特許 6995544 表面処理装置および表面処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-17

(45)【発行日】2022-01-14

(54)【発明の名称】表面処理装置および表面処理方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 17/00 20060101AFI20220106BHJP

   C25D 17/06 20060101ALI20220106BHJP

   C25D 17/08 20060101ALI20220106BHJP

   C25D 21/10 20060101ALI20220106BHJP

   C23C 18/31 20060101ALI20220106BHJP

   C23C 18/16 20060101ALI20220106BHJP

   C25D 7/00 20060101ALI20220106BHJP

   C25D 7/12 20060101ALI20220106BHJP

【ＦＩ】

C25D17/00 K

C25D17/00 C

C25D17/00 L

C25D17/06 C

C25D17/08 A

C25D21/10 301

C25D21/10 302

C23C18/31 E

C23C18/16 B

C25D7/00 J

C25D7/12

C25D17/08 S

【請求項の数】 37

(21)【出願番号】P 2017180414

(22)【出願日】2017-09-20

(65)【公開番号】P2019056137

(43)【公開日】2019-04-11

【審査請求日】2020-08-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000189327

【氏名又は名称】上村工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002837

【氏名又は名称】特許業務法人アスフィ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075409

【弁理士】

【氏名又は名称】植木 久一

(74)【代理人】

【識別番号】100129757

【弁理士】

【氏名又は名称】植木 久彦

(74)【代理人】

【識別番号】100115082

【弁理士】

【氏名又は名称】菅河 忠志

(74)【代理人】

【識別番号】100125243

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 浩彰

(72)【発明者】

【氏名】奥田 朋士

(72)【発明者】

【氏名】松山 大輔

(72)【発明者】

【氏名】立花 眞司

(72)【発明者】

【氏名】内海 雅之

【審査官】岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１４－０１３７１６４（ＫＲ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５３００２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２８７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９７７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３５９９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０４２９７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６２－２７４０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２６６０９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｄ ５／００ － ７／１２

Ｂ０５Ｃ １／００ － ３／２０

Ｂ０５Ｄ １／００ － ７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す装置であって、
該装置は、被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、
前記噴射部は前記被処理物に対向して設けられており、
前記噴射部の向きは、該噴射部から噴射される処理液の噴射方向の角度が、水平方向を０度としたとき、－７０度～＋７０度であり、且つ
前記被処理物の被処理面に対して平行な面内で前記噴射部を回転させる噴射部回転手段を有し、
前記被処理物は、前記被処理面が液面に対して垂直に配置されており、
表面処理装置の処理槽の一部はベースフレームで囲まれており、
前記表面処理装置は処理槽の上方に垂直フレームを有しており、
前記噴射部はスパージャパイプと連通しており、該スパージャパイプは前記垂直フレームに取り付けられており、
前記垂直フレームは前記噴射部回転手段を介して前記ベースフレームに固定されていることを特徴とする表面処理装置。

【請求項2】

更に、前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で前記被処理物を回転させる被処理物回転手段を有する請求項１に記載の表面処理装置。

【請求項3】

前記被処理物または前記噴射部の少なくとも一方は、平均回転速度１００～３０００ｍｍ／分で回転する請求項１または２に記載の表面処理装置。

【請求項4】

前記被処理物または前記噴射部の少なくとも一方は、円相当直径２０～２００ｍｍで回転する請求項１～３のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項5】

少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す装置であって、
該装置は、被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、
前記被処理物を液面に対して傾斜して固定する固定手段と、
前記噴射部を回転させる噴射部回転手段を有し、
前記被処理物の被処理面と液面と成す角度θは、０度超、９０度未満であることを特徴とする表面処理装置。

【請求項6】

表面処理装置の処理槽の一部はベースフレームで囲まれており、
前記表面処理装置は処理槽の上方に垂直フレームを有しており、
前記垂直フレームは前記噴射部回転手段を介して前記ベースフレームに固定されており、
前記噴射部はスパージャパイプと連通しており、該スパージャパイプは前記垂直フレームに取り付けられている請求項５に記載の表面処理装置。

【請求項7】

前記被処理物の被処理面と、前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向が垂直となるように前記噴射部を傾斜する傾斜手段を更に有する請求項５または６に記載の表面処理装置。

【請求項8】

少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す装置であって、
該装置は、被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、
前記噴射部は前記被処理物に対向して設けられており、
前記噴射部の下方に前記被処理物を配置し、前記噴射部と前記被処理物の被処理面は液面に対して平行であり、且つ
前記被処理面に平行な軸を中心に前記噴射部を回転させる噴射部回転手段を有することを特徴とする表面処理装置。

【請求項9】

前記噴射部は、平均回転速度１００～３０００ｍｍ／分で回転する請求項５～８のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項10】

前記噴射部は、円相当直径２０～２００ｍｍで回転する請求項５～９のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項11】

前記噴射部の向きは、該噴射部から噴射される処理液の噴射方向の角度が、水平方向を０度としたとき、－７０度～＋７０度である請求項５～１０のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項12】

前記噴射部は、前記処理液を平均流速１～３０ｍ／秒で噴射する請求項１～１１のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項13】

前記処理液を前記表面処理装置の処理槽から抜き出し、前記噴射部へ送給する循環経路と、該循環経路上に、前記処理液を前記処理槽から抜き出すためのポンプを更に有する請求項１～１２のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項14】

前記表面処理は、めっき処理であり、めっき浴温は２０～５０℃である請求項１～１３のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項15】

前記表面処理は、電解めっき処理であり、平均電流密度は１～３０Ａ／ｄｍ²である請求項１～１４のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項16】

前記噴射部は、噴射孔径が１～５ｍｍである請求項１～１５のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項17】

前記噴射部の噴射孔は、隣り合う噴射孔の平均距離が５～１５０ｍｍである請求項１～１６のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項18】

前記噴射部の噴射孔と、前記被処理物との距離が１０～１００ｍｍである請求項１～１７のいずれかに記載の表面処理装置。

【請求項19】

少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す方法であって、
被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、
前記噴射部は前記被処理物に対向して設けられており、且つ
前記被処理物の被処理面に対して平行な面内で前記噴射部を回転させる噴射部回転手段を有し、
表面処理装置の処理槽の一部はベースフレームで囲まれており、
前記表面処理装置は処理槽の上方に垂直フレームを有しており、
前記噴射部はスパージャパイプと連通しており、該スパージャパイプは前記垂直フレームに取り付けられており、
前記垂直フレームは前記噴射部回転手段を介して前記ベースフレームに固定されている表面処理装置を用い、
前記被処理物を、前記被処理面が液面に対して垂直になるように配置し、
噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射するにあたり、
前記噴射部を前記被処理物に対向して設け、
前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向の角度は、水平方向を０度としたとき、－７０度～＋７０度であり、且つ
前記被処理物の被処理面に対して平行な面内で前記噴射部を回転させることを特徴とする表面処理方法。

【請求項20】

更に前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で前記被処理物を回転させる被処理物回転手段を有する表面処理装置を用いる請求項１９に記載の表面処理方法。

【請求項21】

前記被処理物または前記噴射部の少なくとも一方を、平均回転速度１００～３０００ｍｍ／分で回転させる請求項１９または２０に記載の表面処理方法。

【請求項22】

前記被処理物または前記噴射部の少なくとも一方を、円相当直径２０～２００ｍｍで回転させる請求項１９～２１のいずれかに記載の表面処理方法。

【請求項23】

少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す方法であって、
噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射するにあたり、前記被処理物を液面に対して傾斜させ、且つ前記噴射部を回転させ、
前記被処理物の被処理面と前記液面と成す角度θは、０度超、９０度未満とすることを特徴とする表面処理方法。

【請求項24】

被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、
前記被処理物を液面に対して傾斜して固定する固定手段と、
前記噴射部を回転させる噴射部回転手段を有し、
表面処理装置の処理槽の一部はベースフレームで囲まれており、
前記表面処理装置は処理槽の上方に垂直フレームを有しており、
前記垂直フレームは前記噴射部回転手段を介して前記ベースフレームに固定されており、
前記噴射部はスパージャパイプと連通しており、該スパージャパイプは前記垂直フレームに取り付けられている表面処理装置を用いる請求項２３に記載の表面処理方法。

【請求項25】

前記被処理物の被処理面と、前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向が垂直となるように前記噴射部を傾斜する請求項２３または２４に記載の表面処理方法。

