JP4453840B2

JP4453840B2 - Electrode assembly and plating apparatus

Info

Publication number: JP4453840B2
Application number: JP2006027351A
Authority: JP
Inventors: 聡史上島; 雅洋齋藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2026-02-03
Also published as: JP2007204832A

Description

本発明は、各種電子回路基板等にめっき膜を施す際に用いるめっき装置およびそれに搭載される電極組立体に関する。 The present invention relates to a plating apparatus used when a plating film is applied to various electronic circuit boards and the like and an electrode assembly mounted thereon.

各種の電子回路基板や半導体素子基板を作製する際には、被めっき物である基体上の限られた領域内にめっき膜を形成することが要求される場合が多い。一般的には、被めっき物の表面上におけるめっき膜を形成すべき領域（めっき膜形成領域）を囲むように補助電極を有する電極組立体を配置し、めっき膜の形成を行う。このような電極組立体やそれを備えためっき装置については、例えば以下の特許文献１〜３に公開されている。
特開平５−１２５５９号公報特開平１１−９２９９２号公報特開平１１−９２９９３号公報 When manufacturing various types of electronic circuit boards and semiconductor element substrates, it is often required to form a plating film in a limited region on a substrate that is an object to be plated. In general, an electrode assembly having an auxiliary electrode is disposed so as to surround a region (plating film forming region) where a plating film is to be formed on the surface of the object to be plated, and the plating film is formed. Such an electrode assembly and a plating apparatus including the electrode assembly are disclosed in, for example, the following Patent Documents 1 to 3.
JP-A-5-12559 Japanese Patent Laid-Open No. 11-92992 JP-A-11-92993

この種のめっき装置を用いて所定の基体上にめっき膜を形成するにあたっては、できる限り均一な膜厚分布や組成分布を実現することが望まれる。これら膜厚分布や組成分布を均一化するためには、補助電極の面積や、形成されるめっき膜からの面内方向の距離が重要である。しかしながら、上記特許文献１〜３に記載のめっき装置では、平坦な膜厚分布や均一な組成分布の実現を阻害する以下のような問題点が懸念される。 In forming a plating film on a predetermined substrate using this type of plating apparatus, it is desirable to realize a uniform film thickness distribution and composition distribution as much as possible. In order to make these film thickness distribution and composition distribution uniform, the area of the auxiliary electrode and the distance in the in-plane direction from the formed plating film are important. However, the plating apparatuses described in Patent Documents 1 to 3 are concerned with the following problems that hinder the realization of a flat film thickness distribution and a uniform composition distribution.

以下、図１４および図１５を参照して具体的に説明する。図１４は、従来の一般的なめっき装置における電極組立体１０１Ａの全体構成を表す断面図である。電極組立体１０１Ａは、開口１１１Ｋを有する基体１１１上に、開口１１１Ｋよりも小さな開口１１２Ｋを有する円環状の電極板１１２が取り付けられたものである。基体１１１と電極板１１２との間にはゴムなどの弾性体からなる緩衝基板１１５と、銅（Ｃｕ）などからなる導電基板１１６とが介在している。緩衝基板１１５および導電基板１１６は、開口１１２Ｋと同形状の開口を有している。電極板１１２、緩衝基板１１５および導電基板１１６は、例えばステンレスなどの導電性材料からなるねじＮ１０１によって基体１１１に固定されている。基体１１１の一部には導電層１１７が設けられており、さらに、この導電層１１７から外部へ通ずる引き出し線１１８が設けられている。ねじＮ１０１は導電層１１７と接しているので、引き出し線１１８を介して電極板１１２および導電基板１１６への通電が可能となっている。 Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the overall configuration of an electrode assembly 101A in a conventional general plating apparatus. The electrode assembly 101A is obtained by attaching an annular electrode plate 112 having an opening 112K smaller than the opening 111K on a base body 111 having an opening 111K. A buffer substrate 115 made of an elastic material such as rubber and a conductive substrate 116 made of copper (Cu) are interposed between the base 111 and the electrode plate 112. The buffer substrate 115 and the conductive substrate 116 have the same shape as the opening 112K. The electrode plate 112, the buffer substrate 115, and the conductive substrate 116 are fixed to the base 111 with screws N101 made of a conductive material such as stainless steel. A conductive layer 117 is provided on a part of the base 111, and a lead line 118 that leads from the conductive layer 117 to the outside is provided. Since the screw N101 is in contact with the conductive layer 117, the electrode plate 112 and the conductive substrate 116 can be energized via the lead wire 118.

このような電極組立体１０１Ａを用いてめっき処理をおこなう場合には、開口１１１Ｋに円盤状の被めっき物１０４を埋め込むように配置し、被めっき物１０４の上面１０４Ｓおよび電極板１１２の上面１１２Ｓにめっき浴（図示せず）を接触させた状態で通電を行う。被めっき物１０４は被めっき基板１４１上にめっきシード層１４２が設けられたものであり、ステージ１５１上に載置されて導電基板１１６の下面と当接するようにシリンダ（図示せず）によって上方へ付勢されている。したがって、引き出し線１１８から導電層１１７と導電基板１１６とを経由してめっきシード層１４２に通電することにより、図１５に示したように、めっきシード層１４２の上にめっき膜Ｍ１０１を形成することができる。図１５は、電極組立体１０１Ａにおけるめっき処理後の様子を表す拡大断面図である。この際、導電基板１１６がめっき膜Ｍ１０１を形成するための主電極として機能する。一方、電極板１１２は補助電極として周囲の電界分布を調整することで、めっき膜Ｍ１０１の膜厚変動を抑制し、膜厚を安定化させるように作用する。ところが、めっき膜Ｍ１０１の形成を進めるうち、電極板１１２を覆うように不要なめっき膜Ｍ１１２が図中、矢印で示した各方向へ徐々に成長してしまう。特に、端面１１２Ｔを覆うように堆積することから、開口１１２Ｋの面内方向の占有面積が徐々に縮小化されることとなる。すなわち、実質的に補助電極として機能する部分となるめっき膜Ｍ１１２の表面積がしだいに拡張されることとなるので、電極板１１２およびめっき膜Ｍ１１２によって形成される電界分布がめっき成長に伴って経時的な変化を生じてしまう。この結果、めっき膜Ｍ１０１のうちの端部Ｍ１０１Ａ（端面１１２Ｔ近傍の部分）が中心部よりも薄くなってしまい、全体として顕著な膜厚変動（分布）が現れることとなる。したがって、このような膜厚変動を回避するには、不要なめっき膜の堆積による悪影響が現れる前に頻繁に電極板を交換する必要があるが、そのような作業は極めて煩雑である。 When performing the plating process using such an electrode assembly 101A, the disk-shaped object 104 is disposed so as to be embedded in the opening 111K, and the upper surface 104S of the object 104 and the upper surface 112S of the electrode plate 112 are disposed. Energization is performed with a plating bath (not shown) in contact. The object to be plated 104 is obtained by providing a plating seed layer 142 on a substrate 141 to be plated, and is placed upward on a stage 151 by a cylinder (not shown) so as to come into contact with the lower surface of the conductive substrate 116. It is energized. Accordingly, the plating film M101 is formed on the plating seed layer 142 as shown in FIG. 15 by energizing the plating seed layer 142 from the lead line 118 via the conductive layer 117 and the conductive substrate 116. Can do. FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view illustrating a state after the plating process in the electrode assembly 101A. At this time, the conductive substrate 116 functions as a main electrode for forming the plating film M101. On the other hand, the electrode plate 112 functions as an auxiliary electrode by adjusting the surrounding electric field distribution, thereby suppressing fluctuations in the thickness of the plating film M101 and stabilizing the thickness. However, as the formation of the plating film M101 proceeds, the unnecessary plating film M112 gradually grows in the directions indicated by the arrows in the drawing so as to cover the electrode plate 112. In particular, since the deposition is performed so as to cover the end face 112T, the occupied area in the in-plane direction of the opening 112K is gradually reduced. That is, since the surface area of the plating film M112 that substantially serves as the auxiliary electrode is gradually expanded, the electric field distribution formed by the electrode plate 112 and the plating film M112 changes with time as the plating grows. Changes will occur. As a result, the end portion M101A (portion in the vicinity of the end face 112T) of the plating film M101 becomes thinner than the center portion, and a remarkable film thickness variation (distribution) appears as a whole. Therefore, in order to avoid such film thickness fluctuation, it is necessary to frequently replace the electrode plate before an adverse effect due to unnecessary deposition of the plating film appears, but such an operation is extremely complicated.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、より均一性に優れた膜厚分布および組成分布を有するめっき膜を繰り返し安定して形成可能なめっき装置、およびそれに搭載される電極組立体を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is a plating apparatus capable of repeatedly and stably forming a plating film having a more uniform film thickness distribution and composition distribution, and to be mounted thereon. The object is to provide an electrode assembly.

