电镀装置的制作方法

专利名称：电镀装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于ー种表面具有导电性的基材粒子的电镀装置。
背景技术：
作为对表面具有导电性的基材粒子实施电镀的技术的一例，有一种在以Cu为主体的芯球的表面电镀焊锡而形成焊锡被覆Cu芯球(core ball)(以下简记作Cu芯球)的技木。再者，为了明确先前技术的问题，以Cu芯球为例说明了电镀技木，但本发明并不限定于Cu芯球。在近年来的借由多间距(pitch)化、狭间距化而在高密度封装方面有所进展的球栅数组(Ball Grid Array, BGA)或芯片尺寸封装(Chip Scale Package, CSP)等半导体封装中，作为输出入端子用凸块，应用有小径的Cu芯球。Cu芯球由于其芯球在回流焊时不会熔融，因此可在半导体元件与基板之间维持固定的距离，可确保对因半导体元件的起动、停止所产生的热循环(cycle)负载等的连接可靠性。作为Cu芯球制造技术，众所周知有一种筒式(barrel)电镀法在具有电镀液可流通的多个开ロ的筒内收纳芯球，借由使筒配置于电镀浴中自转而被覆焊锡。然而，尤其当制造直径为IOOym以下的小径的Cu芯球吋，由与筒的自转相伴的芯球的转动所引起的芯球的搅拌不够充分。其结果，芯球彼此经由电镀层而连结并凝聚，或者电镀层的表面粗面化，从而产生电镀层的厚度局部地变得不均匀，而导致良率下降的问题。消除该筒式电镀法的问题的技术的一例在专利文献I中有所记载。专利文献I中掲示有ー种小型的旋转电镀装置为了以短时间获得充分且均匀的电镀层，“将接触环(contact ring)与多孔环(porous ring) 一体结合而形成单元(cell),上述接触环将被电镀物在旋转过程中按压于上端开放的下开ロ碗形的树脂圆罩(doom)的外周部下表面与树脂底板的外周部上表面之间，上述多孔环使处理液流通飞散，将与不可相对旋转地支持上述单元并与接触环通电的导电转盘(rotary plate)的中央部下表面垂直的导电驱动轴(shaft)的上端予以固定,将接触电刷(contact brush)按压至上述轴并连接于负(minus)极,在上述圆罩内配置阳极篮(anode basket),并设置覆盖单兀的罩(cover)”。并且记载有根据该构成的旋转电镀装置，收纳于单元内的被电镀物在因单元的旋转而产生的离心カ的作用下会被強制按压至接触环，借由反复单元的旋转与停止或减速而得到均匀混合，被电镀物的表面上的电镀液的更新也变得活跃，从而可形成均匀的厚度的电镀层。然而，专利文献I的旋转电镀装置在エ业生产效率方面存在问题。亦即，该旋转电镀装置为了搅拌被电镀物而使电镀液充分在其表面流通，需要反复进行単元的旋转、停止或减速。并且，对被电镀物的实际的电镀处理仅在单元旋转而被电镀物在离心カ的作用下与接触环接触的期间进行，而在停止或減速的期间并不进行，因此与电镀处理时间相比，整体的制造时间较长。进而，在电镀处理中，由于球的搅拌カ不产生作用，因此，尤其在半导体封装中所用的直径为100 μ m以下的小径的Cu芯球的情况下，芯球在単元内的凝聚变得显著，电镀处理后的Cu芯球的表面的平滑性也发生劣化。为了消除该凝聚，虽也存在频繁地反复进行単元的旋转、停止或減速的方法，但会导致电镀效率进ー步下降的问题。而且，消除筒式电镀法的问题的技术的另一例在专利文献2中有所记载。在专利文献2中记载有一种电镀装置其目的在于防止尤其具备易弯曲性质的エ件(work)在电镀时的变形等，该电镀装置的特征在干，“具有作为上表面开ロ的电镀槽以及闭塞该电镀槽的上表面开ロ的装卸盖，在上述电镀槽的底面具备阴扱，在装卸盖的背面具备阳扱，并且在沿着上述电镀槽的底面的周壁上，具备朝向该周壁的内面方向的电镀液的喷射喷嘴(nozzle)”。并且，在专利文献2中记载有借由采用该构成，被投入电镀槽内的エ件与自喷射喷嘴喷射出的电镀液一同在电镀槽内转动，随着该旋转而被实施电镀处理，因此不存在会造成弯曲或变形的碰撞等，可使所有エ件在保持原形的状态下结束电镀加工处理。然而，该专利文献2的电镀装置于在基 材粒子上形成均匀的厚度的电镀层这一点上不够充分。亦即，当利用专利文献2的电镀装置来对基材粒子进行电镀时，基材粒子一方面受到在电镀槽内回旋的电镀液而搅拌，一方面作回旋运动，但由于粒子乘着液流而移动，因此配置于底面的电极与粒子相接触的概率较小，该概率对于每个粒子也不均匀。其結果，有可能产生对于各种基材粒子而电镀层的厚度不同的问题。进而，在下述专利文献3中，作为在粒径为O. I μ m 10 μ m的范围的金属、无机物质等的微粉末的表面，利用电镀法来均匀且高收率地被覆金属的装置，掲示有ー种“微粉末的电镀装置，其包括收容电镀液且使轴成纵向的筒状容器、在该容器的底部使电导表面横向配设的阴极板、靠近该电镀液的液面而配设的阳极、对该阴极板与阳极之间赋予规定电位的电源装置、在该阴极板与阳极之间的液中具备吸入用开ロ的吸入管、在该阴极板与阳极之间的液中具备喷出用开ロ的喷出管、自该吸入管通向喷出管的流体的循环路径以及介装于该循环路径中的流体循环用泵(pump)，将该喷出管的喷出用开ロ朝向阴极板的电导表面的方向而朝下设置，并且将上述吸入管的吸入用开ロ设置于较阳极下端更下方，使作为被电镀品的粒径O. I μ m至10. O μ m范围的导电性微粉末与电镀液一同在上述循环路径内循环，同时连续碰撞至该阴极板”。并且记载有根据该电镀装置，使电镀液中強制形成在电镀液中微粉末具备规定的悬浊浓度而悬浊且具备规定的方向及速度的微粉末悬浊液，使微粉末悬浊流实质上不与阳极接触，而仅以规定的速度成分循环碰撞至阴极板，因此可均匀且高收率地对每一粒微粉末的表面进行电镀。然而，根据该专利文献3的电镀装置，由于微粉末仅乘着微粉末悬浊流而流动，因此与阴极板接触的概率在微粉末间并不均匀，由于与专利文献2的电镀装置同样的理由，在在各个基材粒子上形成均匀的厚度的电镀层这一点上不够充分。[先行技术文献][专利文献][专利文献I]日本专利特开平8-239799号公报[专利文献2]日本专利实开平7-6267号公报[专利文献3]日本专利特开平1-272792号公报

发明内容
本发明是有鉴于上述先前技术的问题而完成的发明，其目的在于提供一种可在表面具有导电性的基材粒子上有效率地形成均匀的厚度的电镀层的电镀装置。
解决上述问题的本发明的电镀装置是表面具有导电性的基材粒子的电镀装置，其包括电镀槽，具有电镀室，该电镀室具备上述基材粒子可接触并转绕的底面以及沿着该底面的周缘而立设的周壁面，且可收纳包含上述基材粒子的粒子群及电镀液；电镀液供给管，具有自上述电镀室的底面向上方开ロ的供给ロ，且以沿着上述电镀室的周壁面而回旋的方式自上述供给口供给电镀液；电镀液排出管，具有向上述电镀室开ロ的排出ロ ；阴极，与配置于上述电镀室的底面的上述基材粒子接触；阳极，配置在浸溃于上述电镀室内所收纳的电镀液中的位置；以及电源，连接于上述阴极及阳极。该电镀装置起到如下所述的作用。亦即，自电镀液供给管的供给ロ所供给的电镀液沿着电镀室的周壁面而回旋并且朝向其底面侧流下。并且，当电镀室被电镀液充满吋，通过向电镀室开ロ的排出ロ而自电镀液排出管予以排出，并自电镀液供给管供给新的电镀液，借此，电镀室始終被新鮮的电镀液所充满。 到达电镀室底面的回旋流动的电镀液使电镀室内收纳的粒子群接触电镀室的底面并且回旋运动。在该底面接触阴极的基材粒子在配置于浸溃在电镀液中的位置处的阳极之间得到电镀处理，从而在基材粒子的表面形成电镀层。此处，借由回旋流动的电镀液，粒子群不会分散而彼此混合，并且接触底面而转动并在底面上作回旋运动。因而，基材粒子的凝聚得到抑制，并且基材粒子的表面的各部位接触电镀液的机会变得均等，其结果，可形成均匀的厚度的电镀层。再者，一旦开始回旋运动的粒子不会浮游，而是反复与底面间歇性地接触，并且持续回旋运动。进而，借由电镀液的回旋流，使基材粒子接触电镀室的底面并且转动，因此基材粒子与其它基材粒子接触的概率提高，因而，可高频率地与接触阴极的基材粒子电性连接，而进行接近连续电镀的处理，从而可有效率地在基材粒子上形成电镀层，进而，借由基材粒子彼此的接触，所形成的电镀层得到平滑化，从而可形成表面极为平滑且均匀的厚度的电镀层。[发明的效果]如上述说明所示，根据本发明的电镀装置，可达成本发明的目的，S卩解决先前技术的问题，提供一种可有效率地在表面具有导电性的基材粒子上形成表面平滑且均匀的厚度的电镀层的电镀装置。再者，以下，对上述电镀装置的较佳形态及其效果进行详细说明。


