CN103031588A - 连续电镀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供不使用多个分割阴极轨道地以与设定电流值相应的膜厚在各工件形成电镀覆膜的连续电镀装置。连续电镀装置，具有：电镀槽（10），容纳电镀液（11），同时地电镀沿输送路径连续输送的多个工件（W）；共同阴极电极（30），经由分别保持多个工件（W）的多个输送夹具（20）而与多个工件（W）电连接；多个分割阳极电极（40），在电镀槽（10）内与输送路径对置配置；以及多个电源（50），与多个分割阳极电极（40）的各一个和共同阴极电极（30）连接，分别独立地控制供给至多个分割阳极电极（40）的电流。

Description

连续电镀装置
技术领域
本发明涉及供电至在电镀槽内连续输送的工件并电镀工件的连续电镀装置。
背景技术
在本申请的申请人的专利文献1中，公开了使用共同阳极电极和分割阴极轨道的电流控制方法。该方法为，如专利文献1的图1所示，例如5个单元经由对应的5个分割阴极轨道（阴极中继部件）而供电至在电镀槽单元内连续输送的最大5个工件，从而成为一定的电流密度（A/dm2）。5个电源单元，在工件整面与共同阳极电极对置的全部浸渍状态下，以设定电流值进行恒定电流控制。而且，最上游的电源单元，根据与送入电镀槽内的部分浸渍状态的工件和共同阳极电极对置的电解面积，对电流进行渐增控制。最下游的电源单元，根据从电镀槽单元内送出的部分浸渍状态的工件和共同阳极电极对置的电解面积，对电流进行渐减控制。
这样，能够以针对每个工件而设定的电流值进行连续电镀，能够以与所设定的电流密度相应的膜厚在各工件形成均匀且高品质的电镀覆膜。
专利文献1：日本特开2009－132999号公报。
发明内容
在专利文献1中，有必要与电镀槽并列地配置分割阴极轨道，连续电镀槽装置的横宽增大。由此，装置的设置面积增大。
在专利文献1中，有必要以按照批单位流动的全部的工件作为对象而在部分浸渍状态下对电流值进行渐增或渐减控制，控制复杂化。
另外，如果将在电镀槽内成为全部浸渍状态的工件的数量设为N，那么，在电镀槽内的上游侧和下游侧成为部分浸渍状态的情况的工件数成为（N+1）。因而，分割阴极轨道和电源单元的数量分别需要成为（N+1）个。
本发明的几个方式能够提供不使用多个分割阴极轨道地以与设定电流值相应的膜厚在各工件形成电镀覆膜的连续电镀装置。
本发明的其他几个方式能够提供进一步使电源数减少的连续电镀装置。
本发明的再一个方式能够提供仅对批单位的最初和最后的工件进行电流值的渐增或渐减控制即可而没有必要进行以按照批单位流动的全部的工件作为对象的电流值的渐增或渐减控制的连续电镀装置。
本发明的再一个方式能够提供即使变更工件尺寸，也没有必要变更阳极电极且没有必要进行电流值的渐增或渐减控制的连续电镀装置。
（1）本发明的一个形态，涉及一种连续电镀装置，该装置具有：
电镀槽，容纳电镀液，同时地电镀沿输送路径连续输送的多个工件；
共同阴极电极，经由分别保持所述多个工件的多个输送夹具而与所述多个工件电连接；
多个分割阳极电极，在所述电镀槽内与所述输送路径对置配置；以及
多个电源，与所述多个分割阳极电极的各一个和所述共同阴极电极连接，分别独立地控制供给至所述多个分割阳极电极的电流。
依照本发明的一个形态，由于与现有技术不同地分割阳极电极，因而不需要与工件连接的分割阴极轨道，工件经由输送夹具而与共同阴极电极连接即可。因而，能够缩窄连续电镀装置的横宽。另外，由于与共同阴极电极连接的多个工件，相邻的工件彼此拥有微小的间隙地连续输送，因而在1个工件与分割阳极电极对置时和2个工件与分割阳极电极对置时，与一个分割阳极电极对置的工件的总电解面积大致相等。因而，在连续输送中，对分割阳极电极进行恒定电流控制即可。
