JP2009270186A - メッキ槽内の投入部に於けるメッキ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はラックレス電気メッキの投入時に於ける被処理物の連続投入の終端にメッキが集中することを最小限に押え、従来の高精度レベルよりも大幅に精度を引上げることが可能となると共に擬似陽極化を防止して品質が安定するメッキ槽内の投入部に於けるメッキ処理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】メッキ槽２内の投入部を、メッキ処理するための電流高密度帯域Ａと区分して電流低密度帯域Ｂと成し、電流低密度帯域Ｂ内に被処理物１を上方から投入して予め待機していた被処理物１との間隔を所望の間隔に保持する投入工程と、該被処理物１を電流高密度帯域Ａ内に搬送すると共にその後端が電流低密度帯域Ｂと電流高密度帯域Ａの境に位置するように一時待機させる待機工程とが、繰返して行われるメッキ処理方法とする。
【選択図】図１

Description

本発明はプリント基板等の板状の被処理物を垂直状態に吊下すると共に、均等な間隔で且つ断続的或いは連続的に搬送させて均一なメッキ厚さが得られるメッキ槽内の投入部に於けるメッキ処理方法に関する。

従来、プリント基板等の板状の被処理物を垂直状態に保持させてメッキ槽内に搬送して、被処理物を連続的にメッキする場合、メッキ槽内に被処理物が投入されると共に次の被処理物が投入されて隣接するまでの間に於いて、板状の被処理物は、その端部にメッキ電流が集中して、端部にメッキされる金属の厚みが、中央部に比べて厚くなり、メッキ厚さの均一な被処理物が得られない問題点があった。また投入して隣接させる際のわずかなズレ等によって生じる間隔の大きさの変化は、メッキの厚みに変化が生じていた。このため、メッキの厚みが均一になるメッキ方法として、特開２０００−２２６６９７が提案されている。又、搬送ベルトに挟持されたプリント基板（被処理物）に於いて、隣接するプリント基板の間隔を均等にすると共に、隣接するプリント基板同士の間隔を詰めて少なくさせ、メッキ厚を均一にするためのメッキ方法として、特開２０００−１７８７９６が提案されている。

特開２０００−２２６６９７は、プリント基板等の板状の被処理物をラックレスで垂直にメッキ槽内に搬送する際、被処理物が保持された搬送用ハンガーを、メッキ槽内で搬送するメッキ槽搬送手段よりも高速で移送し、メッキ槽搬送手段が一定の速度で搬送した状態で、位置決め搬送手段によって搬送用ハンガーが、先に取付けた被処理物との間隔を所定の間隔に調整されて、その後、被処理物を取付けて一定の速度で搬送しながらメッキ処理させるメッキ方法であった。この時、被処理物がメッキ槽に導入（投入）されて先に取付けた被処理物に隣接する位置には、被処理物に対向する部分に陽極が存在しないか、もしくは陽極の被処理物に対向する領域を遮断させて被処理物に通常のメッキ電流が流れないようにしたメッキ方法も記載されている。

又、特開２０００−１７８７９６は、被処理物をラックレスで垂直にメッキ槽内に搬送する際、吊持されたハンガー及び被メッキ処理物（以降、被処理物と言う）を搬送間隔調整装置によって持上げると共に、搬送手段の搬送速度よりも早い速度で搬送方向へ移動させ、先行したハンガーの被処理物と当該被処理物との間隔を、制御装置が介されて所望の間隔にして前記持上げたハンガーを下降させてハンガーレールに移し替え、隣接するハンガーにおける被処理物を所望の一定間隔で連続的にハンガーレールによって搬送させるメッキ用搬送方法であった。

