JP2010043329A - めっき装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産効率を低下させることなく、被めっき物に形成されるめっき膜の厚みのばらつきを低減できるめっき装置を提供すること。
【解決手段】めっき槽と、環状のバレル容器２０と、アノードと、前記バレル容器２０の中空部を中心として、前記バレル容器２０を回転させる回転手段と、前記バレル容器２０に振動を与える振動発生手段と、を有し、被めっき物が収容される前記バレル容器２０内の空間が、仕切り板２２によって、区画されており、前記バレル容器２０の底面に、カソードが備えられていることを特徴とするめっき装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、めっき装置に関し、さらに詳しくは、被めっき物に形成されるめっき膜の厚みのばらつきを低減できるめっき装置に関する。

チップコンデンサ、チップインダクタ、チップバリスタなどの小型電子部品では、外部電極がセラミック素子本体の長さ方向の両端側、あるいは、長さ方向とは異なる短手方向の両端側に端子として形成されている。また、外部電極が形成された端子を多く有する、いわゆる多端子の電子部品もある。このような外部電極は、通常、バレルめっき法を用いて形成されるのが一般的である。

バレルめっき法としては、開口バレル方式、平行バレル方式などが挙げられる。どちらの方式であっても、バレル容器内部に、被めっき物である小型電子部品が投入され、バレル容器を回転させることで、被めっき物を撹拌し、めっき液に接触させて、被めっき物にめっきが施される。

しかしながら、上記の方式によりめっきを施した場合、たとえば、撹拌運動の中心部においては、被めっき物が集合してしまい、周囲の被めっき物に取り囲まれめっき液にほとんど接触できず、めっきが不十分となる被めっき物が存在することがあった。このようにめっきが不十分な被めっき物が存在すると、形成されるめっき膜の厚みのばらつきが大きくなってしまう。

このようなめっき膜の厚みのばらつきを低減させるために、たとえば、特許文献１には、振動により撹拌を行う振動めっき装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示された振動めっき装置では、バレル容器内部全体を１つの空間としているために、被めっき物を多量に投入すると、上述したように、被めっき物が集合する傾向にあり、被めっき物の集合体内部に存在する被めっき物には十分なめっき液が供給されず、形成されるめっき膜の厚みにばらつきが生じてしまう。

さらには、振動めっき装置であっても、バレル容器内において、被めっき物が水平方向に偏在してしまうことが考えられる。また、バレル容器内における被めっき物の存在位置が異なることで、アノードとの位置関係が問題となることが考えられる。このような場合にも、形成されるめっき膜の厚みのばらつきが大きくなってしまう。
特開２００２−１２９３９３号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、生産効率を低下させることなく、被めっき物に形成されるめっき膜の厚みのばらつきを低減できるめっき装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るめっき装置は、
めっき槽と、
環状のバレル容器と、
アノードと、
前記バレル容器の中空部を中心として、前記バレル容器を回転させる回転手段と、
前記バレル容器に振動を与える振動発生手段と、を有し、
被めっき物が収容される前記バレル容器内の空間が、仕切り板によって、区画されており、
前記バレル容器の底面に、カソードが備えられていることを特徴とする。

本発明に係るめっき装置においては、バレル容器の内部の空間が、仕切り板により、区画されている構成を有している。そして、このバレル容器を水平方向に回転（自転）させながら、さらにバレル容器に対して振動を与えている。このようにすることで、バレル容器内部を１つの空間とする場合に比べて、バレル容器内部の表面積（被めっき物との接触可能面積）が増える。そのため、各区画内へ分けて入れられた被めっき物に対し、バレル容器に与えられた振動と回転とが良好に伝わるので、各区画内におけるめっき条件を一定にすることができる。その結果、各区画内に投入された被めっき物（チップ状電子部品等）に対して、均一なめっき膜を形成することができ、めっき膜の厚みのばらつきを低減することができる。