（2）在本发明的一个形态中，能够是，所述多个分割阳极电极的各个包括与所述多个工件的各个的第1面对置的第1电极和与所述多个工件的各个的第2面对置的第2电极。这样的话，能够电镀工件的两面。
（3）在本发明的一个形态中，能够是，所述多个电源的各个包括通电至所述第1电极的第1电源和通电至所述第2电极的第2电源，所述第1电源和所述第2电源分别独立地设定电流值。
这样的话，在电镀对象面积在工件的两面不同的情况下，能够在工件的两面设定为不同的电流值。
（4）在本发明的一个形态中，能够是，在将所述工件的沿所述输送方向的长度设为L1并将所述多个阳极电极的各个的沿所述输送方向的长度设为L2时，实质上满足L1=L2。
如果将在电镀槽内成为全部浸渍状态的工件的数量设为N，那么，即使在电镀槽内的上游侧和下游侧成为部分浸渍状态的情况下配置于电镀槽内的工件总数成为（N+1），分割阳极电极和电源的数量也可以分别是N个，如果与像专利文献1那样需要（N+1）个电源的情况相比较，则能够使高价的电源的数量减少。即，实质上满足L1=L2，由此，能够使电源的必要个数成为最小限度。
（5）在本发明的一个形态中，能够是，按照批单位将所述多个工件供给至所述电镀槽，在同一批的最前的工件与所述多个分割阳极电极的各一个对置时，根据所述多个分割阳极电极的各一个和所述最前的工件对置的电解面积，所述多个电源的对应的各一个针对所述多个分割阳极电极的各一个而对电流值进行渐增控制，在同一批的最后的工件与所述多个分割阳极电极的各一个对置时，根据所述多个分割阳极电极的各一个和所述最后的工件对置的电解面积，所述多个电源的对应的各一个针对所述多个分割阳极电极的各一个而对电流值进行渐减控制。
即，仅对批单位的最初和最后的工件进行电流值的渐增或渐减控制即可，没有必要进行以按照批单位流动的全部的工件作为对象的电流值的渐增或渐减控制。
（6）在本发明的一个形态中，能够是，在将所述工件的沿所述输送方向的长度设为L1、将所述多个分割阳极电极的各个的沿所述输送方向的长度设为L2并将n设为2以上（包括该值）的整数时，满足L2＜L1/n。
这样的话，由于没有必要使分割阳极电极的长度与工件尺寸一致，因而即使变更工件尺寸，也没有必要更换分割阳极电极。
（7）在本发明的一个形态中，能够是，按照批单位将所述多个工件供给至所述电镀槽，所述多个电源的各个从所述批单位的最初至最后对所述多个分割阳极电极的各个进行恒定电流控制。
在工件的长度L1和阳极电极的长度L2满足L2＜L1/n的情况下，各个阳极电极所担当的电解面积变窄，因而即使在批单位的最初或最后的工件通过的情况下，也没有必要使电流值渐增或渐减。
（8）在本发明的一个形态中，能够是，所述电镀槽，在与所述多个工件的各一个对置的位置，沿所述输送方向设有朝向所述工件喷射所述电镀液的多个喷嘴，将所述多个分割阳极电极中的至少各一个分割阳极电极配置于所述多个喷嘴中的相邻的各2个喷嘴之间。
在工件的长度L1和分割阳极电极的长度L2满足L2＜L1/n的情况下，分割阳极电极的长度L2能够比2个喷嘴之间的距离L5更短。因而，能够将多个分割阳极电极中的至少各一个分割阳极电极配置于多个喷嘴中的相邻的各2个喷嘴之间。由此，分割阳极电极与工件之间的距离变短，介于分割阳极电极与工件之间的电镀液的电阻变小，能够提高从分割阳极电极供给至工件的电流密度而进行高速电镀。