本発明における電極組立体は、鉛直方向において下から順に、主電極としての被めっき物と、その被めっき物を覆うめっき膜の成長に寄与する補助電極とを備え、補助電極とを備え、被めっき物における補助電極との対向面はめっき膜が形成される形成対象領域を含み、補助電極は、水平方向に延在する部分を含む表面を有すると共に鉛直方向において被めっき物の形成対象領域と重なり合う位置に開口を有する金属板、ならびに、金属板の外縁および開口の端縁からそれぞれ鉛直方向へ立設し、金属板の表面を覆うように形成される他のめっき膜におけるめっき処理の進行に伴う表面積の拡大を防止し得る拡大防止構造としての絶縁部材、を含むようにしたものである。ここで、補助電極における金属板の鉛直方向の高さ位置は、開口の端縁において最も低くなっている。 An electrode assembly according to the present invention includes, in order from the bottom in the vertical direction, an object to be plated as a main electrode and an auxiliary electrode that contributes to the growth of a plating film that covers the object to be plated. The surface facing the auxiliary electrode in the plated object includes a formation target region on which the plating film is formed, and the auxiliary electrode has a surface including a portion extending in the horizontal direction and the formation target region of the object to be plated in the vertical direction. For the progress of the plating process in metal plates having openings at overlapping positions, and other plating films that are erected vertically from the outer edge of the metal plate and the edge of the opening, respectively, and cover the surface of the metal plate And an insulating member as an expansion preventing structure capable of preventing the expansion of the accompanying surface area. Here, the height position in the vertical direction of the metal plate in the auxiliary electrode is the lowest at the edge of the opening.

本発明におけるめっき装置は、少なくともめっき浴が収容されるめっき槽と、このめっき槽の内部に設けられ、めっき浴を介して互いに対向配置された一対の電極組立体とを備え、一対の電極組立体のうちのいずれか一方が、鉛直方向において下から順に、主電極としての被めっき物と、その被めっき物を覆うめっき膜の成長に寄与する補助電極とを備え、補助電極とを備え、被めっき物における補助電極との対向面はめっき膜が形成される形成対象領域を含み、補助電極は、水平方向に延在する部分を含む表面を有すると共に鉛直方向において被めっき物の形成対象領域と重なり合う位置に開口を有する金属板、ならびに、金属板の外縁および開口の端縁からそれぞれ鉛直方向へ立設し、金属板の表面を覆うように形成される他のめっき膜におけるめっき処理の進行に伴う表面積の拡大を防止し得る拡大防止構造としての絶縁部材、を含むようにしたものである。ここで、補助電極における金属板の鉛直方向の高さ位置は、開口の端縁において最も低くなっている。なお、めっき浴の流入および攪拌を行う機構を設けるようにしてもよい。 A plating apparatus according to the present invention includes at least a plating bath in which a plating bath is accommodated, and a pair of electrode assemblies provided inside the plating bath and arranged to face each other via the plating bath. Any one of the three-dimensional objects, in order from the bottom in the vertical direction, includes an object to be plated as a main electrode, and an auxiliary electrode that contributes to the growth of a plating film covering the object to be plated, and includes an auxiliary electrode, The surface of the object to be plated facing the auxiliary electrode includes a formation target region where the plating film is formed, and the auxiliary electrode has a surface including a portion extending in the horizontal direction and the formation target region of the target object in the vertical direction. A metal plate having an opening at a position overlapping with the other, and another plating film formed so as to stand upright from the outer edge of the metal plate and the edge of the opening, respectively, and to cover the surface of the metal plate Insulating member as expansion prevention structure capable of preventing the expansion of surface area associated with the progress of the definitive plating, in which to include the. Here, the height position in the vertical direction of the metal plate in the auxiliary electrode is the lowest at the edge of the opening. In addition, you may make it provide the mechanism inflow and stirring of a plating bath.

本発明における電極組立体およびめっき装置によれば、補助電極が、金属板の表面を覆うように形成される不要なめっき膜（他のめっき膜）におけるめっき処理の進行に伴う表面積の拡大を防止し得る拡大防止構造として、金属板の外縁および開口の端縁からそれぞれ鉛直方向へ立設した絶縁部材を設けるようにしたので、被めっき物に所望のめっき膜を形成するにあたり、補助電極およびその上に堆積する不要なめっき膜が形成する電界分布を、めっき成長に伴って変化しないように安定化させることができる。すなわち、被めっき物におよぶ電界分布の経時的な安定化を図ることができる。この結果、より均一性に優れた膜厚分布および組成分布を有するめっき膜を繰り返し形成することができる。 According to the electrode assembly and the plating apparatus of the present invention, the auxiliary electrode prevents an increase in surface area accompanying the progress of the plating process in an unnecessary plating film (other plating film) formed so as to cover the surface of the metal plate. As an expansion preventing structure that can be used, an insulating member is provided so as to stand vertically from the outer edge of the metal plate and the edge of the opening. Therefore, when forming a desired plating film on the object to be plated, the auxiliary electrode and its The electric field distribution formed by the unnecessary plating film deposited thereon can be stabilized so as not to change with plating growth. That is, it is possible to stabilize the electric field distribution over the object to be plated over time. As a result, a plating film having a more uniform film thickness distribution and composition distribution can be repeatedly formed.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［第１の実施の形態］
最初に、図１から図４を参照して、本発明の第１の実施の形態としてのめっき装置およびこれに搭載された電極組立体について以下に説明する。 [First Embodiment]
First, with reference to FIGS. 1 to 4, a plating apparatus as a first embodiment of the present invention and an electrode assembly mounted thereon will be described below.

図１は、本実施の形態としてのめっき装置の構成を表す概略断面図である。このめっき装置は、被めっき物４の形成対象面４Ｓ上にめっき膜を形成するものであり、めっき浴３１を収容するめっき槽３と、めっき槽３の内部に設けられ、めっき浴３１を介して互いに対向配置されたカソード電極組立体１（後述の他の実施の形態におけるカソード電極組立体と区別するため、本実施の形態では、カソード電極組立体１Ａとする。）およびアノード電極組立体２とを備えている。カソード電極組立体１Ａは、めっき浴３１が漏れないようにめっき槽３の底部３２に密着して取り付けられている。カソード電極組立体１は開口１Ｋを有しており、この開口１Ｋを塞ぐように薄板状の被めっき物４が配置されている。被めっき物４は、ステージ５１およびシリンダ５２からなる支持体５によって支持されており、めっき膜形成対象面（以下、単に形成対象面という。）４Ｓがめっき浴３１と接するようになっている。めっき浴３１は、得ようとするめっき膜に応じた組成を有するものである。さらに、このめっき装置は、電源装置７を備えている。電源装置７は、カソード電極組立体１およびアノード電極組立体２とそれぞれリード線７１，７２によって電気的に接続され、両者の間に直流電圧を印加するものである。なお、ここでは電源装置７として直流電圧を印加するものを例示したが、これに限定されず、交流電圧またはパルス電圧を印加するものを用いるようにしてもよい。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a plating apparatus as the present embodiment. This plating apparatus forms a plating film on the formation target surface 4S of the object 4 to be plated, and is provided in the plating tank 3 for accommodating the plating bath 31 and in the plating tank 3, and through the plating bath 31. The cathode electrode assembly 1 and the anode electrode assembly 2 are arranged opposite to each other (in this embodiment, the cathode electrode assembly 1A is distinguished from the cathode electrode assembly in other embodiments described later). And. The cathode electrode assembly 1A is attached in close contact with the bottom 32 of the plating tank 3 so that the plating bath 31 does not leak. The cathode electrode assembly 1 has an opening 1K, and a thin plate-like object 4 is disposed so as to close the opening 1K. The object to be plated 4 is supported by a support 5 including a stage 51 and a cylinder 52, and a plating film formation target surface (hereinafter simply referred to as a formation target surface) 4 S is in contact with the plating bath 31. The plating bath 31 has a composition corresponding to the plating film to be obtained. Further, the plating apparatus includes a power supply device 7. The power supply device 7 is electrically connected to the cathode electrode assembly 1 and the anode electrode assembly 2 through lead wires 71 and 72, respectively, and applies a DC voltage therebetween. In addition, although what applied DC voltage was illustrated here as the power supply device 7, it is not limited to this, You may make it use what applies AC voltage or a pulse voltage.

