JP2009132956A - めっき装置における給電方法及びその給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のめっき装置における給電方法では解決することができない電解による数十μ〜数百μの金属粉の発生を防止するめっき装置における給電方法及びその給電装置の提供にある。
【解決手段】めっき装置の処理槽に沿って配置された給電レール２０と、被処理物を取り付け該被処理物を処理槽に没入・引上げ及び搬送する搬送ハンガー１２と、給電レール２０から被処理物に給電するための給電部材１８と、搬送ハンガー１２に被処理物が取り付けられている場合には給電部材１８を給電位置へ切り替えて被処理物に給電し、被処理物が取り付けられていない場合には給電部材１８を非給電位置へ切り替えて被処理物に給電しないようにするスイッチ機構３０と備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、めっき装置における給電方法及びその給電装置に関し、詳しくは搬送ハンガーに取り付けられているめっき対象物である被処理物への陰極電圧の給電方法及びその給電装置に関するものである。

従来から、一般にプリント配線板などの被処理物のめっきを行うには、搬送レール上に搬送ハンガーを乗せて、この搬送ハンガーにプリント配線板を吊り下げてめっき槽内に浸漬し、ベルト及びチェーン駆動により搬送してめっきを行っている。
めっき槽内には、銅めっきの場合、例えば、チタン製の籠に銅ボールを入れたものを配置し、槽内にはめっき液を満たしておく。そして、銅ボールには数ｖ程度の陽極電圧を印加し、搬送ハンガーに吊り下げた被処理物には陰極電圧を印加して、陽極側の銅ボールから溶け出した銅イオンが陰極側の被処理物からの電子を受け取って金属の銅となって被処理物に付着することにより銅めっきが行われる。
また、最近では、銅ボールを入れたチタン籠に代えて不溶性陽極板を用い、不溶性陽極板に陽極電圧を印加するとともに、めっき槽内のめっき液として予め銅が溶解しためっき液を注入するようにしている。

この場合、陽極側は、めっき槽内で固定されているので、陽極電圧の印加は不溶性陽極板に直接固定接続することによって行えば良いのであるが、被処理物への陰極電圧の印加は、被処理物が搬送ハンガーとともに搬送レールに沿ってめっき槽内を移動し、かつ直列に配置された多数のめっき槽や洗浄槽内に浸漬されて処理が行われるため、陰極電圧の印加はめっき装置に沿って配置された給電レールから給電スライダーを介して行われている。

例えば、特許文献１に記載されているように、被処理物を吊り下げる支持レバー（搬送ハンガー）からバネによって付勢された給電接点板（給電スライダーに相当）を給電接点レール（給電レール）に当接して被処理物に陰極電圧を印加するようにしている。また、特許文献２では、被処理物をめっき槽内に浸漬する治具自体が陰極バー（給電レール）に跨るようにして被処理物に陰極電圧を供給するようにしたものが開示されている。

特開２００５−２４８３００号公報（図１） 特開平１０−２０４６９１号公報（図１）

ところで、搬送ハンガーは被処理物を吊り下げ且つ被処理物への給電をも目的としているので、その先端には被処理物を吊り下げるクランプまたは治具を有しており、該クランプまたは治具は被処理物とともにめっき液中に没している。搬送ハンガーは連続的に送られるため、被処理物が吊り下げられていない場合でも連続的にめっき槽に送り込まれるので、被処理物の吊り下げがない場合でもクランプまたは治具は処理液中に没することになる。
このため、めっき槽への被処理物を没入する状態で陰極電圧が印加されると、被処理物が吊り下げられていない搬送ハンガーについても電圧が印加されることになる。

陰極電圧が印加されることによって流れる陽極からの電流は、小さい面積部分に集中する傾向があり、被処理物が吊り下げられたハンガーと吊り下げられていないハンガーとが混在する状態となったとき、被処理物内のクランプまたは治具は圧倒的に電解面積が小さく電流が集中することになる。例え、クランプまたは治具の表面が樹脂コーティングされていても接点部への電流の集中を防止することができない。
その結果、電流集中した部分にＢＵＲＮＩＮＧ（焼けめっき）が発生し、数十μ〜数百μの金属粉が付着することになる。

