專利名稱：化學鍍裝置、化學鍍方法和布線電路基板的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種化學鍍裝置、化學鍍方法和布線電路基板的制造方法。
背景技術：
通常，在化學鍍中，在使催化劑附著在被鍍物的表面后，使該被鍍物浸潰在化學鍍液中，不流過電流而通過還原反應使被鍍物的表面析出金屬。通過化學鍍，能夠在絕緣物的表面也形成金屬覆膜。因此，在エ業(yè)界廣泛利用了化學鍍。近年來，在各種電子設備中使用了高密度化和高精細化的布線電路基板。在制造布線電路基板時，在由銅構成的布線圖案的表面，通過化學鍍形成鎳或鉻等的金屬薄膜。在該情況下，在難以通電的微小的導體部分和絕緣體部分上也能夠形成金屬薄膜。
與電鍍相比，在化學鍍中金屬薄膜的成長速度慢，但在面內(nèi)其厚度的偏差小，因此在形成不需要很大厚度的均勻的金屬薄膜時是有用的。在日本特開平4-152261號公報中，記載了ー種化學鍍析出速度測量裝置，其是為了將通過化學鍍形成的金屬薄膜的厚度控制為最優(yōu)值而測量化學鍍液的析出速度。在該化學鍍析出速度測量裝置中，通過周期性地向化學鍍液中的電極對之間施加電壓來測量極化電阻，根據(jù)測量出的極化電阻來計算化學鍍液的析出速度。在日本特開平4-152261號公報中，記載了通過使用計算出的析出速度能夠?qū)⑼ㄟ^化學鍍形成的金屬薄膜的厚度控制為最優(yōu)值。如果在將參比電極配置在化學鍍液中的狀態(tài)下，將被鍍物浸潰于化學鍍液中，則在被鍍物與參比電極之間，例如產(chǎn)生約-450V的電位差。在經(jīng)過了數(shù)十秒左右的過渡期間后，該電位差例如成為約-950V左右的恒定狀態(tài)。由此，開始鍍處理的化學反應。但是，在該過渡期間，會受到化學鍍液的成分、溫度和氫離子指數(shù)等因素的影響。因此，在特開平1-275771號公報所記載的化學鍍裝置中，具備與化學鍍液接觸的第一電極、與被鍍物接觸的第二電極。通過穩(wěn)定電源向第二電極施加2秒鐘的-950V的電壓。由此，強制地開始鍍處理的化學反應。這樣，能夠?qū)﹀兲幚頃r間進行管理。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，如果使用日本特開平4-152261號公報的化學鍍析出速度測量裝置，則能夠測量出化學鍍液中的金屬的析出速度。另外，如果使用日本特開平1-275771號公報的化學鍍裝置，則能夠在特定的時刻強制開始鍍處理的化學反應。但是，化學鍍是基于化學反應的鍍處理，因此，化學鍍液在使用的同時也劣化。根據(jù)化學鍍液的劣化狀態(tài)的不同而析出速度不同。由此，通過化學鍍形成的金屬薄膜的厚度產(chǎn)生偏差。為了使金屬薄膜的厚度均勻，需要改變被鍍對象的輸送速度或鍍處理時間。因此，被鍍對象的輸送速度或鍍處理時間的控制變得復雜。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠通過簡單的控制在被鍍對象的表面均勻地形成金屬薄膜的化學鍍裝置、化學鍍方法和使用它的布線電路基板的制造方法。
(I)本發(fā)明的ー個方面是ー種化學鍍裝置，其對具有導電性部分的被鍍對象進行化學鍍，該化學鍍裝置具備鍍槽，其容納化學鍍液；參比電極，將其配置成與上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液接觸；控制部，其將以上述參比電極的電位為基準的上述被鍍對象的上述導電性部分的電位保持恒定。在該化學鍍裝置中，以參比電極的電位為基準的被鍍對象的導電性部分的電位保持恒定。由此，即使在化學鍍液的狀態(tài)變化了的情況下，被鍍對象的導電性部分中的金屬的析出速度也保持恒定。因此，能夠通過簡單的控制在被鍍對象的導電性部分中均勻地形成
