JPS62202099A - プリント基板のメツキ装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はプリント基板のメッキ装置に係り、特に、多数
のスルーホールを有するプリント基板に適用するのに最
適なプリント基板のメッキ装置に関する。

〔発明の背景〕

電子機器等に用いられるプリント基板は、両面又は多層
にプリント基板を設けた場合、両面又は多層間の回路は
スルーホールを用いて接続されるが、このスルーホール
内のメッキは、電子回路の誤動作や不動作を防止するた
めには確実且つ十分に行なわていることが要求される。

特に、スルーホールのメツキネ良は外部から識別するこ
とが難しく、部品等を装着した後ではチェックの方法が
無いため、充分なメッキを事前に施すことは極めて重要
である。

近年、プリント基板に対する需要が広範囲になり、且つ
経済性、信願性にイ）れた高密度で高精度のプリント基
板が要求されている。例えば、高密度化に対しては、ア
スペクト比（プリント基板の厚さ／スルーホール径）が
従来の１〜２に対し、５或いは１０程度の高アスペクト
比を有する基板が要求されている。このような極めて小
径のスルーボール内部をメッキする方法としては、無電
解による化学メッキがある。かかる、化学メッキでは、
数１０μＩｎのメッキ厚を得るためには長時間を要する
ことから、最初にスルーホール内部の絶縁部に無電解メ
ッキによって約０．５μｍの厚さにし、その後に電気メ
ッキで約３５μｍの厚さにする処理が施されている。し
かし、スルーホールの径が極めて小さいため、メッキ液
の供給が不十分となり、メッキ厚が不均一になるという
問題がある。

また、電気メッキを高速化し、量産性を高めるためには
、電流密度を大きくすることによって達成されるが、メ
ッキ反応（電極反応）においては限界電流密度があるた
め、この値以上に大きくすることができない。この限界
電流密度は電解条件によって変わることから、最適電解
条件を選定し、限界電流密度を大きくしてやることによ
り、高速化を図ることができる。電気メツキ反応におけ
る限界電流密度ｉｄは、金属イオンの拡散に基づく濃度
分極によって決り、次式で表わされる。

１ｄ＝ｎＸＦＸＤＸＣ／δ 但し、 ｎ：金属イオンの荷電Ｂ　（ｅ　ｑ　ｕ　ｉ　ｖ／ｍｏ
　Ｉ）Ｆ：ファラデ一定数　（Ｃｏｕｌ／ｅｑｕｉｖ）
Ｄ：金属イオンの拡ｉ１シ係Ｂ　（ｃｕｔ／　ｓ　ｅ　
ｃ　）Ｃ：バルクの金属イオン濃度（ｍ、ｏｌ／ｃ＋ｄ
）δ：拡散層の厚さく　ｃｍ　） 前記の式より明らかなように、限界電流密度Ｉｄを大き
くするためには、Ｃを大きくするか、もしくはδを小さ
くすることによって実現できる６Ｃはメッキ液中の金属
イオンが上限に設定されているので、変えることはでき
ず、δのみを小さくすることが可能である。このδはメ
ッキ液を攪拌することによって実現できる。

この問題及び前記メ、　＝ｌ＝　ｌゾの不均一の問題を
解決するため、従来、メッキ液の攪拌にバブリング装置
がメッキ装置に用いられる。第６図は従来のメッキ装置
で、図に示すようにメッキ電解槽１０には調整した酸性
硫酸銅液（ＣｕＳＯ４７５ｇ／Ｎ、ＨｇＳＯ４を１９０
ｇ／６、その他の添加剤）等によるメッキ液１２が満さ
れ、電解槽１０の中央にプリント基板１４がメッキ液１
２に浸され、クランプ冶具１６によって係止される。又
、基板１４はクランプ治具１６を介して電源１８の陰極
に接続される。一方、糟１０内の両側面の付近にチタン
ハスケソＩ−で形成され銅ポールが挿入される陽極板２
０が設けられ、電源１８に接続される。これにより、電
流が陽極板２０からプリント基板１４に流れ、プリント
基板１４が電気メッキされる。又、この時に槽１０の底
面に設けたバブリング攪拌装置２２によってメッキ液は
攪拌される。

又、プリント基板１４は、第７図に示すように、エポキ
シ樹脂等を用いた絶縁板２４　（内部に銅７ｆｊ２６が
多層に形成されている）にスルーホール２８が形成され
、その外表面及びスルーホール２８内には化学銅メッキ
層３０が施され、更に、該メッキ層３０の表面に電気銅
メッート層３２が施される。