この金属粉はめっき槽内の液循環及びエアー攪拌によりめっき槽内を汚染し、被処理物に付着することになる。被処理物表面はもとよりスルーホール内などへの付着が発生し有害な突起や信頼性の劣る被膜を生成し製品価値を著しく低下させることになる。
現在のめっき装置においてはめっき槽内への固形物などの持ち込みを防止するため槽周辺から塵や油などの落下を防ぐ工夫をしており、また液循環系のフィルターメッシュを微細にし、循環回数を多くして槽内の固形物等の蓄積を防止を図っている。
しかし、上記の特許文献１，２に記載されているように被処理物の吊り下げの有無にかかわらず被処理物のクランプまたは治具に必ず給電するようにしたものでは、フィルターメッシュをいかに微細にし槽上の環境を良くしても、金属粉の浮遊及び沈殿が続き、金属粉を問題ない程度まで除去することが困難である。

本発明の課題は、従来のめっき装置における給電方法では解決することができない電解による数十μ〜数百μの金属粉の発生を防止するめっき装置における給電方法及びその給電装置の提供にある。

上記課題を解決するために、請求項１記載のめっき装置における給電方法は、めっき装置の搬送レール上に送り込まれる搬送ハンガーに取り付けられた被処理物に給電する方法であって、被処理物が取り付けられている場合には給電し、被処理物が取り付けられていない場合には給電しないようにしたことを特徴としている。

また、請求項２記載のめっき装置における給電方法は、請求項１記載の発明において、前記給電するか否かの切替は、搬送ハンガーに被処理物が取り付けられているか否かをセンサーにより行い、該センサーの信号に基づき行われることを特徴としている。

請求項３記載のめっき装置における給電装置は、めっき装置の処理槽に沿って配置された給電レールと、被処理物を取り付け該被処理物を前記処理槽に没入・引上げ及び搬送する搬送ハンガーと、前記給電レールから前記被処理物に給電するための給電部材と、前記搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には前記給電部材を給電位置へ切り替えて被処理物に給電し、被処理物が取り付けられていない場合には前記給電部材を非給電位置へ切り替えて被処理物に給電しないようにするスイッチ機構とを備えたことを特徴としている。

請求項４記載のめっき装置における給電装置は、請求項３記載の発明において、前記スイッチ機構は、搬送ハンガーに被処理物が取り付けられているか否かを判断するセンサーの信号に基づき切り替え作動することを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、被処理物が取り付けられているものには給電し、被処理物が取り付けられていない場合には給電しないようにしたので、被処理物が吊り下げられたハンガーと吊り下げられていないハンガーとが混在する状態となっても、被処理物が吊り下げられていないクランプや治具に電流集中することがないので、金属粉の発生を防止することができ、製品価値とその信頼性を高めることができる。

請求項２記載の発明によれば、被処理物が取り付けられているか否かの判断はセンサーによって行うので、自動的に給電の要否の切替を行うことができ、被処理物の処理を速やかに行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、給電レールから被処理物に給電するための給電部材を、スイッチ機構により搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には給電部材を給電位置へ切り替えて被処理物に給電し、被処理物が取り付けられていない場合には給電部材を非給電位置へ切り替えて被処理物に給電しないようにしたので、請求項１の発明と同様に、金属粉の発生を防止することができ、製品の信頼性を高めることができる。