[图I]是表示本发明的第I实施形态的电镀装置的概略构成的图。[图2]是图I的电镀装置及其较佳形态的电镀装置的平面图。[图3]是图I的电镀装置的另ー较佳形态的电镀装置的局部放大图。[图4]是图I的电镀装置的另ー较佳形态的电镀装置的局部放大图。[图5]是图I的电镀装置的另ー较佳形态的电镀装置的正面图。[图6]是图I的电镀装置的另ー较佳形态的电镀装置的放大正面图。[图7]是本发明的第2实施形态的电镀装置的立体图。[图8]是表示第2实施形态的电镀装置的另一例的概略构成的图。[图9]是本发明的第3实施形态的电镀装置的立体图。[图10]是本发明的第4实施形态的电镀装置的立体图。
[图11]是说明图10的电镀装置的动作的图。[图12]是表示第4实施形态的电镀装置的另一例的概略构成的图。[图13]是表示本发明的第5实施形态的电镀装置的概略构成的图。[图14]是说明芯球的电镀中的行为的图。[图15]是表示本发明的第6实施形态的电镀装置的概略构成的图。[图16]是表示本发明的第6实施形态的电镀装置的另一例的概略构成的图。[图17]是说明图I的电镀装置的实例的图。[图18]是说明图I的电镀装置的实例的另ー图。
具体实施例方式以下，根据该第I 第6实施形态，參阅图式来说明本发明的电镀装置。下述的实施形态中，以在将基材粒子即Cu作为主体的球形的芯球的表面被覆以Sn为主体的电镀层的电镀装置为例进行了说明，但本发明并不限定于此，例如可适用于如下情况，即在已利用无电电镀而在表面形成有镍等具有导电性的金属层的树脂或陶瓷(ceramics)粒子及其它在表面具有导电性的基材粒子的表面，利用电镀法来形成金属被覆层的情況。而且，不仅可适用于如芯球般为球状的基材粒子，也可适用于例如具有长轴及短轴的针状的基材粒子或无形状特征的不定形的基材粒子。进而，下述说明的电镀装置的各构成要素可単独或适当组合而使用。[第I实施形态]如表示第I形态的电镀装置的概略构成的正面图即图I以及拆除图I的密闭盖IL后的状态的平面图即图2(a)所示，电镀装置I具备本体部la、经由电镀液供给管Ie及电镀液排出管Ic而连接于本体部Ia的电镀液循环机构lb、以及直流电源电路Ih来作为基本构成，作为更为理想的构成，电镀装置I具备芯球供给机构lg、振动机构Ii及磁力产生机构Is0在本体部Ia中，符号Ij是形成有电镀室Im的电镀槽，该电镀室Im具有圆形状的底面Ip以及朝向该底面Ip而缩径的圆锥台形状的周壁面lq。由对电镀液具有耐蚀性的非导电性绝缘物即树脂等构成的电镀槽Ij具有上部开ロ的碗型的容器Ik;以及以闭塞上部开ロ的方式而紧贴于容器Ik的上表面的密闭盖1し由该容器Ik及密闭盖IL所形成的空间构成电镀室lm，包含多个芯球91的球群(粒子群)9及规定量的电镀液L被收纳于电镀室Im中。电镀液供给管Ie的一端以其轴心沿着电镀室Im的周壁面Iq的切线方向，且电镀液供给ロ If在电镀室Im的上部开ロ的方式而水平地连接于电镀槽lj，其另一端则连接于电镀液循环机构lb。电镀液排出管Ic的一端以电镀液排出ロ Id在密闭盖IL的中央部与电镀室Im的轴芯成同轴地向电镀室Im开ロ的方式而连接于电镀槽I j，而其另一端连接于电镀液循环机构lb。电镀液循环机构Ib由未图示的电镀液贮藏槽(tank)、电镀液循环用泵、电镀液浄化用过滤器(filter)及流量控制阀等构成，自电镀液循环机构Ib送出的电镀液L在电镀液供给管Ie内流通，自电镀液供给ロ If被供给至电镀室lm，并如图I、图2 (a)中虚线a所示，沿着电镀室Im的周壁面Iq而回旋流下。而且，可调整电镀液循环机构Ib的电镀液循环用泵或流量控制阀，以使供给至电镀室Im的电镀液L的流速或流量随时间发、生变化。再者，电镀液循环机构Ib也可设置成，不仅通过电镀液供给管Ie来供给电镀液L，而且可通过电镀液排出管Ic自电镀室Im抽吸电镀液し进而，也可设置多根上述电镀液供给管le。此时，既可将电镀液供给管配置成，在电镀室Im的周壁面Iq的同一圆周上，多个电镀液供给ロ If例如以固定的角度间距而开ロ，也可如图4(c)所示的电镀装置22般而将电镀液供给管22e配置成，多个电镀液供给ロ 22f沿着回旋流下的电镀液L的螺旋状的流动a而开ロ。借由以上的构成，电镀液L如图I所示，一方面沿着向下方倾斜的周壁面Iq而回旋流动，一方面呈螺旋状流下，并到达电镀室Im的底面lp，随后，如图中虚线b所示般成为上升流，并通过电镀液排出ロ Id自电镀液排出管Ic排出而 返回电镀液循环机构lb。再者，芯球91也可开闭密闭盖IL而随时供给至电镀室lm，但也可如图I所示，在由电镀液供给管Ie构成的供给系统中，设置截出规定数量的芯球91的供给机构lg，通过电镀液供给管Ie的管路而将芯球91与电镀液L 一同供给至电镀室lm。该供给机构Ig的具体构成将在第4形态的电镀装置中作详细说明。符号In是配置在容器Ik的底部的圆板状的阴极，阴极In的上表面设置成电镀室Im的底面lp。连接于直流电源电路Ih的负极的阴极In例如由不锈钢(stainless steel)、钛、电镀有钼的钛等所形成。球群9借由在电镀室Im内回旋流动的电镀液L，而如图中符号C所示般，自外周端沿着半径方向而在规定的范围中一方面与底面Ip接触一方面回旋运动，借此，芯球91在底面Ip之上，一边被搅拌ー边转动。此处，既可如图3(a)所示，将阴极3n配置成露出于电镀室Im的底面3p的一部分，也可如该图3(b)所示，将阴极3m配置成与配置于底面3p上的芯球91相接触。然而，当如此般将阴极3n、3m配置成仅与多个芯球91中的极少部分接触时，不与阴极3n、3m接触的芯球91会经由与阴极3n、3m接触的芯球91而通电，因此，有可能会因芯球91彼此的接触电阻而导致处于远离阴极3n的位置处的芯球91的电位下降，该芯球91中的电流密度变低，从而电镀效率下降。因此，较佳为，平面观察时，阴极与球群9具有充分的接触面积，较为理想的是，如本实施形态般形成为圆板形状。此时，也可设置成使容器Ik本身由阴极材料所形成，并对容器Ik的侧面实施具有耐蚀性及绝缘性的树脂被覆，从而使容器Ik的底面作为阴极In而发挥作用。另ー方面，如图I及图2(a)所示，当电镀室Im的底面Ip全部由阴极In构成时，电镀层的形成速度有可能会下降。亦即，球群9利用回旋流动的电镀液L而在底面Ip (阴极In的上表面)的外周缘部的规定区域C作回旋运动，因此在不存在球群9的阴极In的上表面的中央部也会无端地析出电镀。因此，较佳为，如在图2(b)及沿着其中心线的剖面图即图2(c)中以符号2n所示，阴极与球群9作回旋运动的区域对应地呈圆环状设置于底面2p的外周缘，且底面2p的中央部2z由电性绝缘材料构成。