JP2004190080A

JP2004190080A - 連続めっき装置

Info

Publication number: JP2004190080A
Application number: JP2002358348A
Authority: JP
Inventors: Yuji Muraoka; 祐司村岡; Toshiya Kitagawa; 俊也北川
Original assignee: Komatsulite Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Komatsulite Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP3921165B2

Abstract

【課題】連続めっき装置において、電流密度を安定化させ、安定した成膜特性を実現する。
【解決手段】複数のワークを搬送レールに吊り下げ、めっき浴槽内の電極に対向させ、めっき液に浸漬して走行させながら電極とワークとの間に電圧を印加してワークにめっきをする連続めっき装置において、めっき浴槽長（めっき浴長）Ｌを吊り下げたワークのピッチＰの整数倍とする。１つのワークＷの左端がめっき浴槽左端から出始めると同時に、他のワークＷの左端がめっき浴槽に進入し、また、ワークＷがめっき浴槽左端から出終わると同時に、他のワークＷがめっき浴槽に進入し終わる。一般にＬ＝ｎ・Ｐの場合にめっき浴槽内のワーク表面積が一定となり、一定電流に対し各ワークにおける電流密度が一定となる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、短冊状の複数のワークをめっき浴槽に浸漬したまま連続的に通過させて電解めっきを行う連続めっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の連続めっき装置の一例を図６に示す。図６において、環状に巡らされたチェーンコンベアＣＶはスプロケットＳＰ及び支柱１７に支えられた梁１８に保持されており、図中の矢印方向に連続的に走行する。被めっき対象物であるワークはチェーンコンベアＣＶに吊り下げられて、直列に連結された各種処理部を順次通過することにより、その表面にめっき処理が連続的に行われる。めっき処理工程の例を説明する。ワークはロード部ＬＤでワーク取付治具を介してチェーンコンベアＣＶに吊り下げられ、前処理部１１、処理液回収部１２、及び水洗部１３からなる前処理工程を３段回通過してワーク表面の脱脂及び活性化が行われる。次に、めっき処理部１４、処理液回収部１２、及び水洗部１３により、例えばＮｉめっきが行われ、続けてめっき処理部１４、処理液回収部１２、及び水洗部１３により、例えばＡｕめっきが行われる。この後、乾燥部１５によりワークが乾燥され、アンロード部ＵＬでワークがワーク取付治具から取り外され、このワークに対するめっき処理が完了する。この後、後処理部１６、処理液回収部１２、及び水洗部１３により、ワーク取付治具の後処理が行われ、新たにワークがロードされて、次のめっきサイクルが開始される。チェーンコンベアＣＶは、所定ロットのワークのめっきが完了するまで、常時複数のワークが吊り下げられた状態となり、各ワークに対して連続的にめっき処理が施される。
【０００３】
一般に、電解めっきを行う場合、めっき処理すべきワーク表面における電流密度（単位面積当たりの電流値）の変化により、めっき成膜速度が変化することになる。そのため、上記のワークの水平走行による連続めっき装置と異なり、ワークを上方からめっき浴槽に投入浸漬して静止状態でめっき処理を行い処理後上方に引き上げて移動する方式のめっき装置においては、例えば、ワークとめっき電極間の距離が変化して回路の抵抗値が変化することによる電流密度の変化に対しては、定電流回路を用いて一定電流値、従って一定電流密度になるように電流制御が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなワークが水平走行する連続めっき装置においては、従来、その必要処理時間（成膜厚みやスループット）に基づいてめっき浴槽長が決められており、また、ワークが間欠的にめっき浴槽内に投入され、めっき浴槽内を移動して通過し、搬出されるため、各めっき浴槽内における時々刻々のめっき処理面積が連続的に増減することになる。