【請求項26】

少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す方法であって、
噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射するにあたり、
前記噴射部を前記被処理物に対向して設け、
前記噴射部の下方に前記被処理物を配置し、前記噴射部と前記被処理物の被処理面は液面に対して平行とし、且つ
前記被処理面に平行な軸を中心に前記噴射部を回転させることを特徴とする表面処理方法。

【請求項27】

被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、
前記噴射部は前記被処理物に対向して設けられており、且つ
前記被処理面に平行な軸を中心に前記噴射部を回転させる噴射部回転手段を有する表面処理装置を用いる請求項２６に記載の表面処理方法。

【請求項28】

前記噴射部は、平均回転速度１００～３０００ｍｍ／分で回転する請求項２３～２７のいずれかに記載の表面処理方法。

【請求項29】

前記噴射部は、円相当直径２０～２００ｍｍで回転する請求項２３～２８のいずれかに記載の表面処理方法。

【請求項30】

前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向の角度は、水平方向を０度としたとき、－７０度～＋７０度である請求項２３～２９のいずれかに記載の表面処理方法。

【請求項31】

前記噴射部から前記処理液を平均流速１～３０ｍ／秒で噴射させる請求項１９～３０のいずれかに記載の表面処理方法。

【請求項32】

前記被処理物を少なくとも２つ準備し、該被処理物の被処理面を外側として処理槽内に配置する請求項１９～３１のいずれかに記載の表面処理方法。

【請求項33】

前記被処理物は、表層に凹部を有する請求項１９～３２のいずれかに記載の表面処理方法。

【請求項34】

前記凹部を有する被処理物は、プリント基板、半導体、またはウエハである請求項３３に記載の表面処理方法。

【請求項35】

前記表面処理は、電解めっき処理または無電解めっき処理である請求項１９～３４のいずれかに記載の表面処理方法。

【請求項36】

前記表面処理は、めっき処理であり、めっき浴温を２０～５０℃とする請求項１９～３４のいずれかに記載の表面処理方法。

【請求項37】

前記表面処理は、電解めっき処理であり、平均電流密度を１～３０Ａ／ｄｍ²とする請求項１９～３４のいずれかに記載の表面処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリント基板、半導体、ウエハなどの被処理物に表面処理を施す装置および方法に関する。表面処理は、被処理物にめっきなどを施す被覆処理のほか、機械加工時等に付着した樹脂残渣等を被処理物から除去するデスミア処理、被処理物に所定の処理を施す前の前処理、所定の処理を施した後の後処理、各処理の前後に必要に応じて行う洗浄処理なども含む意味である。

【背景技術】

【0002】

プリント基板、半導体、ウエハなどは、被処理物に対し、所望の機械加工等を行った後、デスミア処理し、めっきなどの被覆処理が施されることによって得られる。また、各処理の前後には、必要に応じて前処理や後処理が行われ、洗浄処理が行われることもある。こうした各処理は、被処理物を処理槽に装入し、被処理物の少なくとも一部、あるいは全部を液に浸漬した状態で行われる。例えば、プリント基板などの板状ワークに電気めっきする技術として、特許文献１の技術が知られている。特許文献１の技術は、本出願人が先に提案したものであり、めっき処理の品質を向上させるために、被処理物に向けてめっき処理液を噴出する噴出手段を表面処理装置またはめっき槽に設けることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１１００４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

種々の処理が施されるプリント基板、半導体、ウエハなどの表面には、ビアホール（層間接続孔）やトレンチ（配線溝）などが形成されており、半導体装置の高集積化に対応するために、ビアホールの直径やトレンチの幅は減少する傾向にある。一方、ビアホールの直径に対する深さの比（ビアホールの深さ／直径）やトレンチの幅に対する深さの比（ビアホールの深さ／幅）は大きくなる傾向にある。そのため、プリント基板、半導体、ウエハなどの表面に処理を施しても、処理液や洗浄液がビアホールやトレンチの内部に充分浸透せず、処理ムラが発生することがある。

【0005】

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、被処理物に表面処理を施すにあたり、表面処理品質を向上できる表面処理装置、および表面処理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決することのできた本発明に係る第一の表面処理装置とは、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す装置であって、該装置は、被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、前記噴射部は前記被処理物に対向して設けられており、且つ前記被処理物の被処理面に対して平行な面内で前記噴射部を回転させる噴射部回転手段、および前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で前記被処理物を回転させる被処理物回転手段のうち少なくとも一方を有する点に特徴がある。

【0007】

上記第一の表面処理装置において、前記被処理物または前記噴射部の少なくとも一方は、平均回転速度１００～３０００ｍｍ／分で回転させることが好ましい。また、前記被処理物または前記噴射部の少なくとも一方は、円相当直径２０～２００ｍｍで回転させることが好ましい。

【0008】

上記課題は、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す装置であって、該装置は、被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、前記被処理物を液面に対して傾斜して固定する固定手段と、前記噴射部を回転させる噴射部回転手段とを有する第二の表面処理装置によっても解決できる。

【0009】

上記第二の表面処理装置は、前記被処理物の被処理面と、前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向が垂直となるように前記噴射部を傾斜する傾斜手段を更に有することが好ましい。

【0010】

上記課題は、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す装置であって、該装置は、被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、前記噴射部は前記被処理物に対向して設けられており、且つ前記被処理面に平行な軸を中心に前記噴射部を回転させる噴射部回転手段を有する第三の表面処理装置によっても解決できる。

【0011】

上記第二および第三の表面処理装置において、前記噴射部は、平均回転速度１００～３０００ｍｍ／分で回転させることが好ましい。また、前記噴射部は、円相当直径２０～２００ｍｍで回転させることが好ましい。

【0012】

上記第一～第三の表面処理装置について、前記噴射部は、前記処理液を平均流速１～３０ｍ／秒で噴射させることが好ましい。また、前記表面処理装置は、前記処理液を前記表面処理装置の処理槽から抜き出し、前記噴射部へ送給する循環経路と、該循環経路上に、前記処理液を前記処理槽から抜き出すためのポンプを更に有することが好ましい。前記表面処理がめっき処理の場合は、めっき浴温は２０～５０℃が好ましい。前記表面処理が電解めっき処理の場合は、平均電流密度は１～３０Ａ／ｄｍ²が好ましい。前記噴射部は、噴射孔径が１～５ｍｍであることが好ましい。前記噴射部の噴射孔は、隣り合う噴射孔の平均距離が５～１５０ｍｍであることが好ましい。前記噴射部の噴射孔と、前記被処理物との距離は、１０～１００ｍｍが好ましい。前記噴射部の向きは、該噴射部から噴射される処理液の噴射方向の角度が、水平方向を０度としたとき、－７０度～＋７０度が好ましい。

【0013】

上記課題を解決できた本発明に係る第一の表面処理方法は、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す方法であって、噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射するにあたり、前記噴射部を前記被処理物に対向して設け、且つ前記被処理物の被処理面に対して平行な面内で前記噴射部を回転させるか、或いは前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で前記被処理物を回転させるか、少なくとも一方を行う点に要旨を有する。

【0014】

上記第一の表面処理方法において、前記被処理物または前記噴射部の少なくとも一方は、平均回転速度１００～３０００ｍｍ／分で回転させることが好ましい。また、前記被処理物または前記噴射部の少なくとも一方は、円相当直径２０～２００ｍｍで回転させることが好ましい。

【0015】

上記課題は、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す方法であって、噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射するにあたり、前記被処理物を液面に対して傾斜させ、且つ前記噴射部を回転させる第二の表面処理方法によっても解決できる。

【0016】

上記第二の表面処理方法では、前記被処理物の被処理面と、前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向が垂直となるように前記噴射部を傾斜することが好ましい。

【0017】

上記課題は、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す方法であって、噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射するにあたり、前記噴射部を前記被処理物に対向して設け、且つ前記被処理面に平行な軸を中心に前記噴射部を回転させる第三の表面処理方法によっても解決できる。

【0018】

上記第二および第三の表面処理方法において、前記噴射部は、平均回転速度１００～３０００ｍｍ／分で回転させることが好ましい。また、前記噴射部は、円相当直径２０～２００ｍｍで回転させることが好ましい。

