电镀体2的长边方向(图2中的±X方向)排列。

如图3所示,阳极14在被电镀体2的上方和下方设置多个。阳极14与被电镀体2的距离D2是11.5mm。另外,位于被电镀体2的上方的阳极14与位于被电镀体2的下方的阳极14的距离D3是23mm。此外,距离D2是阳极14与被电镀体2的对置面间的距离,距离D3是阳极14彼此的对置面间的距离。

各个阳极14以在俯视下与搬运辊子13不重叠方式在搬运辊子13之间与被电镀体2对置。在本实施方式中,由多个(一对)阳极构成的阳极群14A、14B在搬运辊子13之间的区域配置于被电镀体2的上下。该阳极群14A(14B)内的、阳极14、14彼此的距离D4是52mm。另外,阳极群14A(14B)彼此的±X方向(被电镀体2的搬运方向)上的距离D5是72mm。此外,距离D4、D5是阳极14的中心轴间的距离。

如图4所示,遮挡部件15的至少一部分介于被电镀体2的端部21与阳极14之间。一对遮挡部件15配置于被电镀体2的两端部21、21,相对于阳极14遮挡被电镀体2的端部21的两面(上表面以及下表面)。在本实施方式中,沿着被电镀体2的宽度方向相对的遮挡部件15彼此的距离D6为235mm。

各个遮挡部件15具有:第一板状部151a、第二板状部151b、以及连结部152,且具有通过连结部152将第一板状部151a与第二板状部151b连结而得的コ状的截面形状。此外,本实施方式的第一板状部151a和第二板状部151b相当于本发明的板状部的一个例子,本实施方式的连结部152相当于本发明的连结部的一个例子。

第一板状部151a介于上侧的阳极14与被电镀体2的端部21之间。即,该第一板状部151a在透视俯视(从上方或者下方透视观察电镀装置1的情况下的俯视)下,与上侧的阳极14以及被电镀体2的端部21重叠,相对于上侧的阳极14遮挡被电镀体2的端部21。

另一方面,第二板状部151b介于下侧的阳极14与被电镀体2的端部21之间。即,该第二板状部151b在透视俯视下,与下侧的阳极14以及被电镀体2的端部21重叠,相对于下侧的阳极14遮挡被电镀体2的端部21。

在本实施方式中,第一板状部151a与被电镀体2的距离D7为6mm。第二板状部151b与被电镀体2的距离也是与D7相同的距离,第二板状部151b自被电镀体2远离6mm配置。

在本实施方式中,第一板状部151a与电极部141的距离D8为6mm。第二板状部151b与电极部141的距离也是与D8相同的距离。

在本实施方式中,在第一板状部151a中与被电镀体2重叠的区域的长度W1为7.5mm。在第二板状部151b中与被电镀体2重叠的区域的长度也为7.5mm。此外,以下,有时也将被电镀体2与第一板状部151a、和第二板状部151b重叠的区域称为“遮挡区域”,且将上述的长度W1称为“遮挡量”。

该遮挡量W1优选是5mm以上10mm以下(5mm≤W1≤10mm),更优选是6mm以上9mm以下(6mm≤W1≤9mm),特别优选是7mm以上8mm以下(7mm≤W1≤8mm)。通过使遮挡量W1是5mm以上,能够进一步抑制被电镀体2的边缘21a处的电镀的厚度的过度增大。另外,通过使遮挡量W1是10mm以下,能够将为了膜厚调整而需要的开口(后述)的大小设定得较小,因此能够进一步提高遮挡部件15的强度。

另一方面,在第一板状部151a和第二板状部151b中不与被电镀体2重叠的区域(并非遮挡区域的区域)的长度W2优选是7mm以上12mm以下(7mm≤W2≤12mm),更优选是8mm以上11mm以下(8mm≤W2≤11mm),特别优选是9mm以上10mm以下(9mm≤W2≤10mm)。在本实施方式中,该长度W2为9.5mm。

另外,如下述式(1)所示,上述的遮挡量W1优选短于第一板状部151a和第二板状部151b与被电镀体2不重叠的区域的长度W2。满足下述式(1),由此遮挡量W1不会过大,因此在被电镀体的端部中,更难以产生电镀的厚度过薄的部分。