しかしながら、単純なエアバブリング方式による前記メ
ッキ装置による場合には、スルーホール２８内のメッキ
厚は、化学銅メッキ層３０が一定であるのに対し、電気
銅メッキ層３２は、メッキ液の移動が小さいいため、第
７図に示すようにスルーホール２８のエツジ部にメッキ
が集中し、厚みが不均一になる。又、プリント基板に垂
直あるいは斜め方向から高速水流を噴射したり、プリン
ト基板に機械的振動を加え、槽内でプリント基板を揺動
させたり、槽内で題名波振動を発生させ、プリント基板
の表面の液を振動させたりしても不具合は解消されない
。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ス
ルーホール内のメソ；）−を均一に且つ高速に行なうこ
とのできるプリント基板のメ７・キ装置を提案すること
を目ｎ勺としている。

〔発明の４既要〕 本発明は前記目的を達成する為に、メッキ槽のメッキ液
中にプリン）５板を浸して直流電圧を印加し、電気メッ
キを施すプリント基板のメッキ装置に於いて、前記メッ
キ槽内のプリント基板の下方に配置され、プリン１一基
板を境界面とする両側のメッキ’ｔ（７ｊ、を交互にガ
スでバブリング攪拌するバブリング装置を設けたことを
特徴とする。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係るプリント基板のメ
ッキ装置の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係るメッキ装置の斜視図である。第１
図に示すようにメッキ装置は長形状のメッキ槽４０から
なり、メッキ槽４０はその上部４０Δの一部か開口され
ている。メッキ槽４０内にはメッキ液１２に浸されたプ
リント基板１４が配置され、プリント基板１４はメッキ
槽４０の開口４２から挿入され、クランプ１６の下端に
吊り下げられている。クランプ１６の上端は移動コンベ
ア４４に保持され、コンヘア４４はメッキ槽４０の」こ
方長手方向に配設されるレール４６上に移動可能に保持
されている。これにより、プリント基板はクランプ１６
に吊り下げられた状態でメッキ槽４０内を長手方向に沿
って矢印の方向に移動する。

第１図及び第２図に示すようにメッキ液１２中のプリン
ト基板１４の両側には、チタンハスケソト２０．２０が
配置されバスケット２０内には図示しない銅ボールが収
納されている。バスケット２０は電源１８に接続され、
バスケット２０内の消ボールはバスケット２０と共に陽
極に荷電される。またメッキ槽４０の上面４０Ａの所定
間隔にはバスケット２０内に銅ボールを供給するだめの
補給口５２が形成される。一方、移動コンベア４４の下
方には一定間隔にカーボンブラシ５４が設けられ、カー
ボンブラシ５４は電源１８の陰極に接続される。プリン
ト基板１４のクランプ１６は移動に際してカーボンブラ
シ５４と摺接し、この摺接によってクランプ１６を介し
てプリント基板１４が電源１８の陰極に通電される。こ
のようにプリント基板１４は移動可能な状ｆフで通電さ
れ、プリント基板１４にはメッキが施される。

メッキ槽４０の底面４０Ｂの中央には仕切り板５８が取
付られ、仕切り板５８の上端には断面がコの字状のガイ
ドレール６０が設けられる。この仕切り板５８及びガイ
トレール６０は基板１４の移動方向に沿って設けられる
。プリント基板１４の端部はガ・イドレール６０のコの
字形状内に配置され、吊り下げられたプリント基板１４
が左右にｔ１？）動しないようになっている。また仕切
り板５８の両側にはエアバブリングノズル６２Ｌ、６２
Ｒが設けられ、バブリングノズル６２Ｌ、６２Ｒは仕切
り板５８及びガイドレール６０と同様にプリン１−恭板
１４の移動方向に沿って設けられている。エアハゲリン
グノズル６２Ｌ、６２Ｒは管６４Ｌ、６４Ｒを介して３
方バルブ６６に接続され、３方バブル６６はブロアー６
８に接続される。ブロアー６８からはバブリング用エア
が送られ、ブロアー６８からのエアは３方バルブ６６で
調節されて交互にノズル６２丁、又はノズル６２Ｒに送
られる。３方バルブ６６でのバブリングエアの供給切り
換えはバルブ切換１凋整装置７０によって自動的に行わ
れる。