請求項４記載の発明によれば、搬送ハンガーに被処理物が取り付けられているか否かを判断するセンサーの信号に基づきスイッチ機構を切り替え作動させるので、作業の煩雑さを軽減することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るめっき装置における給電方法及びその給電装置の実施の形態につき説明する。
図１は、本発明に係るめっき装置における給電装置の第１の実施の形態とめっき槽の断面図を示している。
図に示すように、このめっき装置１は、めっき槽２を有しており、該めっき槽（処理槽）２の左右壁面に沿ってそれぞれに陽極電圧が印加される不溶性陽極板３が配置されていて、めっき槽２の内部には金属銅が溶解しためっき液４が注入されている。
また、給電装置１０は、導電部材で形成された搬送ハンガー１２を有しており、該搬送ハンガー１２の先端部には被処理物（プリント配線板等）１４を吊り下げるクランプ１６が取り付けられている。また、搬送ハンガー１２には給電部材１８が装着されていて、該給電部材１８の給電スライダー１８ａはコイルバネ１８ｂにより下方に付勢されている。

また、給電装置１０は、めっき槽２に沿ってめっき装置全体に渡って配置された給電レール２０に沿って複数個有しており、前記搬送ハンガー１２のクランプ１６に被処理物１４を吊り下げて被処理物１４をめっき槽２内に没入させた状態にすると、給電部材１８の給電スライダー１８ａが給電レール２０の凹溝２０ａに接触する状態となって、給電レール２０に印加されている陰極電圧が給電スライダー１８ａ→搬送ハンガー１２→クランプ１６→被処理物１４へと印加される。不溶性陽極板３に陽極電圧が印加されることにより、めっき液４中に存在するＣｕイオンは被処理物１４からの電子イオンと結合して金属銅となって被処理物１４に付着し銅めっきが行われる。

一方、搬送ハンガー１２のクランプ１６に被処理物１４が吊り下げられていない場合には、図２で説明するスイッチ機構３０によって、給電部材１８は搬送ハンガー１２面を図２のＢ方向にスライドされていて、前記搬送ハンガー１２のクランプ１６をめっき槽２内に没入した状態にしても、給電部材１８の給電スライダー１８ａが給電レール２０の凹溝２０ａに接触せず、給電レール２０に印加されている陰極電圧が給電スライダー１８ａ→搬送ハンガー１２→クランプ１６へと印加される状態にはならない。

次に、図２を参照して、搬送ハンガー１２に被処理物１４が取り付けられている場合と被処理物１４が取り付けられていない場合とにより、給電レール２０からの給電の切替をするスイッチ機構３０について説明する。
スイッチ機構３０は、図示せぬ固定物に取り付けられた昇降用エアシリンダー３２を有しており、該エアシリンダー３２から下方に延出した伸縮自在の２本のロッド３２ａの先端には給電シフト用エアシリンダー３４が取り付けられている。また、該給電シフト用エアシリンダー３４から水平方向に延出した伸縮自在の２本のロッド３４ａの先端には、下側が凹部となるコ字状の係止板３４ｂが取り付けられている。該係止板３４ｂの凹部の幅は、搬送ハンガー１２の幅より若干の広くなっている。

また、一方、前記搬送ハンガー１２の左右両側面には、それぞれ一対の固定板１２ａが取り付けられていて、これら一対の固定板１２ａ間にはガイド棒１２ｂが配置されているとともに、該ガイド棒１２ｂには給電部材１８が摺動自在に嵌装されている。また、搬送ハンガー１２の左右両側面の該給電部材１８に渡って給電スライダー１８ａが設けられていて、該給電スライダー１８ａはコイルバネ１８ｂにより下方に付勢されている。
なお、このとき昇降用エアシリンダー３２のロッド３２ａは収縮してシフト用エアシリンダー３４を上部に収納している待機状態にあり、シフト用エアシリンダー３４のロッド３４ａも収縮している状態にある。