【0019】

上記第一～第三の表面処理方法について、前記噴射部から前記処理液を平均流速１～３０ｍ／秒で噴射させることが好ましい。前記被処理物を少なくとも２つ準備し、該被処理物の被処理面を外側として処理槽内に配置してもよい。前記被処理物は、表層に凹部を有してもよい。前記凹部を有する被処理物は、例えば、プリント基板、半導体、またはウエハが挙げられる。前記表面処理は、電解めっき処理または無電解めっき処理であってもよい。前記表面処理がめっき処理の場合は、めっき浴温は２０～５０℃が好ましい。前記表面処理が電解めっき処理の場合は、平均電流密度は１～３０Ａ／ｄｍ²が好ましい。前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向の角度は、水平方向を０度としたとき、－７０度～＋７０度が好ましい。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、被処理物に表面処理を施すにあたり、被処理物に対向して設けられた噴射部から処理液を被処理物へ向けて噴射し、且つ噴射部または被処理物の少なくとも一方を回転させている。その結果、被処理物の表面に噴射される処理液の方向が種々変化するため、処理ムラを低減でき、表面処理品質を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明に係る第一の表面処理装置の構成例を示す模式図である。

【図2】図２の（ａ）は、図１に示した噴射手段２１の側面図であり、図２の（ｂ）は、（ａ）に示した噴射手段２１をＡ方向から示した図であり、図２の（ｃ）は、（ａ）に示した噴射手段２１をＢ方向から示した図である。

【図3】図３は、フレーム３３とモータ３５との接続状態を示した斜視図である。

【図4】図４は、本発明に係る第一の表面処理装置の他の構成例を示す模式図である。

【図5】図５は、本発明に係る第一の表面処理装置の他の構成例を示す模式図である。

【図6】図６は、図５に示した第一の表面処理装置をＡ方向から示した断面図である。

【図7】図７は、本発明に係る第二の表面処理装置の構成例を示す模式図である。

【図8】図８は、本発明に係る第二の表面処理装置の他の構成例を示す模式図である。

【図9】図９は、本発明に係る第三の表面処理装置の構成例を示す模式図である。

【図10】図１０は、被処理物の被処理面に対して平行な面内で噴射部を回転させる噴射部回転手段を説明するための模式図である。

【図11】図１１は、図１に示した噴射部回転手段３１を有する表面処理装置を用い、被処理物２に表面処理を施す手順を説明するための模式図である。

【図12】図１２は、図４に示した被処理物回転手段６１を有する表面処理装置を用い、被処理物２に表面処理を施す手順を説明するための模式図である。

【図13】図１３は、図１に示した噴射部回転手段３１を有する表面処理装置を用い、被処理物２に表面処理を施す他の手順を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明の第一～第三の表面処理方法は、いずれも、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す方法であり、噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射している点で共通している。

【0023】

そして、本発明に係る第一の表面処理方法は、噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射するにあたり、前記噴射部を前記被処理物に対向して設け、且つ前記被処理物の被処理面に対して平行な面内で前記噴射部を回転させるか、或いは前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で前記被処理物を回転させるか、少なくとも一方を行うところに特徴がある。前記噴射部を回転させるか、前記被処理物を回転させることによって、噴射部から噴射された処理液が被処理物に接触する位置や方向が変動するため、処理液が被処理物に種々の方向から接触する。その結果、処理液が被処理物の表面に均一に接触するため、処理ムラを低減でき、表面処理品質を向上できる。

【0024】

本発明に係る第二の表面処理方法は、噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射するにあたり、前記被処理物を液面に対して傾斜させ、且つ前記噴射部を回転させるところに特徴がある。前記噴射部を回転させることによって、噴射部から噴射された処理液が被処理物に接触する位置や方向が変動するため、処理液が被処理物に種々の方向から接触する。また、前記被処理物を液面に対して傾斜させることによって、被処理物表面に付着した気泡や、被処理物表面に形成された凹部や貫通孔内に付着した気泡が除去、排出されやすくなる。その結果、処理液が被処理物の表面に均一に接触するため、処理ムラを低減でき、表面処理品質を向上できる。

【0025】

上記第二の表面処理方法において、前記被処理物の被処理面と、前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向が垂直となるように前記噴射部を傾斜することが好ましい。液面に対する被処理物の被処理面の傾斜角度と、液面に対する噴射部の傾斜角度を同じにすることにより、処理液が被処理物の表面に均一に接触するため、処理ムラを低減でき、表面処理品質を一層向上できる。

【0026】

本発明に係る第三の表面処理方法は、噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射するにあたり、前記噴射部を前記被処理物に対向して設け、且つ前記被処理面に平行な軸を中心に前記噴射部を回転させるところに特徴がある。噴射部を被処理物に対向して設け、この噴射部を、被処理面に平行な軸を中心に回転させることによって、噴射部から噴射された処理液が被処理物に接触する位置や方向が変動するため、処理液が被処理物に種々の方向から接触する。その結果、処理液が被処理物の表面に均一に接触するため、処理ムラを低減でき、表面処理品質を向上できる。

【0027】

以上の通り、本発明に係る第一の表面処理方法では、噴射部または被処理物の少なくとも一方を回転させており、第二、第三の表面処理方法では、噴射部を回転させることによって、表面処理品質を向上できる。以下、第一～第三の表面処理方法について、詳細に説明する。

【0028】

本発明に係る表面処理方法では、被処理物の少なくとも一部を液に浸漬しており、この被処理物に噴射部から処理液を噴射する。

【0029】

上記被処理物を浸漬する液と、上記噴射部から噴射する処理液の組成は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

【0030】

上記被処理物は、処理槽内の液に少なくとも一部が浸漬されていればよく、全部が浸漬されていてもよい。また、上記被処理物は、処理槽内の液に一部が浸漬している状態と、全部が浸漬している状態が、周期的に、或いはランダムに繰り返されてもよい。

【0031】

上記噴射部は、上記被処理物の被処理面に向けて設けられており、上記噴射部の先端には、処理液を噴射する噴射孔が設けられている。噴射孔については、後で詳述する。

【0032】

上記第一の表面処理方法では、噴射部または被処理物の少なくとも一方を回転させ、第二、第三の表面処理方法では、噴射部を回転させる。

【0033】

上記被処理物または上記噴射部の回転方向は特に限定されず、時計回り（正方向）でもよいし、反時計回り（反転方向）でもよい。また、時計回りと反時計回りを、周期的に、あるいはランダムに繰り返してもよい。

【0034】

上記被処理物または上記噴射部の回転条件は特に限定されないが、好ましい条件は次の通りである。

【0035】

［平均回転速度］
上記被処理物または上記噴射部は、平均回転速度１００～３０００ｍｍ／分で回転させることが好ましい。平均回転速度が１００ｍｍ／分未満では、回転による表面処理品質向上効果が充分に得られない。平均回転速度は、より好ましくは１５０ｍｍ／分以上、更に好ましくは２００ｍｍ／分以上である。しかし、平均回転速度が３０００ｍｍ／分を超えると、処理槽内の液が攪拌され過ぎるため、被処理物上での処理液の流速が大きくなり過ぎ、表面処理の反応が促進されず、表面処理品質が却って劣化することがある。平均回転速度は、より好ましくは２５００ｍｍ／分以下、更に好ましくは２０００ｍｍ／分以下、特に好ましくは１５００ｍｍ／分以下、最も好ましくは１０００ｍｍ／分以下である。

【0036】

上記被処理物または上記噴射部の回転速度は、平均回転速度が上記範囲を満足するように適宜変更してもよい。例えば、表面処理の初期は、回転速度を相対的に大きくし、後期は、回転速度を相対的に小さくしてもよい。表面処理の初期に回転速度を大きくすることにより、処理液がビアホールやトレンチの奥まで到達し、回転速度を小さくすることにより、処理液がビアホールやトレンチの手前側と接触するため、表面処理を均一に行うことができる。また、表面処理の初期は、回転速度を大きくし、時間の経過と共に、小さくしてもよい。一方、表面処理の初期は、回転速度を相対的に小さくし、後期は、回転速度を相対的に大きくしてもよい。表面処理の初期における回転速度を小さくすることにより被処理物上での処理を緩やかに進行させることができるため、表面性状を良好にできる。上記被処理物または上記噴射部の回転速度は、表面処理品質を向上させる観点から、初期は回転速度を相対的に大きくし、後期は回転速度を相対的に小さくすることが好ましい。

【0037】

上記表面処理の初期とは、被処理物に処理液を噴射する処理時間全体に対して少なくとも１／３の時間を含む時間を意味し、上記表面処理の後期とは、処理時間全体に対して少なくとも１／３の時間を含む時間を意味する（以下同じ）。