好ましくは、前記仕切り板が前記中空部を中心として放射状に形成され、前記バレル容器内の空間が均等に区画されていることを特徴とする。このようにすることで、バレル容器が中空部を中心として一周すると、各区画における被めっき物へのめっき条件が平均化されるので、本発明の効果をさらに高めることができる。

好ましくは、前記振動発生手段は、鉛直平面内において楕円運動を発生させることを特徴とする。バレル容器に与える振動を、上記の楕円運動とすることで、鉛直面内で回転しようとする被めっき物の流動がさらに各区画の底面に直立する壁面に当たって水平方向にも撹拌されるため、効果的にめっき条件を一定にすることができる。

好ましくは、前記アノードが前記バレル容器を囲むように等しく配置されている。アノードをこのように配置することで、バレル容器が回転しているときも、各区画とアノードとの位置関係をほぼ一定に保つことができる。その結果、被めっき物に形成されるめっき膜の厚みのばらつきをより低減させることができる。

なお、めっき膜の厚みのばらつきを低減するため、被めっき物の撹拌を十分に行う方法として、バレル容器内に投入する被めっき物を少なくし、バレル容器内における被めっき物の堆積厚みを薄くすることが考えられる。しかしながら、この場合には、被めっき物の投入量が少なくなるため、生産性に劣る結果となってしまう。

本発明に係るめっき装置のバレル容器は、その内部が、仕切り板により区画されている。そのため、仕切り板がない場合と比較して、各区画内に投入される被めっき物はバレル容器の壁面（外壁面、内壁面、底面、仕切り板）に接触しやすくなる。バレル容器は、上記の振動発生手段により、振動しているため、被めっき物がバレル容器の壁面に接触すると、被めっき物に振動が伝わり、被めっき物が十分に撹拌される。その結果、めっきが不十分となる被めっき物の発生を抑制し、被めっき物に形成されるめっき膜の厚みを均一にすることができる。特に、バレル容器の内部が均等に区画されている場合には、上記の効果はより大きくなる。

また、バレル容器に与えられる振動の方向は同じであるが、バレル容器は回転しているため、各区画内に存在する被めっき物に対しては、振動の方向が常に変化する。したがって、振動により被めっき物の動きが促進され、被めっき物の集合を抑制し、撹拌効果をより向上させることができる。

さらに、バレル容器が水平方向に回転することで、めっき槽内に配置されているアノードとの位置関係が平均化され、めっき条件を一定にすることができるため、被めっき物に形成されるめっき膜の厚みを均一にすることができる。

また、バレル容器には貫通孔が形成されているため、バレル容器の回転による遠心力が作用すると、バレル容器内でのめっき液の循環が促進され、各区画内には常に新鮮なめっき液が供給されることとなる。そのため、めっき効率が向上する。

また、バレル容器が回転することで、バレル容器内に供給されためっき液が撹拌され、各区画内におけるイオン濃度の分布が均一となる。その結果、均一なめっきが実現され、被めっき物に形成されるめっき膜の厚みを均一にすることができる。

さらには、バレル容器に与える振動を、鉛直平面内における楕円運動とすることで、上記の効果を確実に得ることができる。また、アノードをバレル容器の周囲を覆うように等間隔に配置することで、バレル容器が回転しているときも、各区画とアノードとの位置関係をほぼ一定に保つことができる。その結果、各区画内におけるめっき条件を一定とすることができるため、めっき膜の厚みを均一にし、厚みのばらつきをより低減することができる。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ここにおいて、
図１は、本発明の一実施形態に係るめっき装置の概略断面図、
図２は、図１に示すバレル容器の概略斜視図、
図３（Ａ）および（Ｂ）は、図２のIII方向から見たバレル容器の各区画内における振動方向の違いを示す模式図、
図４は、本発明の別の実施形態に係るバレル容器を、図２のIII方向から見た模式図、
図５（Ａ）は、本発明の別の実施形態に係るめっき装置において、アノードを等間隔に配置した鉛直方向概略図、図５（Ｂ）は、本発明の別の実施形態に係るめっき装置において、アノードを円環状に配置した鉛直方向概略図である。