再者，在图2(b)、图2(c)的情况下，中央部2z是与容器Ik 一体地构成，但例如也可使中央部2z由绝缘性陶瓷等而异体地形成，并装入容器Ik中。进而，如图2(c)所示，阴极2n也可在容器Ik的基端部不仅具备其表面以形成与底面2p为同一平面的方式而露出的第I阴极2y,还具备其表面以形成与周壁面Iq为同一内周面的方式而露出的第2阴极2x。该阴极2x与2y如图所示，可作为以横剖面呈“<”字状的方式而在各自的一端相结合的阴极2n而装入容器Ik中。借由设置该第2阴极2x，能够使随电镀液流动而在底面2p的周缘部呈旋回运动的球群9也可接触到第2阴极2x，所以球群9可接触的阴极2η的面积得到増加，可在維持高电镀效率的状态下，在芯球91上形成均匀的电镀层。此外，借由与后述的第6实施形态的电镀装置的阳极构造的组合，可降低阳极与阴极之间的电阻，可形成空隙(void)等缺陷減少的良质电镀层。再者，为了防止阴极2n的表面上的电镀的析出以提高电镀效率，较为理想的是如图2(c)所示，阴极2n被包含于球群9作回旋流动的范围C之中。而且，图2 (b)所示的阴极2n是形成为在圆周方向上连续的圆环形状，但即便一部分存在不连续部分，只要实质上形成为圆环状即可。进而，为了借由促进芯球91的转动而使芯球91的表面上形成的电镀层的外周面彼此摩擦，以提高该外表面的平滑性，可将电镀室Im的底面Ip(亦即阴极In的上表面)设定固定的粗面。另ー方面，就防止因与电镀室Im的底面Ip摩擦而产生的芯球91表面或电镀层表面的损伤的观点而言，该底面Ip也可设为平滑的面。而且，如图3(c)所示，为了使芯球91在电镀室Im的底面Ip之上的回旋运动得到稳定化，较为理想的是在底面Ip上形成圆环状的导引沟4y，该导引沟4y是沿着电镀液L的回旋方向而形成，以导引芯球91。 在图I中，符号Io是在电镀室Im的上部与阴极In相对而配置的包含锡的阳极。阳极Io以位于浸溃在充满电镀室Im的电镀液L中的位置的方式，而经由不锈钢、钛、经钼电镀的钛等的支持构件Ir而固定于密闭盖1L，并连接于直流电源电路Ih的正扱。此处，以下对阳极的较佳形态进行说明。当对多个芯球91进行电镀时，所有芯球91的表面积之和会变得非常大。为了使固定的电流流经该多个芯球91与阳极之间，并确保规定的电流密度(即，将电流值除以芯球91的表面积之和所得的值)，借此在芯球91上均匀且有效率地形成电镀层，较佳为，将阳极Io的下表面与阴极In的上表面以相对的方式而配置，并以包含在阴极In上作回旋运动的球群9的范围C的方式而呈圆环形状形成阳极Ιο。进而，如本体部Ia的上部右侧部分的正剖视即图4(a)所示，借由在与阴极相対的阳极14ο的底面上设置凹凸，可在阳极14ο上形成与芯球91的表面积相应的面积。而且，当欲进ー步増加阳极的表面积时，也可如图4(b)般构成阳极部15ο。该阳极部15ο具有连接于直流电源电路的正极且由多个导电性粒子15y所构成的阳极、以及经由支持构件而固定于密闭盖IL并收纳多个导电性粒子15y的大致圆环形状的导电性粒子收纳容器15x。较佳为，由树脂等非导电性材料所构成的呈网(mesh)状的导电性粒子收纳容器15x具有多个导电性粒子15y无法通过而电镀液可流通的开ロ，且底面与未图标的阴极相対，并以不会妨碍所供给的电镀液的流动的方式而配置于较电镀液供给ロ If更上方。再者，导电性粒子收纳容器15x也可由不锈钢、钛、经钼电镀的钛等的导电性材料所构成。导电性粒子收纳容器15x中收纳的导电性粒子15y可根据欲对芯球电镀的材料而适当选择，例如当对芯球电镀锡时，选择由锡构成的粒子。根据该形态的阳极部150，由于借由多个导电性粒子15y来构成阳极，因此与上述平板状的阳极的情况相比，可形成紧凑(compact)但具有大的表面积的阳极，进而，借由调整各个导电性粒子15y的大小或收纳的个数，可自如地调整阳极的表面积。在图I中，符号Ii是配置于容器Ik的底面侧的振动机构。作为本发明的电镀装置的较佳形态，所装入的振动机构Ii具体而言是以规定的频率来对容器Ik施加振动的振动机构，借由该振动，预防芯球91彼此的附着或芯球91与底面Ip的附着，并且将已附着的芯球91予以分离，以防止芯球91的凝聚。符号Is是配置于电镀槽Ij的下方的磁力产生机构。磁力产生机构Is是在芯球91具有磁性的情况下或被覆于芯球91的电镀层例如为Ni或Fe等而具有磁性的情况下有效的构成要素，利用磁力来使芯球91或形成有电镀层的芯球91吸引至下方，以接触电镀室Im的底面Ip(阴极In的上表面)并作回旋运动。再者，磁力产生机构Is也可设置于电镀槽Ij的下方外周。进而，为了将球群9停留在回旋区域C之中而防止芯球91分散，磁力产生机构Is较佳为由与该回旋范围C对应大小的大致圆环形状的永久磁铁等构成。对上述电镀装置I的动作进行说明。首先是准备步骤。在准备步骤中，打开密闭盖1L，将规定数量的芯球91载置于电镀室Im的底面Ip (阴极In的上表面)，将电镀液L贮藏于电镀液循环机构Ib的电镀液贮藏槽内。再者，作为芯球91，也可使用经酸洗处理而使表面得到洁净化的芯球，还可使用视需要而在表面形成有镍电镀层作为基底层的芯球。而且，用于进行焊锡电镀的电镀液例如可在具有Sn-Ag-Cu系的液组成的大和化成制的商品名“DAIN TINSIL SBB 2”或罗门哈斯(Rohm and Haas)制的商品名“S0LDER0N BP SAC5000”等中添加添加剤，并适当调整为例如硼氟化浴等众所周知的电镀浴来使用。构成球群9的粒子并不限定于芯球91，例如也可适量添加以焊锡或钢为主体的导电性饧球(du_y ball)、以树脂或陶瓷等为主体的非导电性饧球，以作为例如用于促进球群9的搅拌的搅拌促进 物。关闭密闭盖IL而使电镀室Im成为密闭空间之后，使电镀装置I动作。电镀装置I使电镀液循环机构Ib动作，以通过电镀液供给管Ie而以规定的流量向电镀室Im供给电镀液し当电镀室Im被电镀液L充满吋，电镀液L成为沿着电镀室Im的周壁面Iq而回旋，并且沿着周壁面Iq的倾斜而朝向底面Ip呈螺旋状流下的回旋流a。再者，在电镀液L的供给的初期阶段，由于电镀液L的流动并不稳定，因此芯球91有时会乘着不稳定的电镀液L的流动而流出至电镀室Im之外。为了防止该芯球91的流出，较佳为可在准备步骤中，使电镀室Im预先充满电镀液L,随后再向电镀室Im供给电镀液し而且,较佳为,在电镀液L的供给的初期阶段，可减小电镀液L的流量，并逐渐増加至规定的流量。沿着呈朝向下方缩径的圆锥台形状的电镀室Im的周壁面Iq而在电镀室Im内回旋流下的电镀液L随着接近底面Ip而回旋速度増加，并到达底面lp。到达底面Ip的电镀液L的回旋流a使接触底面Ip的球群9按压于该底面Ip并作回旋运动。此处，球群9中所含的芯球91接触至底面lp，亦即接触至与直流电源电路Ih的负极连接的阴极In的上表面，因此在阳极Io之间得到电镀处理，从而在芯球91的表面形成电镀层。并且，到达电镀室Im的底面Ip的电镀液L在底面Ip的中央部成为上升流b，通过电镀液排出ロ Id而自电镀液排出管Ic排出并返回电镀液循环机构Ib，因此始终有新鲜的电镀液L被供给至电镀室lm，从而可使电镀室Im中的电镀液L的状态始终固定，其结果，可在芯球91的表面形成均匀的厚度的电镀层。再者，较为理想的是，在电镀室Im由电镀液L充满之后，通过电镀液排出管Ic来抽吸电镀液L，其原因在于，如此可使电镀液L的回旋流得到进ー步整流化，从而使得芯球91的回旋运动稳定。