CN102418126B

CN102418126B - 电镀设备和电镀方法

Info

Publication number: CN102418126B
Application number: CN201110285433.2A
Authority: CN
Inventors: 真山惠次; 内田智也
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: US20120073979A1; JP2012067362A; CN102418126A; JP5267526B2; US8932440B2

Abstract

[问题]为了提供一种电镀方法和设备，其不需要为每个处理步骤准备单独的处理槽，并因此使得设备在尺寸方面能够减小，此外其能减少处理溶液的使用量。[解决方案]一种电镀设备，其将电镀液馈送至其中布置有电极的处理槽并电镀由金属制成的工件，以便执行电镀，该电镀设备的特征在于设置有：多根管道，其连接至处理槽的外壁；和切换阀，其设置成能够在外壁的内侧处旋转，并且其具有至少一个馈送端口以便使选自多根处理溶液馈送管的至少一根处理溶液馈送管与处理槽连通。

Description

电镀设备和电镀方法

技术领域

本发明涉及电镀设备和电镀方法，其在使电流通过电镀液流向工件的方法中将相同的处理槽用于清洁和电镀，以便在工件的表面上形成电镀层。

背景技术

在过去，已生产由电镀有另一金属的铁、不锈钢、铜或其他金属制成的各种产品。作为产品，可提及例如发动机零件、电气和电子零件等的汽车零件。作为电镀类型，可提及镀锌、镀镍、镀铜、镀锡、镀锌镍合金等。

作为这样的产品的电镀系统，最普遍地使用浸没系统。浸没系统是一种系统，其中由金属制成的工件作为阴极被浸入包含电镀液的电镀槽，并且与面对阴极的阳极电极反应。

电镀处理的浸没系统具有伴随所谓的成批处理的问题。也就是说，例如，如图1所示，在热浸镀锌的预处理中，脱脂、冲洗、酸洗、冲洗和熔剂处理的步骤变得必要。必须为这些步骤中的每个步骤准备单独的处理槽，并且在每个步骤结束的情况下，必须将工件输送至下一个处理槽。为此，电镀设备在尺寸方面变得非常大。与设备较大的尺寸一起，输送设备也变得必要。因此，存在设备容易在成本方面变得较高的问题。

为了解决该问题，例如在PLT1中，提出一种由单个工作槽和多个储槽组成的连续型化学表面处理设备。

然而，当例如在处理槽的外部提供用于切换溶液的电磁阀或其他机构时，从切换机构到处理槽的管系共同地用于不同的处理溶液。必须排出每种处理溶液的与共用管系相等的量，以便防止混合，因而增加溶液的使用量。

引证列表

专利文献

PLT1：日本专利公布(A)No.10-68056。

发明内容

技术问题：

基于该问题作出本发明，并且本发明把提供一种电镀方法和设备作为其目的，所述电镀方法和设备不需要为每个处理步骤准备单独的处理槽，并因此使得设备在尺寸方面能够减小，此外，所述电镀方法和设备能减少处理溶液的使用量。

问题的解决方案：

为了达到以上目的，本发明的权利要求1的方面提供一种通过使电流流向金属工件15来电镀该金属工件15的电镀设备，包括：处理槽10，电镀液被馈送至该处理槽10；多根处理溶液馈送管，其连接至处理槽10的外壁20；切换阀30；其中切换阀30在外壁20的内侧处旋转，并具有用于使选自多根处理溶液馈送管的至少一根处理溶液馈送管与处理槽10连通的至少一个馈送端口31。

由此，通过将多根处理溶液馈送管连接至单个处理槽10并使切换阀30旋转，能够向处理槽10馈送从所选择的管道馈送来的处理溶液。结果，单个处理槽能用于连续的清洁和电镀，因此装备在尺寸方面减小。此外，工件的输送量保持在最低，因此能降低生产成本。此外，由于切换阀30设置在处理槽10的外壁20的内表面处，所以共同地用于不同的处理溶液的管道保持在最低限度，并且能减少为防止溶液的混合而排出的处理溶液的量。

本发明根据权利要求2的方面提供一种电镀设备，还包括连接至处理槽10的外壁20的压缩气体馈送管24，其中加压气体馈送管24可通过使切换阀30旋转而切换，以连接至处理槽10或与处理槽10断开。

由此，能够由加压气体推出和回收处理槽10中的剩余溶液。此外，在电镀之后能够使处理槽10的内部或工件15干燥。

本发明根据权利要求3的方面提供一种电镀设备，还包括：多根回收管，其连接至处理槽10的外壁25；切换阀35，其用于使选自多根回收管道的至少一根管道与处理槽10连通；其中切换阀35能在外壁25的内侧处旋转。