しかしながら特開２０００−２２６６９７は、先行する被処理物がメッキ槽内で次の被処理物を投入するスペースを空けている時間と、次の被処理物が先行している被処理物にメッキ槽搬送手段よりも早い速度で追いつくまでの時間を合算した間は、先行する被処理物は終端の状態となり、その終端の被処理物端部にメッキ集中が発生し、高精度なメッキ処理は行えなかった。又、ベルトやチェーンなどのエンドレスの搬送手段を用い、一定の速度で被処理物を搬送する従来のメッキ装置では、被処理物間の間隔調整装置はエンドレスの搬送系の振動，脈動，伸縮の影響により設定通りの被処理物間隔を維持することが出来ないと共に、高速で搬送用ハンガーが移動され、先に取付けた被処理物との間隔を動的状態で保持しなければならず、正確な位置決めが難しく且つ設定の間隔が保持できないのが現状であるため、どうしても被処理物同士の間隔にバラツキが生じ、正確にメッキ厚を均一にすることは困難であった。この設定の間隔が維持できないことにより、本来の設定よりも隣接する間隔が狭い場合は、当該部分の期待されるメッキ厚よりも薄くなり、逆に広い場合は期待されるメッキ厚よりも厚くなる。又、この結果によりゼロサムであるメッキ分布のバランスが崩れ、液面調整や遮蔽板調整などのメッキ分布調整手段で調整した効果が低下していた。しかも、従来メッキ装置のメッキ投入部に陽極が存在しないか陽極を遮蔽したものもあるが、隣接したメッキ槽に設置された整流器から出力される電位差から瞬間的に本来陰極側でなければならない被処理物が擬似陽極化する現象（バイポーラ現象）を生じ、被処理物が電気メッキ前に行われるスルホールやブラインドビアホール表面の無電解メッキは被処理物の金属積層板と比べ脆弱なことから擬似陽極化した場合には、メッキ状態による導体が棄損され、電気メッキが析出できなくなり、被処理物は著しく品質が低下され易いものとなっていた。

一方、特開２０００−１７８７９６は、上記と同様に、搬送手段の搬送速度よりも早い速度で搬送方向へ移動させなければならないと共に、先行したハンガーの被処理物と当該被処理物との間隔を制御装置によって所望の間隔に制御する際に動的状態であるため、正確にはその位置決めが行えず且つ一定の間隔が保持できず、且つ、終端の被処理物端部にメッキ集中を生じて高精度なメッキ処理が行えず、正確にメッキ厚を均一にすることは困難であった。
特開２０００−２２６６９７号公報 特開２０００−１７８７９６号公報

本発明はラックレス電気メッキの投入時に於ける被処理物の連続投入の終端にメッキが集中することを最小限に押え、従来の高精度レベルよりも大幅に精度を引上げることが可能となると共に擬似陽極化を防止して品質が安定するメッキ槽内の投入部に於けるメッキ処理方法を提供することを目的とする。

本発明は上記現状に鑑み成されたものであり、つまり、被処理物が垂直に吊下して搬送されながらメッキ処理するメッキ槽に於けるその投入部を、メッキ処理するための電流高密度帯域と区分して電流低密度帯域と成し、新たに投入した被処理物が電流低密度帯域内で、先に投入された被処理物との間隔を所望の間隔に保持させるメッキ処理方法とする。また電流低密度帯域内に被処理物を上方から投入する投入工程と、投入された被処理物を電流高密度帯域内に搬送すると共にその後端が電流低密度帯域と電流高密度帯域の境に位置するように一時待機させる待機工程とを、始めに行い、次に、空になった投入部の電流低密度帯域内に新たな被処理物を上方から投入し、且つ、待機させた被処理物との間隔を所望の間隔に保持すると共に、その被処理物の略幅ピッチ分を電流高密度帯域内に搬送させて停止し、次の被処理物の投入工程を待ち、順次投入工程と搬送・待機工程が繰返して行われるメッキ処理方法とするのが良い。又、前記電流低密度帯域内に１つ以上の被処理物を待機させておき、上記同様に新たな被処理物の投入工程と搬送・待機工程を繰返しても良い。更に電流低密度帯域の値を電流高密度帯域に対して０．１〜０．２倍の範囲とするのが好ましい。しかも、前記電流低密度帯域内で、従来のメッキ処理方法を行っても良い。尚、本発明で言う「投入部」とは、先行する被処理物に、新たな被処理物が投入されると共に前記被処理物に隣接させて所望の間隔が得られるまでのメッキ槽内部のスペースを指すものとする。又、本発明で言う「略幅ピッチ分」とは、被処理物の幅分に、隣接する被処理物同士の間隔分を加えた長さを指し、且つ、「電流高密度帯域内に搬送」とは、矢印の如く図中に於いて、右側（搬送方向）へ搬送、つまり、投入部から取出し側に向って搬送することを指す。