金屬薄膜。(2)也可以是，還具備對電極，將該對電極配置成與上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液接觸，其中，上述控制部對在上述被鍍對象的上述導電性部分與上述對電極之間流動的電流進行控制，使得以上述參比電極的電位為基準的上述被鍍對象的上述導電性部分的電位保持恒 定。在該情況下，通過對在被鍍對象的導電性部分與對電極之間流動的電流進行控制，能夠容易地使以參比電極為基準的被鍍對象的導電性部分的電位保持恒定。(3)也可以是，上述控制部包括恒電位儀，該恒電位儀與上述被鍍對象的導電性部分、上述參比電極和上述對電極連接。在該情況下，由恒電位儀對在被鍍對象的導電性部分與對電極之間流過的電流進行控制，能夠容易地使以參比電極的電位為基準的被鍍對象的導電性部分的電位保持恒定。(4)本發(fā)明的另ー個方面是ー種化學鍍方法，用于對具有導電性部分的被鍍對象進行化學鍍，該化學鍍方法包括以下步驟將化學鍍液容納在鍍槽中；將參比電極配置成與上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液接觸；使被鍍對象浸潰在上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液中；使以上述參比電極的電位為基準的上述被鍍對象的上述導電性部分的電位保持恒定。在該化學鍍方法中，使以參比電極的電位為基準的被鍍對象的導電性部分的電位保持恒定。由此，即使在化學鍍液的狀態(tài)變化了的情況下，被鍍對象的導電性部分中的金屬的析出速度也保持恒定。因此，能夠通過簡單的控制在被鍍對象的導電性部分中均勻地形成金屬薄膜。(5)也可以是，還包括如下步驟將對電極配置成與上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液接觸，其中，將上述導電性部分的電位保持恒定的步驟包括如下步驟對在上述被鍍對象的上述導電性部分與對電極之間流動的電流進行控制，使得以上述參比電極的電位為基準的上述被鍍對象的上述導電性部分的電位保持恒定。在該情況下，通過對在被鍍對象的導電性部分與對電極之間流動的電流進行控制，能夠容易地使以參比電極的電位為基準的被鍍對象的導電性部分的電位保持恒定。(6)也可以是，對電流進行控制的步驟包括如下步驟使用恒電位儀對在上述被鍍對象的上述導電性部分與上述對電極之間流動的電流進行控制。在該情況下，由恒電位儀對在被鍍對象的導電性部分與對電極之間流過的電流進行控制，能夠容易地使以參比電極的電位為基準的被鍍對象的導電性部分的電位保持恒定。(7)本發(fā)明的另ー個方面是ー種布線電路基板的制造方法，其包括以下步驟在絕緣層上形成具有規(guī)定的圖案的導體層；通過權利要求4所述的化學鍍方法在上述導體層的表面上形成金屬薄膜。在該情況下，即使在化學鍍液的狀態(tài)變化的情況下，也能夠通過簡單的控制在布線電路基板的導體層的表面上均勻地形成金屬薄膜。根據(jù)本發(fā)明，能夠通過簡單的控制在被鍍對象的導電性部分中均勻地形成金屬薄膜。


圖I是表示本發(fā)明的一個實施例的化學鍍裝置的結構的示意圖。圖2的(a)和(b)是表示被鍍對象的一個例子的示意截面圖。
圖3是在實施例和比較例I、2、3中使用的長條狀基材的寬度方向的截面圖。圖4是在實施例中用于對圖3的長條狀基材進行化學鍍的化學鍍系統(tǒng)的概要圖。圖5是在比較例I中用于對圖3的長條狀基材進行化學鍍的化學鍍系統(tǒng)的概要圖。圖6是在比較例2、3中用于對圖3的長條狀基材進行化學鍍的化學鍍系統(tǒng)的概要圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，詳細說明本實施例的化學鍍裝置和化學鍍方法。(I)化學鍍裝置的結構圖I是表示本發(fā)明的一個實施例的化學鍍裝置的結構的示意圖。為了對作為被鍍對象的長條狀基材10進行化學鍍而使用圖I的化學鍍裝置I。圖I的化學鍍裝置具備鍍槽2。鍍槽2容納化學鍍液30。在本實施例中，化學鍍液30包含鎳(Ni)的離子。在鍍槽2的一對相向的側壁上分別設有開ロ。將沿水平方向延伸的ー對輸送輥