（9）在本发明的一个形态中，能够是，所述多个分割阳极电极的各个以横剖面的轮廓作为圆。
如果分割阳极电极俯视时为矩形，那么，从工件的被处理面至分割阳极电极的距离变得一定，所喷出的电镀液集中于该一定距离的窄范围，没有逃避的地方。如果以分割阳极电极的横剖面的轮廓作为圆，那么，越是从分割阳极电极的中心线离开，工件W的被处理面与分割阳极电极之间的距离就越是扩大，由此，确保电镀液的逃避的地方。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的连续电镀装置的概略平面图。
图2是连续电镀装置的概略剖面图。
图3（A）（B）是说明在仅1个工件与一个分割阳极电极对置和2个以上（包括该值）的工件与一个分割阳极电极对置这两种情况下电解面积实质上相等的图。
图4是示出仅1个工件与一个分割阳极电极对置的输送状态的图。
图5（A）（B）是用于说明送入批的最前的工件时的电流值的渐增控制的图。
图6（A）（B）是用于说明送出批的最后的工件时的电流值的渐减控制的图。
图7（A）~图（C）是用于说明本发明的第2实施方式的说明图。
图8是示出在工件与阳极板之间具有喷嘴的现有技术的图。
图9是用于说明本发明的第3实施方式的说明图。
图10是示出以分割阳极电极的横剖面作为圆的示例的图。
附图标记说明
10 电镀槽；11 电镀液；20 输送夹具；30 共同阴极电极；40、40-1~40-4、40A-1~40A-4、40B-1~40B-4 分割阳极电极；50、50-1~50-4、50A-1~50A-4、50B-1~50B-4 电源；100 喷嘴；A 输送方向；L1 工件的长度；L2 分割阳极电极的长度；W 工件。
具体实施方式
以下，对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。此外，以下所说明的本实施方式并非不合理地限定权利要求书所记载的本发明的内容，本实施方式所说明的构成的全部作为本发明的解决方案而不限为必须。
1.第1实施方式
如图1所示，连续电镀装置具有至少一个电镀槽10。优选，能够沿工件50的输送方向A联接多个电镀槽单元10-1~10-3。
如图2所示，电镀槽单元10容纳电镀液11，同时地电镀沿图1所示的输送方向A连续输送的多个工件W。
如图2所示，在电镀槽10的上方，设有经由保持一个工件W的输送夹具20而与工件W电连接的共同阴极电极30。此外，共同阴极电极30能够配置于从电镀槽10的上方离开的侧方。
具有在电镀槽10内与工件W的输送路径对置地配置的分割阳极电极40（40-1~40-4）。分割阳极电极40（40-1~40-4）能够具有配置于输送路径的一侧方的第1电极40A（40A-1~40A-4）和配置于另一侧方的第2电极40B（40B-1~40B-4）。在仅电镀工件W的单面的情况下，仅将分割阳极电极40（40-1~40-4）配置于输送路径的一侧方即可。
设有多个电源50（50-1~50-4），该多个电源50（50-1~50-4）与分割阳极电极40（40-1~40-4）的各一个和共同阴极电极30连接，分别独立地控制供给至分割阳极电极40（40-1~40-4）的电流。将与第1电极40A（40A-1~40A-4）连接的电源称为第1电源50A（50A-1~50A-4），将与第2电极40B（40B-1~40B-4）连接的电源称为第2电源50B（50B-1~50B-4）。第1电源50A（50A-1~50A-4）和第2电源50B（50B-1~50B-4）的各个能够独立地设定电流值。
