JP2003321799A - 電気めっき装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 可溶性陽極体が減耗するとめっき性が低下す
るため減耗した可溶性陽極体は廃棄され無駄であった。 【解決手段】 めっき液中に浸漬して対向配置させた可
溶性陽極体と被めっき陰極体の各電極体間に電流を通じ
て被めっき陰極体表面をめっきする電気めっき装置にお
いて、不溶芯部８に可溶表層部９を被覆した２重構造の
可溶性陽極体７を用いる。不溶芯部には中空でも、充実
でも、またその表面に突起を形成させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可溶性陽極体と陰極
体となる被めっき体をめっき液中で対向配置し各電極体
間に通電して被めっき体の表面に可溶性陽極体材料の層
を形成する電気めっき装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂モールド型電子部品は一般的にアイ
ランドとリードとを一体化したリードフレームを用い、
アイランド上に電子部品本体をマウントし、電子部品本
体上の電極とリードとを電気的に接続した後、電子部品
本体を含む主要部を外装樹脂にて被覆し、このリードフ
レームの外装樹脂から露呈した不要部分を切断除去して
個々の電子部品が製造される。この電子部品は前記切断
作業に先だってリードフレーム単位でリード表面をめっ
き処理し半田付け性を良好にしている。

【０００３】めっき材料として酸化されにくく半田付け
性が良好な材料、例えば半田や鉛レス半田が用いられ
る。まためっき方法として溶融半田にリードフレームを
浸漬するディップ法や電気めっき法が採用され、薄く均
質な膜厚にするには後者が採用される。

【０００４】図８は電気めっき装置の一例を示す。図に
おいて、１はめっき浴槽で、内部にめっき液２が収容さ
れている。３はめっき液に対して不溶の導電材料、例え
ばチタンからなるメッシュで、透液性の袋（図示せず）
に収納され、めっき浴槽１内の一側方でめっき液２に浸
漬されている。４はメッシュ３に収容されめっき液２に
浸漬された可溶性陽極体で、例えば球状の半田を示す。
５は被めっき体、例えば要部が樹脂外装されたリードフ
レームで、めっき浴槽１内の他の側方でメッシュ３と対
向配置されてめっき液２に浸漬され、可溶性陽極体４に
対して陰極体として機能する。６は定電流電源で、陽極
６ａはメッシュ３に、陰極６ｂは被めっき体５に接続さ
れている。

【０００５】めっき浴槽１は例えば内径が巾５０ｃｍ、
奥行２００ｃｍ、深さ１５ｃｍで、この浴槽１内の一側
方に沿って、巾５ｃｍ、長さ２５ｃｍ、深さ１５ｃｍの
メッシュ３を６個配置し、各メッシュ３には球状半田
（可陽性陽極体）４を多数個収納し、浴槽１の他の側方
に沿って被めっき体５を各メッシュ３と対向配置してい
る。めっき浴槽１は必要に応じて複数、連接され、被め
っき体５は図示省略するが上下動並びに水平動する移動
機構により各めっき浴槽１内を間歇移動する。各電極６
ａ、６ｂ間に電流を通じることにより可溶性陽極体４を
構成する金属や合金成分はめっき液２内に溶出しめっき
浴槽１内で他の側方に向かって移動し被めっき体５の表
面を被覆する。

【０００６】被めっき体５はめっき浴槽１に順次供給さ
れて移動し、移動する間にめっき厚が増し、最終の浴槽
１から出る時には所定の厚みにめっきされる。また可溶
性陽極体である球状半田４は、めっき作業開始前にめっ
き液２の液面から露呈するように供給されるが、めっき
作業の進行とともに減耗しめっき液２内に埋没するため
埋没状態をみて球状半田４を補充している。

