JP2011012289A - めっき装置およびめっき方法 - Google Patents

Abstract

【課題】陰極に析出しためっきを効率的に除去することができるめっき装置およびめっき方法を提供する。
【解決手段】電解めっき液３に被めっき物２を浸漬するとともに、被めっき物に対向して配置された陽極１２と、被めっき物に対し電気的に接触する位置と接触しない位置との間を駆動するように配置された陰極１３とのそれぞれに正負の電位を印加するめっき処理において、陰極が被めっき物に電気的に接触している場合は、陰極に負の電位を印加するとともに陰極に対向するように配置された剥離電極１６に正の電位を印加し、陰極が被めっき物に電気的に接触していない場合は、陰極に正の電位を印加するとともに剥離電極に負の電位を印加する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、めっき装置およびめっき方法に関するものである。

リールトゥリール連続電解めっき装置などのめっき装置において、めっき液浴内に陰極給電ローラを設けると、陰極給電ローラにもめっきが析出する。このため、陰極給電ローラの回転位相中、被めっき物と接触していない位相においては印加極性を逆転して陽極を印加し、これにより陰極給電ローラに析出しためっきを剥離するものが知られている（特許文献１）。

特開２００８−２３１５５０号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のめっき装置では、陽極が印加された陰極給電ローラに対する陰極は、隣接する陰極給電ローラだけであるため電位が弱く、陰極給電ローラに析出しためっきを充分かつ短時間で剥離することは困難である。

本発明が解決しようとする課題は、陰極に析出しためっきを効率的に除去することができるめっき装置およびめっき方法を提供することである。

第１発明は、電解めっき液が満たされるめっき液浴と、前記めっき液浴内で前記被めっき物に対向するように配置された陽極と、前記めっき液浴内で前記被めっき物に対し電気的に接触する位置と接触しない位置との間を駆動するように配置された陰極と、前記めっき液浴内で前記陰極に対向するように配置された剥離電極と、前記陰極と前記剥離電極への印加電位を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記陰極が前記被めっき物に電気的に接触している場合は、前記陰極に負の電位を印加するとともに前記剥離電極に正の電位を印加し、前記陰極が前記被めっき物に電気的に接触していない場合は、前記陰極に正の電位を印加するとともに前記剥離電極に負の電位を印加することを特徴とするめっき装置によって、上記課題を解決する。

第２発明は、電解めっき液に被めっき物を浸漬するとともに、前記被めっき物に対向して配置された陽極と、前記被めっき物に対し電気的に接触する位置と接触しない位置との間を駆動するように配置された陰極とのそれぞれに正負の電位を印加するめっき方法において、前記陰極が前記被めっき物に電気的に接触している場合は、前記陰極に負の電位を印加するとともに前記陰極に対向するように配置された剥離電極に正の電位を印加するステップと、前記陰極が前記被めっき物に電気的に接触していない場合は、前記陰極に正の電位を印加するとともに前記剥離電極に負の電位を印加するステップと、を有することを特徴とするめっき方法によって、上記課題を解決する。

上記第１発明において、前記陰極の駆動位置を検出する位置検出手段と、前記陰極と前記剥離電極に対する印加電位の極性を反転させる極性反転回路と、を備え、前記制御手段は、前記位置検出手段により検出した前記陰極の駆動位置に応じて前記極性反転回路の動作を制御するように構成することができる。

上記第１発明において、前記陰極は、前記被めっき物の幅寸法以上の長さを有するローラの周方向の一部に形成され、前記ローラの周方向の残余部は電気絶縁体で構成することができる。

上記第１発明において、前記剥離電極は、前記電解めっき液に対して不溶性の電極から構成することができる。

上記第２発明において、前記陰極の駆動位置を検出するステップと、前記検出された前記陰極の駆動位置に応じて、前記陰極と前記剥離電極に印加する電位を反転するステップと、を有するように構成することができる。

本発明によれば、陰極が被めっき物に電気的に接触している場合は、陰極に負の電位を印加するとともに剥離電極に正の電位を印加するので、剥離電極に析出しためっきを剥離することができる。