由此，能对于每种处理溶液回收处理槽10中的剩余溶液。

本发明根据权利要求4的方面提供一种电镀设备，还包括在切换阀30的内侧处的多个喷嘴40。

由此，喷动电镀变成可能，其使电镀液加压，并且从喷嘴40喷射电镀液，以便喷射和撞击工件15。

本发明根据权利要求5的方面提供一种电镀设备，还包括用于处理工件15的内表面的内表面喷嘴50。

由此，甚至工件15的内表面也能以与外表面相同的方式处理。

本发明根据权利要求6的方面提供一种电镀设备，其中可通过使所述切换阀30旋转和改变设置有切换阀30的馈送端口31与用于馈送处理溶液的管道之间的位置关系来改变馈送到处理槽10中的处理溶液的量。

由此，能够改变馈送至处理槽10的处理溶液的量。此外，当喷动电镀时，能够改变喷射的强度。

本发明根据权利要求7的方面提供一种电镀设备，其中多个喷嘴40与切换阀30整体地结合，并且能与切换阀30同时旋转。

通过使喷嘴40与切换阀30制作为整体，能够改善密封性。

本发明根据权利要求8的方面提供一种电镀方法，其在单个处理槽10中使用以上的电镀设备，使切换阀30旋转，包括步骤：将清洁溶液馈送到处理槽10中并清洁工件15；将加压气体馈送到处理槽10中并根据需要推出和回收处理溶液；将水馈送至处理槽10的内部并冲洗清洁的工件15；将电镀液馈送至处理槽10的内部并电镀冲洗的工件15；将加压气体馈送到处理槽10中并推出和回收电镀液；将水馈送至处理槽10的内部并冲洗电镀的工件15；将加压气体馈送到处理槽10中并使冲洗的工件15干燥。

由此，单个处理槽可用于连续的电镀处理，因而处理立刻变成可能。此外，还回收残余溶液，因此能减少处理溶液的使用量。

本发明根据权利要求9的方面提供以上的电镀方法，其中电镀为喷动电镀。

采用喷动电镀，能减少处理溶液的使用量。

应指出的是，以上的附图标记是示出与稍后描述的具体实施例的对应的示例。

附图说明

图1是示出常规浸没系统的电镀的流程的概略的视图。

图2是示出根据本发明的电镀设备的示例的概略的视图。

图3给出根据本发明的电镀设备的横截面视图。(a)是示出图2的A-A'横截面的视图，而(b)是示出图2的B-B'横截面的视图。

图4是示出根据本发明的电镀设备的另一示例的概略的视图。

图5给出根据本发明的电镀设备的横截面视图。(a)是示出图4的A-A'横截面的视图，而(b)是示出图4的B-B'横截面的视图。

图6是示出根据本发明的电镀设备的另一示例的概略的视图。

具体实施方式

以下，将参考附图说明本发明的实施例的示例。

图2是示意性地示出本发明的电镀设备的视图。电镀设备1设置有处理槽10。在处理槽10上方，连接至电源(未示出)的悬挂夹具12用于悬挂待被电镀的工件、即工件15。在处理槽10内布置有连接至电源(未示出)的电极11。利用工件15作为阴极和电极11作为阳极通过该电镀液能够电镀。

电极11可制作为两个或更多个电极用于清洁使用和电镀使用，或者可制作为单个共用电极。

在处理槽10上方的外壁20处有处理溶液馈送管接头21。连接多根处理溶液馈送管，用于向处理槽10馈送用于清洁、冲洗和电镀的处理溶液，以致多根处理溶液馈送管被连接。在外壁20的内侧处，切换阀30设置成用于切换馈送至处理槽10的处理溶液。

作为处理溶液，例如有用于除掉油脂的碱性水溶液、用于除锈的硫酸水溶液、用于熔剂处理的氯化锌-氨水溶液及其他清洁溶液、用于冲洗的水、用于电镀的电镀液等。

图3(a)是图2的A-A'横截面视图。在该示例中，在外壁20处连接有三根处理溶液馈送管22a、22b、22c。切换阀30可旋转。通过旋转，移动切换阀30的馈送端口31，由此能够使处理溶液馈送管中的至少一根处理溶液馈送管与处理槽10连通，并且仅向处理槽10馈送期望的单一类型的处理溶液。

图3(a)示出切换阀30的仅一个馈送端口31的示例，但对于切换阀30还可能具有与处理的内容对应的多个馈送端口31，并且具有与处理槽10连通的所选择的多个处理溶液馈送管。此外，处理溶液馈送管的数量不具体地受到限制。