21、22設置成能夠旋轉，來封堵ー個開ロ。另外，將沿水平方向延伸的ー對輸送輥23、24設置成能夠旋轉，來封堵另ー個開ロ。從送出輥31送出長條狀基材10。長條狀基材10通過ー對輸送輥21、22之間、鍍槽2內(nèi)以及ー對輸送輥23、24之間，被卷繞輥32卷取。通過輸送輥31和卷繞輥32的旋轉來沿箭頭的方向輸送長條狀基材10。輸送輥31和卷繞輥32的旋轉速度由輸送控制裝置7控制。由此，控制長條狀基材10的輸送速度。長條狀基材10例如是帶電路懸掛基板的制造エ序中的半成品。半成品依次具備例如由不銹鋼構成的長條狀的金屬襯底、例如由聚酰亞胺構成的絕緣層、具有規(guī)定的圖案的例如由銅構成的導體層。導體層例如是布線、焊盤電極或接地導體?；瘜W鍍裝置I具備恒電位儀3、ー對導通構件4、參比電極5和對電極6。ー個導通構件4被設置得在鍍槽2的上游側與長條狀基材10的導體層電接觸，另ー個導通構件4被設置得在鍍槽2的下游側與長條狀基材10的導體層電接觸。在該情況下，長條狀基材10的導體層成為作用電極。參比電極5和對電極6浸潰于鍍槽2內(nèi)的化學鍍液30中。參比電極5例如是飽和氯化亞汞電極。對電極6例如是由白金(Pt)構成的不溶性電極。對電極6為陽極(anode)，長條狀基材10的導體層為陰極(cathode)。導通構件4、參比電極5以及對電極6與恒電位儀(potentiostat) 3連接。恒電位儀3對在長條狀基材10的導體層(作用電極)與對電極6之間流動的電流進行控制，使得以參比電極5的電位為基準的長條狀基材10的導體層(作用電極)的電位保持恒定。即，恒電位儀3使長條狀基材10的導體層與參比電極5之間的電位差保持恒定。理想的是以參比電極5的電位為基準的長條狀基材10的導體層(作用電極)的電位保持為-0. 75V以下的固定值，如果是鎳的析出電位以下，則可以設定為任意的值。以參比電極5的電位為基準的長條狀基材10的導體層(作用電極)的電位例如保持為約-0.8V。(2)被鍍對象的ー個例子以及化學鍍方法圖2是表示被鍍對象的一個例子的示意截面圖。圖2的(a)表示化學鍍前的被鍍、對象，圖2的(b)表示化學鍍后的被鍍對象。圖2的被鍍對象是使用圖I的長條狀基材10形成的帶電路懸掛基板。在圖2中示出帶電路懸掛基板的一部分。如圖的(a)所示，長條狀基材10具備例如由不銹鋼構成的金屬襯底11。在金屬襯底11上，依次形成例如由聚酰亞胺構成的絕緣層12、由銅構成的導體層13以及例如由聚酰亞胺構成的絕緣層14。將絕緣層14設置成使導體層13的表面的
一部分暴露。在帶電路懸掛基板的制造エ序中，如圖2的(b)所示，通過化學鍍在導體層13的露出的表面上例如由鎳形成金屬薄膜15。金屬薄膜15的厚度例如是0. 03 ii m以上且5 u m以下。在對長條狀基材10進行化學鍍時，將化學鍍液30容納在圖I的鍍槽2內(nèi)。另外，將參比電極5和對電極6配置成與化學鍍液30接觸。將導通構件5配置成與長條狀基材10的導體層14電接觸。在本例子中，長條狀基材10的導體層13的一部分與金屬襯底11連接。在該情況下，也可以將導通構件4設置成與金屬襯底11接觸。在該狀態(tài)下，輸送控制裝置7使送出輥31和卷繞輥32旋轉，以按照固定速度在鍍槽2內(nèi)的化學鍍液30中輸送長條狀基材10。在長條狀基材10的輸送過程中，恒電位儀3對在長條狀基材10的導體層13與對電極6之間流動的電流進行控制，使得以參比電極5的電位為基準的長條狀基材10的導體層13的電位保持恒定。由此，在長條狀基材10的導體層13的暴露的表面上形成由鎳構成的金屬薄膜15。(3)實施例的效果根據(jù)本實施例的化學鍍裝置1，以參比電極5的電位為基準的長條狀基材10的導體層13的電位保持恒定。由此，即使在化學鍍液30發(fā)生了劣化的情況下，化學鍍液30中的金屬的析出速度也保持恒定。因此，不改變長條狀基材10的輸送速度，就能夠在的長條狀基材10的導體層13的表面均勻地形成由鎳構成的金屬薄膜15。其結果是，在化學鍍時通過輸送控制裝置7對長條狀基材10的輸送速度進行的控制變得簡單。另外，通過使用恒電位儀3，能夠容易地將以參比電極5的電位為基準的長條狀基材10的導體層13的電位保持恒定。(4)其他實施例
