JP2007224365A - 電解めっき方法、及び電解めっき装置 - Google Patents

Abstract

【課題】陽極と被めっき体とに通電することにより被めっき体にめっきを施す電解めっき方法において、簡易な構造を保ちながら、被めっき体へ均一なめっき液の供給ができ、高電流を負荷しても、あるいは形成するめっき皮膜が薄くても、被めっき体に均一なめっき皮膜を形成できるめっき方法ならびにめっき装置を提供すること。
【解決手段】被めっき体の両側から前記被めっき体に向かって略直角方向にめっき液を噴射し、前記被めっき体の両側に、所定の間隔を設けて１対の整流板をそれぞれ配置し、かつ前記１対の整流板をそれぞれ高さ方向に隙間をあけて配置するとともに、前記隙間を前記被めっき体の幅よりも小さく、かつ前記隙間の中心を前記被めっき体の幅方向の中心と略同一にすることによって被めっき体に析出するめっき膜厚を制御する。
【選択図】図１Ｃ

Description

本発明は、陽極と被めっき体とに通電することにより被めっき体にめっきを施す電解めっき方法及び電解めっき装置に関し、より特定的には、長尺状の材料の被めっき体に対して電解めっきを施すための電解めっき方法及び電解めっき装置に関する。

従来、被めっき体としてＩＣやＬＥＤなどに用いられる半導体用リードフレームにおいて、耐食性、耐熱性、あるいはワイヤーボンディング性など、その特性を確保する目的として、材料の表面に金属めっき皮膜を形成する方法が一般に用いられている。形成するめっき皮膜は、その使用用途によって様々であるが、錫、ニッケル、金、銀、パラジウムなどが代表的なものである。このような金属めっき皮膜を長尺状の被めっき体に施す際、リールｔｏリールという電解めっき方法が用いられる。これはめっき液中に被めっき体を全浸漬させて連続搬送し、めっき液中に設けられた陽極と被めっき体とに通電させて、めっきを行う方法である。しかしながらこの方法では、長尺状の被めっき体にめっき皮膜を析出させる場合、被めっき体の両端部に電流が集中しやすく、結果として被めっき体の両端部のめっき厚が中央部に比べ厚く析出してしまうという不具合を発生させていた。これは、リードフレームなどの生産メーカーにとって、余分な金属皮膜を製品に析出させてしまい、製造コストを圧迫するだけでなく、めっき皮膜の厚みが不均一になることで、ＩＣやＬＥＤなど、その特性に重大な影響を与える致命的な欠陥になる可能性がある。これらの問題点について、様々な提案がなされており、下記に示す特許文献１もその代表的なものである。

特許文献１には、長尺のアノード極板とカソード極板とが平行に配置された、めっき浴槽を有する電解めっき装置が開示されている。図４は、特許文献１に記載された従来の電解めっき装置の構成を示すブロック図である。図４において、従来の電解めっき装置は、アノード極１０１と異形金属条１０２との間に、アノード極１０１及び異形金属条１０２に対して垂直で、長手方向に長い電流遮蔽板１０３を多数挿入している。また、めっき浴槽１０４の下部より流体を噴出してめっき液２を流動するための流体ノズル１０５を設けている。従来の電解めっき装置は、このような構成であるから、電流遮蔽板１０３による電流の分布が最適化される電流遮蔽効果により、電流分布が均一化される。その結果、異形金属条１０２の端部および凸部での膜厚不足、あるいは膜厚過剰になるといった問題がなくなり、めっき膜厚分布の均一化を図れる。
特開平１０−１４０３９２号公報

しかしながら、上述した従来の電解めっき装置には、次のような課題がある。電解めっきを効率良く行うにあたっては、被めっき体への均一なめっき液供給、いわゆる攪拌が重要な因子の一つとなる。しかし、従来の電解めっき装置では、アノード極１０１と被めっき体（異形金属条１０２）との間に、長手方向に長い電流遮蔽板１０３が多数挿入されており、めっき液２が流体ノズル１０５によって異形金属条１０２の下側からのみ供給される構造であるため、異形金属条１０２の下部に集中してめっき液中の金属イオンが供給されやすいという問題がある。さらには、電流遮蔽板１０３が幾層にも設けられているため、流体ノズル１０５より噴出されためっき液２の流れを電流遮蔽板１０３が阻害してしまう構造であるともいえる。これらの課題は、被めっき体に負荷される電流の値が高くなるほど、あるいは形成しようとするめっき皮膜が薄くなるほど、その問題が顕著に表れると考えられ、電解めっきにおける効率を上げるためには、更なる改善が必要であるといえる。

