JP2000309895A - 導電性微粒子の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被めっき物の下地めっき層が溶解したり、被
めっき物が凝集したりすることがなく、効率よく、均一
なめっき層を形成することができる導電性微粒子の製造
装置を提供する。 【解決手段】 垂直な駆動軸の上端部に固定された円盤
状の底板と、上記底板の外周上面に配され、めっき液の
みを通す多孔体と、上記多孔体上面に配された通電用の
接触リングと、上部中央に開口部を有する中空カバー
と、上記中空カバーの外周部と上記底板との間に、上記
多孔体と上記接触リングとを狭持して形成された回転可
能なめっき槽と、上記開口部よりめっき液を上記めっき
槽に供給する供給管と、上記多孔体の孔から飛散しため
っき液を受ける容器と、上記容器に溜まっためっき液を
排出する排出管と、上記開口部から挿入されてめっき液
に接触する電極とを有する導電性微粒子の製造装置であ
って、上記めっき槽の底部中央に、被めっき物の寄り溜
まりを防止する盛り上がり部分が形成されている導電性
微粒子の製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微粒子の表面にき
わめて均一な厚さのめっき層を形成することができる導
電性微粒子の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】導電性材料としては、導電性ペースト、
導電性接着剤、異方導電性フィルム等があり、これらの
導電性材料には、導電性微粒子と樹脂とからなる導電性
複合体が用いられている。この導電性微粒子としては、
一般に、金属粉末、カーボン粉末、表面に金属めっき層
が設けられた微粒子等が使用されている。

【０００３】このような導電性微粒子のうち、表面に金
属めっき層が設けられた微粒子は、一般に、バレルめっ
き装置により製造されている。このバレルめっき装置
は、めっき液に浸漬した回転可能な多角形筒状のバレル
内に被めっき品である微粒子を入れ、バレルを回転させ
ながらバレル内に配置した陰極と微粒子とを接触させる
ことにより電気めっきを行うものである。

【０００４】しかし、このバレルめっき装置により粒径
５０００μｍ以下の微粒子のめっきを行うと、めっき液
中で微粒子が凝集したままめっきされ、単粒子に分離し
た状態のものが得られないという問題が生じたり、粒子
が均一にめっきされず、めっき層の厚さが不均一となる
という問題が生じていた。

【０００５】そこで、これらの問題を解決するめっき装
置として、例えば、以下のもの等が提案されている。特
開平７−１１８８９６号公報には、垂直な駆動軸の上端
部に固定された円盤状の底板と、上記底板の外周上面に
配され、めっき液のみを通す多孔体と、上記多孔体上面
に配された通電用の接触リングと、上部中央に開口部を
有する円錐台形状の中空カバーと、上記中空カバーの外
周部と上記底板との間に、上記接触リングを狭持して形
成された処理室と、上記開口部よりめっき液を上記処理
室に供給する供給管と、上記多孔体の孔から飛散しため
っき液を受ける容器と、上記容器に溜まっためっき液を
排出する排出管と、上記開口部から挿入されてめっき液
に接触する電極とを有し、めっき中においては、回転
と、停止又は減速とを繰り返す導電性微粒子の製造装置
が開示されている。特開平８−２３９７９９号公報に
は、接触リングと多孔体とを一体に結合させた導電性微
粒子の製造装置が開示されている。

【０００６】特開平９−１３７２８９号公報には、外周
部の少なくとも一部にフィルター部が形成され、外周部
に接触リングである陰極を有する回転可能なめっき装置
本体と、該本体の中に該陰極に接触しないように設置さ
れた陽極とを有するめっき装置を用いて、該本体をその
回転軸を中心に回転させながら、該本体内にめっき液を
補充しつつ該本体内に入れられた微粒子の表面にめっき
層を形成する導電性微粒子の製造方法が開示されてい
る。

【０００７】これらの導電性微粒子の製造装置において
は、微粒子が、処理室の回転による遠心力の作用により
接触リング（陰極）に押しつけられた状態で通電され、
めっきが行われる。通電停止と同時に処理室の回転も停
止し、微粒子は重力とめっき液との慣性による流れに引
きずられて、底板中央部の平坦面に流れ落ち、混ざり合
う。次に処理室が回転すると、混ざり合いながら、別の
姿勢で接触リングに押さえつけられめっきが行われる。
このような回転、停止のサイクルを繰り返すことによっ
て、処理室内に存在する全ての微粒子に均一な厚さのめ
っき層を形成しようとするものである。