在上述實施例中，化學鍍液30包含鎳的離子，但并不限于此。例如，化學鍍液30也可以包含金(Au)、Sn(錫)、銀(Ag)、銅(Cu)、錫合金、或銅合金等各種金屬的離子或合金。另外，在上述實施例中，被鍍對象是由長條狀基材10的銅構成的導體層13，但被鍍對象的材料并不限于此。被鍍對象的材料也可以是銅合金、鎳(Ni)、鋁(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)或錫合金等其他金屬或合金。進而，在上述實施例中，被鍍對象是帶電路懸掛基板的半成品、即長條狀基材10，但被鍍對象并不限于此。被鍍對象也可以是撓性布線電路基板、或剛性布線電路基板等其他布線電路基板或它們的半成品。另外，被鍍對象并不限于布線電路基板，也能夠使用化學鍍裝置I對各種對象物進行化學鍍。另外，在上述實施例中，說明了在以輥到輥方式輸送長條狀基材10的同時對導體 層13進行化學鍍的例子，但本發(fā)明也能夠適用于間歇式的化學鍍裝置。在間歇式的化學鍍裝置中，不輸送被鍍對象，而將被鍍對象浸潰于鍍槽內(nèi)的化學鍍液中固定時間。在該情況下，即使化學鍍液產(chǎn)生了劣化，化學鍍液中的金屬的析出速度也保持恒定。因此，通過將被鍍對象浸潰于化學鍍液中的時間管理成固定，能夠在被鍍對象的表面均勻地形成金屬薄膜。進而，在上述實施例中，作為控制部的ー個例子，使用了恒電位儀3。也可以取代恒電位儀3而使用其他的控制電路作為控制部。(5)實施例在實施例和比較例1、2、3中，在具有圖3的結構的長條狀基材10的表面上通過化學鍍形成由鎳構成的金屬薄膜。圖3是在實施例和比較例I、2、3中使用的長條狀基材10的寬度方向的截面圖。如圖3所示，長條狀基材10具備由不銹鋼構成的金屬襯底11。在金屬襯底11上，依次形成由聚酰亞胺構成的絕緣層12和由銅構成的導體層13。導體層13在未圖示的部分中與金屬襯底11電導通。長條狀基材10的寬度是30cm。如下那樣，在長條狀基材10的導體層13的表面上通過化學鍍形成由鎳構成的金
屬薄膜。圖4是在實施例中用于對圖3的長條狀基材10進行化學鍍的化學鍍系統(tǒng)的概要圖。在圖4的化學鍍系統(tǒng)中，在化學鍍裝置I的上游側依次設置有酸洗處理槽51、水洗處理槽52、53、Pd(鈀)催化劑處理槽54和水洗處理槽55。在化學鍍裝置I的下游側，依次設置有水洗處理槽56、57、氣刀處理槽58和干燥處理槽59。化學鍍裝置I的結構與圖I所示的化學鍍裝置I的結構相同。從送出輥31送出的長條狀基材10通過處理槽51 55、化學鍍裝置I和處理槽57 59，由卷繞輥32卷取。針對長條狀基材10，在酸洗處理槽51中進行酸洗處理，在水洗處理槽52、53中進行水洗處理。進而，在Pd催化劑處理槽54中將鈀(Pd)催化劑附著在長條狀基材10的表面。在化學鍍裝置I中，通過上述實施例的方法，在長條狀基材10的導體層13的表面上通過化學鍍形成由鎳構成的金屬薄膜(Ni薄膜)。然后，在水洗處理槽56、57中對長條狀基材10進行水洗處理后，在氣刀處理槽58中將附著在長條狀基材10的表面的水分吹飛，在干燥處理槽59中使長條狀基材10干燥。圖5是在比較例I中用于對圖3的長條狀基材10進行化學鍍的化學鍍系統(tǒng)的概要圖。在圖5的化學鍍系統(tǒng)中，取代圖4的化學鍍裝置I而設置有化學鍍裝置1A?；瘜W鍍裝置IA具備容納化學鍍液的鍍槽2。在化學鍍裝置IA中，沒有設置圖4的恒電位儀3、導通構件4、參比電極5和對電極6。圖6是在比較例2、3中用于對圖3的長條狀基材10進行化學鍍的化學鍍系統(tǒng)的概要圖。在圖6的化學鍍系統(tǒng)中，取代圖4的化學鍍裝置I而設置有化學鍍裝置1B。在化學鍍裝置IB中，取代圖4的恒電位儀3而設置有整流器8。整流器8與導通構件4和對電 極6連接。另外，沒有設置圖4的參比電極5。