請求項１のように被処理物（１）が垂直に吊下して搬送されながらメッキ処理するメッキ槽（２）に於けるその投入部を、メッキ処理するための電流高密度帯域（Ａ）と区分して電流低密度帯域（Ｂ）と成し、新たに投入した被処理物（１）が電流低密度帯域（Ｂ）内で、先に投入された被処理物（１）との間隔を所望の間隔に保持されるメッキ処理方法とすることにより、投入時に於ける被処理物（１）の連続投入の終端にメッキが集中することを最小限に押え、従来の高精度レベルよりも大幅に精度を引上げることが可能となると共に擬似陽極化を防止して品質が安定するものとなる。

請求項２のように電流低密度帯域（Ｂ）内に被処理物（１）が上方から投入する投入工程と、投入された被処理物（１）を電流高密度帯域（Ａ）内に搬送すると共に被処理物（１）の後端が電流低密度帯域（Ｂ）と電流高密度帯域（Ａ）の境に位置するように一時待機させる待機工程とを、始めに行い、次に、空になった投入部の電流低密度帯域（Ｂ）内に新たな被処理物（１）を上方から投入し、且つ、待機させた被処理物（１）との間隔を所望の間隔に保持すると共に、その被処理物（１）の略幅ピッチ分を電流高密度帯域（Ａ）内に搬送させて停止し、次の被処理物（１）の投入工程を待ち、順次投入工程と搬送・待機工程が繰返して行われるメッキ処理方法とすることにより、請求項１と同様の効果が得られると共に隣接する被処理物（１）同士の間隔をより正確に保持させ、メッキ厚がより一層均一にすることが可能となる。

請求項３に示すように電流低密度帯域（Ｂ）内に１つ以上の被処理物（１）を待機させておき、該被処理物（１）の横に、新たな被処理物（１）を上方から投入させ、且つ、被処理物（１）との間隔を所望の間隔に保持すると共に、被処理物（１）の略幅ピッチ分を電流高密度帯域（Ａ）内に搬送させて停止し、次の被処理物（１）の投入工程を待ち、順次投入工程と搬送・待機工程が繰返して行われるメッキ処理方法とすることにより、請求項２と同様の効果が得られると共にフラッシュメッキの効果が得られるため、スルホールやブラインドビアホールなどのスローイングパワーが改善されたものとなる。

請求項４に示すように電流低密度帯域（Ｂ）内で、新たな被処理物（１）が、メッキ槽搬送手段（５）よりも高速に移動し、電流高密度帯域（Ａ）内の最後尾の被処理物（１）に追従して、且つ、一定の速度で搬送されながらメッキ処理するメッキ処理方法とすることにより、投入時に於ける被処理物（１）の連続投入の終端にメッキが集中することを最小限に押え、従来の高精度レベルよりも精度を引上げることが可能となると共に擬似陽極化を防止して品質が安定するものとなる。

請求項５のように電流低密度帯域（Ｂ）の値を、電流高密度帯域（Ａ）に対して０．１〜０．３倍の範囲とすると、従来の被処理物（１）が擬似陽極化する現象（バイポーラ現象）が防止でき、電気メッキ前に下処理された被処理物（１）の表面に悪影響が及ぶ恐れはなくなると共に安定して高精度レベルの品質が得られるものとなる。