前記の如く構成された本発明に係わるプリント基板のメ
ッキ装置によれば、プリント基板１４はクランプ１６を
介してメッキ槽４０内に吊り下げられコンベア１８によ
ってメッキ槽４０内を移動する。プリント基板１４には
電源１８の陰極が通電され、泪ボール入りのチタンハケ
ソト２０には電源１８の陽極が通電され、プリント基板
１４はその基板面のスルーホール２８内にメッキが施さ
れる。プリン１一基板１４のメッキが進むに従ってチタ
ンバケット２０内の銅ポールが消費され定期的に補給口
５２から銅ボールが補給される。

メッキ槽４０の底面４０Ｂ上のエアバブリングノズル６
２Ｌ及び６２Ｒからはバブリングエアが噴出され、バブ
リングエアはブロア６８から３方コツクロロを介して送
られる。３方バルブ６６はバルブ切換調節装置７０によ
って周期的に切換られ、ブロア６８からのバブリングエ
アをノズル６２Ｌ、６２１７に交互に周１■的に送る。

噴出されるバブリングエアは移動するプリント基板１４
の両側のメッキ液を交互に攪拌する。

第３図はプリント基板１４の左側のエアノズル６２Ｌか
らのバブリングエアを噴出させたときのプリント基板１
４の断面を示すものである。第３図に示すようにエアバ
ブリングによって攪拌される左側のノブキ液Ｉ２中の拡
ｔ’ｒ’Ｉ　Ｐ５は薄くなり、メッキ速度が犬き（なる
。このためスルーホール２８内のメソ−１一層３２は拡
散層に反比例してバブリング側で厚（、攪拌しない右側
に行くに従って薄くなる。一方、第４図はプリント基板
１４の右側をバブリングしたもので、第３図の場合と逆
に拡散層が右側で薄くなり、スルーホール２８内のメッ
キ層３２はバブリングされる右側で厚く施され、左側で
河く施される。ノズル６２Ｌ、６２Ｒのバブリングエア
はバブル６６によって周期的に交互に噴出されるので、
第５図に示すようにプリント基板１４のスルーポール２
８内の拡散槽θを相対的に平均させ、スルーホール内の
メッキ層３２か高速に且つ均一に施すことができる。

またこのように行う場合において、バルブ切換調節装置
７０のバブリングエアの切換時間を１５秒乃至６０秒の
周回で変換し、且つメッキ電流密度を１０　Ａ、　／ｄ
　ｔｎ、メッキａｙ間を１８分としてメッキを施すと、
約３５μｍ厚の均一な電気メッキ層を形成することがで
きる。これは従来の装β′に比べて約３倍以上の高速化
が図れることきなる。

以上においては、プリント基板のスルーホールにメッキ
をする場合を例に説明したが、スルーホール以外に物、
例えば、金Ｅ＋Ｓ、プラス千ツク板等に対するメッキに
も適用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るプリン１一基板のメッ
キ装置によれば、メッキ槽液中にガスを発生させてプリ
ント基板を境界面とする両側のメ・７キ液を交互にバブ
リング攪拌するバブリング装置を設けたので、プリント
基板のスルーホール内を均一な厚みのメッキを施すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるプリント基板のメッキ装置の斜
視図、第２図は本発明に係わるプリンｌ−基板のメッキ
装置の断面図、第３図、第４図及び第５図は本発明に係
わるプリント基板のメッキ装置で処理したときのプリン
ト基板の拡大断面図、第６図は従来のプリン）ｌ板のメ
ッキ装置の断面図、第７図は従来のプリント基板のメッ
キ装置で処理したときのプリント基板の拡大断面図であ
る１２・・・メッキ液、　　１４・・・プリント基板、
　　４０・・・メソ；１一槽、　　６０・・・ガイドブ
レート、６２Ｌ、６２Ｒ・・・エアバブリングノズル、
　　６６・・・３方バルブ、　６８・・・ブＬ７ア、　
７０・・・バルブ切換調節装置。 出願人　　　　日立プラント建設株式会社第２図 第３図 告 告 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メッキ槽のメッキ液中にプリント基板を浸して直
   流電圧を印加し、電気メッキを施すプリント基板のメッ
   キ装置に於いて、前記メッキ槽内のプリント基板の下方
   に配置され、プリント基板を境界面とする両側のメッキ
   液を交互にガスでバブリング攪拌するバブリング装置を
   設けたことを特徴とするプリント基板のメッキ装置。
2. （２）前記バブリング装置のガス発生ノズルはプリント
   基板を境界面として両側に設けられ、両側のノズルから
   交互に周期的にガスを発生させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のプリント基板のメッキ装置。