図１に示すように、本実施形態に係るめっき装置２は、被めっき物としてのチップ状電子部品（図示省略）が投入されたバレル容器２０と、アノード６を備え、めっき液が充填されためっき槽４と、を有している。さらに、めっき装置２は、バレル容器２０を図２に示すｚ軸方向に回転させるための回転手段１０と、バレル容器２０を図２に示すｙ−ｚ平面において振動させる振動発生手段１４と、を有している。

バレル容器２０は、めっき槽４に充填されためっき液に浸漬されており、バレル容器２０の壁面には貫通孔が形成されているため、バレル容器２０内部はめっき液により満たされている。貫通孔は被めっき物が通過できない大きさであり、めっき液を通過させる。また、バレル容器２０の底面にはカソード８が配置されている。そして、電源から電流を流すことで、カソード８に接触している被めっき物に電流が流れ、被めっき物の所望の箇所にめっきが施される。必要に応じて、被めっき物と一緒にバレル容器２０内へ導電性メディアを投入してもよい。

本実施形態においては、バレル容器２０は、図２に示すように、円環状である。バレル容器２０の中空部には、図１に示す回転軸１２が挿入され、バレル容器２０の底部に固定されている。この回転軸１２は図２のｚ軸方向（鉛直方向）に平行であり、バレル容器２０は、ｘ−ｙ平面（水平面）において回転する。

本実施形態においては、バレル容器２０内の空間は、少なくとも２つ以上で区画されていることが好ましい。より好ましくは２〜３６に区画され、さらに好ましくは上記の範囲で均等に区画されている。

バレル容器２０内の空間を複数に区画することで、バレル容器内が区画されていない場合に比べて、以下のような効果を得ることができる。すなわち、同体積の被めっき物を、区画されていないバレル容器内に投入する場合と、複数に区画されたバレル容器２０内に投入する場合とでは、区画されたバレル容器２０の方が、被めっき物が接触するバレル容器の壁面（外周面、内周面、底面、仕切り板）の面積が大きい。そのため、バレル容器２０内に投入された被めっき物に対して、バレル容器２０に与えられる振動が伝わりやすくなる。その結果、被めっき物を撹拌する効果が大きくなり、被めっき物をめっき液に十分に接触させることができる。

また、バレル容器２０の内部の空間を、均等に区画することで、各区画内において、被めっき物が接触する壁面の面積を一定とすることができる。そのため、各区画において、被めっき物に形成されるめっき膜の厚みのばらつきを低減することができる。

なお、バレル容器２０の内部の空間がより細かく均等に区画されているほど、めっき膜の厚みのばらつきを低減することができるが、バレル容器２０の製作の難易度および被めっき物が流動可能な区画内体積を考慮すると、区画は上記の上限以下であることが好ましい。

本実施形態においては、図２に示すように、バレル容器２０の中空部から放射状に仕切り板２２が等間隔に８枚形成されている。したがって、バレル容器２０の内部の空間は、８枚の仕切り板２２により、８つに区画されていることとなる。そして、これらの区画内に略同体積の被めっき物が投入され、めっきが施されることとなる。

さらに、バレル容器２０の外周面には貫通孔が形成されている。この貫通孔を介して、めっき液が区画されたバレル容器２０の内部に供給される。本実施形態では、さらに、内周面、底面および仕切り板２２にも貫通孔が形成されている。全ての貫通孔は被めっき物（チップ）を通過させない大きさで形成される。内周面、底面および仕切り板２２にも貫通孔が存在することで、めっき液の循環が良好となり、めっき条件を一定にすることができる。特に、バレル容器２０の回転により生じる遠心力の作用により、めっき液が循環しやすくなる。したがって、バレル容器２０の内部に新鮮なめっき液を常時供給することが出来る。

また、バレル容器２０には、図１に示す振動発生手段１４により振動が与えられる。本実施形態においては、図１に示す振動発生手段１４は、回転軸１２に接続されており、図２に示すｙ−ｚ平面（鉛直平面）内において楕円運動を与えている。なお、図２においては、楕円運動の振幅を拡大して示しており、実際には振幅の小さい楕円運動により、バレル容器２０に振動を与えている。