図１、図２は本発明方法の実施形態を示す図であり、この図番について説明する。（１）はプリント基板等の板状の被処理物であり、（２）は被処理物（１）が垂直に吊下して搬送されながらメッキ処理するためのメッキ槽であり、該メッキ槽（２）は従来と同様のものを用いれば良い。（Ａ）はメッキ処理するための電流高密度帯域であり、従来と同一とすれば良い。（Ｂ）はメッキ槽（２）の投入部を、電流高密度帯域（Ａ）と区分して成した電流低密度帯域であり、該電流低密度帯域（Ｂ）の値は、電流高密度帯域（Ａ）に対して０．１〜０．６倍の範囲とするのが良いが、好ましくは０．１〜０．３倍の範囲である。（３）はメッキ槽（２）内に配置した平板状の陽極であり、該陽極（３）には、メッキ処理するための電流高密度帯域（Ａ）用として配置した従来のものと、電流低密度帯域（Ｂ）の投入部用として配置したものとがある。尚、前記電流低密度帯域（Ｂ）の投入部用として配置した陽極（３）の値（陽極電流）は、被処理物（１）の大きさに応じて自動的に可変可能としておくのが好ましい。又、前記電流低密度帯域（Ｂ）の投入部用として配置した陽極（３）の長さは、投入される被処理物（１）の１枚分に相当する場合に限定されるものではなく、例えば、図３に示すように電流低密度帯域（Ｂ）に予め被処理物（１）を１枚待機させる場合或いはそれ以上を待機させる場合に相当する長さとしても良い。

（４）はメッキ槽（２）の投入部に被処理物（１）を投入させるための反転機付きの下降装置であり、該下降装置（４）は被処理物（１）を下降させて投入すると、隣接する被処理物（１）との所望の間隔、例えば３〜７ｍｍにセットするのが好ましい。この所望の間隔は被処理物（１）の大きさや形状等によって決定される。（５）は後述する搬送用ハンガー（６）が懸架されてメッキ電流を給電するメッキ槽搬送手段であり、従来品と同じものを用いれば良いが、搬送方法は図示しない制御部によって、被処理物（１）の略幅ピッチ分を電流高密度帯域（Ａ）内に搬送して停止するように制御しておく。（６）は被処理物（１）の保持とメッキ電流の給電を行う搬送用ハンガーであり、従来品と同じものを用いれば良い。

次に本発明方法の実施形態について説明する。予めメッキ槽（２）の投入部内と他の主要部分に陽極（３）を図２に示すように配置させると共に、電流高密度帯域（Ａ）と電流低密度帯域（Ｂ）を区分して設けておくと共にメッキ処理可能状態にしておく。この時の電流低密度帯域（Ｂ）の値は、電流高密度帯域（Ａ）に対して０．１〜０．３倍の範囲とするのが好ましい。又、従来と同様にエンドレスのメッキ槽搬送手段（５）を用い、被処理物（１）を搬送用ハンガー（６）に保持させておく。この際、図示しない前処理レールから搬送用ハンガー（６）が取外され、反転機付きの下降装置（４）によって反転された後、被処理物（１）を図１に示す垂直矢印のように、メッキ槽（２）の投入部へ上方から下降して素早く投入させると共にその間はメッキ槽搬送手段（５）を停止させておく。投入された被処理物（１）は、搬送用ハンガー（６）に備えた図示しない係合板又は突起物、或いはラックギアとエンドレスチェーンに備えたラックギアを係合させた後、メッキ槽搬送手段（５）が作動して図中の矢印のように被処理物（１）を電流高密度帯域（Ａ）内に搬送すると共に被処理物（１）の後端が、電流低密度帯域（Ｂ）と電流高密度帯域（Ａ）の境（図１、図２の図中の一点鎖線）に位置するように搬送されて、被処理物（１）は一時停止され、待機工程に入る。尚、待機中の前記被処理物（１）の後端は、前記境に位置させるが、電流低密度帯域（Ｂ）側に若干入った状態としても良い。この待機工程中に図２（ａ）のように空になった投入部の電流低密度帯域（Ｂ）内に、新たな被処理物（１）を前記要領で上方から投入することにより、待機させた被処理物（１）との間隔を、図２（ｂ）のように所望の間隔に保持できるのである。つまり、搬送自体が停止することで、メッキ槽搬送手段（５）の振動，脈動，伸縮の影響がなくなるため、正確に設定の場所に搬送用ハンガー（６）を移送できると共に所望の間隔が正確に保持できるのである。その後、この被処理物（１）は、その略幅ピッチ分が図２（ｃ）に示す矢印のように電流高密度帯域（Ａ）側に搬送されて、メッキ槽搬送手段（５）が停止されると、被処理物（１）の後端は電流低密度帯域（Ｂ）と電流高密度帯域（Ａ）の境に位置して停止され、次の被処理物（１）の投入工程を待ち、順次投入工程と搬送・待機工程が繰返して行われるのである。この待機時間としては５秒以下である。また被処理物（１）の隣接する間隔は３〜７ｍｍである。