接触电镀室Im的底面Ip并作回旋运动的芯球91在底面Ip上转动，且芯球91以彼此摩擦的方式而碰撞，因此芯球91彼此难以附着，从而防止芯球91的凝聚，且借由转动而使芯球91的表面接触底面Ip的机会变得均等，因此可形成均匀的厚度的电镀层。此处可推定在电镀处理的过程中，电镀层在直接地或经由其它芯球91而间接地接触阴极In时逐渐形成于芯球91的表面。因此，在电镀处理的初期阶段，成为仅在表面的一部分上形成有电镀层的状态。若芯球91的转动不够充分，则有时会如图14(a)所示般形成突起的电镀层m被覆于芯球91上的糖果状的Cu芯球。可料想的是，该电镀层的突起的部分是以初期形成于芯球91的表面的一部分上的电镀层为起点而选择性地形成电镀层的結果。然而，借由使芯球91充分转动，使芯球91以彼此摩擦的方式而碰撞，可如图14(b)所示般产生电镀层表面的平滑化效果，即，利用转动的其它芯球91b来对芯球91a的表面的一部分上所形成的电镀层ml进行摩擦而使其铺开，以防止在表面的一部分上选择性地形成电镀层，从而可形成表面极为平滑且电镀层内部空隙(void)较少的均匀厚度的电镀层。此种具有电镀层且球度极高的Cu芯球在用作覆晶芯片(flip chip)用连接构件时尤其适合。再者，当使用图I所示的芯球供给机构Ig来将芯球91供给至电镀室Im吋，芯球
91借由回旋流动的电镀液L而进行回旋运动，在离心カ的作用下被按压于周壁面Iq井下降，并下降至电镀室Im的底面lp，因此可持续稳定的回旋运动。在上述状态下，以规定时间对芯球91进行电镀处理，形成具有规定厚度的焊锡电镀层的Cu芯球。就防止芯球91凝聚的观点而言，有利的是适当调整电镀液循环机构Ib的 电镀液循环用泵或流量调整阀，使在电镀处理中所供给的电镀液L的流量或流速随时间发生变化，或者经由容器Ik而利用振动机构Ii来对球群91施加振动。參阅图5及图6，对上述电镀装置I的更佳形态的电镀装置进行说明。再者，在图5及图6中，对于与上述电镀装置I相同的构成要素标注相同符号，并省略详细说明。图5所示的电镀装置5呈如下状态以成为贯穿密闭盖IL的中央部而突出至电镀室Im之中的状态的方式配置电镀液排出管5c，使电镀液排出ロ 5d在轴芯方向上位于电镀室Im的中间部，具体而言，使电镀液排出ロ 5d位于较电镀液供给ロ If更下方，进而，使电镀液排出管5c可如箭头d所示般沿着轴心方向而移动。如图5所示，当在电镀液排出管5c的外周面配置阳极5o时,较为理想的是配置成不会自电镀液排出管5c的外周面而突出。根据该电镀装置5，电镀液排出ロ 5d接近电镀室Im的底面lp，因此电镀液L的上升流b会在底面Ip的附近被排出，上升流b对回旋流a造成的影响得到抑制，可使芯球91在底面Ip上的回旋运动稳定。进而，在电镀液L的供给的初期阶段，缩短电镀液排出管5c自密闭盖IL的突出长度，直至电镀室Im的回旋流a稳定为止，在回旋流稳定后，使电镀液排出管5c向下方移动而加长自密闭盖IL的突出长度并定位至规定位置,借此，自向电镀室Im导入电镀液L的电镀处理前的阶段直至电镀处理完成为止，可防止芯球91流出至电镀室Im之外。再者，在如后述的第2 第4形态的电镀装置般，具备对在电镀室内作回旋流动的电镀液进行整流化的构成或向电镀室供给芯球的构成的电镀装置的情况下，电镀液排出管5c也可不沿上下方向移动，而如图所示般以在底面Ip的上方附近配置电镀液排出ロ 5d的方式而固定于密闭盖Iし图6(a)所示的电镀装置为如下形态在电镀室Im内呈圆锥形状形成有底面6p (阴极6n的上表面)，以使得在半径方向上中心部相对于周缘部而较高。根据该形态的电镀装置，球群9在底面6p的高度较低的周缘部稳定地进行回旋运动，借此可提高底面6p上的球的浓度。再者，如该图6(b)所示，在电镀室Im内形成具有圆柱状突起7y的底面7p (阴极7n的上表面)，以使得在半径方向上中央部相对于周缘部而较高，也可发挥同样的作用效果，但此时较为理想的是，以不会妨碍电镀液L的流动的方式而在突起7y的上部周缘形成锥(taper)面。
[第2实施形态]以下，根据图7及图8，对第2形态的电镀装置进行说明。再者，在图7及图8中，对于与上述第I形态的电镀装置I及其较佳形态的电镀装置5等相同的构成要素标注相同符号，并省略详细说明(以下对于第3 第6形态的电镀装置也相同)。如图7(a)所示，第2形态的电镀装置8与第I形态的电镀装置I的不同之处在于在与第I形态同样地形成的电镀室Im中具有导引机构8v。图7(a)的导引机构8v设置成将通过电镀液供给ロ If而供给的电镀液L朝向电镀室Im的底面Ip予以导引。亦即，导引机构8v是由形成有螺旋的非导电性材料构成的导引板8w，该螺旋是在顺着沿电镀室Im的周壁面Iq而回旋并朝向底面Ip流下的电镀液L的流线a的方向上延伸。上部8x配置于电镀液供给ロ If的下方且下部8y与电镀室Im的底面Ip隔开规定的间隙而配置的导引板8w，在中央卷绕纵向贯穿密闭盖IL的电镀液排出管5c且其外周面密接于周壁面lq。再者，为了使电镀液L顺畅地自电镀室Im排出，导引机构 Sx的下端较佳为位于电镀液排出ロ更上方。根据该导引板8w，自电镀液供给ロ If所供给的电镀液L在借由导引板8w、电镀液排出管5c的外周面及电镀室Im的周壁面Iq而划分的螺旋状的流通通路8z之中，如虚线a所示般自上方朝向下方而流动，并被导引至电镀室Im的底面Ip。此处，导引板Sw沿着自电镀液供给ロ If所供给并回旋流下的电镀液L的流线a而形成螺旋状，且流通通路8z形成为一条被密闭的通路，因此，不会因自电镀液供给ロ If所供给的电镀液L或流动的电镀液L的相互干涉而使回旋流下的电镀液L产生紊流，而经整流化的电镀液L将到达底面Ip。进而，如图中以符号b2所示，即使由于自电镀液排出管5c排出而作为上升流朝向电镀液排出ロ的电镀液L的流动b的一部分存在于电镀液排出管5c之外吋，其流动也会被导引板8w的下部8y所阻挡，因此不会扰乱回旋流下的电镀液L的流动a。其结果，球群在底面Ip上的回旋运动稳定，从而可形成具有均匀的电镀层的Cu芯球。再者，也可如电镀装置8的变形例即图7(b)所示的电镀装置16般，借由电镀液L在周壁面Iq上回旋的形态，导引板16w在半径方向，以在电镀液排出管5c的外周面之间形成固定的间隙16z的方式而构成，并配置于电镀室Im内。然而，为了把电镀液L的回旋流a平顺地引导至底面Ip的导引板16w的功能发挥，期望的是，以回旋流a不会从间隙16z漏出的方式，不随意使间隙16z的宽度变大，且流通电镀液L的通路要构成尽可能的密闭。图8所示的电镀装置10是第2形态的电镀装置的另一例，作为导引机构10v，具有导引体10w。具有底面IOz且由大致圆锥台形状的非导电性材料构成的导引体IOw具有沿着朝向底面Ip缩径的大致圆锥形状的电镀室Im的周壁面Iq的外周面10x。上部接合于密闭盖IL的导引体IOw在中央部具有固定于密闭盖IL且纵向延伸的电镀液排出管5c，且外周面IOx包围着该电镀液排出管5c。并且，导引体IOw在水平方向上，以其外周面IOx隔着固定尺寸g的间隙IOy而与电镀室Im的周壁面Iq相对的方式配置于电镀室Im之中。而且，在纵向上，由于设置球群9可在电镀室Im的底面Ip上进行回旋运动的区域，因此，导引体IOw的底面IOz以相对于电镀室Im的底面Ip而具有规定间隙的方式而配置。再者，本形态的电镀装置10中，以锡为主体而构成的阳极IOo被设于导引体IOw的底面IOz上。借由将作为上述导引机构的导引体IOw配置于电镀室Im的中央部，可发挥与上述导引板8w同样的作用。亦即，自电镀液供给ロ If所供给的电镀液L在由导引体IOw的外周面IOx与电镀室Im的周壁面Iq所形成的间隙IOy内，如虚线a所示般自上方朝向下方而回旋流下，并被导引至电镀室Im的底面lp。