【0038】

［円相当直径］
上記被処理物または上記噴射部を回転させるときの大きさは、円相当直径２０～２００ｍｍ（回転半径１０～１００ｍｍ）が好ましい。円相当直径が２０ｍｍ未満では、回転による表面処理品質向上効果が充分に得られない。円相当直径は、より好ましくは３０ｍｍ以上、更に好ましくは４０ｍｍ以上である。しかし、円相当直径が２００ｍｍを超えると、回転による表面処理品質向上効果が飽和する。円相当直径は、より好ましくは１５０ｍｍ以下、更に好ましくは１００ｍｍ以下である。

【0039】

［回転軌跡］
上記被処理物または上記噴射部を回転させるときの回転軌跡は特に限定されず、例えば、真円、楕円、三角、四角、多角、などが挙げられ、２つ以上を組み合わせてもよい。例えば、８の字を描くように回転させることもできる。

【0040】

上記第一の表面処理方法では、上記被処理物または上記噴射部は、少なくとも一方を回転させればよく、両方を回転させることもできる。上記被処理物および上記噴射部の両方を回転させることによって、処理液が被処理物の被処理面に接触しやすくなるため、表面処理が促進され、表面処理品質が向上する。上記被処理物および上記噴射部の両方を回転させる場合は、両方を同一方向に回転させてもよいし、一方を時計回り、他方を反時計回りに回転させてもよい。

【0041】

上記被処理物および上記噴射部の両方回転させるときの条件は、被処理物、噴射部のそれぞれについて、上述した範囲内で平均回転速度、円相当直径、回転軌跡などを適宜調整できる。

【0042】

上記第一の表面処理方法では、上記被処理物または上記噴射部は、該被処理物または該噴射部を回転させつつ揺動させてもよい。例えば、被処理物を回転させつつ、回転する被処理物を往復移動させて揺動させることができる。揺動させる方向は、例えば、液面に対して水平方向、液面に対して上下方向などであり、直線方向に往復移動させることができる。

【0043】

上記第一の表面処理方法では、上記被処理物または上記噴射部のうち、一方を回転させ、他方を揺動させてもよい。例えば、上記被処理物を回転させ、且つ上記噴射部を水平方向に往復移動させて揺動させてもよい。揺動させる方向は、例えば、液面に対して水平方向、液面に対して上下方向などであり、直線方向に往復移動させることができる。

【0044】

上記第二および第三の表面処理方法では、上記噴射部を回転させつつ揺動させてもよい。例えば、噴射部を回転させつつ、回転する噴射部を往復移動させて揺動させることができる。揺動させる方向は、例えば、液面に対して水平方向、液面に対して上下方向などであり、直線方向に往復移動させることができる。

【0045】

上記被処理物または上記噴射部の揺動条件は特に限定されないが、好ましい条件は次の通りである。

【0046】

［被処理物または噴射部の移動距離］
被処理物または噴射部を往復移動させて揺動させるときの片道の移動距離は、例えば、５～５００ｍｍが好ましい。移動距離が短すぎても、長すぎても、処理液が被処理物に接触する効率が低下するため、揺動による表面処理品質向上効果が得られにくい。移動距離は、より好ましくは１０ｍｍ以上、更に好ましくは３０ｍｍ以上であり、より好ましくは４５０ｍｍ以下、更に好ましくは４００ｍｍ以下である。

【0047】

［１往復に要する時間］
揺動させるときの１往復に要する時間は、例えば、１～６００秒が好ましい。時間が短すぎると、被処理物または噴射部が振動することになり、被処理物上の反応が進行しにくくなるため、揺動による表面処理品質向上効果が得られにくい。また、時間が長すぎると、被処理物または噴射部が殆ど揺動しないため、処理液が被処理物に接触する効率が低下し、表面処理品質向上効果が得られにくい。１往復に要する時間は、より好ましくは３０秒以上、更に好ましくは６０秒以上であり、より好ましくは５５０秒以下、更に好ましくは５００秒以下である。

【0048】

上記第一～第三の表面処理方法では、噴射部から被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射しており、噴射部から噴射される処理液の平均流速の好ましい範囲は次の通りである。

【0049】

［処理液の平均流速］
上記噴射部から噴射させる上記処理液の平均流速は１～３０ｍ／秒が好ましい。平均流速が１ｍ／秒未満では、処理液の噴射による表面処理品質向上効果が充分に得られない。平均流速は、より好ましくは３ｍ／秒以上、更に好ましくは５ｍ／秒以上である。しかし、平均流速が３０ｍ／秒を超えると、被処理物の表面が損傷し、表面処理品質が却って劣化することがある。平均流速は、より好ましくは２５ｍ／秒以下、更に好ましくは２０ｍ／秒以下である。

【0050】

上記処理液の流速は、平均流速が上記範囲を満足するように適宜変更してもよい。例えば、表面処理の初期は、処理液の流速を相対的に大きくし、後期は、処理液の流速を相対的に小さくしてもよい。表面処理の初期に処理液の流速を大きくすることにより、処理液がビアホールやトレンチの奥まで到達し、処理液の流速を小さくすることにより、処理液がビアホールやトレンチの手前側と接触するため、表面処理を均一に行うことができる。また、処理液の流速は、初期は大きくし、時間の経過と共に小さくしてもよい。一方、表面処理の初期は処理液の流速を相対的に小さくし、後期は処理液の流速を相対的に大きくしてもよい。表面処理の初期における処理液の流速を小さくすることにより、被処理物上での処理を緩やかに進行させることができるため、表面性状を良好にできる。上記処理液の流速は、表面処理品質を向上させる観点から、初期は相対的に大きくし、後期は相対的に小さくすることが好ましい。

【0051】

上記処理液は、上記噴射部から連続的に噴射させてもよいし、断続的に噴射させてもよい。断続的に噴射させることにより、処理液が被処理物の表面に接触する機会が増えるため、表面処理が促進される。断続的に噴射させる場合は、周期的に噴射させてもよいし、ランダムに噴射させてもよい。

【0052】

本発明の表面処理方法で複数の被処理物に表面処理を施す際は、被処理物の被処理面が外側になるように、背中合わせにして処理槽内に配置することが好ましい。即ち、上記被処理物を少なくとも２つ準備し、該被処理物の被処理面を外側として処理槽内に配置して表面処理を行えばよい。

【0053】

上記被処理面の表面性状は特に限定されず、平滑でも良いし、表層に凹部を有していてもよい。本発明では、噴射部または被処理物を回転させているため、被処理物の表層に凹部があっても、凹部の奥まで処理液を浸透させることができ、ムラなく表面処理できる。

【0054】

上記凹部は、被処理部の表層に形成された開口部を意味し、ビアホールやトレンチが挙げられる。ビアホールは、被処理物の厚み方向に向かって貫通孔でもよいし、非貫通孔でもよい。上記凹部を有する被処理物は、例えば、プリント基板、半導体、ウエハが挙げられる。上記ウエハとしては、例えば、ウエハレベルチップサイズパッケージやファンアウトウエハレベルパッケージなどが挙げられる。

【0055】

上記表面処理は、被処理物にめっきなどを施す被覆処理のほか、機械加工時等に付着した樹脂残渣等を被処理物から除去するデスミア処理、被処理物に所定の処理を施す前の前処理、所定の処理を施した後の後処理、各処理の前後に必要に応じて行う洗浄処理なども含む意味である。上記被覆処理としては、めっき処理が挙げられ、具体的には、電解めっき処理でもよいし、無電解めっき処理でもよい。

【0056】

めっき処理の好ましい条件は次の通りである。

【0057】

［めっき浴温］
上記めっき処理のめっき浴温は、例えば、２０～５０℃が好ましい。めっき浴温が低すぎると、めっき処理が進行しにくい。一方、めっき浴温が高すぎると、めっきムラが発生しやすくなり、表面処理品質が却って劣化する。めっき浴温は、より好ましくは２３℃以上、更に好ましくは２５℃以上であり、より好ましくは４５℃以下、更に好ましくは４０℃以下である。

【0058】

［電解めっき処理の平均電流密度］
上記電解めっき処理の平均電流密度は、例えば、１～３０Ａ／ｄｍ²が好ましい。平均電流密度が小さすぎると、電解めっき処理が進行しにくい。一方、平均電流密度が大きすぎると、電解めっきムラが発生しやすくなり、表面処理品質が却って劣化する。平均電流密度は、より好ましくは３Ａ／ｄｍ²以上、更に好ましくは５Ａ／ｄｍ²以上であり、より好ましくは２５Ａ／ｄｍ²以下、更に好ましくは２０Ａ／ｄｍ²以下である。