アノード電極組立体２は、アノード２１と、一端にアノード２１が取り付けられたシリンダ２２と、このシリンダ２２の他端をめっき槽３の上部３３に固定する支持部３３とを有している。アノード２１は、めっき浴３１を介して形成対象面４Ｓと対向するように配置されており、シリンダ２２および支持部２３を経由したリード線７２によって電源装置７と接続されている。 The anode electrode assembly 2 includes an anode 21, a cylinder 22 having the anode 21 attached to one end, and a support portion 33 that fixes the other end of the cylinder 22 to the upper portion 33 of the plating tank 3. The anode 21 is disposed so as to face the formation target surface 4S through the plating bath 31, and is connected to the power supply device 7 by a lead wire 72 that passes through the cylinder 22 and the support portion 23.

次に、図２（Ａ），２（Ｂ）および図３を参照して、カソード電極組立体１Ａの構成について説明する。図２（Ａ）は、対向するアノード電極組立体２の側から眺めた上面図であり、図２（Ｂ）は、ＩＢ−ＩＢ切断線に沿った矢視方向の断面図である。さらに、図３は、図２（Ｂ）を拡大したものである。 Next, the configuration of the cathode electrode assembly 1A will be described with reference to FIGS. 2 (A), 2 (B) and FIG. FIG. 2A is a top view as viewed from the side of the opposing anode electrode assembly 2, and FIG. 2B is a cross-sectional view in the direction of the arrow along the IB-IB cutting line. Further, FIG. 3 is an enlarged view of FIG.

図２（Ａ），２（Ｂ）および図３から明らかなように、カソード電極組立体１Ａは、面内方向における中心位置に開口１１Ｋを有する基体１１と、この基体１１上に設けられ、開口１１Ｋと対応した位置に開口１１Ｋよりも小さな開口１Ｋを有する電極板１２とを含んでいる。 As is clear from FIGS. 2A, 2B, and 3, the cathode electrode assembly 1A is provided with a base 11 having an opening 11K at the center position in the in-plane direction, and the base 11 is provided with an opening. And an electrode plate 12 having an opening 1K smaller than the opening 11K at a position corresponding to 11K.

基体１１は、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、４フッ化エチレン樹脂またはポリプロピレン（ＰＰ）などの絶縁材料によって構成されている。基体１１のフランジ部分には複数の貫通孔１１Ａが設けられており、下方から貫通孔１１ＡにねじＮ１が挿入され、底部３２に締め付け固定されるようになっている。ここでは、底部３２と基体１１のフランジ部分との間にゴムなどの弾性体からなるリング状のパッキンＰ１を介在させることにより、底部３２と基体１１との隙間からめっき浴３１が漏れないように講じている。開口１１Ｋには被めっき物４が嵌め込まれるようになっている。 The base 11 is made of an insulating material such as polyvinyl chloride (PVC), tetrafluoroethylene resin, or polypropylene (PP). A plurality of through holes 11 A are provided in the flange portion of the base 11, and screws N 1 are inserted into the through holes 11 A from below and are fastened and fixed to the bottom 32. Here, a ring-shaped packing P1 made of an elastic material such as rubber is interposed between the bottom 32 and the flange portion of the base 11 so that the plating bath 31 does not leak from the gap between the bottom 32 and the base 11. I'm taking it. An object to be plated 4 is fitted into the opening 11K.

電極板１２は、内周縁１２Ｔ１および外周縁１２Ｔ２によって画定される円環状をなしている。電極板１２の内周縁１２Ｔ１は、膜面と直交する方向に立設する絶縁壁１３によって覆われており、外周縁１２Ｔ２は基体１１の凸部１１Ｔによって完全に取り囲まれている。電極板１２は、例えば銅などの高い導電性を有する材料によって構成されている。絶縁壁１３は、耐薬品性に優れ、比較的高度の高い絶縁材料、例えばポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）からなる。絶縁壁１３は、電極板１２の内周縁１２Ｔ１における膜厚よりも大きな高さ寸法を有している。すなわち、絶縁壁１３の上端１３Ａは、電極板１２の上面１２Ｓよりも高い位置に存在する。同様に、凸部１１Ｔの上端１１Ｓについても、電極板１２の上面１２Ｓよりも高い位置に存在している。 The electrode plate 12 has an annular shape defined by an inner peripheral edge 12T1 and an outer peripheral edge 12T2. The inner peripheral edge 12T1 of the electrode plate 12 is covered by an insulating wall 13 standing in a direction orthogonal to the film surface, and the outer peripheral edge 12T2 is completely surrounded by the convex portion 11T of the base body 11. The electrode plate 12 is made of a highly conductive material such as copper. The insulating wall 13 is excellent in chemical resistance and is made of a relatively high insulating material such as polyether ether ketone (PEEK). The insulating wall 13 has a height dimension larger than the film thickness at the inner peripheral edge 12T1 of the electrode plate 12. That is, the upper end 13 A of the insulating wall 13 exists at a position higher than the upper surface 12 S of the electrode plate 12. Similarly, the upper end 11S of the convex portion 11T is present at a position higher than the upper surface 12S of the electrode plate 12.

電極板１２と基体１１との間には、絶縁基板１４と、ゴムなどの弾性体からなる緩衝基板１５と、銅（Ｃｕ）などからなる導電基板１６とが電極板１２の側から順に設けられている（図３参照）。絶縁基板１４、緩衝基板１５および導電基板１６は、開口１Ｋと同形状の開口を有している。電極板１２、絶縁基板１４、緩衝基板１５および導電基板１６は、例えばステンレスなどの導電性材料からなるねじＮ２によって基体１１に締め付け固定されている。基体１１の一部には導電層１７が設けられており、さらに、この導電層１７から外部へ通ずる導電性の引き出し線１８が設けられている。引き出し線１８はリード線７１，７２を介し、外部に設けられた電源装置７と接続されている。ねじＮ２は導電層１７と接しているので、引き出し線１８、導電層１７、電極板１２および導電基板１６は全て電気的に接続された状態となっている。なお、図３に示したように、導電基板１６の下面と、導電層１７の上面とを直接接触させるようにしてもよい。 Between the electrode plate 12 and the substrate 11, an insulating substrate 14, a buffer substrate 15 made of an elastic material such as rubber, and a conductive substrate 16 made of copper (Cu) are provided in this order from the electrode plate 12 side. (See FIG. 3). The insulating substrate 14, the buffer substrate 15, and the conductive substrate 16 have an opening having the same shape as the opening 1K. The electrode plate 12, the insulating substrate 14, the buffer substrate 15 and the conductive substrate 16 are fastened and fixed to the base 11 by screws N2 made of a conductive material such as stainless steel. A conductive layer 17 is provided on a part of the base 11, and a conductive lead line 18 that leads from the conductive layer 17 to the outside is provided. The lead wire 18 is connected to the power supply device 7 provided outside via lead wires 71 and 72. Since the screw N2 is in contact with the conductive layer 17, the lead wire 18, the conductive layer 17, the electrode plate 12, and the conductive substrate 16 are all electrically connected. As shown in FIG. 3, the lower surface of the conductive substrate 16 and the upper surface of the conductive layer 17 may be brought into direct contact.