在本实施方式中，由于与现有技术不同地分割阳极电极，因而不需要与工件W连接的分割阴极轨道，工件W经由输送夹具20而与共同阴极电极30连接即可。因而，能够缩窄连续电镀装置的横宽。
在此，与共同阴极电极30连接的多个工件W，如图3（A）（B）所示，相邻的工件W彼此拥有微小的间隙G地连续输送。其理由是，因为，如果增大间隙G，则电场集中于工件W的输送方向A上的两端侧，产生工件W的两端侧的电镀厚度变厚的被称为所谓的狗骨（dog bone）的不均匀电镀。间隙G是不产生电场集中的程度的间隙。
在这种情况下，在图3（A）的分割阳极电极40A-2仅与1个工件对置时和图3（B）所示的分割阳极电极40A-2与2个工件W对置时，与分割阳极电极40A-2对置的工件W的总电解面积大致相等。因而，在多个工件W经由间隙G而连续输送的期间，将分割阳极电极40恒定电流控制在设定电流值（A/dm2）即可。即，能够将通过电镀槽10的多个工件W看作一个连续的工件，因为，在全部的分割阳极电极40的各个，即使工件W移动，电解面积实质上也不变化。
关于这点，在专利文献1的技术中，有必要以按照批单位流动的全部的工件作为对象而针对部分浸渍状态的工件W而对电流值进行渐增或渐减控制，控制复杂化。在专利文献1中，横跨2个电镀槽10的工件W与送出侧的电镀槽的分割阴极轨道和送入侧的电镀槽的分割阴极轨道接触。因而，在送出的一侧的电镀槽中，对电流值进行渐减控制，因为，在送出的一侧的电镀槽10中，有必要对电流值进行渐增控制。关于这点，在本实施方式中，由于横跨2个电镀槽10的工件W的阴极共同，因而没有必要进行那样的复杂的控制。
在本实施方式中，如图3（A）所示，在将工件W的沿输送方向A的长度设为L1并将多个分割阳极电极40的各个的沿输送方向A的长度设为L2时，实质上能够满足L1=L2。
如图4所示，将在电镀槽10内成为全部浸渍状态的工件的数量设为N（在图4中，N=4）。如图1所示，在电镀槽10内的上游侧和下游侧成为部分浸渍状态的情况下，配置于电镀槽10内的工件总数是（N+1）（在图1中，N+1=5）。如从图1和图4显而易见的，电镀槽10内的分割阳极电极40（40A或40B）和电源50（50A或50B）的数量可以分别是N个（在图1和图4中，N=4），如果与像专利文献1那样需要（N+1）个电源的情况相比较，则能够使高价的电源50的数量减少。即，实质上满足L1=L2，由此，能够使电源50的必要个数成为最小限度。
在本实施方式中，按照批单位将多个工件W1~WN供给至电镀槽10。如图5（A）所示，在同一批的最前的工件W1与分割阳极电极40A-1~40A-4的各一个对置时，电镀对象的其他工件不存在于工件W1的下游。或者，也可以在工件W1的下游设置上述的间隙G并设置只用于避免向工件端部的电场集中的虚设工件。在这种情况下，根据分割阳极电极40A和最前的工件W1对置的电解面积（图5（A）的L3×工件高度），电源50A-1~50A-4的对应的各一个针对分割阳极电极40A-1~40A-4的各一个而对电流值进行渐增控制（参照图5（B））。这样，能够使工件W1的电流密度一定。
同样地，如图6（A）所示，在同一批的最后的工件WN与分割阳极电极40A-1~40A-4的各一个对置时，电镀对象的其他工件不存在于工件WN的上游。或者，也可以在工件WN的上游设置上述的间隙G并设置只用于避免向工件端部的电场集中的虚设工件。在这种情况下，根据分割阳极电极40A和最后的工件WN对置的电解面积（图6（A）的L4×工件高度），电源50A-1~50A-4的对应的各一个针对分割阳极电极40A-1~40A-4的各一个而对电流值进行渐减控制（参照图6（B））。这样，能够使工件WN的电流密度一定。