【０００７】ここで被めっき体５は表面積がほぼ一定で
あるのに対し、陽電極として機能する球状半田４は減耗
し縮径して表面積が縮小する。例えば、前記寸法のメッ
シュ３に直径３０ｍｍの球状半田４を液面から露出する
程度に供給し、総めっき電流を１６０Ａ、電極間電圧を
３〜４Ｖの所定範囲に設定し、最終めっき厚が所定の厚
みとなるように被めっき体５の移動速度を設定した場
合、めっき作業の時間経過とともに球状半田４が減耗し
て縮径し電極表面積が減少するとめっき電流は維持でき
ても端子間電圧は８Ｖ程度まで上昇する。このようにめ
っき条件が変化するとめっきの平均的な厚みは所定厚み
に維持できても、局部的にめっきが異常析出し波状ある
いは櫛歯状の盛上りを生じるなどめっき品質が劣化す
る。そのため球状半田４を定期的に補充し電極間電圧を
所定の電圧に維持するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら球状半田
４の補充を繰返すと縮径した球状半田４はメッシュ３の
底部に堆積し、互いに密接するため実質的にめっき液２
と接する面積が減少し陽極体としての機能が低下するた
め、新しい球状半田４を供給してもめっき電圧が安定せ
ず、めっき品質も安定しないという問題があった。その
ため定期的にメッシュ３底部に堆積した球状半田４を排
出し廃棄する必要があった。具体的に２５００Ｋｇの球
状半田４を使用した場合、２００〜３００Ｋｇ（廃棄率
８〜１２％）廃棄することがあり資源の無駄であった。
また環境問題に適合した鉛レス半田は割高であるため、
コスト低減のためにも廃棄量の削減は必要であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的して提案されたもので、めっき液中に浸漬して対
向配置させた可溶性陽極体と被めっき陰極体の各電極体
間に電流を通じて被めっき陰極体表面をめっきする電気
めっき装置において、上記可溶性陽極体は、不溶芯部を
可溶表層部で被覆した二層構造であることを特徴とする
電気めっき装置を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明による電気めっき装置は、
不溶芯部を可溶表層部で被覆した二層構造の可溶性陽極
体を用いたことを特徴とするが、不溶芯部は球状あるい
は柱状にすることができ、不溶芯部を中空あるいは充実
させることができる。また充実した不溶芯部の場合、表
面に突起を形成することができる。この突起はその径を
先端に向かって縮径させることができる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１から説明する。
図において、図８と同一物には同一符号を付し重複する
説明を省略する。本発明による電気めっき装置は、めっ
き液２を収容しためっき浴槽１内の一側方に沿って可溶
性陽極体を収容するメッシュ３を配置し、このメッシュ
３と対向して陰極体となる被めっき体４、例えばリード
フレームを配置し、メッシュ３と被めっき体４に定電流
源５を接続した点では図８装置と同じである。本発明に
よるめっき装置が図８装置と相異するのは陽電極として
機能するメッシュ３に収容される可溶性陽極体７にあ
り、具体的には図２に示すように、不溶芯部８を可溶表
層部９で被覆して二層構造とした点にある。この不溶芯
部８はめっき液２に溶出しない材料からなり、中空でも
よいし、充実体でもよい。また可溶表層部９は互いに接
触する面積を可及的に小さくしてめっき液２に触れる面
積を最大にする形状が望ましく、球状、多角形状、柱状
とすることができる。図２では中空の球状不溶芯部８に
半田からなる可溶表層部９を被覆して球状の可溶性陽極
体７を構成している。この電気めっき装置ではめっき作
業が進行すると、可溶性陽極体７は減耗し縮径する。こ
のめっき作業中に、メッシュ３内の古い可溶性陽極体７
は上から供給された新しい可溶性陽極体７によって加圧
されているが、古い可溶性陽極体７は可溶表層部９が減
耗し縮径し肉薄になって強度が急激に低下するため圧縮
され体積が急激に縮小される。そのためメッシュ３内部
の上方に空間が形成される。

【００１２】このようにして圧縮され体積が急激に変化
すると、定電流電源６の電極間電位が急激に変化しこの
変化から可溶性陽極体７の変形を知り、さらに新しい可
溶性陽極体７の供給時期を知ることができる。このよう
にして圧縮されメッシュ３内で堆積した可溶性陽極体７
はめっき電極としての機能が低下するが、図８装置の可
溶性陽極体４に比して体積が小さいため、新たな可溶性
陽極体７を大量に補充でき、めっき電極の表面積を長期
間にわたって適正に保つことができ、めっき品質を安定
させることができる。またメッシュ３内に堆積した可溶
性陽極体７は内部が中空であるため、従来の同一径の可
溶性陽極体と比較して安価で、使用後廃棄される量も削
減することができる。

【００１３】本発明による電気めっき装置の主要部品で
ある可溶性陽極体は図２に示す構造だけでなく、充実し
た不溶芯部を可溶表層部で被覆することもできる。この
一例を図３に示す。図において、１０は可溶性陽極体
で、めっき液に溶出しない材料、例えばガラスを球状に
成形した不溶芯部１１の表面を例えば半田からなる可溶
表層部１２で被覆し球状に成形している。