これに対し、陰極が被めっき物に電気的に接触していない場合は、陰極に正の電位を印加するとともに剥離電極に負の電位を印加するので、陰極に析出しためっきを効率的に剥離することができる。

本発明の一実施の形態を適用した電解めっき装置を示す側面からの断面図である。 図１のII-II矢視図である。 図２の極性反転回路の一例を示す電気回路図である。 図１の陰極ローラを示す斜視図である。 図２のコントローラにおける制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を適用した電解（電気）めっき装置１を示す側面からの断面図であり、平板長尺状のフレキシブルプリント基板ＦＰＣを被めっき物２とし、当該ＦＰＣに形成されたスルーホールやビアホールをめっき処理するための装置を例に挙げて説明する。以下、被めっき物２をＦＰＣ２と略称することもある。

ただし、本発明のめっき装置およびめっき方法は電解めっき装置および電解めっき方法であれば被めっき物の種類には限定されず、あらゆる被めっき物に適用することができる。

本例のめっき装置１は、電解めっき液３が満たされるめっき液浴１１と、めっき処理を実行するための陽極板１２及び陰極ローラ１３（１３Ａ〜１３Ｄ）と、当該陰極ローラ１３に近接して配置された剥離電極１６（１６Ａ〜１６Ｄ）と、めっき処理前のＦＰＣ２を巻回した巻き出しリール１４と、めっき処理を終了したＦＰＣ２を巻き取るための巻き取りリール１５と、を備える。

めっき液浴１１には、目的とするめっき処理の金属種に応じた電解めっき液３、たとえば銅めっきの場合は硫酸銅溶液が満たされ、図１に示す右端からめっき処理前のＦＰＣ２が繰り出されて電解めっき液３に浸漬され、左端からめっき処理を終了したＦＰＣ２が電解めっき液３を出て巻き取られる。

一対の巻き出しリール１４，１４の一方にはめっき処理前のＦＰＣ２が巻回され、これら一対の巻き出しリール１４，１４を図示しない回転駆動部により矢印方向に回転させることによりＦＰＣ２をめっき液浴３に繰り出す。これに対し、めっき処理を終了したＦＰＣ２は一対の巻き取りリール１５，１５を図示しない回転駆動部により矢印方向に回転させることにより一方の巻き取りリール１５に巻き取られる。

めっき液浴１１内には、平板長尺状のＦＰＣ２の進路に対向した位置に一対の陽極板１２，１２が配置されている。陽極板１２，１２は、めっき効率の観点から、ＦＰＣ２の幅寸法以上の幅を有することが好ましいが、板状の電極には限定されず棒状の陽極をＦＰＣ２の進路に沿って複数配置してもよい。

めっき液浴１１内には、平板長尺状のＦＰＣ２の表裏それぞれに接触するように４対の陰極ローラ１３Ａ〜１３Ｄが配置されている。この陰極ローラ１３は、陽極板１２により正の電位が印加されるＦＰＣ２に、陽極板１２に印加される電位に対して相対的に負の電位を印加することで、めっき処理を実現するためのものである。なお以下において、陰極ローラを総称する場合は符号１３で表し、４対の陰極ローラのうちの特定の陰極ローラを示称する場合は符号１３Ａ〜１３Ｄで表すこととする。

本例の４対の陰極ローラ１３Ａ〜１３Ｄは、いずれも図４に示す構造とされている。すなわち、図４に示すように、陰極ローラ１３は、導電性の回転軸１３１と、当該回転軸１３３に固定されてＦＰＣ２と接触する同一外径の胴体部１３２とを有し、胴体部１３２の軸方向の長さはＦＰＣ２の幅寸法以上とされている。胴体部１３２はさらに、その円周方向に、導体からなる陰極部１３３と絶縁体からなる絶縁部１３４とから構成されている。