此外，在外侧壁20的外侧处，能够提供加压气体馈送管接头23并连接至加压气体馈送管24。例如从加压气体馈送管24馈送加压空气。加压气体馈送管24还可由切换阀30切换，以与处理槽10连接或与该处理槽10断开。由此，变得能够使用加压空气，以推出处理槽10内剩余的溶液，并且利用稍后说明的回收管回收该剩余的溶液。此外，还可使工件15和处理槽10的内部干燥。作为加压气体，除空气之外，还可使用氮、氩等。

处理槽10的外壁25具有回收管接头26。用于收集剩余物的回收管连接至该回收管接头26。图3(b)示出图2的B-B'横截面。在该示例中，在外壁25处连接有三根回收管27a、27b和27c。回收管对应于相应的处理溶液。在处理槽10的底部处的切换阀35用于仅使一根管道连通至处理槽10，由此溶液被送至相应的回收部分(未示出)。

在图2所示的电镀设备中，顶部切换阀30和底部切换阀35被连接并制作为同时旋转的结构。与馈送的溶液对应的回收管和切换阀35的回收端口36在结构上连通。两个切换阀还可构造成能够独立地旋转。

在图2的设备中，通过在不同的处理步骤中向处理槽10馈送必需的处理溶液，能够由浸没系统执行电镀。为了减少用于单一处理的处理溶液量，还能够在处理槽10的顶部与底部之间设置阀(未示出)。

此外，在本发明的设备中，如图4和图5所示，通过在切换阀30的内侧处设置喷嘴40，喷动电镀变成可能。图5(a)是示出图4的A-A'横截面的视图，而(b)是示出图4的B-B'横截面的视图。可根据目标合适地设定喷嘴40的尺寸、间距和角度、喷嘴40与工件15之间的距离等。

在本发明的设备中，通过改变切换阀30的馈送端口31与处理溶液馈送管之间的位置关系，可使馈送至处理槽10的处理溶液的量可变。由此，当提供喷嘴40和喷动电镀时，还能够改变喷射的强度。

能够使喷嘴40以与切换阀30相同的方式旋转。此外，还能够使切换阀30和喷嘴40为整体结合的结构，以使它们同时旋转。从改善密封性的观点，优选地使切换阀30与喷嘴40制成为整体结构。

此外，当工件15必须在其内表面电镀时，本发明的电镀设备可设置有内表面喷嘴50。图6示出设置有内表面喷嘴50的电镀设备的示例。

内表面喷嘴50通过馈送端口31i并通过处理溶液馈送管接头21i连接至处理溶液馈送管22i，该馈送端口31i设置在切换阀30处，而该处理溶液馈送管接头21i设置在外壁20处。由此，还可与处理工件15的外表面同时处理内表面。内表面喷嘴50还可用作电极。

接下来，将说明利用本发明的电镀设备的电镀方法。

本发明的电镀方法的特征在于利用上述电镀设备1以在同一处理槽10中清洁、冲洗、电镀和干燥工件15。

以下，将说明每个步骤的细节。

工件15连接至导电悬挂夹具12，并被设定在处理槽10中。

首先，处理槽10馈送有来自处理溶液馈送管22a的用于清洁使用的处理溶液以清洁工件15。接下来，从加压气体馈送管24向处理槽10的内部馈送空气，以推出处理溶液的剩余物并从回收管27a回收该处理溶液的剩余物。此后，从处理溶液馈送管22b馈送水，以冲洗工件15。

作为工件的清洁，例如可提及通过碱性水溶液的油脂去除、通过硫酸或盐酸水溶液的除锈、通过氯化锌-氨水溶液的熔剂处理等。

当通过多个清洁处理清洁工件时，重复每个清洁处理、冲洗、剩余物的推出和冲洗的程序。为每种清洁溶液提供馈送清洁溶液的管道。优选的是，从单独的管道馈送每种清洁溶液。如果清洁溶液是混合物没有影响的处理溶液，则可省略冲洗，并且可使处理溶液馈送管共用。

此外，即使当存在单一类型的清洁处理，也可能根据工件的清洁度提供多根管道和切换处理。

在冲洗之后，从处理溶液馈送管22c馈送电镀液，以电镀工件15。接下来，从加压气体馈送管24向处理槽10的内部馈送空气，以推出处理溶液的剩余物并通过回收管27c回收该处理溶液的剩余物。接下来，从处理溶液馈送管22b馈送水，以冲洗经电镀的工件15。然后，从加压气体馈送管24馈送空气，以使工件15干燥。