【0059】

［電解めっき処理の時間］
上記電解めっき処理の時間は、要求されるめっき膜厚に応じて調整することが好ましい。

【0060】

次に、本発明に係る表面処理装置について説明する。本発明の第一の表面処理装置は、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す装置であり、該装置は、被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有し、前記噴射部は前記被処理物に対向して設けられている。そして、前記被処理物の被処理面に対して平行な面内で前記噴射部を回転させる噴射部回転手段、および前記噴射部から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で前記被処理物を回転させる被処理物回転手段のうち少なくとも一方を有する点に特徴がある。

【0061】

本発明の第一の表面処理装置について、図面を用いて具体的な態様について説明する。以下では、プリント基板に電解めっき処理するための第一の表面処理装置について説明するが、本発明の第一の表面処理装置はこれに限定されるものではない。

【0062】

図１は、本発明に係る第一の表面処理装置の構成例を示す模式図であり、被処理物の被処理面に対して平行な面内で噴射部を回転させる噴射部回転手段を有している。図１において、処理槽１には液３が貯められており、被処理物２の全部が液３に浸漬されている。３ａは処理液の液面を示している。搬送手段４は、被処理物２を処理槽１に出し入れする手段である。図１では、被処理物２が搬送手段４に治具５を用いて保持されている。治具ガイド６は、治具５を保持している。陽極７は、処理槽１の壁面近傍に設けられている。

【0063】

噴射手段２１は、処理液を噴射する手段であり、被処理物２の被処理面２ａに向けて処理液を吹き付ける手段である。噴射手段２１には、噴射部２２が設けられており、噴射部２２は被処理物２の被処理面２ａに対向している。噴射部２２は、以下、スパージャと呼ぶことがある。噴射部２２は、スパージャパイプ２３と連通している。上記噴射手段２１について、図２を用いてより詳細に説明する。

【0064】

図２の（ａ）は、噴射手段２１の側面図であり、図１に示した噴射手段２１と同じ図である。図２の（ｂ）は、（ａ）に示した噴射手段２１をＡ方向から示した図であり、図２の（ｃ）は、（ａ）に示した噴射手段２１をＢ方向から示した図である。噴射部２２には、噴射孔２４が複数設けられており、この噴射孔２４は被処理物２の被処理面２ａに対向している。

【0065】

［噴射孔と、被処理物の被処理面との距離］
上記噴射孔２４と、上記被処理物２の被処理面２ａとの距離は、例えば、１０～１００ｍｍが好ましい。上記距離が小さすぎると、被処理物の表面が処理液の勢いによって損傷することがあり、上記距離が大きすぎると、噴射部から噴射させる処理液の流速を高める必要があり、設備負荷が大きくなる。上記距離は、より好ましくは１５ｍｍ以上、更に好ましくは２０ｍｍ以上であり、より好ましくは９０ｍｍ以下、更に好ましくは８０ｍｍ以下である。

【0066】

図２には、噴射部２２を１０本設けた構成例を示したが、噴射部２２の数は特に限定されず、表面処理方法の種類、表面処理の条件、第一の表面処理装置の大きさ等を考慮して決定できる。

【0067】

図２の（ｂ）に示した噴射孔２４の数も特に限定されず、表面処理方法の種類、表面処理の条件、第一の表面処理装置（特に、噴射部２２）の大きさ等を考慮して設ければ良い。

【0068】

図１に戻って説明を続ける。循環経路８は、液３を循環させるための経路であり、処理槽１から液３を抜き出し、噴射手段２１に設けたスパージャパイプ２３を通して噴射部２２へ送給する経路である。循環経路８には、処理槽１から液３を抜き出すためのポンプ９、液３に含まれる固形分を除去するためのフィルター１０が設けられている。液３を循環経路８から噴射手段２１へ供給することにより、噴射部２２から被処理物２の被処理面２ａへ液３を処理液として噴射できる。なお、図１では、循環経路８を設けた構成を示したが、循環経路８は設けなくてもよく、循環経路８を設けない場合は、図示しない経路から噴射手段２１へ処理液を供給すると共に、処理槽１の余分な液３を図示しない経路から排出することが好ましい。

【0069】

噴射手段２１は、噴射部回転手段３１に取り付けられており、噴射部２２は、被処理物２の被処理面２ａに対して平行な面内で回転するように構成されている。即ち、噴射手段２１は、パイプサポート３２に保持されており、パイプサポート３２とフレーム３３は、ブラケット３４を介して接続されている。

【0070】

フレーム３３とモータ３５との接続状態を示した斜視図を図３に示す。説明の便宜上、図３では、図１の一部は図示していない。また、図３に示した括弧無しの符号と、括弧付きの符号は、同じ構成部材を示している。

【0071】

図３に示すように、フレーム３３は、軸３６ａ～３６ｅ、タイミングプーリー３７ａ～３７ｅ、タイミングベルト３８ａ～３８ｃを介してモータ３５と接続されている。

【0072】

図１、図３に示すように、モータ３５の回転動力が、軸、タイミングプーリー、タイミングベルトを介してフレーム３３に伝達されることにより、噴射部２２は、被処理物２の被処理面２ａに対して平行な面内で回転する。また、図１においては、軸受３９、モータ３５等を保持するフレーム４０、フレーム４０を移動させるための移動台座４１、移動台座４１を移動させるためのレール４２をそれぞれ設けている。

【0073】

上記移動台座４１を紙面に対して左右方向に揺動させることにより、噴射部２２と、被処理物２の被処理面２ａとの距離を変動させることができる。噴射部２２と、被処理物２の被処理面２ａとの距離を変動させることにより、被処理物の表面に均一に処理液が接触しやすくなり、表面処理品質が向上する。

【0074】

［変動幅］
上記噴射部２２と、上記被処理面２ａとの距離の変動幅は特に限定されないが、例えば、１０～１００ｍｍが好ましい。上記変動幅が小さすぎるか大きすぎると、被処理物を移動させることによる表面処理品質向上効果が得られにくい。上記変動幅は、より好ましくは２０ｍｍ以上、更に好ましくは３０ｍｍ以上であり、より好ましくは９０ｍｍ以下、更に好ましくは８０ｍｍ以下である。

【0075】

上記噴射部２２と、上記被処理面２ａとの距離を変動させるときの条件は特に限定されず、表面処理の初期は、上記距離を短く、表面処理の末期に向けて上記距離を長くしてもよい。

【0076】

上記移動台座４１を紙面に対して左右方向に移動させるときの周期も特に限定されないが、１往復に要する時間は、例えば、１～３００秒とすることが好ましい。上記１往復に要する時間が短すぎるか、長すぎると、上記噴射部２２と、上記被処理面２ａとの距離を変動させることによる表面処理品質向上効果が得られにくい。上記１往復に要する時間は、より好ましくは３０秒以上、更に好ましくは６０秒以上であり、より好ましくは２５０秒以下、更に好ましくは２００秒以下である。

【0077】

なお、図１には、モータ３５等を移動させるために、移動台座４１とレール４２を設けた例を示したが、モータ３５等を移動させない場合は、移動台座４１とレール４２は設けなくてよい。

【0078】

上記図１では、噴射部回転手段３１を１つ設けた構成例を示したが、噴射部回転手段３１の数は１つに限定されず、２つ以上設けてもよい。例えば、噴射部回転手段３１を２つ設ける場合は、被処理物２を２つ準備し、該被処理物２の被処理面２ａを外側として処理槽１内に配置し、噴射部２２が各被処理面に対して平行な面内で回転するように配置できる。

【0079】

次に、本発明に係る第一の表面処理装置の他の構成例について図４を用いて説明する。

【0080】

図４は、被処理物２を、噴射部２２から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で回転する被処理物回転手段６１を有している。上記図面と同じ箇所には同一の符号を付して重複説明を避ける。なお、図４に示した第一の表面処理装置も、被処理物２の表面に電解めっきを施す装置を示している。

【0081】

図４の処理槽１には液３が貯められており、液３に被処理物２が浸漬している。上記被処理物２は、図示しない搬送手段によって処理槽１に搬送されたものであり、治具サポート５３に設けられた治具ガイド５４に沿って治具サポート５３に装入され、処理槽１内に浸漬されている。