本例の陰極ローラ１３は、めっき液浴１１内に４対配置されているので、同図に示すように陰極部１３３は断面が９０度の扇形となるように形成されている。ただし、陰極部１３３の形状はめっき液浴１１に配置される陰極ローラ１３の数量に応じて適宜選択されるものであり、同図に示す９０度の扇形に限定される趣旨ではない。たとえば、めっき液浴１１内に３対の陰極ローラ１３を配置する場合は陰極部１３３が１２０度の扇形となるように形成することができる。

詳細な図示は省略するが、陰極ローラ１３への電位の印加は、導電性を有する回転軸１３１にブラシなどを介して電源を接続し、この回転軸１３１から陰極部１３へ正または負の電位が印加される。

図１に示す４対の陰極ローラ１３Ａ〜１３Ｄは、ＦＰＣ２を搬送している際に、少なくともいずれかの陰極ローラ１３Ａ〜１３Ｄの陰極部１３３がＦＰＣ２に接触するように、各陰極ローラ１３Ａ〜１３Ｄの回転位相が制御される。たとえば、図１に示す４対の陰極ローラ１３Ａ〜１３Ｄの回転位相で言えば、図示する状態の直前までは陰極ローラ１３Ｃの陰極部１３３のみがＦＰＣ２に接触し、この状態からＦＰＣ２が左方向へ移動すると、陰極ローラ１３Ｃの陰極部１３３はＦＰＣ２から離れるが陰極ローラ１３Ｂの陰極部１３３がＦＰＣ２に接触し始める。

勿論、陰極ローラ１３の陰極部１３３を９０度以上の扇形にして、４対の陰極ローラ１３Ａ〜１３Ｄの相互間で所定の位相間は２対の陰極ローラ１３の陰極部１３３が重複してＦＰＣ２と接触するようにしてもよい。

めっき液浴１１内には、上述した４対の陰極ローラ１３Ａ〜１３Ｄのそれぞれに対向する位置に、棒状の剥離電極１６Ａ〜１６Ｄが配置されている。なお以下において、剥離電極を総称する場合は符号１６で表し、４つの剥離電極のうちの特定の剥離電極を示称する場合は符号１６Ａ〜１６Ｄで表すこととする。

剥離電極１６はいずれも、めっき液に対して不溶性の、たとえば酸化イリジウムを被覆したチタン製電極を採用することが好ましい。後述するように剥離電極１６には正の電位が印加されるので、溶解性電極を使用すると電解めっき液３の金属濃度が変動するが、本例のように不溶性電極を用いることによりこうした電解めっき液３の金属濃度の変動を抑制することができる。

また、剥離電極１６は、陰極ローラ１３に析出しためっきを剥離する際の電極として作用することから、めっきの剥離効率が高くなるように陰極ローラ１３に近接して配置することが好ましい。ただし、剥離電極１６と陰極ローラ１３との距離が短くなればなるほど電流密度は大きくなるが、陰極ローラ１３の陰極部１３３に析出しためっきを、当該陰極ローラ１３の陰極部１３３がＦＰＣ２と非接触の間に剥離すれば足りるので、陰極ローラ１３への析出量と回転速度（ＦＰＣ２の搬送速度に相関する）とを考慮し、最も効率よく剥離できる剥離電極１６の位置を選定することが好ましい。

なお、本例の剥離電極１６は棒状に形成しているが、剥離効率の観点から、陰極ローラ１３の陰極部１３３に対面する湾曲した板状の剥離電極１６とすることもできる。

図２は、図１のII-II矢視図に電気的構成を付加した図である。

陽極板１２、陰極ローラ１３および剥離電極１６のそれぞれには、電源１９からの電力が供給される。このため、陽極板１２には、開閉スイッチ２０を介して電源１９から正の電位が印加される。開閉スイッチ２０はコントローラ１７によって開閉制御され、コントローラ１７に所定のめっき指示信号が入力されると開閉スイッチ２０を閉じ、陽極板１２に正の電位を印加する。

陰極ローラ１３（同図では１３Ａで示すが、他の陰極ローラ１３Ｂ〜１３Ｄも同様であるため符号１３で代表する。）と剥離電極１６（同図では１６Ａで示すが、他の剥離電極１６Ｂ〜１６Ｄも同様であるため符号１６で代表する。）には、極性反転回路１８を介して電源１９からの正または負の電位が印加される。