W1<W2…(1)

第一板状部151a具有将第一板状部151a在厚度方向(图4中的±Z方向)上贯通的开口153a。如图2的俯视所示,该开口153a在第一板状部151a设置有多个,并且沿着被电镀体2的长边方向(图2中的±X方向)并列成一列。通过将多个开口153a沿着被电镀体2的长边方向(被电镀体2的搬运方向)排列,能够从多个开口153a连续地向被电镀体2的电镀的厚度容易形成得较薄的部分供给电流。由此,能够使该部分处的电镀的厚度为更充分的厚度。

各个开口153a具有圆孔形状,其直径为3mm。此外,在本实施方式中,对于开口153a的形状而言,从加工的容易性的观点出发,设为圆孔形状,但并不限定于此。开口153a的形状也可以是矩形、狭缝形状、网眼形状等。

第一板状部151a上的开口面积S0优选相对于俯视下的第一板状部151a的面积S1为10%以上25%以下(10%≤S0/S1≤25%)。通过使开口面积为10%以上,能够使更多的电流向被电镀体2的电镀的厚度容易变薄的部分流动,因此能够使该部分处的电镀的厚度为更充分的厚度。另外,通过使开口面积为25%以下,能够充分地获得被电镀体2的边缘21a处的电镀的厚度的增大抑制效果。

如图5所示,各个开口153a形成于与被电镀体2的端部21对置的位置。另外,如下述式(2)所示,从开口153a的中心至端面154a(第一板状部151a的前端)的距离W3不足上述的遮挡量W1的一半。

W1×0.5>W3…(2)

以往,在将不具备开口153a的遮挡板设置于电镀装置的情况下,存在电镀的厚度在遮挡区域的中点附近(即,自遮挡板的端面的长度是遮挡区域的长度的一半的点的附近)最薄的趋势(参照后述的比较例的图7)。

相对于此,本发明者发现以满足上述式(2)的方式形成开口153a(即,将开口153a的中心C1形成在比遮挡区域的中点C2向接近端面154a侧偏移的位置),由此在电镀的厚度最容易变薄的部分处能够有效地增加电镀的厚度。即,发现了:通过满足上述式(2),能够进一步抑制电镀的厚度过薄的部分的产生。

特别是此时,遮挡量W1优选大于6mm,且为10mm以下(6mm<W1≤10mm)。若遮挡量W1是这样的范围,则能够更显著得获得满足上述式(2)而得的效果。

另外,这些开口153a以中心C1位于自第一板状部151a的端面154a远离3mm以上的位置的方式形成。即,图5中的从端面154a至开口153a的中心C1的距离W4为3mm以上(W4≥3mm)。这样通过使开口153a自端面154a远离3mm以上,能够通过第一板状部151a进一步减少绕入被电镀体2的边缘21a的电流,能够进一步减少被电镀体2的边缘21a处的电镀的厚度。

另外,开口153a的一部分与壳体部142的一部分对置。由此,能够获得抑制电流过度集中在开口部的效果。

第二板状部151b具有与第一板状部151a相同的形状。另外,第二板状部151b在与第一板状部151a相同的位置形成有开口153b。该开口153b的形状、位置也与上述的开口153a相同。

连结部152将第一板状部151a与第二板状部151b连结。在本实施方式中,连结部152与第一板状部151a、第二板状部151b一体形成。

该连结部152具有贯通连结部152的贯通孔155。贯通孔155是电镀液3的流路,通过该贯通孔155能够进一步使电镀液3的流动良好。由此,能够获得稳定地供给电镀所需要的铜离子的效果。在液体流动较差的情况下,局部地产生铜离子的不足,而形成被称为“烧伤”的表面粗糙的品质较差的电镀被膜。

另外,电镀装置1也可以具有能够对电镀前的被电镀体2实施前处理的脱脂单元、水洗单元、以及酸活性单元等。相同地,也可以具有能够对电镀后的被电镀体2实施后处理的水洗单元、干燥单元等。

若是以上那样的本实施方式的电镀装置1,则能够在被电镀体2的端部处使适量的电流从开口153a、153b向以往电镀的厚度容易变薄的部分流动,因此在被电镀体的端部中不会产生电镀的厚度过薄的部分。另外,能够通过利用壳体部覆盖阳极的端部来抑制电流过度地集中在开口部。