このように本発明はメッキ槽（２）の投入部に陽極（３）を設置し、最適な電流を流し、被処理物（１）に対してメッキ状態を維持させ、該被処理物（１）を隣接させる場所、つまり、投入部を陽極帯電域と成し、且つ、その投入部をメッキ用電流密度である電流高密度帯域（Ａ）よりも低い電流密度、つまり、電流低密度帯域（Ｂ）でメッキ状態とすることにより、投入時に於ける被処理物（１）の連続投入の終端にメッキが集中することを最小限に押えると共に、擬似陽極化が防止されるため、品質が安定し、従来の高精度レベルよりも大幅にその精度を引上げることが可能となるのである。この結果、被処理物（１）の端部にメッキされる金属の厚みと、中央部の厚みとの差が、従来方法のものでは、目標のメッキ厚に対して±１５％前後であるのに対し、本発明方法のものでは、±９％以下に減少させることができ、より高精度なメッキ処理が行えるものとなった。

図３は本発明方法の別実施形態を示す図であり、この方法は上記方法と比べると、被処理物（１）が投入される時点で、電流低密度帯域（Ｂ）内には１つ以上の被処理物（１）が待機されており、予め電流高密度帯域（Ａ）と電流低密度帯域（Ｂ）の境に、先行する被処理物（１）の隣接する同士の間隔が所望の間隔に保持された状態で待機するものとなっている。この方法について詳細に説明すると、上記方法と同様に、メッキ槽（２）の投入部へ上方から下降して素早く被処理物（１）を投入させる。その後、メッキ槽搬送手段（５）が作動し、図中の矢印のように被処理物（１）を電流高密度帯域（Ａ）側へ搬送すると共に投入された被処理物（１）の先端が、電流低密度帯域（Ｂ）と電流高密度帯域（Ａ）の境に接近するまで搬送され、被処理物（１）は一時停止して待機工程に入る。この間に図３（ａ）に示す２点鎖線のように空になった投入部内に、新たな被処理物（１）を前記要領で上方から投入することにより、待機させた被処理物（１）との間隔を、図３（ｂ）のように所望の間隔に保持させると共に該被処理物（１）を、その略幅ピッチ分が図３（ｃ）のように電流高密度帯域（Ａ）側へ搬送させ、メッキ槽搬送手段（５）を停止すると、投入された被処理物（１）の先端が、電流低密度帯域（Ｂ）と電流高密度帯域（Ａ）の境に接近するまで搬送され、被処理物（１）は一時停止して待機工程に入る。この時、既に電流高密度帯域（Ａ）に搬送された被処理物（１）の隣接する同士の空間は所望の間隔が正確に保持された状態となっている。また投入した前に先行する被処理物（１）の後端（左から２番目の後端）は、電流高密度帯域（Ａ）と電流低密度帯域（Ｂ）の境或いは若干電流低密度帯域（Ｂ）側に位置されると良い。上記工程を上記方法と同様に繰返して続行して行けば良い。

このように被処理物（１）は、既に電流高密度帯域（Ａ）に搬送された被処理物（１）の隣接する同士の間隔は所望の間隔が正確に保持された状態となるため、メッキ集中が防止できるものとなるのである。