在實施例和比較例I 3中，使用奧野制藥株式會社制的ICP加速劑(ァクセラ)作為Pd催化劑，在Pd催化劑處理槽54中，在30°C進行I分鐘催化劑處理。另外，使用奧野制藥株式會社制的ICP ニコロンFPF作為包含Ni的化學鍍液，在化學鍍裝置1、1A、1B中，在82°C進行6分鐘化學鍍。長條狀基材10的輸送速度設為Im/分(恒定)。在實施例中，通過圖4的恒電位儀3將以參比電極5的電位為基準的長條狀基材10的導體層13的電位恒定保持為-0. 83V。在比較例I中，沒有對長條狀基材10的導體層13的電位進行控制。在比較例2中，通過圖6的整流器8，在化學鍍開始后的30秒期間在對電極6與長條狀基材10的導體層13之間流動70mA電流。在比較例3中，通過圖6的整流器8，在化學鍍的期間，持續(xù)地在對電極6與長條狀基材10的導體層13之間流動70mA電流。在表I中示出在實施例和比較例I 3中在長條狀基材10的導體層13的表面形成的Ni薄膜的平均厚度。表I
權利要求
1.一種化學鍍裝置，其對具有導電性部分的被鍍對象進行化學鍍，該化學鍍裝置具備: 鍍槽，其容納化學鍍液； 參比電極，將其配置成與上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液接觸； 控制部，其將以上述參比電極的電位為基準的上述被鍍對象的上述導電性部分的電位保持恒定。
2.根據(jù)權利要求I所述的化學鍍裝置，其特征在于， 還具備對電極，將該對電極配置成與上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液接觸， 其中，上述控制部對在上述被鍍對象的上述導電性部分與上述對電極之間流動的電流進行控制，使得以上述參比電極的電位為基準的上述被鍍對象的上述導電性部分的電位保持恒定。
3.根據(jù)權利要求I所述的化學鍍裝置，其特征在于， 上述控制部包括恒電位儀，該恒電位儀與上述被鍍對象的導電性部分、上述參比電極和上述對電極連接。
4.一種化學鍍方法，用于對具有導電性部分的被鍍對象進行化學鍍，該化學鍍方法包括以下步驟 將化學鍍液容納在鍍槽中； 將參比電極配置成與上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液接觸； 使被鍍對象浸潰在上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液中； 使以上述參比電極的電位為基準的上述被鍍對象的上述導電性部分的電位保持恒定。
5.根據(jù)權利要求4所述的化學鍍方法，其特征在于， 還包括如下步驟將對電極配置成與上述鍍槽內(nèi)的化學鍍液接觸， 其中，將上述導電性部分的電位保持恒定的步驟包括如下步驟對在上述被鍍對象的上述導電性部分與對電極之間流動的電流進行控制，使得以上述參比電極的電位為基準的上述被鍍對象的上述導電性部分的電位保持恒定。
6.根據(jù)權利要求5所述的化學鍍方法，其特征在于， 對電流進行控制的步驟包括如下步驟使用恒電位儀對在上述被鍍對象的上述導電性部分與上述對電極之間流動的電流進行控制。
7.—種布線電路基板的制造方法，其包括以下步驟 在絕緣層上形成具有規(guī)定的圖案的導體層； 通過權利要求4所述的化學鍍方法在上述導體層的表面上形成金屬薄膜。
全文摘要
提供一種化學鍍裝置、化學鍍方法和布線電路基板的制造方法。在化學鍍裝置的鍍槽中容納化學鍍液。將參比電極和對電極浸漬于化學鍍液中。將導通構件設置成與長條狀基材的導體層電接觸。導通構件、參比電極和對電極與恒電位儀連接。恒電位儀對在長條狀基材的導體層與對電極之間流動的電流進行控制，使得以參比電極的電位為基準的長條狀基材的導體層、即作用電極的電位保持恒定。
文檔編號C23C18/31GK102732864SQ201210098058
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權日2011年4月4日
發(fā)明者恒川誠 申請人:日東電工株式會社