【００１４】この可溶性陽極体１０を図１装置に適用す
ると、可溶性陽極体１０はめっき作業の進行とともに可
溶表層部１２が溶出し減耗して縮径する。そして不溶芯
部１１が露出すると、めっき液への溶出が急激に減少
し、めっき液内のめっき金属成分またはめっき合金成分
が減少すると定電流電源６の端子間電圧が急上昇するこ
とから、可溶性陽極体１０の交換時期を知ることができ
る。メッシュ３をめっき液２から引き上げて、メッシュ
３内の可溶性陽極体１０（不溶芯部１１）を除去し、新
しい可溶性陽極体１０を供給したメッシュ３をめっき液
２に再投入することによりめっき作業を再開できる。

【００１５】また図４は本発明装置に用いられる可溶性
陽極体の他の例を示す。図において、１３は可溶性陽極
体で、めっき液に溶出しない材料、例えば耐熱性、耐薬
品性を有する樹脂を中空球状に成形した不溶芯部１４の
表面を例えば半田からなる可溶表層部１５で被覆し球状
に成形している。

【００１６】この可溶性陽極体１３を図１装置に適用す
ると、この可溶性陽極体１３はめっき作業の進行ととも
に可溶表層部１５が溶出し減耗して縮径し、さらには不
溶芯部１４が露出する。このようにして不溶芯部１４が
露呈するようになると可溶表層部１５の可溶成分のめっ
き液２への溶出が急激に減少し、めっき液２内の金属成
分または合金成分が減少するため定電流電源６の端子間
電圧が急上昇することから、可溶性陽極体１３の交換時
期を知ることができる。この可溶性陽極体１３は表層の
可溶表層部１５が溶出し減耗すると不溶芯部１４が露出
するが、この不溶芯部１４は中空であるため、めっき液
２より比重が小さく、可溶表層部１５の減耗とともに浮
上しメッシュ３の上方に移動する。そのため浮上した可
溶性陽極体１３を掬い上げて除去し新しい可溶性陽極体
１３を補充することができる。

【００１７】不溶芯部１４の体積は新しい可溶性陽極体
１３の体積より小さいが、メッシュ３に供給した可溶性
陽極体１３は同時的に縮径し体積が縮小するため、メッ
シュ３上層部の不溶芯部１４を除去すると、メッシュ３
の下層部には空間が形成され、この空間部に新しい可溶
性陽極体１３を供給することができる。このように図４
に示す可溶性陽極体１３を用いると、不溶芯部１４の回
収と新しい可溶性陽極体１３の供給が容易となる。この
可溶性陽極体１３に適した電気めっき装置の要部を図５
及び図６に示す。図において、図１と同一物には同一符
号を付し重複する説明を省略する。このめっき装置はめ
っき浴槽１内に陽電極となるメッシュ３と陰電極となる
被めっき体（リードフレーム）５を対向配置したもの
で、さらにメッシュ３の上方に符号１６を付したガイド
部材を配置した点が図１装置とは相異する。このガイド
部材１６は一方向に傾斜した下面１６ａをめっき液に浸
漬してメッシュ３の開口部中央に配置されている。この
ガイド部材１６の上面１６ｂは下面１６ａとほぼ平行に
配置されめっき液２の上方に位置している。この装置へ
可溶性陽極体１３は上記ガイド体１６により供給され
る。即ち、ガイド体１６の上面１６ｂに可溶性陽極体１
３を供給すると、傾斜面を転がってメッシュ３の一側方
からめっき液２内に投入される。めっき液２に投入され
た可溶性陽極体１３はめっき作業の進行とともに減耗
し、不溶芯部１４が露呈するようになると浮力が上昇し
めっき液２内を上昇する。一方、メッシュ３の上方には
ガイド部材１６が配置されているため浮上した可溶性陽
極体１３はガイド部材１６の下面１６ａによりガイドさ
れて投入側からみて反対側に上昇する。このようにして
可溶表層部１５が減耗し不溶芯部１４が露呈した可溶性
陽極体１３をメッシュ３の上面の一側方に集めることか
できるため回収を容易にできる。