そして、搬送ハンガー１２の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ１６に被処理物１４が吊り下げられている場合は、センサ４０が被処理部材の存在を検出してスイッチ機構３０に信号が送られる。この信号に基づき、昇降用エアシリンダー３２のロッド３２ａが伸張して、上部に待機していたシフト用エアシリンダー３４を降下させる。シフト用エアシリンダー３４の係止板３４ｂは、搬送ハンガー１２を跨いだ状態で、給電部材１８の前方（被処理物側）に配置される。ここで、シフト用エアシリンダー３４のロッド３４ａが伸張して、給電部材１８を給電側Ａ方向にセットする。昇降用エアシリンダー３２のロッド３２ａは再び収縮してシフト用エアシリンダー３４を上部に戻し、続いてシフト用エアシリンダー３４のロッド３４ａを収縮して待機状態となる。この状態が、図１の実線で示す状態となり、給電レール２０に印加されている陰極電圧が給電スライダー１８ａ→搬送ハンガー１２→クランプ１６→被処理物１４へと印加される。
なお、上記センサ４０としては、フォトカプラー等が便利である。

一方、搬送ハンガー１２の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ１６に被処理物１４が吊り下げられていない場合は、センサ４０が被処理物の不存在を検出してスイッチ機構３０に信号が送られる。この信号に基づき、一旦上部に待機していたシフト用のエアシリンダー３４のロッド３４ａが伸張し、続いて昇降用エアシリンダー３２のロッド３２ａが伸張して、上部に待機していたシフト用エアシリンダー３４を降下させる。シフト用エアシリンダー３４の係止板３４ｂは、搬送ハンガー１２を跨いだ状態で、給電部材１８の後方に配置される。ここで、シフト用エアシリンダー３４のロッド３４ａが収縮して、給電部材１８を非給電側Ｂ方向にセットする。昇降用エアシリンダー３２のロッド３２ａは再び収縮してシフト用エアシリンダー３４を上部に戻して待機状態となる。この状態が、図１の点線で示す状態となり、給電レール２０に印加されている陰極電圧はこのクランプ１６には印加されないことになる。
なお、いずれの場合でも、搬送ハンガー１２がめっき槽２へ処理物１４を持ち込む前に、上記動作は行われる。

このように、給電レールから被処理物に給電するための給電部材を、スイッチ機構により搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には給電位置へ切り替えて被処理物に給電し、被処理物が取り付けられていない場合には非給電位置へと切り替えて被処理物に給電しないようにしたので、被処理物が吊り下げられていないクランプや治具に電流集中することがなく、金属粉の発生を防止することができ、製品の信頼性を高めることができる。

次に、本発明に係るめっき装置における給電装置の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同等の部材には同一符号を付し説明を省略することがある。この実施の形態は、第１の実施の形態の変形例で、図３に示すように、搬送ハンガー１２に導電性の給電部材１８が摺動自在に嵌め込まれていて、該給電部材１８の上端部には突起１８ｃが形成されている。また、搬送ハンガー１２は中間が一部絶縁物材１２ｃで構成されており、その他の部分は導電部材で形成されている。搬送ハンガー１２が被処理物１４をめっき槽２内に没入した位置になると、搬送ハンガー１２の端部は給電レール２０と必ず接触する。なお、図中の符号１２ｄは絶縁物で搬送ハンガー１２がめっき装置の筐体と導通状態になるのを防ぐためのものである。

搬送ハンガー１２の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ１６に被処理物１４が吊り下げられている場合は、センサ４０が被処理物の存在を検出してスイッチ機構３０に信号が送られる。この信号に基づき、シフト用のエアシリンダー３５のロッド３５ａが伸張して、ロッド３５ａに設けられた係止板３５ｂが給電部材１８の突起１８ｃを押し出し、給電部材１８が搬送ハンガー１８の絶縁部１２ｃを跨ぎ、搬送ハンガー１２の両側を導通状態にする。このため、搬送ハンガー１２の端部が接触している給電レール２０からの陰極電圧は絶縁物１２ｃを回避し給電部材１８を介して被処理物１４に印加する。