また、電流遮蔽板１０３は、実質上めっき浴槽１０４の内部を埋めつくす状態となり、めっき浴槽１０４内のパーツ交換や、清掃などのメンテナンスに支障をきたす可能性がある。

それ故に、本発明の目的は、陽極と被めっき体とに通電することにより、被めっき体にめっきを施す電解めっき方法において、簡易な構造を保ちながら、被めっき体へ均一なめっき液の供給ができ、高電流を負荷しても、あるいは形成するめっき皮膜が薄くても、被めっき体に均一なめっき皮膜を形成できる電解めっき方法、ならびに電解めっき装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、めっき液中で長尺状の被めっき体を連続搬送させ、その両側に陽極を配置し、前記陽極と前記被めっき体とに通電することにより、前記被めっき体にめっきを施す電解めっき方法であって、
前記被めっき体の両側から前記被めっき体に向かって略直角方向にめっき液を噴射し、前記被めっき体の両側に、所定の間隔を設けて１対の整流板をそれぞれ配置し、前記１対の整流板をそれぞれ高さ方向に隙間をあけて配置するとともに、前記隙間を前記被めっき体の幅よりも小さく、かつ前記隙間の中心を前記被めっき体の幅方向の中心と略同一にすることによって、被めっき体に析出するめっき膜厚を制御することを特徴とする、めっき方法である。

また、前記整流板には、前記被めっき体の上部近傍および下部近傍に平行して対応する複数の開口部をそれぞれ設けることを特徴とする、電解めっき方法でもある。また、１対の整流板は、連結構造であってもよい。

また、めっき液中で長尺状の被めっき体を連続搬送させ、その両側に陽極を配置し、前記陽極と前記被めっき体とに通電することにより、前記被めっき体にめっきを施す電解めっき装置であって、
前記被めっき体の両側から前記被めっき体に向かって略直角方向にめっき液を噴射する複数の噴射管と、
前記被めっき体の両側に、所定の間隔を設けてそれぞれ配置された１対の整流板とを備え、
前記１対の整流板は、それぞれ高さ方向に隙間をあけて配置されるとともに、前記隙間が前記被めっき体の幅よりも小さく、かつ前記隙間の中心が前記被めっき体の幅方向の中心と略同一になるように配置されることを特徴とする、電解めっき装置である。

また、前記整流板には、前記被めっき体の上部近傍および下部近傍に平行して対応する複数の開口部をそれぞれ設けることを特徴とする、電解めっき装置でもある。

本発明の電解めっき方法及び電解めっき装置を用いれば、簡易な構造を保ちながら、被めっき体へ均一なめっき液の供給ができ、高電流を負荷しても、あるいは形成するめっき皮膜が薄くても、被めっき体に均一なめっき皮膜を形成できる。さらには、本発明の電解めっき装置によれば、構造が簡易であり、メンテナンス性に優れるという効果を有する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１Ａは、本発明に係る電解めっき装置の概略を示す斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示す電解めっき装置のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、めっき槽１にめっき液２が貯えられ、めっき槽１の中央部には、長尺状の被めっき体（例えば、リードフレーム３など）が連続して搬送されている。めっき槽１の入口出口には、リードフレーム３がめっき槽１へ挿通できるように、スリット部材４が設けられている。このスリット部材４は、慣用の技術にあるような２本のパイプを組み合わせたものや、ローラー状で回転しながらリードフレーム３をめっき槽１へスムーズに挿通できる構成にしてもよい。実際には、スリット部材４のわずかな隙間より、めっき槽１に貯められためっき液２がオーバーフローして流出するため、回収槽（図示せず）やリザーブタンク（図示せず）などを設けて常時めっき槽１にめっき液２が循環する構造とするのが一般的であるが、今回の発明の趣旨が、めっき槽１の内部構造に限定されるため詳細な構造は省略する。