絶縁基板１４については、絶縁壁１３と同じ材料によって構成され、絶縁壁１３と一体となっていてもよい。導電基板１６の下面は、支持体５によって上方へ付勢された被めっき物４の形成対象面４Ｓと当接している。被めっき物４は、被めっき基板４１の上にめっきシード層４２が一様に成膜されたものである。したがって、めっきシード層４２が導電基板１６の下面と接し、導電層１７や引き出し線１８などを介して電源装置７と接続された状態となっている。緩衝層１５は、主に被めっき物４や電極板１２のたわみを吸収し、両者をより密着させるように機能している。 The insulating substrate 14 may be made of the same material as the insulating wall 13 and may be integrated with the insulating wall 13. The lower surface of the conductive substrate 16 is in contact with the formation target surface 4 S of the workpiece 4 urged upward by the support 5. The object to be plated 4 is obtained by uniformly forming a plating seed layer 42 on a substrate 41 to be plated. Therefore, the plating seed layer 42 is in contact with the lower surface of the conductive substrate 16 and is connected to the power supply device 7 through the conductive layer 17 and the lead wire 18. The buffer layer 15 mainly functions to absorb the deflection of the object to be plated 4 and the electrode plate 12 and to bring them closer together.

このようなカソード電極組立体１Ａを備えためっき装置では、図１のようにめっき浴３１を満たした状態で電源装置７を用いてカソード電極組立体１Ａとアノード電極組立体２との間に直流電圧を印加することにより、めっきシード層４２上にめっき膜Ｍ１を成長させることができる。その様子を図４に示す。このめっき処理の際、めっきシード層４２が主たる電極（カソード）となるのに対し、電極板１２が補助電極として機能する。補助電極としての電極板１２は、めっき膜Ｍ１の膜厚変動を抑制し、安定化させるように作用する。めっき膜Ｍ１の形成を進めるうち、電極板１２の上面１２Ｓを覆うように不要なめっき膜Ｍ１２が徐々に堆積することとなるが、絶縁壁１３や凸部１１Ｔによってめっき膜Ｍ１２の面内方向の広がりが防止される。すなわち、めっき膜Ｍ１２は、厚み方向にのみ成長する。このため、めっき膜Ｍ１を形成するにあたり、実質的に補助電極の一部として作用するめっき膜Ｍ１２における平面形状が維持される（表面積が変化しない）ので、電極板１２およびめっき膜Ｍ１２によって形成される電界分布の経時的な変化が抑制される。 In the plating apparatus provided with such a cathode electrode assembly 1A, a direct current is applied between the cathode electrode assembly 1A and the anode electrode assembly 2 using the power supply device 7 with the plating bath 31 filled as shown in FIG. By applying a voltage, the plating film M 1 can be grown on the plating seed layer 42. This is shown in FIG. In the plating process, the plating seed layer 42 becomes the main electrode (cathode), whereas the electrode plate 12 functions as an auxiliary electrode. The electrode plate 12 as an auxiliary electrode acts to suppress and stabilize the film thickness variation of the plating film M1. While the formation of the plating film M1 is advanced, an unnecessary plating film M12 is gradually deposited so as to cover the upper surface 12S of the electrode plate 12. However, the insulating wall 13 and the convex portion 11T in the in-plane direction of the plating film M12. Spreading is prevented. That is, the plating film M12 grows only in the thickness direction. For this reason, in forming the plating film M1, the planar shape of the plating film M12 that substantially acts as a part of the auxiliary electrode is maintained (the surface area does not change), so that it is formed by the electrode plate 12 and the plating film M12. The change with time of the electric field distribution is suppressed.

このように、本実施の形態におけるカソード電極組立体１Ａを備えためっき装置によれば、電極板１２の内周縁１２Ｔ１を覆うように立設する絶縁壁１３を設けると共に、電極板１２の外周縁１２Ｔ２を取り囲むように立設する凸部１１Ｔを設けるようにしたので、補助電極として機能する電極板１２およびめっき膜Ｍ１２が形成する電界分布の経時変化を低減し、安定しためっき処理をおこなうことができる。すなわち、被めっき物４のめっきシード層４２上に、より均一性に優れた膜厚分布および組成分布を有するめっき膜Ｍ１を容易に形成することができる。さらに、電極板１２を頻繁に交換することなく、複数の被めっき物４に対して良好なめっき膜Ｍ１の形成をおこなうことができる。 Thus, according to the plating apparatus provided with the cathode electrode assembly 1A in the present embodiment, the insulating wall 13 is provided so as to cover the inner peripheral edge 12T1 of the electrode plate 12, and the outer peripheral edge of the electrode plate 12 is provided. Since the protruding portion 11T is provided so as to surround the 12T2, it is possible to reduce the change over time of the electric field distribution formed by the electrode plate 12 and the plating film M12 functioning as the auxiliary electrode and perform stable plating processing. it can. That is, the plating film M1 having a more uniform film thickness distribution and composition distribution can be easily formed on the plating seed layer 42 of the workpiece 4. Furthermore, it is possible to form an excellent plating film M1 on the plurality of objects to be plated 4 without frequently replacing the electrode plate 12.

特に、本実施の形態では、電極板１２の内周縁１２Ｔ１の厚みがそれ以外の部分よりも薄くなっているので、電極板１２の長寿命化を図ることができる。図５（Ａ），５（Ｂ）は、絶縁壁１３と電極板１２との接合部付近を拡大して示した断面図である。図５（Ａ）では、めっき膜Ｍ１２の上面が端部において傾斜面１２Ｋをなしており、中央付近の高さＨ１よりも内周縁１２Ｔ１における高さＨ２のほうが低くなっている。ここで、高さＨ３（＞Ｈ２）を有する絶縁壁１３を内周縁１２Ｔ１と接するように設けた場合には、高さＨ３と高さＨ２との差分に相当する高さＨ４（＝Ｈ３−Ｈ２）のめっき膜Ｍ１２を電極板１２上に堆積させることができる。このとき、高さＨ１と高さＨ４との合計は、絶縁壁１３の高さＨ３よりも大きい。一方、図５（Ｂ）に示したように、中央部分から内周縁２１２Ｔ１に至るまで均一の高さＨ２０１を有する電極板２１２を備えるようにした場合には、絶縁壁２１３の高さＨ２０３と高さＨ２０１との差分に相当する高さＨ４（＝Ｈ３−Ｈ２）のめっき膜Ｍ１２を電極板２１２上に堆積させることができる。ところが、高さＨ２０１と高さＨ２０４との合計は、絶縁壁２１３の高さＨ２０３と等しい値に留まる。高さＨ２０４を超えるような厚みのめっき膜Ｍ２１２を堆積させてしまうと、絶縁壁２１３の上端２１３Ａを覆うように表面積を拡大してしまうこととなる。このように、同一の高さを有する絶縁壁１３を設けた場合であっても、めっき膜Ｍ１２の端部上面を傾斜させることにより、めっき膜Ｍ１２をより厚く堆積させることができる。すなわち、電極板１２の交換頻度を低減することができる。 In particular, in the present embodiment, since the thickness of the inner peripheral edge 12T1 of the electrode plate 12 is thinner than other portions, the life of the electrode plate 12 can be extended. 5A and 5B are enlarged cross-sectional views showing the vicinity of the joint between the insulating wall 13 and the electrode plate 12. In FIG. 5A, the upper surface of the plating film M12 forms an inclined surface 12K at the end, and the height H2 at the inner peripheral edge 12T1 is lower than the height H1 near the center. Here, when the insulating wall 13 having the height H3 (> H2) is provided so as to be in contact with the inner peripheral edge 12T1, the height H4 (= H3−H2) corresponding to the difference between the height H3 and the height H2. ) Plating film M12 can be deposited on the electrode plate 12. At this time, the sum of the height H1 and the height H4 is larger than the height H3 of the insulating wall 13. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the electrode plate 212 having a uniform height H201 from the center portion to the inner peripheral edge 212T1 is provided, the height H203 and the height of the insulating wall 213 are increased. A plating film M12 having a height H4 (= H3-H2) corresponding to the difference from the height H201 can be deposited on the electrode plate 212. However, the sum of the height H201 and the height H204 remains equal to the height H203 of the insulating wall 213. If the plating film M212 having a thickness exceeding the height H204 is deposited, the surface area is increased so as to cover the upper end 213A of the insulating wall 213. Thus, even when the insulating wall 13 having the same height is provided, the plating film M12 can be deposited thicker by inclining the upper surface of the end of the plating film M12. That is, the replacement frequency of the electrode plate 12 can be reduced.