此外,以上说明的实施方式是为了使本发明容易理解而记载的,且并非用于限定本发明而记载。因此,上述的实施方式中公开的各要素意在包含属于本发明的技术范围的全部的设计变更、等效物。

例如,在上述的实施方式中,电镀装置1具备两个电镀槽11A、11B,但电镀装置1也可以具备一个或者3个以上电镀槽。

另外,在上述的实施方式中,对被电镀体2的两面实施电镀处理但并不限定于此,也可以仅对单面实施电镀处理。在仅对单面实施电镀处理的情况下,仅在被电镀体2的上方或者下方配置阴极12、阳极14、板状部151a即可。

实施例

(实施例1)

使用上述的电镀装置1对基材进行了铜电镀处理。电镀的目标厚度为2μm。其他的主要的电镀条件如下。

基材:Kapton100EN(DU PONT-TORAY株式会社制)

基材的厚度:25μm

基材的种子层:Ni10nm/Cu25nm(利用溅射形成)

电镀液:Cu-BRITE VT-28(株式会社JCU制)

第一电镀槽中的电流密度:3.9A/dm2

第一电镀槽中的处理时间:37秒

第二电镀槽中的电流密度:9.3A/dm2

第一电镀槽中的处理时间:37秒

遮挡量W1:2.5mm

在上述的条件下进行了电镀处理后,对形成于基材的铜电镀的膜厚分布进行了测定。此外,膜厚是利用基于SEM的截面观察测定的。

(实施例2)

除使遮挡量W1为5.0mm以外,在与实施例1相同的条件下,使用上述的电镀装置1对基材进行了铜电镀处理。

(实施例3)

除使遮挡量W1为7.5mm以外,在与实施例1相同的条件下,使用上述的电镀装置1对基材进行了铜电镀处理。

(实施例4)

除使遮挡量W1为10.0mm以外,在与实施例1相同的条件下,使用上述的电镀装置1对基材进行了铜电镀处理。

(实施例5)

除使遮挡量W1为12.5mm以外,在与实施例1相同的条件下,使用上述的电镀装置1对基材进行了铜电镀处理。

(比较例1)

除不设置遮挡部件以外,在与实施例1相同的条件下对基材进行了铜电镀处理。

(比较例2)

除在遮挡部件不设置开口以外,在与实施例3相同的条件下对基材进行了铜电镀处理。

图6是表示实施例中的基材的遮挡量与电镀的膜厚分布的关系的图表,图7是表示比较例中的基材的遮挡量与电镀的膜厚分布的关系的图表,图8是从图6和图7的图表提取出实施例3和比较例2的实施结果进行对比的图表。在图6~图8的图表中,纵轴表示铜电镀的膜厚[μm],横轴表示自基材的端面的距离[mm]。

根据图6和图7可知,在比较例1中,不设置遮挡部件,因此基材的边缘的铜电镀的膜厚增大至4μm左右。另一方面,在实施例1~实施例5中,基材的边缘的铜电镀的膜厚能够抑制到3.5μm以下。即,确认了:在实施例1~5中,能够防止基材的边缘处的铜电镀的膜厚的过度增加。

另外,根据图8可知,在将遮挡量W1相同的实施例3与比较例2进行了比较的情况下,能够确认:在实施例3中,在自基材的端面的距离为3mm~5mm的区域中能够增加铜电镀的膜厚。特别是,在实施例3中,能够使膜厚遍及整体地在2±0.4μm(±20%)的范围内。

另外,如图6所示,特别是能够在5.0mm≤W1≤10.0mm的范围内,使铜电镀的膜厚为1.4μm以上2.8μm以下。即,能够确认:通过使遮挡量W1在该范围内,能够将自目标值的偏移抑制得特别小。

附图标记说明

1…电镀装置;11A…第一电镀槽;11B…第二电镀槽;12…阴极;13…搬运辊子;14…阳极;141…电极部;142…壳体部;15…遮挡部件;151、151a、151b…板状部;152…连结部;153a、153b…开口;154a…端面;155…贯通孔;2…被电镀体;21…端部;21a…边缘;3…电镀液。

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