回旋流下的电镀液L由于是在由导引体IOw的外周面IOx与电镀室Im的周壁面Iq所围成的相对较窄的间隙IOy之中流动，因此不会因自电镀液供给ロ If所供给的电镀液L或流动的电镀液L的相互干涉而使回旋流下的电镀液L产生紊流，而经整流化的电镀液L将到达底面lp。进而，如图示b2所示，即使由于自电镀液排出管5c排出而作为上升流朝向电镀液排出ロ 5d的电镀液L的流动b的一部分存在于电镀液排出管5c之外时，其流动也会被导引体IOw的底面IOz所阻挡，因此不会扰乱回旋流下的电镀液L的流动a。其结果，球群在底面Ip上的回旋运动稳定，从而可形成具有均匀的电镀层的Cu芯球。再者，也可将上述导引板8w装入上述导引体IOw与周壁面Iq的间隙IOy内。而且，可将參阅图4(b)所说明的阳极部装入具有上述导引体的电镀装置内。亦即，如图8(b)的电镀装置21所示，由网状的非导电性材料所构成的导引体21w兼作阳极部的导电性粒子收纳容器，在其内部收纳构成阳极的多个导电性粒子21ο，且具有多个导电性粒子21ο无法通过而电镀液可稍许流通的微小开ロ。再者，导引体21w上所设的开ロ小于 导电性粒子21ο的大小而极小，因而电镀液贯流时的阻力较大，因此电镀液的上升流将在保持流速的状态下通过导引体21w，而不会扰乱电镀液的回旋流。[第3实施形态]以下，根据图9说明第3形态的电镀装置及其变形例。第3形态的电镀装置与第I形态的电镀装置I的不同之处在于，在与第I形态同样地形成的电镀室Im中具有整流机构。以下，对整流机构的各种形态进行说明。图9 (a)的整流机构17v是由非导电性材料构成的板状构件17w，该板状构件17w将自电镀液供给ロ If所供给并沿着电镀室Im的周壁面Iq而回旋并流下的电镀液L的流动整理成固定的方向而进行整流。形成有在顺着沿电镀室Im的周壁面Iq而回旋流下的电镀液L的流线的方向上延伸的螺旋的板状构件17w，其上部17x配置于电镀液供给ロ If的下方，且下部17y与电镀室Im的底面Ip隔开规定的间隙而以外周面密接于周壁面Iq的方式而配置。根据该板状构件17w，以沿着电镀室Im的周壁面Ip而回旋的方式自电镀液供给ロ If所供给的电镀液L，其回旋流下的流动借由板状构件17w而得到整流并被稳定地维持而到达底面lp，使接触电镀室Im的底面Ip的球群按压至该底面Ip并作回旋运动。且，为了将对沿着周壁面Iq的电镀液L的旋回流进行整流的整流构件17w发挥功能，需使旋回流下的电镀液L的流动不受到整流构件17w妨碍的方式来配置整流构件17w。也就是说，期望的是如图所示，整流构件17w与电镀液排出管5c，在半径方向两者之间是配置成形成有充分的间隙。再者，也可如上述整流机构17v的变形例即图9 (b)所示，隔着间隙部18t而将多个叶片(fin)状的板状构件18q、18r、18s与上述板状构件17w同样地沿着电镀液L的回旋流的流线而呈螺旋状配置成一列，以构成整流机构18v。而且，也可如图9(c)所示般构成整流机构19v，即将多个板状构件19q 19r沿着电镀液L的回旋流的流线而呈螺旋状配置成一列，并且，在板状构件19q 19r的下方，以填埋板状构件19q 19r彼此的间隙部19u的方式而将板状构件19s 19t呈锯齿状配置成一列,借此具有二列板状构件。[第4实施形态]
以下，根据图10 图12来说明第4形态的电镀装置及其变形例。第4形态的电镀装置与第I形态的电镀装置的不同之处在于，具有向电镀室供给球群的供给机构及回收该球群的回收机构。以下，以供给机构及回收机构为中心来说明第4形态的电镀装置。再者，供给机构与回收机构也可各自单独地装入电镀装置。首先，对供给机构进行说明。如图10(a)的正面剖面图以及自该图10(a)的容器Ik拆除密闭盖IL后的状态的平面图即图10(b)所示，本形态的供给机构Ilq具有收纳应供给至电镀室Im的多个芯球92的收纳部llr、以及各自的一端连接于收纳部Ilr而另一端连接于电镀槽Ij的电镀液流入管Ilu及球供给管llv。再者，在图10(a)中，A-A线之上是观察图10(b)所示的电镀槽11的中心线E上侧的B箭头图，A-A线之下是观察中心线E下侧的C箭头图。、
收纳部Ilr由可收纳多个芯球92的容器Ils以及闭塞容器Ils的上部开ロ的盖Ilt所构成，借由开闭盖lit，将芯球92供给至容器11s。在该收纳部Ilr的侧壁上，经由阀(valve) Ilw而连接有电镀液流入管Ilu的一端,进而，电镀液流入管Ilu的另一端以其开ロ(电镀液流入ロ)Ily向电镀室Im开ロ的方式而连接于电镀槽lj。此处，电镀液流入管Ilu被配置成，其轴心位于与电镀液供给管Ie为大致同一在线，亦即在电镀槽Ij的上部且沿着电镀室Im的周壁面Iq的切线方向，其电镀液流入ロ Ily迎入回旋的电镀液的流动
a。借此，平面观察吋，电镀液流入ロ Ily与电镀液供给ロ If成为隔着电镀室Im的中心线F而相对的状态，因此，如图示虚线a所示般自电镀液供给ロ If以沿着周壁面Iq而回旋的方式所供给的电镀液通过电镀液流入ロ Ily而流入电镀液流入管llu。在收纳部Ilr的底部，连接有球供给管Ilv的一端，球供给管Ilv的另一端以其开ロ(球供给ロ)Ilz向电镀室Im的底部开ロ的方式而连接于电镀槽lj。此处，如图10(b)所示，球供给管Ilv被配置成，平面观察时，在隔着电镀室Im的中心线E而与电镀液流入管Ilu相反的位置上，其轴心沿着电镀室Im的切线方向，其球供给ロ Ilz沿着回旋的电镀液的流动a。借此，可顺畅地乘着自电镀液供给ロ If所供给并沿着周壁面Iq而流下且在底面Ip上回旋流动的电镀液的流动a来供给芯球92。再者，图中，符号Ilx是用于将欲供给的芯球92保持于收纳部Ilr中的间隔阀。该间隔阀Ilx是为了将芯球92自动供给至电镀室Im而设的较佳构成，在手动供给芯球时未必需要该间隔阀llx。其次，对包含电镀处理后的芯球91的球群9的回收机构Ila进行说明。本形态的阴极Iln作为回收机构Ila的构成要素的一部分，可滑动地嵌合于容器Ik的下部所形成的圆筒状部IlL的内面，在呈圆板状的其外周面，设有用于防止电镀液漏出的未图示的O型环(ring)。并且，在圆筒状部IlL的内面，开设有将包含形成有电镀层的芯球的球群予以回收的球回收管Ilb的一端的开ロ(球回收ロ)11c，球回收管Ilb的另一端连接于回收容器lie。再者，如图10(b)所示，球回收管Ilb被配置成，平面观察时，在隔着电镀室Im的中心线F而与上述球供给管Ilv相反的位置上，其轴心沿着电镀室Im的切线方向，其球回收ロIlc迎入回旋的电镀液的流动a。此处，阴极Iln借由气缸(air cylinder)等上下驱动部lid,沿着符号h所示的上下方向而在圆筒状部IlL中进行移动，在上升端的位置，其上表面Ilp(也成为电镀室Im的底面)接触电镀室Im的周壁面Iq的下端缘，并且利用其外周面来关闭球回收ロ 11c，而在下方端的位置打开球回收ロ 11c。再者，本形态的电镀装置11中，如同阀一般使用阴极11η，借由使阴极Iln上下移动而开闭球回收ロ 11c，但也可如第I形态的电镀装置I般将回收机构设置成将阴极固定于电镀室的底部，并经由阀来将球回收管连接于电镀槽，并且使球回收ロ直接向电镀室开ロ，从而借由阀的开闭来回收芯球。此时，较佳为以不会妨碍在电镀室的底面上回旋的芯球的运动的方式，而将球回收ロ配置于电镀室的底面更上方。參阅图11，对包含上述供给机构Ilq及回收机构Ila的电镀装置11的动作进行说明。