【０００８】しかしながら、このような従来の導電性微
粒子の製造装置は、以下のような問題点を有していた。
即ち、めっき槽の回転によりめっき液及び被めっき物は
円周方向に流され、回転の停止によりめっき液及び被め
っき物はめっき槽の中央に集まってくる。そして、再度
めっき槽が回転を始めると、めっき液及び被めっき物は
円周方向に移動するのであるが、比重の軽い被めっき物
は、めっき液の流れに乗ることができず、めっき槽の中
央付近に取り残される。そのため、バイポーラ現象によ
り下地めっき層が溶解したり、被めっき物の凝集が発生
したりする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、被めっき物の下地めっき層が溶解したり、被めっき
物が凝集したりすることがなく、被メッキ物に効率よ
く、均一なめっき層を形成することができる導電性微粒
子の製造装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、垂直な駆動軸
の上端部に固定された円盤状の底板と、上記底板の外周
上面に配され、めっき液のみを通す多孔体と、上記多孔
体上面に配された通電用の接触リングと、上部中央に開
口部を有する中空カバーと、上記中空カバーの外周部と
上記底板との間に、上記多孔体と上記接触リングとを狭
持して形成された回転可能なめっき槽と、上記開口部よ
りめっき液を上記めっき槽に供給する供給管と、上記多
孔体の孔から飛散しためっき液を受ける容器と、上記容
器に溜まっためっき液を排出する排出管と、上記開口部
から挿入されてめっき液に接触する電極とを有する導電
性微粒子の製造装置であって、上記めっき槽の底部中央
に、被めっき物の寄り溜まりを防止する盛り上がり部分
が形成されていることを特徴とする導電性微粒子の製造
装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の導電性微粒子の製
造装置の一実施形態について、図面を参照して説明す
る。図１に、本発明の導電性微粒子の製造装置の一実施
形態を示す。

【００１２】本発明の導電性微粒子の製造装置は、垂直
な駆動軸３の上端部に固定された円盤状の底板１０と、
底板１０の外周上面に配され、めっき液のみを通す円環
形状の多孔体１２と、多孔体１２上面に配された通電用
の接触リング１１と、円環形状の下部外周部が接触リン
グ１１上に配された中央に開口部８を有する略円錐形状
の中空カバー１と、上記中空カバー１の下部外周部と底
板１０との間に、多孔体１２と接触リング１１とを狭持
して形成された回転可能なめっき槽１３と、めっき槽１
３の開口部８から挿入されてめっき液に接触する電極
２、２ａと、開口部８よりめっき液を上記めっき槽１３
に供給する供給管６と、多孔体１２の孔から飛散しため
っき液を受ける容器４と、容器４に溜まっためっき液を
排出する排出管７とを有する。

【００１３】めっき液は、駆動軸３の回転により、遠心
力を受けて多孔体１２を通過し、容器４内に飛散する。
このため、めっき槽１３内のめっき液の液面が低下する
ため、それを補うべく開口部８からめっき液を供給する
供給管６よりめっき槽１３内にめっき液を供給し、めっ
き槽１３内の液面が常時電極２ａに接触状態になるよう
に液量をレベルセンサー５にて管理する。図１中、２
は、プラスの電極であって陽極２ａに接続されている。
陽極２ａは、金網からなる箱状体により形成されてお
り、上記箱状体の内面には、微粒子の流入を防止するた
め布が張られている。そして、供給管６より供給される
めっき液は、上記箱状体の中空部分を通過し、側面から
めっき槽１３内に供給される。９は、コンタクトブラシ
である。電極用電源は図示されていない。

【００１４】本発明においては、めっき槽１３の底部中
央に被めっき物の寄り溜まりを防止するための盛り上が
り部分（寄り溜まり防止板１４）が設置されている。寄
り溜まり防止板１４の形状としては、例えば、円錐状の
円の裾部分を円柱状にカットした円錐円板、台形円板、
平円板等が挙げられる。これらのなかでは、回転停止に
よりめっき槽１３の底部中央に集まった被めっき物及び
めっき液を再回転時に確実に円の中心から外周方向に押
し出すことができる点から円錐円板が好ましい。

【００１５】めっき槽１３底部の直径が２８０ｍｍの場
合には、寄り溜まり防止板１４の直径は１０〜２８０ｍ
ｍが好ましく、めっき槽１３底部の直径の１／３程度で
ある８０〜１２０ｍｍがより好ましい。また、高さは、
１〜１００ｍｍが好ましい。より好ましくは１〜５０ｍ
ｍであり、更にこのましくは、１〜２０ｍｍである。な
お、上記直径とは、寄り溜まり防止板１４の底部の直径
である。