［第２の実施の形態］
続いて、図６〜図８を参照して、本発明の第２の実施の形態としての電極組立体について以下に説明する。なお、本実施の形態の電極組立体は、上記第１の実施の形態と同様のめっき装置に搭載されるものであるので、第１の実施の形態と実質的に同等の構成部材については同じ符号を付し、その説明については適宜省略する。 [Second Embodiment]
Subsequently, an electrode assembly as a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Since the electrode assembly of the present embodiment is mounted on the same plating apparatus as that of the first embodiment, the same components are substantially equivalent to those of the first embodiment. Reference numerals are assigned and explanations thereof are omitted as appropriate.

図６，図７は、本実施の形態としてのカソード電極組立体１Ｂの構成を表している。図６は上面図であり、図７は、図６のVII−VII切断線に沿った矢視方向の断面図である。第１の実施の形態におけるカソード電極組立体１Ａは、１つの電極板１２を有している。これに対し、カソード電極組立体１Ｂは、２つの電極板１２Ａ，１２Ｂを有している。電極板１２Ａは、開口１Ｋを形成するように円環状をなしており、一方の電極板１２Ｂは、電極板１２Ｂの外側に設けられ、やはり円環状をなしている。電極板１２Ａの内周縁は絶縁壁１３によって覆われている。電極板１２Ａ，１２Ｂは、絶縁壁１３と同心円を描くように設けられた絶縁壁１９によって互いに仕切られている。絶縁壁１９は、絶縁壁１３と同種の材料によって構成され、絶縁壁１３と同様に電極板１２Ａ，１２Ｂの膜厚よりも大きな高さ寸法を有している。すなわち、絶縁壁１９の上端１９Ａは、電極板１２Ａ，１２Ｂの上面１２ＡＳ，１２ＢＳよりも高い位置に存在する。 6 and 7 show the configuration of the cathode electrode assembly 1B as the present embodiment. 6 is a top view, and FIG. 7 is a cross-sectional view in the direction of the arrow along the VII-VII cutting line of FIG. The cathode electrode assembly 1 A in the first embodiment has one electrode plate 12. On the other hand, the cathode electrode assembly 1B has two electrode plates 12A and 12B. The electrode plate 12A has an annular shape so as to form the opening 1K, and one electrode plate 12B is provided outside the electrode plate 12B, and also has an annular shape. The inner peripheral edge of the electrode plate 12A is covered with an insulating wall 13. The electrode plates 12A and 12B are separated from each other by an insulating wall 19 provided so as to draw a concentric circle with the insulating wall 13. The insulating wall 19 is made of the same material as that of the insulating wall 13, and has a height dimension larger than the film thickness of the electrode plates 12 A and 12 B like the insulating wall 13. That is, the upper end 19A of the insulating wall 19 exists at a position higher than the upper surfaces 12AS and 12BS of the electrode plates 12A and 12B.

電極板１２Ａ，１２Ｂは、ねじＮ３，Ｎ４によって各々基体１１に締め付け固定されている。ねじＮ３，Ｎ４は、基体１１の一部に設けられた導電層１７Ａ，１７Ｂとそれぞれ接している。また、導電基板１６は、引き出し線１８Ｃと連結された導電層１７Ｃと接触するようにねじＮ５によって締め付け固定されている。導電層１７Ａ〜１７Ｃは、互いに絶縁されており、引き出し線１８Ａ〜１８Ｃを介して個別の電源装置（図示せず）と接続されている。したがって、このカソード電極組立体１Ｂでは、電極板１２Ａ，１２Ｂおよび導電基板１６に対し、互いに異なった電位に設定することが可能である。 The electrode plates 12A and 12B are fastened and fixed to the base 11 by screws N3 and N4, respectively. The screws N3 and N4 are in contact with the conductive layers 17A and 17B provided on a part of the base 11, respectively. The conductive substrate 16 is fastened and fixed by screws N5 so as to come into contact with the conductive layer 17C connected to the lead wire 18C. The conductive layers 17A to 17C are insulated from each other, and are connected to individual power supply devices (not shown) via lead lines 18A to 18C. Therefore, in the cathode electrode assembly 1B, the electrode plates 12A and 12B and the conductive substrate 16 can be set to different potentials.

このようなカソード電極組立体１Ｂを備えためっき装置を用いた場合においても、形成対象面４Ｓ上に均一性に優れためっき膜Ｍ１を形成することが可能である。図８は、その様子を表す断面図である。図８に示したように、形成対象面４Ｓ上にめっき膜Ｍ１を成長させるのに伴い、電極板１２Ａ，１２Ｂの上面１２ＡＳ，１２ＢＳをそれぞれ覆うように不要なめっき膜Ｍ１２Ａ，Ｍ１２Ｂが徐々に堆積する。しかしながら、絶縁壁１３，１９および凸部１１Ｔによってめっき膜Ｍ１２Ａ，１２Ｂの面内方向の広がりが防止される。このため、めっき膜Ｍ１を形成するにあたり、実質的に補助電極の一部として機能するめっき膜Ｍ１２Ａ，Ｍ１２Ｂにおける平面形状（表面積）が維持され、それら電極板１２Ａ，１２Ｂおよびめっき膜Ｍ１２Ａ，Ｍ１２Ｂによって形成される電界分布の経時的な変化が抑制される。 Even when a plating apparatus including such a cathode electrode assembly 1B is used, it is possible to form the plating film M1 having excellent uniformity on the formation target surface 4S. FIG. 8 is a sectional view showing the state. As shown in FIG. 8, unnecessary plating films M12A and M12B are gradually deposited so as to cover the upper surfaces 12AS and 12BS of the electrode plates 12A and 12B as the plating film M1 is grown on the formation target surface 4S. To do. However, the insulating walls 13 and 19 and the convex portion 11T prevent the plating films M12A and 12B from spreading in the in-plane direction. Therefore, in forming the plating film M1, the planar shape (surface area) of the plating films M12A and M12B that substantially function as a part of the auxiliary electrode is maintained, and the electrode plates 12A and 12B and the plating films M12A and M12B The change with time of the electric field distribution to be formed is suppressed.

ところが、図１６に示した比較例としてのカソード電極組立体１０１Ｂのように、電極板１１２Ａの内周縁１１２Ｔ１を覆う絶縁部材を設けない場合には、図１７に示したように、めっきシード層１４２上に形成されるめっき膜Ｍ１０１の膜厚が不均一となってしまう（端部が薄くなってしまう）。これは、めっき膜Ｍ１１２Ａが、内周縁１１２Ｔ１をも覆うように成長することで自らの表面積を徐々に増大させてしまうので、電極板１１２Ａおよびめっき膜Ｍ１１２Ａの形成する電界分布が経時的に変化するからである。さらに、カソード電極組立体１０１Ｂでは、基体１１１の凸部１１１Ｔにおける上端１１１Ｓが上面１１２ＢＳと同等の高さに位置するようになっているので、上端１１１Ｓを覆うように成長しためっき膜Ｍ１１２Ｂが形成される。めっき処理の進行に伴い、めっき膜Ｍ１１２Ｂの表面積は徐々に増大するので、電極板１１２Ｂおよびめっき膜Ｍ１１２Ｂの形成する電界分布も経時的に変化し、めっき膜Ｍ１０１の膜厚分布に悪影響を及ぼすこととなる。さらに、カソード電極組立体１０１Ｂでは、絶縁壁１１９の上端１１９Ｓが電極板１１２Ａ，１１２Ｂの上面１１２ＡＳ，１１２ＢＳと同等の高さに位置しているので、めっき処理の進行に伴い、絶縁壁１１９を乗り越えるようにめっき膜Ｍ１１２Ａおよびめっき膜Ｍ１１２Ｂが成長し、互いに連結されてしまう。このため、電極板１１２Ａと電極板１１２Ｂとが短絡する原因となる。 However, in the case where an insulating member that covers the inner peripheral edge 112T1 of the electrode plate 112A is not provided like the cathode electrode assembly 101B as the comparative example shown in FIG. 16, the plating seed layer 142 is provided as shown in FIG. The film thickness of the plating film M101 formed thereon becomes non-uniform (the end portion becomes thin). This is because the plating film M112A grows so as to cover the inner peripheral edge 112T1 and gradually increases its own surface area, so that the electric field distribution formed by the electrode plate 112A and the plating film M112A changes with time. Because. Further, in the cathode electrode assembly 101B, since the upper end 111S of the convex portion 111T of the base body 111 is positioned at the same height as the upper surface 112BS, the plating film M112B grown so as to cover the upper end 111S is formed. The As the plating process proceeds, the surface area of the plating film M112B gradually increases, so that the electric field distribution formed by the electrode plate 112B and the plating film M112B also changes over time, which adversely affects the film thickness distribution of the plating film M101. It becomes. Further, in the cathode electrode assembly 101B, since the upper end 119S of the insulating wall 119 is located at the same height as the upper surfaces 112AS and 112BS of the electrode plates 112A and 112B, the insulating wall 119 is overcome as the plating process proceeds. Thus, the plating film M112A and the plating film M112B grow and are connected to each other. For this reason, the electrode plate 112A and the electrode plate 112B cause a short circuit.