【0082】

図４では、二つの被処理物が、被処理面２ａと２ｂを外側として処理槽１内に配置されており、被処理面２ａと２ｂにそれぞれ対向して、噴射部２２ａと２２ｂが設けられている。

【0083】

噴射部２２ａと２２ｂは、スパージャパイプ２３ａと２３ｂにそれぞれ連通しており、スパージャパイプ２３ａと２３ｂは、固定具５２ａと５２ｂ、固定具５５ａ、５５ｂによって処理槽１に固定されている。

【0084】

図４でも上記図１と同様、処理槽１の液３を循環する循環経路８を設けている。循環経路８は、途中で、経路８ａと経路８ｂに分岐し、経路８ａはスパージャパイプ２３ａ、経路８ｂはスパージャパイプ２３ｂにそれぞれ接続している。

【0085】

上記治具サポート５３は、被処理物回転手段６１に取り付けられており、被処理物２は、噴射部２２ａ、２２ｂから噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で回転するように構成されている。即ち、被処理物２は、治具サポート５３に保持されており、治具サポート５３とフレーム３３は、ブラケット３４で接続されている。

【0086】

上記治具サポート５３と上記被処理物回転手段６１とを接続するにあたっては、例えば、図３に示したパイプサポート３２の代わりに治具サポート５３を取り付け、スパージャパイプ２３の代わりに被処理物２を取り付ければよい。なお、治具サポート５３には、上述したように治具ガイド５４を設け、治具５に取り付けた被処理物２を治具ガイド５４に沿って治具サポート５３に装入できる。

【0087】

上記被処理物２は、モータ３５の回転動力が、軸、タイミングプーリー、タイミングベルトを介してフレーム３３に伝達されることにより、噴射部２２ａ、２２ｂから噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で回転する。

【0088】

図４では、被処理物回転手段６１を２つ設けた構成例を示したが、被処理物回転手段６１の数は２つに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上設けてもよい。

【0089】

以上、図１には、被処理物の被処理面に対して平行な面内で噴射部を回転する噴射部回転手段を備えた第一の表面処理装置を示し、図４には、噴射部から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で被処理物を回転する被処理物回転手段を備えた第一の表面処理装置を示した。

【0090】

次に、本発明に係る第一の表面処理装置の他の構成例を、図５および図６を用いて説明する。図５に示した第一の表面処理装置は、上記図１に示した第一の表面処理装置と同じく、被処理物の被処理面に対して平行な面内で噴射部を回転する噴射部回転手段を備えた第一の表面処理装置の構成例を示している。図６は、図５に示した第一の表面処理装置をＡ方向から示した断面図である。

【0091】

上記図１に示した第一の表面処理装置と上記図５に示した第一の表面処理装置は、噴射部を回転させる手段を有している点で一致しており、図１では、噴射部回転手段をフレーム３３に取り付け、モータ３５の回転動力をフレーム３３に伝達させることにより、噴射部回転手段を回転させているのに対し、図５、６では、噴射部回転手段を垂直フレーム１０６に取り付け、該垂直フレーム１０６を、軸３６ｉ、ピン１０７、および軸受３９ａ～軸受３９ｄ用いてベースフレーム１０１に固定している点で相違している。

【0092】

以下、図５および図６について詳述する。なお、図１～図４と同じ箇所には同一の符号を付して重複説明を避ける。また、図５および図６では、図１～図４に示した部材の一部を省略して示している。

【0093】

まず、図６を参酌する。スパージャパイプ２３と連通している噴射部（スパージャ）は、被処理物２の被処理面に対向しており、スパージャパイプ２３は、垂直フレーム１０６に取り付けられている。垂直フレーム１０６は、処理槽１を挟むように１組備えられており、水平フレーム１０２で接続されている。

【0094】

垂直フレーム１０６には、軸受３９ｃおよび軸受３９ｄが固定されている。軸受３９ｃおよび軸受３９ｄを通るように、ピン１０７が設けられており、ピン１０７の両端は、それぞれ、プレート１０５ｉおよびプレート１０５ｊの中心軸から外れた位置に固定されている。一方、プレート１０５ｉおよびプレート１０５ｊの中心には、軸３６ｉおよび軸３６ｊがそれぞれ接続されている。

【0095】

ベースフレーム１０１には、軸受３９ａおよび軸受３９ｂが固定されており、上記プレート１０５ｊの中心を通る軸３６ｊは軸受３９ｂと接続されている。一方、上記プレート１０５ｉの中心を通る軸３６ｉは、軸受３９ａと接続されており、軸３６ｉの末端は、カップリング１０４に接続されている。カップリング１０４には、ギヤボックス１０３と軸ｋで接続されている。

【0096】

次に、図５を参酌する。ベースフレーム１０１は、処理槽１の一部を囲むＵ字状であり、軸受３９がベースフレーム１０１に固定されている。図５では、軸受３９を４つ示したが、軸受３９の数はこれに限定されるものではない。ギヤボックス１０３ｃには、軸３６ｋとは別に、軸３６ｈが接続されており、軸３６ｈの末端は、ギヤボックス１０３ｃに接続されている。また、軸３６ｈは、軸受３９で固定されている。

【0097】

本発明の第一の表面処理装置は、これらの構成に限定されるものではなく、例えば、被処理物の被処理面に対して平行な面内で噴射部を回転させ、且つ噴射部から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で被処理物を回転、即ち、噴射部と被処理物の両方を回転してもよい。

【0098】

次に、本発明の第二の表面処理装置について説明する。本発明の第二の表面処理装置は、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す装置であり、該装置は、被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有している。そして、前記被処理物を液面に対して傾斜して固定する固定手段と、前記噴射部を回転させる噴射部回転手段とを有する点に特徴がある。

【0099】

本発明の第二の表面処理装置について、図７を用いて詳細に説明する。以下では、プリント基板に電解めっき処理するための第二の表面処理装置について説明するが、本発明の第二の表面処理装置はこれに限定されるものではない。なお、上記図面と同じ箇所には同一の符号を付して重複説明を避ける。

【0100】

図７に示した噴射部は、液面に平行な軸を中心に回転する点で、上記図６と同じである。一方、図７では、図示しない固定手段によって、被処理物２を液面に対して傾斜して固定している。被処理物２を液面に対して傾斜させることによって、被処理物表面に付着した気泡や、被処理物表面に形成された凹部や貫通孔内に付着した気泡が排出、除去される。その結果、処理液が被処理物の表面に均一に接触するため、処理ムラを低減でき、表面処理品質を向上できる。

【0101】

上記被処理物２の被処理面が液面と成す角度θは、０度超、９０度未満が好ましく、より好ましくは２０度以上、更に好ましくは４０度以上であり、より好ましくは８０度以下、更に好ましくは６０度以下である。

【0102】

なお、被処理物２に貫通孔が形成される場合は、上記被処理物２の被処理面が液面と成す角度θは、例えば、９０度超、１８０度未満であってもよい。角度θは、より好ましくは１１０度以上、更に好ましくは１３０度以上であり、より好ましくは１７０度以下、更に好ましくは１５０度以下である。

【0103】

次に、本発明の第二の表面処理装置の他の構成例について、図８を用いて詳細に説明する。以下では、プリント基板に電解めっき処理するための第二の表面処理装置について説明するが、本発明の第二の表面処理装置はこれに限定されるものではない。なお、上記図面と同じ箇所には同一の符号を付して重複説明を避ける。

【0104】

図８に示した噴射部は、液面に平行な軸を中心に回転する点で、上記図６および図７と同じである。また、図８では、図示しない固定手段によって、被処理物２を液面に対して傾斜して固定している点で、図７と同じである。一方、図８では、前記被処理物２の被処理面と、前記噴射部２２から噴射される処理液の噴射方向が垂直となるように、スパージャパイプ２３の途中に前記噴射部２２を傾斜する傾斜手段２５を更に有している。傾斜手段２５の角度を調整することにより、液面に対する噴射部２２の傾斜角度θ１を調整できる。

【0105】

液面に対する被処理物２の被処理面の傾斜角度θと、液面に対する噴射部２２の傾斜角度θ１を同じにすることにより、処理液が被処理物２の表面に均一に接触するため、処理ムラを低減でき、表面処理品質を一層向上できる。