一方、搬送ハンガー１２の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ１６に被処理物１４が吊り下げられていない場合は、センサ４０が被処理物が無いことを検出してスイッチ機構３０に信号が送られる。この信号に基づき、シフト用のエアシリンダー３５のロッド３５ａが収縮して、ロッド３５ａに設けられた係止板３５ｂが給電部材１８の突起１８ｃを引き込み、給電部材１８が搬送ハンガー１２の絶縁部１２ｃの位置から外れ、搬送ハンガー１２の両側は導通状態とはならない。このため、搬送ハンガー１２の端部が接触している給電レール２０からの陰極電圧は絶縁物１２ｃによって遮断され被処理物１４に印加しない。

次に、本発明に係るめっき装置における給電装置の第３の実施の形態について説明する。なお、第１または２の実施の形態と同等の部材には同一符号を付し説明を省略することがある。
この実施の形態は、第１または２の実施の形態の変形例で、図４に示すように、第１の実施の形態と同様、給電部材１８はハンガー１２に配置されているガイド棒１２ｂを摺動自在となるように嵌装したもので、給電部材１８は被処理物１４を保持する治具１６と給電線１８ｄで接続されている。

搬送ハンガー１２の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ１６に被処理物１４が吊り下げられている場合は、センサ４０が被処理物の存在を検出してスイッチ機構３０に信号が送られる。この信号に基づき、めっき処理前にシフト用のエアシリンダー３５のロッド３５ａが収縮して、ロッド３５ａに設けられた係止板３５ｂが給電部材１８の給電スライダー１８ａを給電レール２０のある位置にセットし、被処理物１４がめっき槽２内に没入されたとき、給電レール２０→給電部材１８→給電線１８ｄ→治具１６→被処理物１４のように通電され印加する。

一方、被処理物１４が吊り下げられていない場合は、シフト用のエアシリンダー３５のロッド３５ａが伸張して、ロッド３５ａに設けられた係止板３５ｂが給電スライダー１８ａを押し出し、ロッド３５ａに設けられた係止板３５ｂが給電部材１８の給電スライダー１８ａを給電レール２０のある位置から二点鎖線で示す位置に外し、被処理物１４がめっき槽２内に没入されたとき、給電レール２０の陰極電圧が治具１６に印加しないようにしている。

続いて、本発明に係るめっき装置における給電装置の第４の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態と同等の部材には同一符号を付し説明を省略することがある。この実施の形態は、第２の実施の形態の変形例で、図５に示すように、搬送ハンガー１２の上面に導電性の給電部材１８が配置されており、該給電部材１８には導電性からなる回転自在な回転アーム１８ｅが設けられている。また、搬送ハンガー１２は一部が絶縁物材１２ｃで構成されており、その他の部分は導電部材で形成されている。搬送ハンガー１２が被処理物１４をめっき槽２内に没入した位置になると、搬送ハンガー１２の端部は給電レール２０と接触する。

搬送ハンガー１２に被処理物１４が吊り下げられている場合は、シフト用のエアシリンダー３５のロッド３５ａが伸張して、ロッド３５ａに設けられた係止板３５ｂが給電部材１８の回転アーム１８ｅの回転レバーを回動させ、給電部材１８が搬送ハンガー１８の絶縁部１２ｃを跨ぎ、搬送ハンガー１２の両側を導通状態にする。このため、搬送ハンガー１２の端部が接触している給電レール２０からの陰極電圧は給電部材１８を介して被処理物１４に印加する。

一方、搬送ハンガー１２に被処理物１４が吊り下げられていない場合は、シフト用のエアシリンダー３５のロッド３５ａが収縮して、ロッド３５ａに設けられた係止板３５ｂが給電部材１８の回転アーム１８ｅを回動させ、給電部材１８の回動アーム１８の一端が搬送ハンガー１８から離れ、搬送ハンガー１２の両側は非通電状態になる。このため、搬送ハンガー１２の端部が接触している給電レール２０からの陰極電圧は被処理物１４に印加しない。