これに対し、本実施の形態におけるカソード電極組立体１Ｂでは、電極板１２Ａの内周縁１２Ｔ１を覆うように立設する絶縁壁１３を設けると共に、電極板１２Ｂの外周縁１２Ｔ２を取り囲むように立設する凸部１１Ｔを設けるようにしている。このようなカソード電極組立体１Ｂを備えためっき装置を用いることにより、補助電極として機能する電極板１２Ａ，１２Ｂおよびめっき膜Ｍ１２Ａ，Ｍ１２Ｂが形成する電界分布の経時変化を低減し、上記第１の実施の形態と同様、より均一性に優れた膜厚分布および組成分布を有するめっき膜Ｍ１を容易に形成することができる。さらに、絶縁壁１９の上端１９Ａが上面１２ＡＳ，１２ＢＳよりも高く位置しているので、電極板１２Ａと電極板１２Ｂとが短絡するのを遅らせることができる。よって、電極板１２Ａ，１２Ｂの交換頻度を低減することができる。 On the other hand, in the cathode electrode assembly 1B in the present embodiment, the insulating wall 13 is provided so as to cover the inner peripheral edge 12T1 of the electrode plate 12A, and is provided so as to surround the outer peripheral edge 12T2 of the electrode plate 12B. Protruding portions 11T are provided. By using the plating apparatus provided with such a cathode electrode assembly 1B, the change over time of the electric field distribution formed by the electrode plates 12A and 12B and the plating films M12A and M12B functioning as auxiliary electrodes is reduced, and the first Similar to the embodiment, it is possible to easily form the plating film M1 having a more uniform film thickness distribution and composition distribution. Furthermore, since the upper end 19A of the insulating wall 19 is positioned higher than the upper surfaces 12AS and 12BS, it is possible to delay the short circuit between the electrode plate 12A and the electrode plate 12B. Therefore, the replacement frequency of the electrode plates 12A and 12B can be reduced.

［第３の実施の形態］
続いて、図９および図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態としての電極組立体について以下に説明する。なお、本実施の形態の電極組立体は、上記第１の実施の形態と同様のめっき装置に搭載されるものであるので、第１の実施の形態と実質的に同等の構成部材については同じ符号を付し、その説明については適宜省略する。 [Third Embodiment]
Subsequently, an electrode assembly as a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 9 and 10. Since the electrode assembly of the present embodiment is mounted on the same plating apparatus as that of the first embodiment, the same components are substantially equivalent to those of the first embodiment. Reference numerals are assigned and explanations thereof are omitted as appropriate.

図９は、本実施の形態としてのカソード電極組立体１Ｃの構成を表している。ここでは、電極板１２の内周縁１２Ｔ１が導電基板１６の内周縁１６Ｔよりも外側（凸部１１Ｔに近い側）に位置している。さらに、内周縁１６Ｔは緩衝基板１５によって覆われており、開口１Ｋに露出しないようになっている。また、絶縁壁１３は開口１Ｋへ向かうほど高さが低くなっており、その上面１３Ｓが傾斜をなしている。ただし、上端１３Ａは、電極板１２の上面１２Ｓよりも高い位置にある。このような構成により、図１０に示したように、形成対象面４Ｓ上にめっき膜Ｍ１を形成するにあたっては電極板１２上にめっき膜Ｍ１２が堆積することとなるが、その表面積は維持される。すなわち、導電基板１６の内周縁１６Ｔとめっき膜Ｍ１２の端部１２Ｔとの距離（図１０）は、導電基板１６の内周縁１６Ｔと電極板１２の内周縁１２Ｔとの距離Ｄ１と等しい。よって、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。なお、距離Ｄ１を設けることにより、めっき浴３１の電導度に応じた電界分布の最適化を行う際の自由度が広がる。 FIG. 9 shows the configuration of the cathode electrode assembly 1C as the present embodiment. Here, the inner peripheral edge 12T1 of the electrode plate 12 is located on the outer side (side closer to the convex portion 11T) than the inner peripheral edge 16T of the conductive substrate 16. Further, the inner peripheral edge 16T is covered with the buffer substrate 15 so as not to be exposed to the opening 1K. Further, the insulating wall 13 becomes lower in height toward the opening 1K, and its upper surface 13S is inclined. However, the upper end 13A is located higher than the upper surface 12S of the electrode plate 12. With such a configuration, as shown in FIG. 10, when the plating film M1 is formed on the formation target surface 4S, the plating film M12 is deposited on the electrode plate 12, but the surface area is maintained. . That is, the distance between the inner peripheral edge 16T of the conductive substrate 16 and the end 12T of the plating film M12 (FIG. 10) is equal to the distance D1 between the inner peripheral edge 16T of the conductive substrate 16 and the inner peripheral edge 12T of the electrode plate 12. Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained. By providing the distance D1, the degree of freedom in optimizing the electric field distribution according to the conductivity of the plating bath 31 is increased.

ところが、図１８に示した比較例としてのカソード電極組立体１０１Ｃのように、電極板１１２の内周縁１１２Ｔ１を覆う絶縁部材を設けない場合には、図１９に示したように、導電基板１１６の内周縁１１６Ｔと、実質的な補助電極の一部であるめっき膜Ｍ１１２の端部Ｍ１１２Ｔ１との距離Ｄ２がめっき処理の進行とともに変化し、距離Ｄ１よりも小さくなることにより、電界分布の最適な状態が崩れ、めっきシード層１４２上に形成されるめっき膜Ｍ１０１の膜厚分布が悪化する（不均一となる）傾向が見られる。 However, in the case where the insulating member covering the inner peripheral edge 112T1 of the electrode plate 112 is not provided like the cathode electrode assembly 101C as the comparative example shown in FIG. The distance D2 between the inner peripheral edge 116T and the end portion M112T1 of the plating film M112 that is a substantial part of the auxiliary electrode changes with the progress of the plating process, and becomes smaller than the distance D1, so that the optimum state of the electric field distribution is achieved. Tends to collapse and the film thickness distribution of the plating film M101 formed on the plating seed layer 142 tends to deteriorate (become nonuniform).

［第４の実施の形態］
続いて、図１１および図１２を参照して、本発明の第４の実施の形態としての電極組立体について以下に説明する。なお、本実施の形態の電極組立体は、上記第１の実施の形態と同様のめっき装置に搭載されるものであるので、第１の実施の形態と実質的に同等の構成部材については同じ符号を付し、その説明については適宜省略する。 [Fourth Embodiment]
Subsequently, an electrode assembly according to a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Since the electrode assembly of the present embodiment is mounted on the same plating apparatus as that of the first embodiment, the same components are substantially equivalent to those of the first embodiment. Reference numerals are assigned and explanations thereof are omitted as appropriate.

図１１は、本実施の形態としてのカソード電極組立体１Ｄの構成を表している。このカソード電極組立体１Ｄは、複数の凹部６１が設けられた電極板６を有している。なお、凹部６１は、少なくとも１つあればよい。複数の凹部６１を設ける場合には、開口１Ｋを中心として対称に配置されていることが望ましい。例えば、円環状をなす複数の凹部６１が開口１Ｋを取り巻いて同心円状に配置されるようにするとよい。 FIG. 11 shows the configuration of the cathode electrode assembly 1D as the present embodiment. This cathode electrode assembly 1D has an electrode plate 6 provided with a plurality of recesses 61. Note that at least one recess 61 is sufficient. In the case where a plurality of recesses 61 are provided, it is desirable that they be arranged symmetrically about the opening 1K. For example, a plurality of annular recesses 61 may be arranged concentrically around the opening 1K.