この場合、定電流回路を用いてワークとめっき電極間に一定電流を流すように制御したとしても、ワークの移動に伴って処理面積が変化して電流密度が変化することになり、めっき厚やめっき膜質等がばらつき、めっき特性が影響を受けるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、電流密度を安定化させることができ、安定した成膜特性が得られる連続めっき装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、めっき液が充填されてなるめっき浴槽内に電極を臨ませ、被めっき対象物である複数のワークをそれぞれワーク取付治具を介して搬送レールに吊り下げて前記電極に対向させ、かつ前記めっき浴槽内のめっき液に浸漬した状態で走行させながら前記電極と前記ワークとの間に電圧を印加して該ワークにめっきする連続めっき装置において、前記めっき浴槽の長さが前記吊り下げたワークのピッチの整数倍の長さである連続めっき装置である。
【０００７】
上記構成においては、めっき浴槽の長さをワークのピッチの整数倍の長さにするので、めっき浴槽内に存在するワークのめっき対象表面積が、ワークの走行状態にかかわらず一定となる。このため、定電流回路を用いて一定電流を流すことにより、めっき被処理表面における電流密度を一定に保つことができる。したがって、定電流回路による短冊状（平板状）ワークの連続めっき処理において、安定しためっき特性（めっき厚、めっき膜質等）が得られる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の連続めっき装置において、前記各ワーク取付治具は、それぞれ給電部を備え、該給電部を介して各ワークに電圧を印加するものである。
【０００９】
上記構成においては、各ワーク取付治具に給電部を備えて各ワークに電圧を印加するので、ワークを走行搬送する時にも安定してワークに給電することができ、短冊状ワークの連続めっき処理において、安定しためっき特性（めっき厚、めっき膜質等）が得られる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の連続めっき装置において、前記各ワーク取付治具を互いに導体ケーブルで電気的に連結したものである。
【００１１】
上記構成においては、各ワーク取付治具を互いに導体ケーブルで電気的に連結するので、各ワーク取付治具が互いに補完して給電を安定化させることができ、短冊状ワークの連続めっき処理において、安定しためっき特性（めっき厚、めっき膜質等）が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る連続めっき装置について、図面を参照して説明する。図１は短冊状ワークＷの搬送機構及びめっき槽の構造を示す。なお、連続めっき装置の全体構成は、従来の技術として説明した図６に示した連続めっき装置１と同様である。図１（ａ）に示す搬送レール２１，チェーンガイド２２及び給電レール２３は、連続めっき装置を巡る環状の構造をしており、また、図１（ｂ）に示すチェーンコンベアＣＶも同じく環状構造をしている。チェーンコンベアＣＶはスプロケットＳＰ（図６参照）により駆動され、チェーンガイド２２に挟まれてガイドされながら連続めっき装置における上方空間を走行するフレキシブルなコンベアである。このチェーンコンベアＣＶの下方には、ワーク取付治具３０が所定間隔で固定され、また、チェーンコンベアＣＶと一体となって走行する。ワーク取付治具３０は走行方向の左右に平板状ワークＷを挟み込んで吊り下げて保持し、これを搬送する。
【００１３】