电镀液应馈送成以使电极与工件之间的电流能够传导。如果用工件浸没的电镀液的量馈送处理槽，则通过浸没的电镀变成可能。

此外，如图4和图5所示，通过在切换阀30的内部处提供喷嘴和从喷嘴孔喷射电镀液，喷射型电镀同样变成可能。如果利用喷射系统，则用较少的电镀液的电镀变成可能。

此外，如图6所示，通过在切换阀30中提供内表面喷嘴50，能够与处理外表面同时处理工件15的内表面。

此外，还能够为电镀使用提供多根管道，向这些管道馈送单独的电镀液，并因此在工件上形成电镀的层叠结构。

如以上所说明，根据本发明，能够将单个处理槽用于清洁、冲洗、电镀和干燥，因而设备在尺寸方面能够减小。此外，在处理槽内提供切换阀，因而公共地用于多种处理溶液的部分能保持在最小，并且不会出现用于防止溶液的混合的溶液量增加的问题。还能缩短用于清洁公共使用部分的时间。此外，通过利用加压空气以推出和回收残余溶液，能够进一步减少溶液排出的量。

此外，还可使用于输送工件的设备流水化（streamline）。此外，通过仅使切换阀旋转，能连续执行不同的处理，因而能缩短工作时间。

此外，在传统的清洁步骤中，例如在电解清洁的情况下，包括分批处理，因而存在工件彼此重叠并且到工件的电流传导变得不均匀的问题。这通过延长清洁时间处理。根据本发明，能够单独处理工件，因而能直接给予工件必需的电解强度，并且能缩短清洁时间。

应指出的是，参考具体的实施例说明了本发明的实施例，但本发明不局限于本发明以上的说明。在本发明中当然还包括不偏离权利要求的描述并且在本领域的技术人员容易想到的范围内的各种变型。

附图标记说明：

1 电镀设备

10 处理槽

11 电极

12 悬挂夹具

15 工件

20、25 外壁

21、21i 用于处理溶液馈送管的接头

22a、22b、22c、22i 处理溶液馈送管

23 用于加压气体馈送管的接头

24 加压气体馈送管

26 回收管接头

27a、27b、27c 回收管

30、35 切换阀

31、31i 馈送端口

36 回收端口

40 喷嘴

50 内表面喷嘴。

Claims

1.一种通过使电流流到金属工件(15)电镀所述金属工件(15)的电镀设备，包括：

处理槽(10)，电镀液被馈送至所述处理槽(10)；

布置在所述处理槽(10)中的电极(11)；

连接至所述处理槽(10)的外壁(20)的多根处理溶液馈送管；

切换阀(30)；

其中所述切换阀(30)在所述外壁(20)的内侧处旋转，并具有至少一个馈送端口(31)以便使选自所述多根处理溶液馈送管的至少一根处理溶液馈送管与所述处理槽(10)连通。

2.根据权利要求1所述的电镀设备，其特征在于，其还包括连接至所述处理槽(10)的所述外壁(20)的加压气体馈送管(24)，其中所述加压气体馈送管(24)能通过使所述切换阀(30)旋转而切换，以连接至所述处理槽(10)或与所述处理槽(10)断开。

3.根据权利要求1所述的电镀设备，其特征在于，其还包括：

连接至所述处理槽(10)的外壁(25)的多根回收管；

切换阀(35)，其用于使选自所述多根回收管的至少一根管与所述处理槽(10)连通；

其中所述切换阀(35)能在所述外壁(25)的内侧处旋转。

4.根据权利要求1所述的电镀设备，其特征在于，其还包括在所述切换阀(30)的内侧处的多个喷嘴(40)。

5.根据权利要求1所述的电镀设备，其特征在于，其还包括用于处理所述金属工件(15)的内表面的内表面喷嘴(50)。

6.根据权利要求1所述的电镀设备，其特征在于，能通过使所述切换阀(30)旋转和改变设置有所述切换阀(30)的馈送端口(31)与用于馈送处理溶液的管道之间的位置关系来改变馈送到所述处理槽(10)中的处理溶液的量。

7.根据权利要求4所述的电镀设备，其特征在于，所述多个喷嘴(40)与所述切换阀(30)整体地结合，并能与所述切换阀(30)同时旋转。

8.一种电镀方法，其在单个处理槽(10)中使用权利要求1的电镀设备，并且旋转所述切换阀(30)，包括步骤：

将清洁溶液馈送到所述处理槽(10)中并清洁金属工件(15)；

将加压气体馈送到所述处理槽(10)中并根据需要推出和回收所述处理溶液；

将水馈送至所述处理槽(10)的内部并冲洗经清洁的金属工件(15)；

将电镀液馈送至所述处理槽(10)的内部并电镀经冲洗的金属工件(15)；

将加压气体馈送到所述处理槽(10)中并推出和回收所述电镀液；

将水馈送至所述处理槽(10)的内部并冲洗经电镀的金属工件(15)；

将加压气体馈送到所述处理槽(10)中并干燥经冲洗的金属工件(15)。

9.根据权利要求8所述的电镀方法，其特征在于，所述电镀为喷动电镀。