打开图11(a)所示的收纳部Ilr的盖lit，将规定数量的芯球92供给至容器11s，随后关闭盖lit。此时，阀Ilw及间隔阀Ilx为关闭状态。而且，借由上下驱动部Ild而上升的阴极Iln处于上升端的位置，球回收ロ Ilc成为关闭状态。继而，使电镀装置11动作而自电镀液供给ロ If供给电镀液し当经过固定时间后电镀室Im被电镀液L充满吋，如图11 (a)所示，电镀液L成为 沿着电镀室Im的周壁面Iq而回旋，并且沿着周壁面Iq的倾斜而朝向底面IlP呈螺旋状流下的稳定的回旋流a。在供给电镀液L并经过固定时间而电镀室Im内的电镀液L的流动状态稳定后，电镀装置11打开阀llw，使图11 (b)中如箭头e般回旋流动的电镀液L的一部分自电镀液流入管Ilu通过电镀液流入ロ Ily而流入收纳部llr，并且打开间隔阀llx。于是，收纳部Ilr中收纳的芯球92借由流入的电镀液L而自收纳部Ilr被挤出，与电镀液L 一同在球供给管Ilv的管路中流动，并如箭头f般自球供给ロ Ilz排出而供给至电镀室lm。电镀装置11在所有芯球92被供给至电镀室Im之后，关闭阀Ilw及间隔阀llx。此处，球供给管Ilv是如上所述般配置着，因此自球供给ロ Ilz所供给的芯球92将乘着电镀液L的回旋流a，随后在电镀室Im的底面Ilp上顺畅地回旋运动并得到电镀处理。如此，在将电镀液L供给至电镀室Im后经过固定时间，而电镀室内的电镀液的回旋流动稳定化之后，将芯球92供给至电镀室lm，因此芯球91自电镀室Im流出的情况较少，能够以较高的良率来对芯球91进行电镀。再者，当手动供给芯球92时，不在球供给管Ilv的路径中设置间隔阀llx，在电镀液L的流动状态稳定化之后，打开阀llw，利用电镀液流入管llu、收纳部Ilr及球供给管Ilv的路径而使电镀液L流通之后，再将规定数量的芯球92供给至收纳部Ilr即可。继而，如图11(c)所示，当电镀装置11借由上下驱动部I Id而使阴极I In下降至下降端为止并打开球回收ロ Ilc时,包含形成有电镀层的芯球91的球群9通过球回收ロ Ilc而如箭头i所示般流入球回收管11b，随后被回收至回收容器lie内。再者，若在电镀液排出管5c内设置阀，并与阴极Iln的下降一同收紧该阀，则电镀液L的多数部分将通过球回收管Ilb而排出，因此可更顺畅地回收球群9。图12所示的电镀装置12是第4形态的电镀装置的另一例，具有在电镀液供给管Ie的路径上所设的供给机构12q。亦即，呈如下构成供给机构12q的电镀液流入管Ilu的一端连接于电镀液供给管Ie的上游侧，球供给管Ilv的一端连接于电镀液供给管Ie的下游侧，所述管的另一端经由阀Ilw及间隔阀Ilx而连接于收纳部llr。根据该供给机构12q，当在电镀液L在电镀室Im内的流动状态稳定后打开阀Ilw及间隔阀Ilx时，在电镀液供给管Ie内流动的电镀液L的一部分通过电镀液流入管Ilu而流入收纳部llr。于是,收纳部Ilr中收纳的芯球92借由流入的电镀液L而被挤出，通过球供给管Ilv而流入电镀液供给管le，并与电镀液L 一同自电镀液供给ロ If供给至电镀室lm。再者，为了在供给机构12q中使电镀液顺畅地流通，较为理想的是，加粗电镀液流入管Ilu所连接的电镀液供给管Ie的上游侧的内径，并使球供给管Ilv所连接的下游侧的内径细于上游侧。进而，为了使芯球
92不会滞留于供给机构12q中而流入电镀液供给管le，较为理想的是使收纳部Ilr的底面与电镀液流入管Ilu及球供给管Ilv的底面之间不存在段差。[第5实施形态]以下，參阅图13来说明第5形态的电镀装置。再者，图13(a)是表示第5形态的一例的电镀装置的概略构成的正面剖面图，图13(b)是图13(a)的D箭头图，图13(c)是表示第5形态的电镀装置的另一例的概略构成的正面剖面图，图13(d)是图13(c)的E箭头图。上述第I 第4形态的电镀装置中，对具有电镀室、电镀液供给管及沿着电镀室的轴心而配置的电镀液排出管的各构成要素的电镀装置进行了说明，但本发明并不限定于所述理想形态，第5形态的电镀装置也可实现，上述电镀室具备圆形状的底面作为芯球可接触并转绕的电镀室的底面以及以朝向底面而缩径的方式立设于底面周缘的大致圆锥台形 状的周壁面，上述电镀液供给管将轴心水平配置成，电镀液供给ロ沿着剖面圆形状的电镀室的切线方向而开ロ。第5形态的一例的电镀装置13如图13(b)所示，具有大致椭圆形状的底面13p作为芯球91可转绕的底面，且以立设于底面13p的周缘的周壁面13q在纵向上呈同一剖面，亦即呈直管状的方式而形成着电镀室13m。进而，向电镀室13m供给电镀液L的电镀液供给管13e为了产生沿着周壁面13q而回旋流下的电镀液L的流动，而以其轴心朝向下方的状态连接于电镀槽lj。再者，较佳为，经由可自如地设定对周壁面13q的安装角度的接头等来将电镀液供给管13e连接于电镀槽lj，其原因在于，如此便可根据欲进行电镀处理的芯球的大小及数量等来适当设定电镀液L回旋流下的角度。而且，为了使电镀液L的上升流b顺畅地自电镀室13m排出，自电镀室13m排出电镀液L的电镀液排出管Ic较佳为与第I形态的电镀装置I同样地设于密闭盖IL的中央部，但电镀液排出管的配置并不限定于此，也可如图示虚线所示的电镀液排出管13c般，设于密闭盖IL的外周而使自电镀室13m溢出(overflow)的电镀液L予以排出。对上述电镀装置13的动作进行说明。将球群9载置于电镀室13m的底面13p上，随后关闭密闭盖IL而使电镀室13m成为密闭空间，并使电镀装置13动作。电镀装置13通过电镀液供给管13e向电镀室13m供给电镀液し当电镀室13m被电镀液L充满时，自以上述方式配置的电镀液供给管13e所供给的电镀液L成为沿着电镀室13m的周壁面13q而呈螺旋状回旋流下的回旋流a。回旋流下并到达底面13p的电镀液L使接触底面13p的球群9按压至该底面13p并作回旋运动，使芯球91的表面形成电镀层。与上述第I形态的电镀装置I同样地，接触电镀室13m的底面13p并作回旋运动的芯球91在底面13p上转动，因此芯球91彼此难以附着，从而防止芯球91的凝聚，且借由转动而使芯球91的表面接触底面13p的机会变得均等，因此可形成均匀的厚度的电镀层。由于供给至电镀室13m的电镀液L自电镀液排出管Ic被排出，因此始终有新鮮的电镀液L被供给至电镀室13m，从而可形成均匀的厚度的电镀层。图13 (C)、图13(d)所示的第5形态的另一例的电镀装置20具有电镀室20m，且以 电镀室20m的剖面在纵向上相同的方式形成电镀室20m，该电镀室20m具有圆环状的底面20p作为芯球91可转绕的底面、沿着底面20p的外周缘而立设的外周壁面20q、以及沿着内周缘而立设的内周壁面20x。在该电镀装置20中，基本上也以与上述电镀装置13同样的动作而于芯球91上形成电镀层，但构成底面20p的阴极20η自身形成为圆环状，因此可发挥与參阅图2(b)、图2(c)所说明的阴极构造同样地提高电镀效率的作用效果。[第6实施形态]以下，根据图15 图16来说明第6形态的电镀装置及其变形例。如图15 图16所示，在第6形态的电镀装置23-26中，參阅图2(b)、图2(c)所说明的具有第2阴极2χ的阴极2η是配置在容器Ik的底部。与第I形态的电镀装置的不同之处在干，阳极230-260是对与此周壁面Iq构成同一面的第2阴极2 χ的内周面2ζ (芯球91所接触的接触面)呈一定的间隙c的方式配置在外周面(表面)23ν-26ν。以下，按照电镀装置23-26的顺序来说明阳极23ο-26ο的构造。