リードフレーム３の両側には、リードフレーム３に対して略直角方向にめっき液２を噴射する噴射管５が設けられており、リードフレーム３に対して均一なめっき液２の攪拌効果が得られる構造になっている。この噴射管５は、リードフレーム３に対して、長手方向に所定の間隔をもって、いくつも配置されている。

噴射管５の外側には、１対の整流板６がそれぞれ配置され、この１対の整流板６は、上下方向に隙間７を設けて配置されている。また、１対の整流板６によって形成された隙間７の幅方向の中心は、リードフレーム３の幅方向の中心と略同一になるように配置されている。さらに、隙間７の上部および下部に該当するそれぞれの整流板６には、リードフレーム３の上部近傍および下部近傍に平行して対応する複数の開口部８をそれぞれ設けている。本実施形態においては、開口部８を円弧形状としている。

整流板６の外側には、陽極板９が設けられ、リードフレーム３に電解めっきを施す構成となっている。この陽極板９は、めっき液２と同様に、必要とするめっき皮膜の材質に応じて、溶解性のものや不溶解性のものを使い分けることができる。電解めっき装置は、このような構造であるから、リードフレーム３などの被めっき体に電解めっきを施すことができる。

本発明の効果を検証するために、図２Ａ及び図３Ａに示す構成の電解めっき装置を用いて、実際にリードフレーム３に対してめっき処理を施した。図２Ａは、整流板を用いない場合の電解めっき装置の断面図である。図２Ａに示すようにリードフレーム３に対して、略直角方向にめっき液２を噴射する噴射管５を設け、均一なめっき液２の攪拌効果を得られる状態にて、整流板を用いずにリードフレーム３にめっきを施した。その結果を、図２Ｂに示す。図２Ｂに示す結果によれば、リードフレーム３の両端部に電流が集中し、中央部に比べ、めっき厚が高くなっていることが分かる。

図３Ａは、単なる板状部材にて電流を遮蔽した場合の電解めっき装置の断面図である。図３Ａに示すようにリードフレーム３に対して、略直角方向にめっき液２を噴射する噴射管５を設け、均一なめっき液２の攪拌効果を得られる状態にて、リードフレーム３の両側に単なる板状部材１０を配置して、リードフレーム３にめっきを施した。その結果を、図３Ｂに示す。図３Ｂに示す結果によれば、板状部材１０がリードフレーム３の両端部に集中しようとする電流を遮蔽し、リードフレーム３の両端部のめっき厚を、板状部材１０で覆われていないリードフレーム３の中央部の膜厚とほぼ同等の値まで下げることができた。しかし、板状部材１０によってリードフレーム３の両端部から遮蔽された電流が、板状部材１０の端部（すなわち、リードフレーム３が板状部材１０から開放されている部位と、リードフレーム３が板状部材１０に遮蔽されている部位との境界付近）に集中し、新たに２ヵ所のめっき厚突出ポイントを発生させ、結果めっき厚を不均一にしてしまうという現象が生じた。

これらの現象を解決するにあたり、従来の技術のように、被めっき体に対して長手方向に長い電流遮蔽板を多数挿入し、被めっき体の下部よりめっき液を噴出する方法では、被めっき体に対するめっき液の供給が均一にできないほか、めっき槽内が複雑になり、メンテナンス性が悪いなどの課題がある。

本発明における最大のポイントは、１対の整流板６で形成される隙間７の上部および下部に該当するそれぞれの整流板６に、リードフレーム３の上部近傍および下部近傍に平行して対応する複数の開口部８をそれぞれ設けたことである。

また、リードフレーム３に対して、略直角方向にめっき液２を噴射する噴射管５を、長手方向に所定の間隔をもっていくつも配置することで、リードフレーム３に対して全面に均一なめっき液２の攪拌効果が得られる構造にしたことでもある。

本実施の形態で設定した電解めっき装置の各部の寸法を図１Ｃに示す。このような構成によって、リードフレーム３の両端部付近に集中しようとする電流を整流板６で遮蔽した際、次に電流が集中しようとする部位（すなわち、リードフレーム３が整流板６から開放されている部位と、リードフレーム３が整流板６に遮蔽されている部位との境界付近）の電流を、リードフレーム３の上部近傍および下部近傍に平行して対応する複数の開口部８が緩和する働きをし、リードフレーム３にかかる電流分布を最適化できることを突き止めた。