即，仅对批单位的最初和最后的工件W1、WN进行电流值的渐增或渐减控制即可，没有必要像专利文献1那样进行以按照批单位流动的全部的工件作为对象的电流值的渐增或渐减控制。
2.第2实施方式
第2实施方式，在将工件W的沿输送方向A的长度设为L1、将分割阳极电极40的各个的沿输送方向A的长度设为L2并将n设为2以上（包括该值）的整数时，满足L2＜L1/n。
图7（A）~图7（C）示出在各自具有长度L2的分割阳极电极40-1、40-2、40-3、40-4……的电镀槽10输送不同的长度L1A、L1B、L1C的工件WA、WB、WC的状态。在图7（A）中，n=3，L2＜L1A/3成立，在图7（B）中，n=4，L2＜L1B/4成立， 在图7（A）中，n=2，L2＜L1C/2成立。
这样，由于没有必要使分割阳极电极40的长度与工件尺寸一致，因而即使变更工件尺寸，也没有必要更换分割阳极电极40。
在本实施方式中，能够是，按照批单位将工件W供给至电镀槽10，多个电源50的各个从批单位的最初至最后对多个分割阳极电极40的各个进行恒定电流控制。
在工件的长度L1（L1A、L1B、L1C）和阳极电极40的长度L2满足L2＜L1/n的情况下，电解面积与各个阳极电极40所担当的n成比例地变窄。因而，即使在如图5（A）或图6（A）所示地批单位的最初或最后的工件W通过的情况下，如果分割阳极电极40与工件W不对置的面积窄而能够无视，则也没有必要像图5（B）或/和图6（B）那样使电流值渐增或渐减。此外，工件WA、WB、WC的长度L1A、L1B、L1C不限于成为周期性地排列的分割阳极电极的一个周期的整数倍，能够适用各种长度。
3.第3实施方式
有时候在工件与电极（阳极板）之间设有将电镀液喷出至工件的喷嘴。在日本特开2000－178784号公报（图1、图3）、日本特开2006－214006号公报（图1）或日本特开昭58－6998号公报等（图4）中记载了该喷嘴。
在现有技术中，如图8所示，在工件W与阳极板200之间，需要至少喷嘴100的直径以上的空间。在日本特开昭58－6998号公报中，公开了工件W和阳极板200的距离S1为100mm以上（包括该值）。
在本实施方式中，如图9所示，能够是，电镀槽10，在与多个工件W的各一个对置的位置，沿输送方向A设有朝向工件W喷射电镀液的多个喷嘴100，将多个分割阳极电极40中的至少各一个分割阳极电极40配置于多个喷嘴100中的相邻的各2个喷嘴100之间。由此，分割阳极电极40的至少一部分能够进入相邻的各2个喷嘴100之间。
在工件W的长度L1和分割阳极电极40的长度L2满足L2＜L1/n的情况下，分割阳极电极40的长度L2能够比2个喷嘴100之间的距离L5更短。因而，能够将多个分割阳极电极40中的至少各一个分割阳极电极配置于多个喷嘴中的相邻的各2个喷嘴100之间。由此，分割阳极电极40与工件W之间的距离S2变短，介于分割阳极电极40与工件W之间的电镀液的电阻变小，能够提高从分割阳极电极40供给至工件W的电流密度而进行高速电镀。
尤其是，多个分割阳极电极40的各个，如图10所示，能够以横剖面的轮廓作为圆。如果分割阳极电极俯视时为矩形，那么，从工件的被处理面至分割阳极电极40的距离变得一定，所喷出的电镀液11集中于该一定距离的窄范围，没有逃避的地方。如果以分割阳极电极40的横剖面的轮廓作为圆，那么，越是从分割阳极电极40的中心线B离开，工件W的被处理面与分割阳极电极40之间的距离就越是扩大，由此，确保电镀液11的逃避的地方。