このように保持搬送されるワークＷは、図１（ｃ）に示されるめっき槽４０の一方の側壁からめっき槽４０内に進入し、他方の側壁から退出する。めっき槽４０は、進入側から前室４４、めっき浴槽４１、後室４５を有し、めっき浴槽４１の左右には側室４３を有している。前室４４及び後室４５とめっき浴槽４１の間の仕切板にはスリットＳＬが設けられており、ワークＷはこのスリットＳＬを通過してめっき浴槽４１に進入及び退出する。めっき浴槽４１にはめっき電極Ｅを有するめっき液吐出ヘッド５０の側壁から供給されるめっき液が充填されている。また、側室４３とめっき浴槽４１の間はせき板４２が設けられており、めっき浴槽４１内のめっき液が、このせき板４２の上部を越えて側室４３へと流出する。また、前記スリットＳＬからもめっき液が流出する。これらの流出しためっき液は図示しないリザーブタンクに回収され、循環利用される。
【００１４】
めっき浴槽４１内構造を説明する。図２はめっき槽４０の断面を示す。ワークＷに対面するめっき液吐出ヘッド５０の側壁には多数のめっき液吐出用の吐出孔が設けられており、またその側壁とワークＷとに平行にめっき電極Ｅが設けられている。めっき液吐出ヘッド５０の下方にはリザーブタンク（不図示）に接続された配管が設けられている。また、配管途中に設けられた送液ポンプ（不図示）によりリザーブタンクから送られてくるめっき液が吐出孔からワークＷの両面に吹き付けられ、ワークＷの両面には、常に、より新しいめっき液が置換供給される。
【００１５】
給電について説明する。前出の図２は給電部構造、図３は各ワーク取付治具間の電気的接続を示す。ワーク取付治具３０の上部側面には給電部（給電ブラシ）３１が設けられており、付勢用ばね３２により付勢されて給電レール２３に押接されている。めっき浴槽４１中のめっき電極Ｅと給電レール２３の間には定電流電源（不図示）が接続されており、静止している給電レール２３に対し、ワーク取付治具と共に走行する給電部３１が給電レール２３の側面を摺動することによりめっき用の電流回路が構成される。また、各ワーク取付治具３０は互いに導体ケーブル３３で電気的に連結されており、各ワーク取付治具３０が互いに補完することにより、給電が安定化されている。
【００１６】
次に、ワークが次々と間欠的にめっき浴槽内を通過するときの電流密度の安定化について説明する。図４はめっき浴槽を通過するワークを示す。図４に示されるように、ワークＷは互いに導体ケーブル３３で電気的に連結され、一定のピッチＰを保ってチェーンコンベアＣＶによってめっき浴槽４１のめっき液Ｆの中を走行する。めっき浴槽４１のめっき浴長は、めっき液Ｆの存在する距離であり、また、めっき浴槽４１の内壁間距離であり、これをめっき浴槽長（めっき浴長）Ｌとする。
【００１７】
図５は上記のめっき浴長ＬとワークのピッチＰとの関係によってめっき浴槽内におけるワークの表面積がどのように時間変化するかを示している。めっき電極に定電流電源が接続されているとワーク表面積の変化がワークの電流密度の変化に対応する。ここでは簡単のため、めっき浴長Ｌに対して１枚のワークＷの長さ分が関与する場合を示している。各図の上部にはワークＷ１，Ｗ２，Ｗ３に対し相対的に移動するめっき浴槽のめっき浴長Ｌの範囲を、黒丸を線で結んだ図形で示している（ワークは左方向に、まためっき浴槽は右方向に移動）。図５（ａ）はめっき浴長ＬとワークのピッチＰが等しい場合（Ｌ＝Ｐ）のめっき浴槽内におけるワークの表面積変化を示し、これは一般に、めっき浴長ＬがピッチＰの整数倍に等しい場合（Ｌ＝ｎ・Ｐ）と同じである。図５（ｂ）はめっき浴長ＬがワークのピッチＰよりも小さい場合（Ｌ＜Ｐ）のめっき浴槽内におけるワークの表面積変化を示し、また、図５（ｃ）はめっき浴長ＬがワークのピッチＰよりも大きい場合（Ｌ＞Ｐ）のめっき浴槽内におけるワークの表面積変化を示す。図５（ｂ）（ｃ）における状況は、めっき浴長Ｌに対し多数のワークＷが関与する場合、それぞれ（ｎ−１）・Ｐ＜Ｌ＜ｎ・Ｐ、及びｎ・Ｐ＜Ｌ＜（ｎ＋１）・Ｐなどと表される。
【００１８】
図５（ａ）において、点ａ１はワークＷ１の左端がめっき浴槽左端から出始め、同時にワークＷ２の左端がめっき浴槽に進入する瞬間を示す。また、点ａ２はワークＷ１がめっき浴槽左端から出終わった瞬間であり、同時にワークＷ２の左端がめっき浴槽に進入し終わった瞬間を示す。このように、めっき浴長ＬとワークのピッチＰが等しい場合（Ｌ＝Ｐ）、又は一般に、めっき浴長ＬがピッチＰの整数倍に等しい場合（Ｌ＝ｎ・Ｐ）には、めっき浴槽から流出するワークの表面積と流入するワークの表面積が等しくなるので、定電流回路を用いて一定電流を流した場合、常に電流密度が一定に保たれることになる。