【００１６】寄り溜まり防止板１４の材質としては特に
限定されず、例えば、塩化ビニル、ステンレス、ポリカ
ーボネート、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン
（ＰＰ）等が挙げられる。これらのなかでは、酸やアル
カリに対する耐腐食性の高い点から、塩化ビニル、ＰＴ
ＦＥが好ましい。

【００１７】本発明の製造装置では、微粒子をめっき槽
１３に投入し、供給管６からめっき槽１３内にめっき液
を供給する。めっき液は駆動軸３の回転に伴って多孔体
１２を通してめっき槽１３の外部へ出ていくので、その
減少量を供給管６から補給する。より均一なめっき層を
形成するためには、駆動軸３の回転方向を一定時間毎に
逆転させるか又は停止させることが好ましい。

【００１８】微粒子は、めっき槽１３の回転による遠心
力の作用により接触リング１１に押しつけられた状態で
通電されめっきされる。通電停止と同時に回転も減速
し、停止するため、微粒子は重力とめっき液の慣性によ
る流れに引きずられて、底板１０中央部方向へ移動する
が、次にめっき槽１３が回転すると、微粒子は、めっき
液と混ざり合いながら別の姿勢で接触リング１１に押さ
えつけられめっきされる。このとき、めっき槽１３の底
部中央には、寄り溜まり防止板１４が形成されているた
め、比重の軽い被めっき物であっても、再回転時に、め
っき液の流れに乗れずめっき槽１３の中央付近に取り残
されるということがなく、めっき槽１３の中央付近に被
めっき物の寄り溜まりが発生することがない。このサイ
クルを繰り返すことによって、めっき槽１３に存在する
全ての微粒子に均一な厚さのめっき層が形成される。

【００１９】このように、本発明の導電性微粒子の製造
装置においては、めっき槽１３の中央付近に被めっき物
の寄り溜まりが発生することがない。そのため、被めっ
き物の下地めっき層が溶解したり、被めっき物が凝集し
たりすることがなく、効率よく、均一なめっき層を形成
することができる。

【００２０】本発明の導電性微粒子の製造装置において
用いられる微粒子は、有機樹脂微粒子であっても無機微
粒子であってもよい。上記微粒子は導電性下地層が形成
されたものであることが好ましい。上記導電性下地層の
形成方法としては、無電解めっき法が好適に用いられる
が、これに限定されるものではなくその他公知の導電性
付与方法によって形成することができる。

【００２１】上記有機樹脂微粒子は、直鎖状重合体から
なる微粒子であっても網目状重合体からなる微粒子であ
ってもよく、また、熱硬化性樹脂製微粒子であってもよ
く、また、弾性体からなる微粒子であってもよい。

【００２２】上記直鎖状重合体としては特に限定され
ず、例えば、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、メチルペンテンポリマー、ポリスチレン、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニ
ル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスルフォ
ン、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリア
セタール、ポリアミド等が挙げられる。

【００２３】上記網目状重合体としては特に限定され
ず、例えば、ジビニルベンゼン、ヘキサトリエン、ジビ
ニルエーテル、ジビニルスルフォン、ジアリルカルビノ
ール、アルキレンジアクリレート、オリゴ又はポリ（ア
ルキレングリコール）ジアクリレート、オリゴ又はポリ
（アルキレングリコール）ジメタクリレート、アルキレ
ントリアクリレート、アルキレントリメタクリレート、
アルキレンテトラアクリレート、アルキレンテトラメタ
クリレート、アルキレンビスアクリルアミド、アルキレ
ンビスメタクリルアミド等の架橋反応性モノマーの単独
重合体、又は、これら架橋反応性モノマーと他の重合性
モノマーとの共重合体等が挙げられる。これらのうち、
ジビニルベンゼン、ヘキサトリエン、ジビニルエーテ
ル、ジビニルスルフォン、アルキレントリアクリレー
ト、アルキレンテトラアクリレート等が特に好適に用い
られる。

【００２４】上記熱硬化性樹脂としては特に限定され
ず、例えば、フェノール−ホルムアルデヒド系樹脂、メ
ラミン−ホルムアルデヒド系樹脂、ベンゾグアナミン−
ホルムアルデヒド系樹脂、尿素−ホルムアルデヒド系樹
脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。上記弾性体として
は特に限定されず、例えば、天然ゴム、合成ゴム等が挙
げられる。