図３（Ａ）および（Ｂ）は、図２のｚ軸方向から見たバレル容器２０を示している。バレル容器２０の区画Ｓ１は、図３（Ａ）に示す位置にある。バレル容器２０が時計回りに４５°回転すると、区画Ｓ１は、図３（Ｂ）に示す位置に移動する。このとき、ｙ−ｚ平面（鉛直平面）における振動に起因するｘ−ｙ平面（水平面）における振動成分５０が図３に示す方向に振動していると仮定すると、振動成分５０の振動方向は、バレル容器２０の回転に依らない。

そうすると、図３（Ａ）においては、振動成分５０は、区画Ｓ１の一方の仕切り板から他方の仕切り板に向かう方向とほぼ一致しているのに対し、図３（Ｂ）においては、振動成分５０は、バレル容器２０の内周面からバレル容器２０の外周面に向かう方向とほぼ一致することとなる。さらに、区画Ｓ１が回転すれば、回転に伴い、振動成分５０が作用する方向は変わる。すなわち、バレル容器２０が回転している間、バレル容器２０の区画Ｓ１内に投入された被めっき物に対して、振動成分５０が様々な方向から働くことになる。

その結果、振動成分５０が同じ方向から作用している場合に比較して、区画内において被めっき物が集合することを抑制し、めっき液に十分接触しない被めっき物の発生を効果的に防止できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々改変することができる。たとえば、上述した実施形態においては、バレル容器２０として、円環状のものを用いたが、図４に示すように、多角形環状（図４においては八角形環状）のものを用いてもよい。この場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、アノード６が、図５に示すように、バレル容器２０を取り囲むように等間隔に配置されていてもよい。アノード６が図５に示すように配置されていることで、バレル容器２０が回転しても、各区画とアノード６との位置関係をほぼ一定に保つことができる。そのため、各区画におけるイオン濃度の分布や流れる電流などのめっき条件をほぼ一定にすることができ、被めっき物に形成されるめっき膜の厚みをより均一にすることができる。

特に、アノード６が、図６に示すように、バレル容器２０の外周面全体を取り囲む円環状として配置されている場合に、上記のめっき条件を一定にすることができるため、本発明の効果が大きくなる。

図１は、本発明の一実施形態に係るめっき装置の概略断面図である。 図２は、図１に示すバレル容器の概略斜視図である。 図３（Ａ）および（Ｂ）は、図２のIII方向から見たバレル容器の各区画内における振動方向の違いを示す模式図である。 図４は、本発明の別の実施形態に係るバレル容器を、図２のIII方向から見た模式図である。 図５（Ａ）は、本発明の別の実施形態に係るめっき装置において、アノードを等間隔に配置した鉛直方向概略図、図５（Ｂ）は、本発明の別の実施形態に係るめっき装置において、アノードを円環状に配置した鉛直方向概略図である。

符号の説明

２… めっき装置
４… めっき槽
６… アノード
８… カソード
１０… 回転手段
１２… 回転軸
１４… 振動発生手段
２０… バレル容器
２２… 仕切り板
５０… 振動成分

Claims (4)

1. めっき槽と、
   環状のバレル容器と、
   アノードと、
   前記バレル容器の中空部を中心として、前記バレル容器を回転させる回転手段と、
   前記バレル容器に振動を与える振動発生手段と、を有し、
   被めっき物が収容される前記バレル容器内の空間が、仕切り板によって、区画されており、
   前記バレル容器の底面に、カソードが備えられていることを特徴とするめっき装置。
2. 前記仕切り板が前記中空部を中心として放射状に形成され、前記バレル容器内の空間が均等に区画されていることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置。
3. 前記振動発生手段は、回転軸の軸心を含む面において楕円運動を発生させることを特徴とする請求項１または２に記載のめっき装置。
4. 前記アノードが前記バレル容器を囲むように等しく配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のめっき装置。

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