【0106】

上記角度θおよびθ１は、０度超、９０度未満が好ましく、より好ましくは２０度以上、更に好ましくは４０度以上であり、より好ましくは８０度以下、更に好ましくは６０度以下である。なお、被処理物２に貫通孔が形成される場合は、上記角度θおよびθ１は、例えば、９０度超、１８０度未満であってもよい。角度θは、より好ましくは１１０度以上、更に好ましくは１３０度以上であり、より好ましくは１７０度以下、更に好ましくは１５０度以下である。

【0107】

図８において、噴射孔の先端から上記被処理物２の被処理面までの最短距離は、例えば、１０～１００ｍｍが好ましい。上記最短距離が小さすぎると、被処理物の表面が処理液の勢いによって損傷することがあり、上記最短距離が大きすぎると、噴射部から噴射させる処理液の流速を高める必要があり、設備負荷が大きくなる。上記最短距離は、より好ましくは１５ｍｍ以上、更に好ましくは２０ｍｍ以上であり、より好ましくは９０ｍｍ以下、更に好ましくは８０ｍｍ以下である。

【0108】

次に、本発明の第三の表面処理装置について説明する。本発明の第三の表面処理装置は、少なくとも一部が液に浸漬されている被処理物に表面処理を施す装置であり、該装置は、被処理物の被処理面に向けて処理液を噴射する噴射部を有している。そして、前記噴射部は前記被処理物に対向して設けられており、且つ前記被処理面に平行な軸を中心に前記噴射部を回転させる噴射部回転手段を有する点に特徴がある。

【0109】

本発明の第三の表面処理装置について、図９を用いて詳細に説明する。以下では、プリント基板に電解めっき処理するための第三の表面処理装置について説明するが、本発明の第三の表面処理装置はこれに限定されるものではない。なお、上記図面と同じ箇所には同一の符号を付して重複説明を避ける。

【0110】

図９に示した噴射部は、液面に平行な軸を中心に回転する点で、上記図６、図７、および図８と同じである。一方、図９では、図示しない固定手段によって、被処理物２の被処理面と、液面が平行となるように固定されており、被処理物２の被処理面と噴射部は対向している。即ち、第三の表面処理装置では、水平フレーム４３にスパージャパイプ２３が設けられており、スパージャパイプ２３の噴射部２２の下方に被処理物２を配置し、噴射部と被処理物の被処理面は液面に対して平行としている。噴射部２２から噴射する処理液は、鉛直方向下向きに噴射される。噴射部２２を被処理物２に対向して設け、この噴射部２２を、被処理物２の被処理面に平行な軸を中心に回転させることによって、噴射部２２から噴射された処理液が被処理物２に接触する位置や方向が変動するため、処理液が被処理物２に種々の方向から接触する。その結果、処理液が被処理物２の表面に均一に接触するため、処理ムラを低減でき、表面処理品質を向上できる。

【0111】

噴射部２２の噴射孔の先端から上記被処理物２の被処理面までの最短距離は、例えば、１０～１００ｍｍが好ましい。上記最短距離が小さすぎると、被処理物２の表面が処理液の勢いによって損傷することがあり、上記最短距離が大きすぎると、噴射部２２から噴射させる処理液の流速を高める必要があり、設備負荷が大きくなる。上記最短距離は、より好ましくは１５ｍｍ以上、更に好ましくは２０ｍｍ以上であり、より好ましくは９０ｍｍ以下、更に好ましくは８０ｍｍ以下である。

【0112】

なお、上記図９では、被処理物２を固定した構成例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、噴射部２２から噴射される処理液の噴射方向に対して垂直な面内で被処理物２を回転させてもよい。

【0113】

上記図９に示した第三の表面処理装置において、被処理物の被処理面に対して平行な面内で噴射部を回転させる噴射部回転手段を設けてもよい。該噴射部回転手段について図１０を用いて説明する。なお、上記図面と同じ箇所には同一の符号を付して重複説明を避ける。

【0114】

図１０では、水平フレーム４３に、垂直フレーム４４が接続されており、垂直フレーム４４にスパージャパイプ２３が接続されている。スパージャパイプ２３には、スパージャパイプ２３に処理液を供給するための給水口４５が設けられている。水平フレーム４３には、垂直フレームの他に、タイミングプーリー３７ｆ～３７ｉが備えられており、タイミングプーリー３７ｆと３７ｇはタイミングベルト３８ｄ、タイミングプーリー３７ｇとタイミングプーリー３７ｈはタイミングベルト３８ｅ、タイミングプーリー３７ｆとタイミングプーリー３７ｉはタイミングベルト３８ｆでそれぞれ接続されている。タイミングプーリー３７ｆは、モータ３５ともベルトで接続されている。

【0115】

図１０に示すように、モータ３５の回転動力が、タイミングプーリーおよびタイミングベルトを介して水平フレーム４３に伝達され、水平フレーム４３は、液面に対して平行な面内で回転する。水平フレーム４３が、液面に対して平行な面内で回転することにより、該水平フレーム４３に接続された垂直フレーム４４も回転し、スパージャパイプ２３も回転する。

【0116】

次に、上記第一～第三の表面処理装置において設けた噴射孔について説明する。

【0117】

［噴射孔の孔径］
上記噴射孔２４の孔径は特に限定されないが、例えば、１～５ｍｍが好ましい。孔径が小さ過ぎると、被処理物に接触する処理液の勢いが強くなり過ぎるため、被処理物の表面が損傷することがあり、孔径が大き過ぎると、噴射部から処理液を噴射するための設備負荷が大きくなる。孔径は、より好ましくは１．３ｍｍ以上、更に好ましくは１．５ｍｍ以上であり、より好ましくは４ｍｍ以下、更に好ましくは３ｍｍ以下である。

【0118】

［隣り合う噴射孔の平均距離］
上記噴射孔２４は、隣り合う噴射孔の平均距離が５～１５０ｍｍであることが好ましい。上記平均距離が短すぎると、噴射部から処理液が噴射しにくくなり、上記平均距離が長すぎると、噴射部から噴射される処理液が被処理物に均一に接触しないため、表面処理品質向上効果が得られにくい。上記平均距離は、より好ましくは１０ｍｍ以上、更に好ましくは３０ｍｍ以上であり、より好ましくは１３０ｍｍ以下、更に好ましくは１００ｍｍ以下である。

【0119】

上記噴射孔２４は、図２の（ｂ）に示したように、矩形格子状に配列してもよいし、斜方格子状、六角格子状（千鳥状と呼ばれることがある）、正方格子状、平行体格子状に配列してもよい。

【0120】

［噴射方向の角度］
上記噴射部２２の上記噴射孔２４から噴射される処理液の噴射方向は特に限定されず、水平方向を０度としたとき、噴射方向の角度は、例えば、－７０度～＋７０度の範囲が好ましい。噴射方向の角度がプラス方向またはマイナス方向に大きすぎると、噴射部から噴射された処理液が被処理物の表面に接触しにくくなるため、処理液を噴射することによる表面処理品質向上効果が得られにくい。噴射方向の角度は、より好ましくは－５０度以上、更に好ましくは－３０度以上であり、より好ましくは５０度以下、更に好ましくは３０度以下である。

【0121】

上記噴射部２２の上記噴射孔２４の配列状態も特に限定されず、全ての噴射孔２４の向きが水平方向、下向き、または上向きとなるように角度を調整してもよいし、噴射部２２ごとに噴射孔２４の向きが水平方向、下向き、または上向きとなるように角度を調整してもよい。また、噴射孔２４ごとに向きを調整してもよい。

【0122】

［面積の割合］
上記被処理物２の被処理面２ａの面積に対して、上記噴射手段２１のうち噴射孔２４が設けられている領域の面積の割合は、例えば、１００～２００％が好ましい。上記面積の割合が小さすぎると、噴射部から噴出される処理液が被処理物の表面に均一に接触しにくくなるため、表面処理品質向上効果が得られにくい。一方、上記面積の割合を大きくしても処理液を噴射させることによる効果は飽和し、無駄となる。上記面積の割合は、より好ましくは１０３％以上、更に好ましくは１０５％以上であり、より好ましくは１８０％以下、更に好ましくは１６０％以下である。

【0123】

次に、本発明に係る表面処理装置を用いて被処理物に表面処理を施す手順について説明する。図１１は、図１に示した噴射部回転手段３１を有する第一の表面処理装置を用い、被処理物２に表面処理を施す手順を説明するための模式図である。上記図面と同一の箇所には同じ符号を付して重複説明を避ける。