【００２５】上記無機微粒子の材質としては特に限定さ
れず、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化鉄、酸化コバ
ルト、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化ア
ルミニウム等が挙げられる。

【００２６】上記微粒子の粒径は、０．５〜５０００μ
ｍが好ましい。より好ましくは、０．５〜２５００μｍ
であり、更に好ましくは、１〜１０００μｍである。上
記微粒子の変動係数は、５０％以下が好ましい。より好
ましくは、３５％以下であり、更に好ましくは、２０％
以下であり、最も好ましくは、１０％以下である。な
お、変動係数とは、標準偏差を平均値を基準として百分
率で表したものであり、次式で表されるものである。 変動係数＝（粒径の標準偏差／粒径の平均値）×１００
（％）

【００２７】本発明の導電性微粒子の製造装置において
用いられるめっき金属としては特に限定されず、例え
ば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、錫、アルミニウム、
コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、ア
ンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、カドミウム、ケイ
素等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２
種以上を併用してもよい。

【００２８】本発明の導電性微粒子の製造装置におい
て、上記微粒子の平均粒径が５０μｍ以下である場合
や、上記めっき金属がハンダ等の凝集しやすい性質のも
のである場合には、上記微粒子にダミーチップを混合し
た状態でめっきを行ってもよい。

【００２９】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００３０】実施例１ スチレンとジビニルベンゼンとを共重合させて得られた
比重１．１９、平均粒径９８．７６μｍ、標準偏差１．
４８、変動係数１．５％の有機樹脂微粒子に、無電解め
っき法を用いて導電性下地層としてニッケルめっき層を
形成し、無電解ニッケル膜厚が資２００ｎｍである無電
解ニッケルめっき微粒子を得た。得られた無電解ニッケ
ルめっき微粒子２０ｇをとり、めっき装置を用いて、そ
の表面にニッケルめっきを行った。

【００３１】上記めっき装置の寄り溜まり防止板として
は、円錐状の円の裾部分を円柱状にカットした直径１０
０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円錐円板１４ａ（図２ａ参照）
を用いた。上記円錐円板の材質は塩化ビニルである。

【００３２】多孔体１２は、高密度ポリエチレンで形成
される孔径１００μｍ、厚み６ｍｍのリング状多孔体を
用いた。陽極２ａは、金属ニッケルを用いた。めっき液
は、ワット浴を用いた。めっき液の組成は、ニッケル濃
度４２ｇ／Ｌ、塩化ニッケル３９ｇ／Ｌ、硫酸ニッケル
１５０ｇ／Ｌ、ホウ酸３１ｇ／Ｌであり、めっき液のｐ
Ｈは３．８であり、めっき液の比重は１．１１であっ
た。

【００３３】めっき液の温度は５０℃、電流は３４Ａ、
電流密度は０．３７Ａ／ｄｍ² として両電極間に通電し
た。運転条件は、めっき槽１３の回転数を遠心効果が１
０．３となるように設定した。使用しためっき槽１３の
内径は２８０ｍｍであり、回転数は２５６．５ｒｐｍで
あり、接触リング１１内側面の周速は２２５．６ｍ／ｍ
ｉｎであった。粒子移動時間２秒、通電時間５秒、減速
時間１秒、停止時間１秒の９秒を１サイクルとして、正
転と逆転とを繰り返した。

【００３４】このようにして得られた最外殻がニッケル
めっき層であるニッケルめっき樹脂微粒子を光学顕微鏡
で観察した。結果を表１に示した。表１に示したよう
に、得られたニッケルめっき樹脂微粒子は、全く凝集が
なく全ての粒子が単粒子として存在していた。また、バ
イポーラ現象により下地ニッケルめっき層が溶解した粒
子は発見されなかった。

【００３５】実施例２ めっき装置の寄り溜まり防止板として用いた円錐円板１
４ａを直径５０ｍｍのものに代えた以外は、実施例１と
同様にしてニッケルめっきを行った。このようにして得
られた最外殻がニッケルめっき層であるニッケルめっき
樹脂微粒子を光学顕微鏡で観察した。結果を表１に示し
た。表１に示したように、得られたニッケルめっき樹脂
微粒子は、ほとんどの粒子が単粒子として存在している
なかに、わずかな凝集粒子が存在していた。また、バイ
ポーラ現象により下地ニッケルめっき層が溶解した粒子
が少量発見された。