如图15(a)的电镀装置23所示，以锡为主体形成的阳极23ο，是以竖起轴芯的姿势从容器Ik的底面Ip的方向，构成可插入电镀液排出ロ Id的大小的略圆柱形状。阳极23ο的直径，是小到不会阻碍从电镀液排出管Ic而来的电镀液的程度，且比电镀液排出ロ Id的直径还要充份地小。图中符号23t是定位阳极23ο的上下方向的位置，且同时供电给阳极23ο的给电电扱。由具有略平坦上面23x的略图柱状的钛所形成的给电用电极23t是嵌入到配置在容器Ik的底面中央部的装着构件23s的中央，并连接到未图标的直流电源电路的正扱。且嵌入了给电用电极23t的装着构件23s，是由与连接到负极的阴极2n、及给电电极23t呈绝缘的树脂等的非导电材料所构成，在其上面，与第I阴极2y的上面位于同一平面上的方式固定在容器Ik的底面。在此，阳极23ο是呈轴芯竖立的状态，其底面23w则是在与比容器Ik的底面Ip仅只高出距离d而配置的给电用电极23t的上面23x连接的状态下配置着。借由这样的配置方式，可以把上下方向中的阳极23ο予以定位，且阳极23ο的下部的外周面23v则呈与第2阴极2x的内周面2z接近且对向的状态。再者，阳极23ο虽不需配置在比容器Ik的底面Ip只仅高出距离d，然而较佳的是，当第I阴极2y与阳极23ο接近的场合仍可抑制过度的电流流过两者之间，如此则可谋求各球上所形成的电镀层的品质均一化。图15(a)中的符号23r是保持构件，在水平面中把阳极23ο定位在电镀室Im的中央，且具有多个开ロ，不让芯球91通过但能够让电镀液流通。作为浸透膜的保持构件23r，是由树脂等非导电材料构成不让芯球91通过网眼的网状。具有让阳极23ο在轴方向可插通的贯通孔的略圆筒状的保持构件23r的大小是，以轴芯竖立的姿势可从容器Ik的底面Ip的方向插入电镀液排出ロ Id的大小，且其径是不妨碍电镀液从电镀液排出管Ic的排出且又比电镀液排出ロ Id的直径更充份地小。再者，保持构件23r是以其轴芯在水平面内与电镀室Im的轴心约略一致的方式，其上部插入到电镀液排出ロ Id中的状态下被配置，由配置在电镀液排出ロ Id的内部的支持构件23u所支持。这个保持构件23r的底部，被嵌入到在装着构件23s的上面以围住的给电用电极23t的方式所形成的圆环沟，且对于在底面23p旋回的电镀液的流动呈不动的方式被固定着。把阳极23ο以轴方向插入这样配置的保持构件23u的贯通孔，借此，固定阳极23ο的水平面的位置。结果是，利用上述给电用电极23t定位上下方向的位置，并在靠近配置的阳极23ο的外周面23v与第I阴极2x的内周面2z之间沿全周形成一定的间隙C，使流过两面之间的电流的密度呈均一。且，本形态的保持构件23r，从电镀液的液流a、b呈固定強度的观念看来，虽利用电镀液排出ロ Id所设的支持构件23u及装着构件23s使上下固定，但若保持构件23r的底部仅固定就能够使强度充份的场合，也可以省略支持构件23u，而仅以装着构件23s来固定保持构件23r的底部。在此，保持构件23r具有不让芯球91通过但可让电镀液流通的浸透膜的功能，利用电镀液于底面Ip进行旋回运动的芯球91就算接近阳极23ο也可防止它接触到阳极230。然而，只利用如图6所说明的底面6ρ或7ρ的周缘部来限定球群9的旋回运动的电镀装置中，如果当旋回运动的芯球91接触到阳极的可能性低的场合，保持构件23r就不是必要的。在此场合，水平面内的阳极23ο的定位用的阳极23ο的底部也可以固定在容器lk。再，如图15(b)的电镀装置24所示，阳极24ο的外周面24ν，期望的是与第2阴极2χ的内周面2ζ在同一角度下构成缩径至下方的圆锥状。以此方式，两面之间的间隙c在上下方向呈一定，所以电流密度在面全体都是均一的。具有上述构成的阳极结构的第6实施形态的电镀装置23的动作，基本上与上述第I-第5实施形态相同因而省略。依照本电镀装置23，不会防碍电镀液L的流动a、b，且可 使阳极23ο与阴极2η之间的电阻下降，且可抑制电镀液L的液温的上升或劣化，因而可形成空隙(void)等的缺陷少的良质电镀层。也就是说，为了使阳极与阴极之间的电阻下降，需使阳极与阴极的各作用面对向，同时把两作用面尽可能地接近配置。在此，參阅图I所说明的电镀装置I的场合，当为了使阳极Io与阴极In接近，而相对于容器Ik的底部所配置的阴极In把阳极Io的位置配置在下方时，在电镀室Im的周壁面Iq旋回流下的电镀液的流动a便有可能受到阳极Io的阻碍。再參阅图5说明的电镀装置5的场合，当为了使电镀液排出管5c的先端外周面所配置的阳极5ο与阴极In相接近，而以电镀液排出ロ 5d接近底面Ip的方式，使电镀液排出管5c往更下方伸出时，在电镀室Im的底面Ip之上进行旋回运动的芯球91有可能会随着朝向电镀液排出管5c的电镀液的上升流b从电镀室Im被排出。这些问题，虽可利用阳极lo、5o及阴极In的形状或配置位置等的最佳化来获得解決，但是仍需要视欲处理的芯球的规格(尺寸、质量)或处理量等的其它条件而作各别的最佳化。另一方，依照图15的第6实施形态的电镀装置，相对于以形成与容器Ik的周壁面Iq同一的内周面2z的方式配置在容器Ik的基端部的第2阴极2x，如上述方式配置阳极230，并使阳极23ο的外周面23ν与第2阴极2χ的内周面2ζ对向，在两面之间形成间隙，所以不会妨碍沿着周壁面Iq旋回流下的电镀液L的液流a。又阳极23ο，沿着朝向电镀液排出管Ic上升的电镀液L的液流b轴芯是呈竖立配置，所以不会阻碍该上升液流b，使电镀室Im中的电镀液L 一边循环，ー边在底面Ip之上让芯球91旋回运动，可以平顺地进行电镀处理。第6实施形态的电镀装置，在不会阻碍电镀液的流动的状态下，使阳极23ο与阴极2η呈接近的构造，所以可使两者间的电阻下降，因而可形成非常良质的电镀层。关于上述电镀装置23的变形例将參阅图16来说明。图16(a)的电镀装置25与上述的电镀装置23的不同点在于，具有阳极250，此阳极25ο是以先端部朝下的姿势在电镀液排出管Ic内从上方延伸的略圆柱状，此先端部具有应该与第2阴极2χ的内周面2ζ呈一定间隙c相対的外周面25ν。此外，不同点在干，电镀装置25还具有未图标的供给装置，此供给装置会追踪阳极25ο的外周面25ν随时间经过的均一消耗量，而把阳极25ο往下方(箭头e)运送，此消耗是因随着电镀处理的进行，构成阳极25ο的饧被吸入到电镀液L所产生的。且，在阳极25ο的外周面25v，与參阅图15(b)所说明的阳极24ο的外周面24v同样的，是与第2阴极2x的内周面2z在同一角度下往下方缩径的圆锥状。阳极25ο是以具有外周面25v的先端部在轴方向往保持构件23r的贯通孔插入，以此方式在水平方向被定位，且追踪在电镀处理过程中外周面25v随着时间经过而被均一消耗的量，維持着其先端与容器Ik的底面Ip之间的距离d的方式，使两者不会冲突的状态，由供给装置进行控制，以定位上下方向的位置。这样构成的电镀装置25，特别适于处理多量的芯球91、形成厚镀层而处理时间长且无法忽略阳极25ο的消耗的场合等。图16(b)的电镀装置26与上述的电镀装置23的不同点在于，电镀液排出管Ic的下方配置的略圆环形的阳极260、包覆该阳极26ο表面所形成的保持构件26r、支撑着从电镀液排出管Ic的下端面伸出的保持构件26r的支持构件26u。在此，将其轴芯与电镀室Im的轴芯对准配置的阳极26ο的外周面26ν,为与第2阴极2χ的内周面2ζ同一角度下缩径到下方的略圆锥形，当该外周面26ν对向于第2阴极2χ的内周面2ζ,以此方式由上下方向被定位的支持构件26u所支撑。借此，与上述阳极230-250同样地，阳极26ο的外周面26ν与第2阴极2χ的内周面2ζ之间形成一定的间隙C。