このような構成のカソード電極組立体１Ｄを搭載しためっき装置を用いた場合においても、形成対象面４Ｓ上に均一性に優れためっき膜Ｍ１を形成することが可能である。図１２は、その様子を表す断面図である。図１１に示したように、形成対象面４Ｓ上にめっき膜Ｍ１を成長させるのに伴い、電極板６の上面６Ｓを覆うように不要なめっき膜Ｍ６が徐々に堆積する。しかしながら、複数の凹部６１が設けられていることにより、電極板６の表面積は、全く凹部のない平滑な形状をなす場合と比べて大きくなっている。このため、めっき膜Ｍ１を形成するにあたり、実質的に補助電極の一部として機能するめっき膜Ｍ６における表面積の増加速度（表面積の変化率）が低減され、電極板６およびめっき膜Ｍ６によって形成される電界分布の経時的な変化が抑制される。よって、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。 Even when a plating apparatus equipped with the cathode electrode assembly 1D having such a configuration is used, the plating film M1 having excellent uniformity can be formed on the formation target surface 4S. FIG. 12 is a cross-sectional view showing this state. As shown in FIG. 11, as the plating film M1 is grown on the formation target surface 4S, an unnecessary plating film M6 is gradually deposited so as to cover the upper surface 6S of the electrode plate 6. However, since the plurality of recesses 61 are provided, the surface area of the electrode plate 6 is larger than that in the case where the electrode plate 6 has a smooth shape without any recesses. For this reason, in forming the plating film M1, the rate of increase in surface area (rate of change of surface area) in the plating film M6 that substantially functions as a part of the auxiliary electrode is reduced, and is formed by the electrode plate 6 and the plating film M6. The change with time of the electric field distribution is suppressed. Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained.

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples of the present invention will be described.

以下に述べる本発明の第１，第２の実施例（実施例１，２）は、それぞれ、上記第１および第４の実施の形態において説明したカソード電極組立体１Ａ，１Ｄを備えためっき装置を用いて形成しためっき膜の膜厚分布について調査したものである。さらに、本発明の第３の実施例（実施例３）は、カソード電極組立体１Ａとカソード電極組立体１Ｄとを組み合わせた構造、すなわち、凹部６１を有する電極板６と絶縁壁１３とを兼ね備えた構造をなす場合の例である。また、比較例として、図１４に示したカソード電極組立体１０１Ａを備えためっき装置を用いた場合の膜厚分布についても調査した。 The first and second examples (Examples 1 and 2) of the present invention described below are plating apparatuses provided with the cathode electrode assemblies 1A and 1D described in the first and fourth embodiments, respectively. It investigated about the film thickness distribution of the plating film formed using. Furthermore, the third embodiment (embodiment 3) of the present invention has a structure in which the cathode electrode assembly 1A and the cathode electrode assembly 1D are combined, that is, the electrode plate 6 having the recess 61 and the insulating wall 13 are combined. This is an example in the case of forming a structure. Further, as a comparative example, the film thickness distribution in the case of using a plating apparatus provided with the cathode electrode assembly 101A shown in FIG. 14 was also investigated.

ここでは、めっき基板として直径６インチのシリコン基板を用い、その上にニッケル（Ｎｉ）からなるめっき膜を、１μｍの平均厚さを目標として形成するようにした。電極板としてはニッケルを用いた。膜厚分布（％）については、めっき基板上に形成されためっき膜における１５点を測定し、以下の式（１）によって求めた。但し、Ｔｍａｘは１５点のうちの最大値であり、Ｔｍｉｎは１５点のうちの最小値であり、Ｔａｖｅは１５点の平均値である。
｛（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）／Ｔａｖｅ｝×１００ ……（１） Here, a silicon substrate having a diameter of 6 inches was used as the plating substrate, and a plating film made of nickel (Ni) was formed thereon with an average thickness of 1 μm as a target. Nickel was used as the electrode plate. About film thickness distribution (%), 15 points | pieces in the plating film formed on the plating board | substrate were measured, and it calculated | required by the following formula | equation (1). However, Tmax is the maximum value of 15 points, Tmin is the minimum value of 15 points, and Tave is an average value of 15 points.
{(Tmax−Tmin) / Tave} × 100 (1)

積算通電量（Ａ・ｈｒ）と膜厚分布（％）との関係を表１にまとめて示す。 Table 1 summarizes the relationship between the integrated energization amount (A · hr) and the film thickness distribution (%).

表１の結果から、実施例１〜３は、比較例よりもめっき処理時間の経過に対して安定した膜厚分布を維持していることがわかった。特に、実施例１では、膜厚分布の変動がほとんど生じなかった。 From the results of Table 1, it was found that Examples 1 to 3 maintained a more stable film thickness distribution with respect to the elapse of the plating treatment time than the comparative example. In particular, in Example 1, the film thickness distribution hardly changed.

以上、実施の形態および実施例（以下、実施の形態等）を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施の形態等に限定されず、種々変形可能である。例えば、第１の実施の形態では、電極板１２の内周縁１２Ｔ１の全てを絶縁壁１３によって覆い、かつ、電極板１２の外周縁１２Ｔ２の全てを基体１１の凸部１１Ｔによって取り囲むようにしたが、内周縁１２Ｔ１または外周縁１２Ｔ２の少なくとも一部と接するように絶縁部材を立設させればよい。また、第２の実施の形態では、補助電極としての電極板を、開口を中心とする同心円状に分割するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、図１３に示したように、放射状に延びる絶縁壁８Ａ〜８Ｄによって複数に分割された電極板１２Ａ〜１２Ｄを設けるようにしてもよい。また、めっき方法としては、カソードとアノードと間の電位を一定とする直流めっきに限らず、パルスめっきを採用することも可能である。なお、パルスめっきの場合、めっき成長が進行する方向とは逆方向（すなわちエッチングが進行する方向）の電位が一時的に印加されたとしても、最終的にめっき膜が形成されるようにすればよい。 The present invention has been described with reference to the embodiments and examples (hereinafter, embodiments and the like), but the present invention is not limited to these embodiments and the like and can be variously modified. For example, in the first embodiment, all of the inner peripheral edge 12T1 of the electrode plate 12 is covered with the insulating wall 13, and all of the outer peripheral edge 12T2 of the electrode plate 12 is surrounded by the convex portion 11T of the base 11. The insulating member may be erected so as to be in contact with at least a part of the inner peripheral edge 12T1 or the outer peripheral edge 12T2. In the second embodiment, the electrode plate as the auxiliary electrode is divided into concentric circles with the opening as the center. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, electrode plates 12 A to 12 D divided into a plurality of portions by radially extending insulating walls 8 A to 8 D may be provided. Further, the plating method is not limited to direct current plating in which the potential between the cathode and the anode is constant, and pulse plating can also be employed. In the case of pulse plating, even if a potential in the direction opposite to the direction in which plating growth proceeds (that is, the direction in which etching proceeds) is temporarily applied, the plating film can be finally formed. Good.