【００３６】実施例３ めっき装置の寄り溜まり防止板として用いた円錐円板１
４ａを直径２００ｍｍのものに代えた以外は、実施例１
と同様にしてニッケルめっきを行った。このようにして
得られた最外殻がニッケルめっき層であるニッケルめっ
き樹脂微粒子を光学顕微鏡で観察した。結果を表１に示
した。表１に示したように、得られたニッケルめっき樹
脂微粒子は、ほとんどの粒子が単粒子として存在してい
るなかに、わずかな凝集粒子が存在していた。また、バ
イポーラ現象により下地ニッケルめっき層が溶解した粒
子が少量発見された。

【００３７】実施例４ めっき装置の寄り溜まり防止板として、底面の直径１０
０ｍｍ、高さ２０ｍｍの台形円板１４ｂ（図２ｂ参照）
を用いた以外は、実施例１と同様にしてニッケルめっき
を行った。このようにして得られた最外殻がニッケルめ
っき層であるニッケルめっき樹脂微粒子を光学顕微鏡で
観察した。結果を表１に示した。表１に示したように、
得られたニッケルめっき樹脂微粒子は、ほとんどの粒子
が単粒子として存在しているなかに、やや多くの凝集粒
子が存在していた。また、バイポーラ現象により下地ニ
ッケルめっき層が溶解した粒子がやや多く発見された。

【００３８】実施例５ めっき装置の寄り溜まり防止板として、直径１００ｍ
ｍ、高さ２０ｍｍの平円板１４ｃ（図２ｃ参照）を用い
た以外は、実施例１と同様にしてニッケルめっきを行っ
た。このようにして得られた最外殻がニッケルめっき層
であるニッケルめっき樹脂微粒子を光学顕微鏡で観察し
た。結果を表１に示した。表１に示したように、得られ
たニッケルめっき樹脂微粒子は、ほとんどの粒子が単粒
子として存在しているなかに、やや多くの凝集粒子が存
在していた。また、バイポーラ現象により下地ニッケル
めっき層が溶解した粒子がやや多く発見された。

【００３９】比較例１ めっき装置に寄り溜まり防止板を設けなかった１４ｄ
（図２ｄ参照）以外は、実施例１と同様にしてニッケル
めっきを行った。このようにして得られた最外殻がニッ
ケルめっき層であるニッケルめっき樹脂微粒子を光学顕
微鏡で観察した。結果を表１に示した。表１に示したよ
うに、得られたニッケルめっき樹脂微粒子は、ほとんど
の粒子が単粒子として存在しているなかに、かなり多く
の凝集粒子が存在していた。また、バイポーラ現象によ
り下地ニッケルめっき層が溶解した粒子がかなり多く発
見された。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明の導電性微粒子の製造装置は、上
述の構成からなるので、被めっき物の下地めっき層が溶
解したり、被めっき物が凝集したりすることがなく、効
率よく、均一なめっき層を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性微粒子の製造装置の一実施形態
の断面を示す概略図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ実施例１〜５及び
比較例１で用いた寄り溜まり防止板の形状を示す模式図
である。

【符号の説明】

１ 中空カバー ２ 電極 ２ａ 陽極 ３ 駆動軸 ４ 容器 ５ レベルセンサー ６ 供給管 ７ 排出管 ８ 開口部 ９ コンタクトブラシ １０ 底板 １１ 接触リング（陰極） １２ 多孔体 １３ めっき槽 １４ 寄り溜まり防止板 １４ａ 円錐円板 １４ｂ 台形円板 １４ｃ 平円板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K023 AA12 BA06 BA08 CA09 DA02 DA06 DA07 DA08 4K024 AB17 BA11 BA12 BA14 BC08 CB11 CB15 CB18 CB26 GA16

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直な駆動軸の上端部に固定された円盤
   状の底板と、前記底板の外周上面に配され、めっき液の
   みを通す多孔体と、前記多孔体上面に配された通電用の
   接触リングと、上部中央に開口部を有する中空カバー
   と、前記中空カバーの外周部と前記底板との間に、前記
   多孔体と前記接触リングとを狭持して形成された回転可
   能なめっき槽と、前記開口部よりめっき液を前記めっき
   槽に供給する供給管と、前記多孔体の孔から飛散しため
   っき液を受ける容器と、前記容器に溜まっためっき液を
   排出する排出管と、前記開口部から挿入されてめっき液
   に接触する電極とを有する導電性微粒子の製造装置であ
   って、前記めっき槽の底部中央に、被めっき物の寄り溜
   まりを防止する盛り上がり部分が形成されていることを
   特徴とする導電性微粒子の製造装置。