【００１８】この場合、図５に示すようにメッシュ３の
底部に、ガイド部材１６の傾斜面とは反対方向に傾斜し
た第２のガイド部材１７を配置することにより、メッシ
ュ３内での可溶性陽極体１３の移動を容易にできる。図
７には可溶性陽極体の他の実施例を示す。図において、
１８は可溶性陽極体で、充実した不溶芯部１９の外面を
可溶表層部２０で被覆したもので、不溶芯部１９は比重
がめっき液２より小さく、そのままでは容易に浮上する
耐熱性、耐薬品性に優れた樹脂が用いられている。この
不溶芯部１９の表面には多数の突起１９ａが形成され、
この突起１９ａは可溶表層部２０に埋没している。上記
可溶性陽極体１８は図４に示す可溶性陽極体１３と同様
にして用いられる。即ち、図５に示すメッシュ３にこの
可溶性陽極体１８を供給すると、めっき作業の進行とと
もに可溶表層部２０は減耗し、縮径して突起１９ａが可
溶表層部２０から露呈する。同時に軽量化した可溶性陽
極体１８はめっき液２中を浮上する。この浮上した可溶
性陽極体１８の可溶表層部２０から露呈した突起１９ａ
の突出状態から可溶表層部２０の減耗状態を知ることが
でき、不溶芯部１９が完全に露呈する前に回収すること
ができる。これにより定電流電源の電極間電圧が急激に
変動する前に可溶表層部の減耗状態を正確に知ることが
でき、めっき作業を安定して継続することかでき、めっ
き品質を安定させることができる。

【００１９】上記突起１９ａは基部と先端部の径を同じ
にしてもよいが、基部から先端部に向かって縮径させる
ことにより、可溶表層部２０の減耗状態を明瞭に知るこ
とができる。また高さの異なる突起を形成することによ
り、可溶表層部２０に露呈した突起の高さから減耗状態
を正確に知ることができる。

【００２０】尚、不溶芯部上に可溶表層部を被覆する方
法として、めっき、溶射によって被覆する方法の他に、
半球状、平板状に分割した可溶表層部を不溶芯部にネジ
止め固定して球状または多面状に一体化しても良い。ま
たネジ止め固定する場合、ネジとネジ穴のそれぞれの径
を外方に向かって拡開させることにより減耗により薄く
なった可溶表層部の脱落を防止できる。また回収した不
溶芯部は繰返し利用することができる。また被めっき体
は樹脂モールド型電子部品やこの製造に用いられるリー
ドフレームだけでなく電気めっき可能な部材一般に適用
でき、可溶性陽極体の材料も半田だけでなく被めっき体
に最適な材料を選定できる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように不溶芯部に可溶表層部を被
覆した可溶性陽極体を用いることにより、めっき作業の
進行により減耗する可溶表層部の量を予め設定でき、不
溶芯部に残留した可溶表層部は再利用可能であるため可
溶性陽極体の廃棄量を大幅に削減でき、コストダウンを
実現できる。また可溶表層部が減耗する間、めっき電圧
の変動を所定の電圧範囲に抑えることができるため、め
っき品質を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電気めっき装置の側断面図

【図２】 本発明装置の一部を構成する可溶性陽極体の
側断面図

【図３】 可溶性陽極体の他の実施例を示す側断面図

【図４】 可溶性陽極体の他の実施例を示す側断面図

【図５】 図４に示す可溶性陽極体を用いた電気めっき
装置の例を示す要部拡大正断面図

【図６】 図５装置の要部拡大平面図

【図７】 可溶性陽極体の他の実施例を示す側断面図

【図８】 本発明の前提となる電気めっき装置の側断面
図

【符号の説明】

２ めっき液 ４ 可溶性陽極体 ５ 被めっき陰極体 ８ 不溶芯部 ９ 可溶表層部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】めっき液中に浸漬して対向配置させた可溶
   性陽極体と被めっき陰極体の各電極体間に電流を通じて
   被めっき陰極体表面をめっきする電気めっき装置におい
   て、 上記可溶性陽極体は、不溶芯部を可溶表層部で被覆した
   二層構造であることを特徴とする電気めっき装置。
2. 【請求項２】不溶芯部が中空であることを特徴とする請
   求項１に記載の電気めっき装置。
3. 【請求項３】不溶芯部が充実していることを特徴とする
   請求項１に記載の電気めっき装置。
4. 【請求項４】不溶芯部の表面に突起を形成したことを特
   徴とする請求項３に記載の電気めっき装置。
5. 【請求項５】突起の径を先端に向かって縮径させたこと
   を特徴とする請求項４に記載の電気めっき装置。