本発明の構成を用いて、実際にめっきを施したデータを図１Ｄに示す。図１Ｄに示す結果によれば、図３Ｂと比べ、めっき厚の分布が平滑化され、均一な析出状態であることがわかる。しかも、本発明の電解めっき装置は、リードフレーム３に対して略直角方向にめっき液を噴射する構成であるから、従来技術に比べ、より均一なめっき液の攪拌効果が得られ、被めっき体に対して、高電流を負荷しても、あるいは析出させるめっき厚が薄くても、被めっき体周辺の金属イオン濃度を常時一定にでき、均一なめっき皮膜の形成が可能となる。

なお、本実施の形態では、１対の整流板６を分割構造として隙間７を形成したが、連結構造としてもよい。これによって、隙間７の距離を調整する必要がなくなり、また、取り外し作業が軽減できるなど、品種替え作業にかかる時間を短縮できる効果を有する。

また、本実施の形態では、整流板６に形成する開口部８は、円弧形状としたがその限りでなく、被めっき体の種類や析出させるめっきの種類によって好適な形状を設定すればよいなど、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明は、被めっき体に電解めっきを施すこと等に有用であり、特に長尺状の材料の被めっき体に対して電解めっきを施すこと等に適している。

本発明に係る電解めっき装置の概略を示す斜視図 電解めっき装置のＥ−Ｅ線に沿った断面図 本発明に係る電解めっき装置に設定した各部寸法図 本発明に係る電解めっき装置を用いた場合のめっき厚分布データ 整流板を用いない場合の電解めっき装置の断面図 図２Ａの電解めっき装置を用いた場合のめっき厚分布データ 単なる板状部材にて電流を遮蔽した場合の電解めっき装置の断面図 図３Ａの電解めっき装置を用いた場合のめっき厚分布データ 従来の電解めっき装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１ めっき槽
２ めっき液
３ リードフレーム
４ スリット部材
５ 噴射管
６ 整流板
７ 隙間
８ 開口部
９ 陽極板
１０ 板状部材
１０１ アノード極
１０２ 異形金属条
１０３ 電流遮蔽板
１０４ めっき浴槽
１０５ 流体ノズル
１０６ めっき液

Claims (6)

1. めっき液中で長尺状の被めっき体を連続搬送させ、その両側に陽極を配置し、前記陽極と前記被めっき体とに通電することにより、前記被めっき体にめっきを施す電解めっき方法であって、
   前記被めっき体の両側から前記被めっき体に向かって略直角方向にめっき液を噴射し、前記被めっき体の両側に、所定の間隔を設けて１対の整流板をそれぞれ配置し、かつ前記１対の整流板をそれぞれ高さ方向に隙間をあけて配置するとともに、前記隙間を前記被めっき体の幅よりも小さく、かつ前記隙間の中心を前記被めっき体の幅方向の中心と略同一にすることによって、被めっき体に析出するめっき膜厚を制御することを特徴とする、電解めっき方法。
2. 前記整流板には、前記被めっき体の上部近傍および下部近傍に平行して対応する複数の開口部をそれぞれ設けることを特徴とする、請求項１に記載の電解めっき方法。
3. 前記１対の整流板は、連結構造であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の電解めっき方法。
4. めっき液中で長尺状の被めっき体を連続搬送させ、その両側に陽極を配置し、前記陽極と前記被めっき体とに通電することにより、前記被めっき体にめっきを施す電解めっき装置であって、
   前記被めっき体の両側から前記被めっき体に向かって略直角方向にめっき液を噴射する複数の噴射管と、
   前記被めっき体の両側に、所定の間隔を設けてそれぞれ配置された１対の整流板とを備え、
   前記１対の整流板は、それぞれ高さ方向に隙間をあけて配置されるとともに、前記隙間が前記被めっき体の幅よりも小さく、かつ前記隙間の中心が前記被めっき体の幅方向の中心と略同一になるように配置されることを特徴とする、電解めっき装置。
5. 前記整流板には、前記被めっき体の上部近傍および下部近傍に平行して対応する複数の開口部をそれぞれ設けることを特徴とする、請求項４に記載の電解めっき装置。
6. 前記１対の整流板は、連結構造であり、脱着自在に構成されることを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載の電解めっき装置。
   
   

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