通过确保电镀液11的逃避的地方，从而能够使工件1始终与新鲜的电镀液接触。另外，如果在工件W与喷嘴100和阳极电极40之间的区域，电镀液的流动不足，那么，电镀液不遍布于在高速喷嘴流的周围产生的负压区域，尤其是，观察到柔软的工件W吸附于喷嘴100侧的现象。因此，出于防止工件W吸附于负压区域侧的现象的观点，确保从喷嘴100喷出的电镀液的逃避的地方也重要。
以上，对几个实施方式进行了说明，但本领域技术人员能够容易地理解，能够进行不从本发明的新事项和效果本质上脱离的许多变形。所以，这样的变形例全部被包括在本发明的范围中。例如，在说明书或附图中，不管在说明书或附图的怎样的地方，都能够至少一次将与更广义或同义的不同的用语一起记载的用语置换为该不同的用语。

Claims (9)

1. 一种连续电镀装置，其特征在于，具有：
电镀槽，容纳电镀液，同时地电镀沿输送路径连续输送的多个工件；
共同阴极电极，经由分别保持所述多个工件的多个输送夹具而与所述多个工件电连接；
多个分割阳极电极，在所述电镀槽内与所述输送路径对置配置；以及
多个电源，与所述多个分割阳极电极的各一个和所述共同阴极电极连接，分别独立地控制供给至所述多个分割阳极电极的电流。
2. 如权利要求1所述的连续电镀装置，其特征在于，
所述多个分割阳极电极的各个包括与所述多个工件的各个的第1面对置的第1电极和与所述多个工件的各个的第2面对置的第2电极。
3. 如权利要求2所述的连续电镀装置，其特征在于，
所述多个电源的各个包括通电至所述第1电极的第1电源和通电至所述第2电极的第2电源，所述第1电源和所述第2电源分别独立地设定电流值。
4. 如权利要求1至3的任一项所述的连续电镀装置，其特征在于，
在将所述工件的沿所述输送方向的长度设为L1并将所述多个分割阳极电极的各个的沿所述输送方向的长度设为L2时，实质上满足L1=L2。
5. 如权利要求4所述的连续电镀装置，其特征在于，
按照批单位将所述多个工件供给至所述电镀槽，在同一批的最前的工件与所述多个分割阳极电极的各一个对置时，根据所述多个分割阳极电极的各一个和所述最前的工件对置的电解面积，所述多个电源的对应的各一个针对所述多个分割阳极电极的各一个而对电流值进行渐增控制，在同一批的最后的工件与所述多个分割阳极电极的各一个对置时，根据所述多个分割阳极电极的各一个和所述最后的工件对置的电解面积，所述多个电源的对应的各一个针对所述多个分割阳极电极的各一个而对电流值进行渐减控制。
6. 如权利要求1至3的任一项所述的连续电镀装置，其特征在于，
在将所述工件的沿所述输送方向的长度设为L1、将所述多个分割阳极电极的各个的沿所述输送方向的长度设为L2并将n设为2以上（包括该值）的整数时，满足L2＜L1/n。
7. 如权利要求6所述的连续电镀装置，其特征在于，
按照批单位将所述多个工件供给至所述电镀槽，
所述多个电源的各个从所述批单位的最初至最后对所述多个分割阳极电极的各个进行恒定电流控制。
8. 如权利要求6或7所述的连续电镀装置，其特征在于，
所述电镀槽，在与所述多个工件的各一个对置的位置，沿所述输送方向设有朝向所述工件喷射所述电镀液的多个喷嘴，
将所述多个分割阳极电极中的至少各一个分割阳极电极配置于所述多个喷嘴中的相邻的各2个喷嘴之间。
9. 如权利要求8所述的连续电镀装置，其特征在于，
所述多个分割阳极电极的各个，横剖面的轮廓为圆。
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