【0124】

図１１の（ａ）は、表面処理設備の鳥瞰図であり、図１１の（ａ）には、噴射部回転手段３１を有する第一の表面処理装置を４つ（Ｉ～ＩＶ）配置している。また、図１１の（ａ）のＩＩに示した第一の表面処理装置を、Ａ方向から示した断面図を図１１の（ｂ）に示す。図１１では、処理槽１に隣接して干満槽１ａを設けている。なお、図１１では、干満槽１ａを設けた構成例を示したが、干満槽１ａは設けなくてもよい。

【0125】

図１１の４ａは被処理物２を搬送する搬送装置であり、レール７１上を移動可能である。第一の表面処理装置Ｉ～ＩＶは、レール７１に隣接して配置されており、図１１の（ａ）では、搬送装置４ａと第一の表面処理装置ＩＩが接続されている。被処理物２は、搬送装置４ａから第一の表面処理装置ＩＩへ装入、或いは第一の表面処理装置ＩＩから搬送装置４ａへ取り出すことができる。

【0126】

図１１の（ｂ）は、搬送装置４ａと第一の表面処理装置ＩＩを接続した状態を示している。被処理物２は、治具５で搬送装置４ａに保持されている。図１１の（ｂ）には、処理槽１に貯めた液３に被処理物２を浸漬した状態、および干満槽１ａに装入した被処理物２を液３に一部浸漬した状態を点線で示している。

【0127】

搬送装置４ａから被処理物２を処理槽１へ装入するにあたっては、まず、干満槽１ａに設けられたシャッター８１ａを降ろし、搬送装置４ａに取り付けた被処理物２を治具５ごと搬送手段４へ水平にスライドさせて干満槽１ａへ装入する。次に、シャッター８１ａを上げ、干満槽１ａ内の被処理物２が浸漬するまで液３を貯める。次に、シャッター８１ｂを降ろし、被処理物２を取り付けた治具５を処理槽１内へスライドさせる。処理槽１内には、液３を予め貯めておけばよい。処理槽１内へ被処理物２を搬送したら、シャッター８１ｂを上げ、図１１の（ｂ）には図示しない噴射部回転手段３１によって被処理物２の表面に処理を施せばよい。被処理物２の表面処理後は、逆の手順で被処理物２を処理槽１から取り出せばよい。

【0128】

図１２は、図４に示した被処理物回転手段６１を有する第一の表面処理装置を用い、被処理物２に表面処理を施す手順を説明するための模式図である。上記図面と同一の箇所には同じ符号を付して重複説明を避ける。

【0129】

図１２の（ａ）は、表面処理設備の鳥瞰図であり、図１２の（ａ）には、被処理物回転手段６１を有する第一の表面処理装置を４つ（Ｉ～ＩＶ）配置している。また、図１２の（ａ）のＩＩに示した第一の表面処理装置を、Ａ方向から示した断面図を図１２の（ｂ）に示す。

【0130】

図１２の（ｂ）は、搬送装置４ａと第一の表面処理装置ＩＩを接続した状態を示している。被処理物２は、治具５で搬送装置４ａに保持されている。図１２の（ｂ）には、処理槽１に貯めた液３に被処理物２を浸漬した状態を点線で示している。

【0131】

搬送装置４ａから被処理物２を処理槽１へ装入するにあたっては、まず、搬送装置４ａに取り付けた被処理物２を治具５ごと処理槽１の上方まで水平にスライドさせる。次に、治具５で保持する被処理物２を処理槽１内に垂下させ、処理槽１内に設けた治具サポート５３に装入する。治具サポート５３の壁面には、図４に示すように、治具ガイド５４を設ければよい。処理槽１内には、液３を予め貯めてもよい。

【0132】

被処理物２を処理槽１内へ搬送したら、図１２の（ｂ）には図示しない被処理物回転手段６１によって被処理物２を回転させつつ、被処理物２の表面に処理を施せばよい。被処理物２の表面処理後は、逆の手順で被処理物２を処理槽１から取り出せばよい。

【0133】

なお、図１２には、処理槽を一つ設け、被処理物２を処理槽１の上方から垂下させて装入する構成例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記図１１に示したように、処理槽１の壁面にシャッターを設け、被処理物２を水平方向から処理槽１内へ装入したり、処理槽１とは別に干満槽１ａを設けてもよい。

【0134】

図１３は、上記図１１と同様、図１に示した噴射部回転手段３１を有する第一の表面処理装置を用い、被処理物２に表面処理を施す他の手順を説明するための模式図であり、図１３では、噴射部回転手段３１を２つ設けている。また、図１３では、上記図１１と異なり、干満槽１ａは設けていない。上記図面と同一の箇所には同じ符号を付して重複説明を避ける。

【0135】

図１３では、被処理物２の被処理面が外向きになるように配置しており、それぞれの被処理面に対向して噴射部を設けている。噴射部は、被処理物２の被処理面に対して平行な面内で回転する。

【0136】

図１３の（ｂ）に示すように、搬送装置４ａから被処理物２を処理槽１へ装入するにあたっては、まず、搬送装置４ａに取り付けた被処理物２を治具５ごと処理槽１の上方まで水平にスライドさせる。次に、治具５で保持する被処理物２を処理槽１内に垂下させ、処理槽１内に設けた治具ガイド６で固定できる。処理槽１内には、液３を予め貯めてもよい。

【0137】

被処理物２を処理槽１内へ搬送したら、図１３の（ｂ）に図示しない噴射部回転手段３１によって噴射部を回転させつつ、被処理物２の表面に処理を施せばよい。被処理物２の表面処理後は、逆の手順で被処理物２を処理槽１から取り出せばよい。

【0138】

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前記および後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

【実施例】

【0139】

図１に示した第一の表面処理装置を用い、被処理物の被処理面に表面処理を施した。被処理物としてはパターンおよびビアホール付プリント基板を用い、表面処理として電解めっきを行った。被処理物の表層には、凹部としてビアホールが形成されている。ビアホールの開口部の円相当直径は４０μｍである。電解めっき時のめっき浴温は３０℃、平均電流密度は１０Ａ／ｄｍ²とした。表面処理時には、噴射部を、被処理物の被処理面に対して平行な面内で回転させつつ、噴射部から被処理物の被処理面に処理液を噴射させた。

【0140】

上記噴射部は１０本、各噴射部に設けた噴射孔の孔径は２ｍｍ、隣り合う噴射孔の平均距離は５０ｍｍ（即ち、噴射孔が上下左右ともに５０ｍｍずつ離れている。）、噴射孔の平面配列は矩形格子状とした。上記噴射孔から噴射される処理液の噴射方向は水平方向（０度）であった。上記被処理面の面積に対して、上記噴射孔が設けられている領域の面積の割合は、１１０％であった。上記噴射孔と、上記被処理面との距離は３５ｍｍとした。

【0141】

上記噴射部を回転させるときの円相当直径は７５ｍｍ（回転半径は３７．５ｍｍ）、回転方向は正方向（時計回り）、平均回転速度は６００ｍｍ／分とした。上記噴射部から噴射させる上記処理液の平均流速は、１０ｍ／秒とした。

【0142】

表面処理後、被処理物の表層を断面観察で測定し、凹部にめっきが施されているかどうか観察し、表面処理品質を評価した。その結果、凹部の奥までめっきが施されており、表面処理品質は良好であった。

【符号の説明】

【0143】

１ 処理槽
１ａ 干満槽
２ 被処理物
２ａ、２ｂ 被処理面
３ 液
３ａ 液面
４ 搬送手段
４ａ 搬送装置
５ 治具
６ 治具ガイド
７ 陽極
８ 循環経路
８ａ、８ｂ 経路
９ ポンプ
１０ フィルター
２１ 噴射手段
２２、２２ａ、２２ｂ 噴射部
２３、２３ａ、２３ｂ スパージャパイプ
２４ 噴射孔
２５ 傾斜手段
３１ 噴射部回転手段
３２ パイプサポート
３３ フレーム
３４ ブラケット
３５ モータ
３６ａ～３６ｅ 軸
３７ａ～３７ｉ タイミングプーリー
３８ａ～３８ｆ タイミングベルト
３９ 軸受
４０ フレーム
４１ 移動台座
４２ レール
４３ 水平フレーム
４４ 垂直フレーム
４５ 給水口
５２ａ、５２ｂ 固定具
５３ 治具サポート
５４ 治具ガイド
５５ａ、５５ｂ 固定具
６１ 被処理物回転手段
７１ レール
８１ａ、８１ｂ シャッター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】