また、陰極ローラ１３の回転軸１３１には、ロータリーエンコーダなどの回転位置を検出する位置検出センサ２１が設けられ、この位置検出センサ２１からの検出信号はコントローラ１７へ出力される。そして、コントローラ１７は、位置検出センサ２１により検出された陰極ローラ１３の回転位置（回転位相）に応じて極性反転回路のスイッチングを制御する。この制御については後述する。

図３は、図２の極性反転回路１８の構成例を示す電気回路図であり、一つの陰極ローラ１３と一つの剥離電極１６に対する極性反転回路１８を示し、全体の電気回路図は省略する。

図３に示す極性反転回路１８は、電源１９の正極＋に接続された＋端子と、電源の負極−に接続された−端子を有し、これら＋端子と−端子のそれぞれに、互いに連動して動作するスイッチ片１８１，１８２の基端が装着されている。

また、極性反転回路１８は、正極側のスイッチ片１８１の他端が接する２つの接点１８３，１８４と、負極側のスイッチ片１８２の他端が接する２つの接点１８５，１８６を有し、接点１８３，１８６には陰極ローラ１３が接続され、接点１８４，１８５には剥離電極１６が接続されている。

そして、コントローラ１７からの指令信号により、スイッチ片１８１，１８２が図３に示す位置、すなわちスイッチ片１８１が接点１８３に接するとともにスイッチ片１８２が接点１８５に接するように動作すると、陰極ローラ１３には正の電位が印加され、剥離電極１６には負の電位が印加される。

これに対して、コントローラ１７からの指令信号により、スイッチ片１８１，１８２が図３に示す位置とは反対の位置、すなわちスイッチ片１８１が接点１８４に接するとともにスイッチ片１８２が接点１８６接するように動作すると、陰極ローラ１３には負の電位が印加され、剥離電極１６には正の電位が印加される。

次に制御手順を説明する。

図５は、コントローラ１７における制御手順を示すフローチャートであり、このルーチンは所定の時間間隔で実行される。

まずステップＳ１にて、めっき処理の指示信号が入力されているか否かを判断し、めっき処理の指示が入力されている場合はステップＳ２へ進み、指示が入力されていない場合は入力されるまでステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２では、陰極ローラ１３の回転軸１３１に設けられた位置検出センサ２１からの検出信号を読み込み、ステップＳ３にて検出された信号から陰極ローラ１３の陰極部１３３がＦＰＣ２に接触しているか否かを判断する。ステップＳ３の判断の結果、その陰極ローラ１３の陰極部１３３がＦＰＣ２に接触している場合はステップＳ４へ進み、接触してない場合はステップＳ５へ進む。

なお、位置検出センサ２１は陰極ローラ１３の回転軸１３１の回転方向の位置（回転位相）を検出するので、この回転位相からその陰極ローラ１３の陰極部１３３がＦＰＣ２に接触しているか（９０度の範囲）、非接触か（２７０度の範囲）を判断することができる。これらステップＳ２からＳ５までの処理は、陰極ローラ１３Ａ〜１３Ｄごとに実行される。

ステップＳ４では、陰極ローラ１３の陰極部１３３がＦＰＣ２に接触しているので、極性反転回路１８のスイッチ片１８１，１８２を図３とは反対の位置に切り換え、陰極ローラ１３に負の電位を印加すると同時に剥離電極１６に正の電位を印加する。これにより、陰極ローラ１３はＦＰＣ２に対して負の電位を印加するので、陽極板１２による正の電位の印加によってＦＰＣ２へのめっき処理が実行される。また、剥離電極１６には正の電位が印加されるので、陰極ローラ１３の負の電位との協働により、後述するステップＳ５にて剥離電極１６に析出しためっきを剥離することができる。