【００１９】
また、図５（ｂ）において、点ｂ１はワークＷ１の左端がめっき浴槽左端から出始めた瞬間であるが、この時、ワークＷ２は、まだめっき浴槽の外に有り、点ｂ２においてようやくワークＷ２がめっき浴槽に進入開始する。したがって、点ｂ１から点ｂ２において、めっき浴槽内におけるワークの表面積は減少する。同様に、点ｂ２から点ｂ３においては、めっき浴槽内におけるワークの表面積は一定であり、その後、点ｂ４に向かって表面積は増大し、点ｂ４から点ｂ５において一定となる。
【００２０】
また、図５（ｃ）において、点ｃ１はワークＷ１の左端がめっき浴槽左端から出始めた瞬間であるが、この時、ワークＷ２の左端はめっき浴槽中に有るので、めっき浴槽内におけるワークの表面積は一定であり、その後、点ｃ２において、ワークＷ１はめっき浴槽からまだ出終っていないが、ワークＷ２がめっき浴槽内に進入し終わり、この状態から、さらにワークＷ１がめっき浴槽から出終わる点ｃ３までは、めっき浴槽内におけるワークの表面積は減少する。同様に、点ｃ３から点ｃ４においては、めっき浴槽内におけるワークの表面積は一定であり、その後、点ｃ５に向かって表面積は増大する。
【００２１】
以上のように、めっき浴長ＬがピッチＰの整数倍に等しくない場合（Ｌ≠ｎ・Ｐ）には、めっき浴槽から流出するワークの表面積と流入するワークの表面積とが一般に異なるため、定電流回路を用いて一定電流を流したとしても、電流密度が変動することになる。
【００２２】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上記で２枚のワークを並列に保持したワーク取付治具の例について説明したが、１枚のワーク保持、又は複数枚のワーク並列保持でも同様に本発明は適用できる。また、上記において、ワークを吊り下げた状態でめっき浴槽中を走行させ、搬送させた場合を説明したが、ワークを下方から支えて搬送する場合や水平搬送する場合においても、本発明を適用することができる。また、電解めっきによる成膜に限らず、複数のワークを連続的に搬送して電解の効果により一定の膜厚を除去する減膜の処理においても同様に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態による連続めっき装置のワーク搬送レール及び給電レールの断面斜視図、（ｂ）は同装置のワーク取付治具の斜視図、（ｃ）は同装置のめっき槽の斜視図。
【図２】同上装置のめっき槽の図１（ｃ）におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】同上装置のワーク搬送レール、給電レール、及びワーク取付治具の斜視図。
【図４】同上装置におけるワーク処理中のめっき槽のワーク進行方向断面模式図。
【図５】（ａ）は同上装置によるめっき処理中のワーク表面積の時間変化図、（ｂ）（ｃ）はワークピッチと浴槽の長さが不適合の場合のワーク表面積の変化図。
【図６】従来及び本発明が適用される連続めっき装置の平面図。
【符号の説明】
１連続めっき装置
２１搬送レール
３０ワーク取付治具
３１給電部
３３導体ケーブル
４０めっき槽
４１めっき浴槽
Ｅ電極
Ｌめっき浴槽長
Ｐピッチ
Ｗワーク

Claims

めっき液が充填されてなるめっき浴槽内に電極を臨ませ、被めっき対象物である複数のワークをそれぞれワーク取付治具を介して搬送レールに吊り下げて前記電極に対向させ、かつ前記めっき浴槽内のめっき液に浸漬した状態で走行させながら前記電極と前記ワークとの間に電圧を印加して該ワークにめっきする連続めっき装置において、
前記めっき浴槽の長さが前記吊り下げたワークのピッチの整数倍の長さであることを特徴とする連続めっき装置。
前記各ワーク取付治具は、それぞれ給電部を備え、該給電部を介して各ワークに電圧を印加することを特徴とする請求項１記載の連続めっき装置。
前記各ワーク取付治具を互いに導体ケーブルで電気的に連結したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の連続めっき装置。