本発明の第１の実施の形態としての電極組立体を備えためっき装置の全体構成を表す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing showing the whole structure of the plating apparatus provided with the electrode assembly as the 1st Embodiment of this invention. 図１に示した電極組立体の全体構成を表す上面図および断面図である。It is the top view and sectional drawing showing the whole structure of the electrode assembly shown in FIG. 図２に示した電極組立体の要部を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the principal part of the electrode assembly shown in FIG. 図２に示した電極組立体におけるめっき処理後の様子を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the mode after the plating process in the electrode assembly shown in FIG. 図２に示した電極組立体におけるめっき処理後の様子を表す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the mode after the plating process in the electrode assembly shown in FIG. 本発明の第２の実施の形態としての電極組立体の全体構成を表す上面図である。It is a top view showing the whole electrode assembly composition as a 2nd embodiment of the present invention. 図６に示した電極組立体のVII−VII切断線に沿った矢視方向の断面構成を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the section composition of the direction of an arrow along the VII-VII cutting line of the electrode assembly shown in FIG. 図７に示した電極組立体におけるめっき処理後の様子を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the mode after the plating process in the electrode assembly shown in FIG. 本発明の第３の実施の形態としての電極組立体の断面構成を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the section composition of the electrode assembly as a 3rd embodiment of the present invention. 図９に示した電極組立体におけるめっき処理後の様子を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the mode after the plating process in the electrode assembly shown in FIG. 本発明の第４の実施の形態としての電極組立体の断面構成を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the section composition of the electrode assembly as a 4th embodiment of the present invention. 図１１に示した電極組立体におけるめっき処理後の様子を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the mode after the plating process in the electrode assembly shown in FIG. 図１に示した電極組立体の変形例を表す上面図である。FIG. 10 is a top view illustrating a modification of the electrode assembly illustrated in FIG. 1. 図１に示した電極組立体に対する比較例としての電極組立体を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the electrode assembly as a comparative example with respect to the electrode assembly shown in FIG. 図１４に示した比較例としての電極組立体におけるめっき処理後の様子を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the mode after the plating process in the electrode assembly as a comparative example shown in FIG. 図６に示した電極組立体に対する比較例としての電極組立体を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the electrode assembly as a comparative example with respect to the electrode assembly shown in FIG. 図１６に示した比較例としての電極組立体におけるめっき処理後の様子を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the mode after the plating process in the electrode assembly as a comparative example shown in FIG. 図９に示した電極組立体に対する比較例としての電極組立体を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the electrode assembly as a comparative example with respect to the electrode assembly shown in FIG. 図１８に示した比較例としての電極組立体におけるめっき処理後の様子を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the mode after the plating process in the electrode assembly as a comparative example shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１（１Ａ〜１Ｅ）…カソード電極組立体、１Ｋ…開口、１１…基体、１１Ｔ…凸部、６，１２…電極板、１２Ｓ…上面、１２Ｔ…端面（内周縁）、１３…絶縁壁、１３Ａ…上端、１４…絶縁基板、１５…緩衝基板、１６…導電基板、１７…導電層、１８…引き出し線、２…アノード電極組立体、２１…アノード、３…めっき槽、３１…めっき浴、３２…底部、３３…上部、４…被めっき物、４Ｓ…めっき膜形成対象面、４１…被めっき基板、４２…めっきシード層、５…支持体、５１…ステージ、５２…シリンダ、７…電源装置、７１，７２…リード線、Ｍ１，Ｍ１２…めっき膜、Ｎ１〜Ｎ５…ねじ、Ｐ１…パッキン。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (1A-1E) ... Cathode electrode assembly, 1K ... Opening, 11 ... Base | substrate, 11T ... Projection part, 6, 12 ... Electrode plate, 12S ... Upper surface, 12T ... End surface (inner periphery), 13 ... Insulating wall, 13A ... upper end, 14 ... insulating substrate, 15 ... buffer substrate, 16 ... conductive substrate, 17 ... conductive layer, 18 ... lead wire, 2 ... anode electrode assembly, 21 ... anode, 3 ... plating tank, 31 ... plating bath, 32 ... Bottom part, 33 ... Top part, 4 ... Substance to be plated, 4S ... Plating film forming target surface, 41 ... Substrate to be plated, 42 ... Plating seed layer, 5 ... Support, 51 ... Stage, 52 ... Cylinder, 7 ... Power supply 71, 72 ... lead wires, M1, M12 ... plating films, N1 to N5 ... screws, P1 ... packing.

Claims

鉛直方向において下から順に、主電極としての被めっき物と、前記被めっき物を覆うめっき膜の成長に寄与する補助電極とを備え、
前記被めっき物における前記補助電極との対向面は、前記めっき膜が形成される形成対象領域を含み、
前記補助電極は、水平方向に延在する部分を含む表面を有すると共に鉛直方向において前記被めっき物の形成対象領域と重なり合う位置に開口を有する金属板、ならびに、前記金属板の外縁および前記開口の端縁からそれぞれ鉛直方向へ立設し、前記金属板の表面を覆うように形成される他のめっき膜におけるめっき処理の進行に伴う表面積の拡大を防止し得る拡大防止構造としての絶縁部材、を含み、
前記補助電極における金属板の鉛直方向の高さ位置は、前記開口の端縁において最も低くなっている
ことを特徴とする電極組立体。 In order from the bottom in the vertical direction, an object to be plated as a main electrode, and an auxiliary electrode that contributes to the growth of a plating film covering the object to be plated,
The surface facing the auxiliary electrode in the object to be plated includes a formation target region where the plating film is formed,
The auxiliary electrode has a surface including a portion extending in the horizontal direction and a metal plate having an opening at a position overlapping with a formation target region of the object to be plated in the vertical direction, and an outer edge of the metal plate and the opening Insulating member as an expansion preventing structure that can prevent the surface area from expanding due to the progress of the plating process in the other plating film that is erected from the edge in the vertical direction and covers the surface of the metal plate, Including
The electrode assembly according to claim 1, wherein a height of the metal plate in the auxiliary electrode in the vertical direction is lowest at an edge of the opening .

前記補助電極における金属板は、前記開口の端縁を基点として前記開口の端縁から離れるほど厚みが増大するように前記表面が傾斜している部分を有することを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。 Metal plate in the auxiliary electrode, according to claim 1, characterized in that it has a portion where the surface to a thickness increasing distance from the edge of the opening edge of the opening as a base point is increased is inclined Electrode assembly.

前記金属板は、水平面内方向において絶縁壁によって互いに隔てられた複数の領域に分割されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極組立体。 The metal plate is the electrode assembly according to claim 1 or claim 2, characterized in that it is divided into a plurality of regions separated from one another by an insulating wall in the horizontal plane direction.

前記複数の領域は、前記開口を中心として同心円状または放射状に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電極組立体。 The electrode assembly according to claim 3 , wherein the plurality of regions are arranged concentrically or radially around the opening.

前記金属板および主電極は互いに導通しており、共通の引き出し導線に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電極組立体。 The electrode assembly according to any one of claims 1 to 4 , wherein the metal plate and the main electrode are electrically connected to each other and are connected to a common lead wire.

前記金属板および主電極は互いに絶縁されており、互いに異なる引き出し導線に各々接続されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電極組立体。 The electrode assembly according to any one of claims 1 to 4 , wherein the metal plate and the main electrode are insulated from each other and are connected to different lead wires.

少なくともめっき浴が収容されるめっき槽と、
前記めっき槽の内部に設けられ、前記めっき浴を介して互いに対向配置された一対の電極組立体と
を備え、
前記一対の電極組立体のうちのいずれか一方が、
鉛直方向において下から順に、主電極としての被めっき物と、前記被めっき物を覆うめっき膜の成長に寄与する補助電極とを備え、
前記被めっき物における前記補助電極との対向面は、前記めっき膜が形成される形成対象領域を含み、
前記補助電極は、水平方向に延在する部分を含む表面を有すると共に鉛直方向において前記被めっき物の形成対象領域と重なり合う位置に開口を有する金属板、ならびに、前記金属板の外縁および前記開口の端縁からそれぞれ鉛直方向へ立設し、前記金属板の表面を覆うように形成される他のめっき膜におけるめっき処理の進行に伴う表面積の拡大を防止し得る拡大防止構造としての絶縁部材、を含み、
前記補助電極における金属板の鉛直方向の高さ位置は、前記開口の端縁において最も低くなっている
ことを特徴とするめっき装置。 A plating tank in which at least a plating bath is accommodated;
A pair of electrode assemblies provided inside the plating tank and arranged to face each other via the plating bath,
Either one of the pair of electrode assemblies is
In order from the bottom in the vertical direction, an object to be plated as a main electrode, and an auxiliary electrode that contributes to the growth of a plating film covering the object to be plated,
The surface facing the auxiliary electrode in the object to be plated includes a formation target region where the plating film is formed,
The auxiliary electrode has a surface including a portion extending in the horizontal direction and a metal plate having an opening at a position overlapping with a formation target region of the object to be plated in the vertical direction, and an outer edge of the metal plate and the opening Insulating member as an expansion preventing structure that can prevent the surface area from expanding due to the progress of the plating process in the other plating film that is erected from the edge in the vertical direction and covers the surface of the metal plate, Including
The plating apparatus according to claim 1, wherein a vertical position of the metal plate in the auxiliary electrode is lowest at an edge of the opening .