これに対してステップＳ５では、陰極ローラ１３の陰極部１３３がＦＰＣ２には接触せず、絶縁部１３４がＦＰＣ２に接触しているので、当該陰極ローラ１３は陽極板１２に対する負極としては作用しない。このため、極性反転回路１８のスイッチ片１８１，１８２を図３に示す位置に切り換え、陰極ローラ１３にせいの電位を印加すると同時に剥離電極１６に負の電位を印加する。これにより、ステップＳ４のめっき処理により陰極ローラ１３の陰極部１３３に析出しためっきを剥離することができる。このとき、剥離電極１６には負の電位が印加されているので、陰極ローラ１３の陰極部１３３の電位は強くなる。その結果、陰極ローラ１３に析出しためっきを短時間で剥離することができ、剥離効率が向上する。

以上のとおり、本例のめっき装置１およびめっき方法によれば、剥離電極１６を配置することにより陰極ローラ１３に析出しためっきを効率よく剥離することができる。

しかも、この陰極ローラ１３のめっき剥離処理によって剥離電極１６にもめっきが析出するが、陰極ローラ１３に正の電位を印加することにより剥離電極１６に析出しためっきも剥離することができ、剥離電極１６の機能を充分に発揮させることができる。

１…めっき装置
１１…めっき液浴
１２…陽極板
１３（１３Ａ〜１３Ｄ）…陰極ローラ
１３１…回転軸
１３２…胴体部
１３３…陰極部
１３４…絶縁部
１４…巻き出しリール
１５…巻き取りリール
１６（１６Ａ〜１６Ｄ）…剥離電極
１７…コントローラ
１８…極性反転回路
１９…電源
２０…開閉スイッチ
２１…位置検出センサ
２…フレキシブルプリント基板（被めっき物）
３…めっき液

Claims (6)

1. 電解めっき液が満たされるめっき液浴と、
   前記めっき液浴内で前記被めっき物に対向するように配置された陽極と、
   前記めっき液浴内で前記被めっき物に対し電気的に接触する位置と接触しない位置との間を駆動するように配置された陰極と、
   前記めっき液浴内で前記陰極に対向するように配置された剥離電極と、
   前記陰極と前記剥離電極への印加電位を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記陰極が前記被めっき物に電気的に接触している場合は、前記陰極に負の電位を印加するとともに前記剥離電極に正の電位を印加し、前記陰極が前記被めっき物に電気的に接触していない場合は、前記陰極に正の電位を印加するとともに前記剥離電極に負の電位を印加することを特徴とするめっき装置。
2. 請求項１に記載のめっき装置において、
   前記陰極の駆動位置を検出する位置検出手段と、
   前記陰極と前記剥離電極に対する印加電位の極性を反転させる極性反転回路と、を備え、
   前記制御手段は、前記位置検出手段により検出した前記陰極の駆動位置に応じて前記極性反転回路の動作を制御することを特徴とするめっき装置。
3. 請求項１または２に記載のめっき装置において、
   前記陰極は、前記被めっき物の幅寸法以上の長さを有するローラの周方向の一部に形成され、前記ローラの周方向の残余部は電気絶縁体で構成されていることを特徴とするめっき装置。
4. 請求項１に記載のめっき装置において、
   前記剥離電極は、前記電解めっき液に対して不溶性の電極から構成されていることを特徴とするめっき装置。
5. 電解めっき液に被めっき物を浸漬するとともに、前記被めっき物に対向して配置された陽極と、前記被めっき物に対し電気的に接触する位置と接触しない位置との間を駆動するように配置された陰極とのそれぞれに正負の電位を印加するめっき方法において、
   前記陰極が前記被めっき物に電気的に接触している場合は、前記陰極に負の電位を印加するとともに前記陰極に対向するように配置された剥離電極に正の電位を印加するステップと、
   前記陰極が前記被めっき物に電気的に接触していない場合は、前記陰極に正の電位を印加するとともに前記剥離電極に負の電位を印加するステップと、を有することを特徴とするめっき方法。
6. 請求項５に記載のめっき方法において、
   前記陰極の駆動位置を検出するステップと、
   前記検出された前記陰極の駆動位置に応じて、前記陰極と前記剥離電極に印加する電位を反転するステップと、を有することを特徴とするめっき方法。

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