図４は従来方法を本発明方法に適合させた投入・搬送状態を示す図であり、これについて説明する。予めメッキ槽（２）の投入部内と他の主要部分に陽極（３）を図３に示すような配置とすると共に、図４に示すように電流高密度帯域（Ａ）と電流低密度帯域（Ｂ）を区分して設けておき、且つ、メッキ処理可能状態にしておく。この時の電流低密度帯域（Ｂ）の値は、電流高密度帯域（Ａ）に対して０．１〜０．３倍の範囲とするのが好ましい。先ず始めに被処理物（１）をメッキ槽（２）の投入部に投入させると、該投入部は、従来と異なり電流低密度帯域（Ｂ）となっている。このため、従来の如き擬似陽極化される恐れが全くない状態で、投入した被処理物（１）が、メッキ槽搬送手段（５）の搬送速度（点線矢印）よりも早い速度で実線矢印のように搬送方向へ移動され、該被処理物（１）と先行した被処理物（１）との間隔を保持してメッキ処理が行われると、所望の間隔は上記２つの待機工程が行われる方法に比べて正確さに於いては劣るが、投入された被処理物（１）が先行している被処理物（１）にメッキ槽搬送手段（５）よりも早い速度で追い着くと共に所望の間隔を保持させた状態で従来と同様に電流高密度帯域（Ａ）でメッキ処理して行けば良い。この結果、被処理物（１）の端部にメッキされる金属の厚みと、中央部の厚みとの差が、従来方法のものでは、目標のメッキ厚に対して±１５％前後であるのに対し、本発明方法に適合させたものでは、±１２％以下に減少させることができるものとなった。

本発明方法の実施形態の投入・搬送状態を示す説明図である。 本実施形態の作用を示す説明図である。 別実施形態の作用を示す説明図である。 従来方法を本発明方法に適合させた投入・搬送状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 被処理物
２ メッキ槽
５ メッキ槽搬送手段
Ａ 電流高密度帯域
Ｂ 電流低密度帯域

Claims (5)

1. 被処理物（１）が垂直に吊下されてメッキ槽（２）内を搬送しながらメッキ処理される方法に於いて、前記メッキ槽（２）内の前記被処理物（１）の投入部を、メッキ処理するための電流高密度帯域（Ａ）と区分して電流低密度帯域（Ｂ）と成し、新たに投入した被処理物（１）が前記電流低密度帯域（Ｂ）内で、先に投入された被処理物（１）との間隔を所望の間隔に保持されることを特徴とするメッキ槽内の投入部に於けるメッキ処理方法。
2. 前記電流低密度帯域（Ｂ）内に前記被処理物（１）を上方から投入する投入工程と、投入された前記被処理物（１）を前記電流高密度帯域（Ａ）内に搬送すると共に前記被処理物（１）の後端が電流低密度帯域（Ｂ）と前記電流高密度帯域（Ａ）の境に位置するように一時待機させる待機工程とを、始めに行い、次に、空になった前記投入部の電流低密度帯域（Ｂ）内に新たな被処理物（１）を上方から投入し、且つ、待機させた被処理物（１）との間隔を所望の間隔に保持すると共に、その被処理物（１）の略幅ピッチ分を前記電流高密度帯域（Ａ）内に搬送させて停止し、次の被処理物（１）の投入工程を待ち、順次投入工程と搬送・待機工程とが繰返して行われる請求項１記載のメッキ槽内の投入部に於けるメッキ処理方法。
3. 前記電流低密度帯域（Ｂ）内に１つ以上の被処理物（１）を待機させておき、該被処理物（１）の横に、新たな被処理物（１）を上方から投入させ、且つ、前記被処理物（１）との間隔を所望の間隔に保持すると共に、前記被処理物（１）の略幅ピッチ分を前記電流高密度帯域（Ａ）内に搬送させて停止し、次の被処理物（１）の投入工程を待ち、順次投入工程と搬送・待機工程が繰返して行われる請求項１記載のメッキ槽内の投入部に於けるメッキ処理方法。
4. 前記電流低密度帯域（Ｂ）内で、新たな被処理物（１）が、メッキ槽搬送手段（５）よりも高速に移動し、電流高密度帯域（Ａ）内の最後尾の被処理物（１）に追従して、且つ、一定の速度で前記電流高密度帯域（Ａ）内に搬送されながら前記被処理物（１）をメッキ処理する請求項１記載のメッキ槽内の投入部に於けるメッキ処理方法。
5. 前記電流低密度帯域（Ｂ）の値が、前記電流高密度帯域（Ａ）に対して０．１〜０．３倍の範囲である請求項１、２、３又は４記載のメッキ槽内の投入部に於けるメッキ処理方法。