且因为阳极26ο呈圆环形，朝向电镀液排出口 Id上升的电镀液的液流也不会被妨碍。依照本实施形态的阳极26ο，与在电镀液排出ロ Id中配置着阳极230-250的上述电镀装置23-25相比，阳极配置的自由度高，且可使阳极26ο更接近阴极2η，适于为处理多个芯球91而具有大容量电镀室Im的电镀装置。[实施例]在第I形态的电镀装置I中，投入50万个直径50 μ m的芯球，以厚度20 μ m作为目标值，借由上述说明的方法，以规定的条件来进行电镀处理，获得形成有Sn-Ag-Cu系的电镀层的Cu芯球。自50万个芯球及Cu芯球中抽选600个标本，将测定出的直径及圆度的分布示于图17。而且，将利用第I形态的电镀装置I来进行电镀时的Cu芯球及利用先行技术文献I的电镀装置来进行电镀时的Cu芯球的外观照片及剖面照片示于图18。如图17所示，相对于芯球直径的平均值50. 4μπι，Cu芯球直径的平均值为大致90 μ m，形成有目标值即20 μ m厚度的电镀层。而且，Cu芯球的圆度为O. 9965，形成了具有超过基材粒子即芯球的圆度O. 9960的高圆度的Cu芯球。除此以外，Cu芯球的直径及圆度的标准偏差分别为I. 776,0. 0018，低于芯球的2. 108,0. 0075，可获得直径及圆度的偏差较少的Cu芯球。如图18(a)、图18(b)所示，利用第I形态的电镀装置I而形成有电镀层的Cu芯球的表面非常光滑而得到平滑化，且在芯球的表面均匀地形成有电镀层，进而电镀层的内部未产生空隙。另ー方面，如该图18 (C)、图18(d)所示，利用先行技术文献I的电镀装置而形成有电镀层的Cu芯球经确认，在电镀层的表面产生了成为空隙的原因的凹凸，由于该凹凸，圆度低且直径及圆度的偏差也大。[符号的说明]1(5、8、10、11、12、13、16、17、18、19 :电镀装置20、21、22、23、24、25、26)电镀装置la (5a):本体部Ij:电镀槽Im (13m、20m):电镀室 In(2n、3n、3m、6n、7n、lln、13n、20n):阴极
Io (5ο、10ο、14ο、15o、23o、24o、25o、26o):阳极lb:电镀液循环机构
lc(5c、13c):电镀液排出管ld、5d:电镀液排出ロle(13e、22e):电镀液供给管If、22f :电镀液供给ロlg(llq、12q):供给机构 Ih:直流电源电路Ii :振动机构Is:磁力产生机构8ν(10ν>16ν):导引机构8w(16w):导引板IOw:导引体Ila:回收机构17v (18v> 19v):整流机构17w(18w>19w):板状构件91 :芯球
权利要求
1.一种电镀装置，其是表面具有导电性的基材粒子的电镀装置，其包括 电镀槽，具有电镀室，该电镀室具备上述基材粒子可接触并转绕的底面以及沿着该底面的周缘而立设的周壁面，且可收纳包含上述基材粒子的粒子群及电镀液； 电镀液供给管，具有自上述电镀室的底面向上方开口的供给口，且以沿着上述电镀室的周壁面而回旋的方式自上述供给口供给电镀液； 电镀液排出管，具有向上述电镀室开口的排出口 ； 阴极，与配置于上述电镀室的底面的上述基材粒子接触； 阳极，配置在浸溃于上述电镀室内所收纳的电镀液中的位置；以及 电源，连接于上述阴极及阳极。
2.根据权利要求I所述的电镀装置，其中 上述电镀室的底面为圆形状，并且上述电镀室的周壁面呈朝向上述电镀室的底面而缩径的圆锥形状，上述电镀液排出管是与上述电镀室的轴芯成同轴地配置着。
3.根据权利要求2所述的电镀装置，其中 上述排出口配置于较上述供给口更下方。
4.根据权利要求2所述的电镀装置，其中 上述电镀液排出管是设置成可沿着上述电镀室的轴芯方向而移动。
5.根据权利要求2所述的电镀装置，其中 上述阴极呈圆环状配置于上述电镀室的底面的周缘部。
6.根据权利要求2所述的电镀装置，其中 上述阴极呈圆环状配置于上述电镀室的周壁面的基端部。
7.根据权利要求6所述的电镀装置，其中 上述阳极所具有的表面是设置成与上述电镀室的周壁面的基端部上配置成呈圆环状的阴极中与上述基材粒子接触的接触面具有一定的间隙。
8.根据权利要求2所述的电镀装置，其中 上述电镀室的底面形成为，在其半径方向上，其中心部相对于周缘部而较高。
9.根据权利要求I所述的电镀装置，其中 上述阳极由连接于上述电源的多个导电性粒子构成。
10.根据权利要求I至权利要求9中任一项所述的电镀装置，其中 上述电镀室内具有导引机构，该导引机构将自上述电镀液供给管的供给口所供给的电镀液朝向上述电镀室的底面而导引。
11.根据权利要求10所述的电镀装置，其中 上述导引机构是呈螺旋状设置的导引板。
12.根据权利要求10所述的电镀装置，其中 上述导引机构是沿着上述电镀室的周壁面而形成有外周面的导引体，且在上述周壁面与上述外周面之间具有规定的间隙。
13.根据权利要求I至权利要求9中任一项所述的电镀装置，其中 上述电镀室内具有整流机构，该整流机构对自上述电镀液供给管的供给口所供给的电镀液进行整流。
14.根据权利要求13所述的电镀装置，其中上述整流机构是设置于上述电镀室的周壁面的板状构件。
15.根据权利要求I至权利要求9中任一项所述的电镀装置，其中 该电镀装置是设置成可从上述电镀液排出管的排出口抽吸电镀液。
16.根据权利要求I至权利要求9中任一项所述的电镀装置，其中 该电镀装置是设置成自上述电镀液供给管所供给的电镀液的流速或流量随时间发生变化。
17.根据权利要求I至权利要求9中任一项所述的电镀装置，其中 在上述电镀室的底面形成有导引沟，该导引沟沿着自上述电镀液供给管所供给的电镀液的回旋方向而形成，以导引上述粒子群。
18.根据权利要求I至权利要求9中任一项所述的电镀装置，包括连接于上述电镀槽的振动机构。
19.根据权利要求I至权利要求9中任一项所述的电镀装置，包括配置于上述电镀室的下部或下方侧部的磁力产生机构，且设置成借由上述磁力产生机构的磁力而将具有软磁性的上述基材粒子拉向电镀室的底面。
20.根据权利要求第I至权利要求9中任一项所述的电镀装置，包括供给机构，该供给机构直接地或经由上述电镀液供给管而间接地连接于上述电镀室，以向上述电镀室供给上述粒子群。
21.根据权利要求20所述的电镀装置，其中 上述供给机构具有 收纳部，收纳上述粒子群； 基材粒子供给管，一端连接于上述收纳部，并且另一端连接于上述电镀室的周壁面且上述底面侧；以及 电镀液流入管，一端连接于上述收纳部，并且另一端连接于上述电镀室的周壁面且较上述基材粒子供给管的另一端更上方。
22.根据权利要求I至权利要求9中任一项所述的电镀装置，其中 包括回收机构，该回收机构回收上述电镀室内所收纳的上述粒子群。
全文摘要
本发明的目的是提供一种可在表面具有导电性的基材粒子上有效率地形成均匀厚度的电镀层的电镀装置。其包括电镀槽，具有电镀室，该电镀室具备上述基材粒子可接触并转绕的底面以及沿着该底面的周缘而立设的周壁面，且可收纳包含上述基材粒子的粒子群及电镀液；电镀液供给管，具有自上述电镀室的底面向上方开口的供给口，且以沿着上述电镀室的周壁面而回旋的方式自上述供给口供给电镀液；电镀液排出管，具有向上述电镀室开口的排出口；阴极，与配置于上述电镀室的底面的上述基材粒子接触；阳极，配置在浸渍于上述电镀室内所收纳的电镀液中的位置；以及电源，连接于上述阴极及阳极。
文档编号C25D7/00GK102666942SQ201080039139
公开日2012年9月12日 申请日期2010年8月27日 优先权日2009年9月4日
发明者伊藤元通, 早川一, 武田恭子 申请人:日立金属株式会社