なお、他の実施形態として、図６に示すように、搬送ハンガー１２面上に回転レバー１８ｆ付きで該回転レバー１８ｆと一体に回転する給電スライダー１８ａが形成された給電部材１８を設置しても良い。被処理物が吊り下げられていない時には、めっき槽に送り込まれる前にシフト用シリンダー３５のロッド３５ａを収縮させて、回転レバー１８ｆを回転させることにより、給電スライダー１８ａを二点鎖線で示すように回転移動させ、めっき槽に送り込まれた状態で給電スライダー１８ａが給電レール２０に接触しないようにする。

被処理物が吊り下げられている時には、めっき槽に送り込まれる前にシフト用シリンダー３５のロッド３５ａを伸張させて、回転レバー１８ｆを回転させることにより、給電スライダー１８ａを実線で示すように回転移動させ、めっき槽に送り込まれた状態で給電スライダー１８ａが給電レール２０に接触するようにする。

また、図７に示すように、搬送ハンガー１２面上に昇降レバー１８ｇ付きで該昇降レバー１８ｇと一体に昇降する給電スライダー１８ａが形成された給電部材１８を設置しても良い。被処理物が吊り下げられていない時には、めっき槽に送り込まれる前にシフト用シリンダー３５のロッド３５ａを収縮させて、昇降レバー１８ｇを引き上げることにより、給電スライダー１８ａを二点鎖線で示すように上昇させ、めっき槽に送り込まれた状態で給電スライダー１８ａが給電レール２０に接触しないようにする。

被処理物が吊り下げられていなる時には、めっき処理前にシフト用シリンダー３５のロッド３５ａを伸張させて、昇降レバー１８ｇを下降させることにより、給電スライダー１８ａを実線で示すように下降させ、めっき槽に入った状態で給電スライダー１８ａが給電レール２０に接触するようにする。

本発明に係るめっき装置における給電装置の第１の実施の形態を示しためっき槽断面図である。 図１に示す給電装置の細部を示す図である。 本発明に係るめっき装置における給電装置の第２の実施の形態を示した図である。 本発明に係るめっき装置における給電装置の第３の実施の形態を示した図である。 本発明に係るめっき装置における給電装置の第４の実施の形態を示した図である。 本発明に係るめっき装置における給電装置の上記以外の他の実施の形態を示した図である。 同じく、本発明に係るめっき装置における給電装置の上記以外の他の実施の形態を示した図である。

符号の説明

１ めっき装置
２ めっき槽
３ 陽極電極
４ めっき液
１０ 給電装置
１２ 搬送ハンガー
１８ 給電部材
１８ａ 給電スライダー
１８ｂ バネ
２０ 給電レール
３０ スイッチ機構
３２ 昇降用エアシリンダー
３４ シフト用エアシリンダー
４０ センサー

Claims (4)

1. めっき装置の搬送レール上に送り込まれる搬送ハンガーに取り付けられた被処理物に給電する方法であって、被処理物が取り付けられている場合には給電し、被処理物が取り付けられていない場合には給電しないようにしたことを特徴とするめっき装置における給電方法。
2. 前記給電するか否かの切替は、搬送ハンガーに被処理物が取り付けられているか否かをセンサーにより行い、該センサーの信号に基づき行われることを特徴とする請求項１記載のめっき装置における給電方法。
3. めっき装置の処理槽に沿って配置された給電レールと、被処理物を取り付け該被処理物を前記処理槽に投入・引上げ及び搬送する搬送ハンガーと、前記給電レールから前記被処理物に給電するための給電部材と、前記搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には前記給電部材を給電位置へ切り替えて被処理物に給電し、被処理物が取り付けられていない場合には前記給電部材を非給電位置へ切り替えて被処理物に給電しないようにするスイッチ機構とを備えたことを特徴とするめっき装置における給電装置。
4. 前記スイッチ機構は、搬送ハンガーに被処理物が取り付けられているか否かを判断するセンサーの信号に基づき切り替え作動することを特徴とする請求項３記載のめっき装置における給電装置。

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