JP2011052263A

JP2011052263A - メッキ方法

Info

Publication number: JP2011052263A
Application number: JP2009201581A
Authority: JP
Inventors: Shizuhiro Yamada; 鎮浩山田
Original assignee: YAMADA MEKKI KOGYOSHO; YAMADA MEKKI KOGYOSHO KK
Current assignee: YAMADA MEKKI KOGYOSHO; YAMADA MEKKI KOGYOSHO KK
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2011-03-17

Abstract

【課題】設備や工程の複雑化を招くことなく、被加工物の微細な孔にもメッキが施されるメッキ方法を提供する。
【解決手段】被加工物１０の微細孔１１には飽和水蒸気が充填される。飽和水蒸気は空気と同様に気体であるため、微細孔１１に残存する空気１５は水蒸気１６によって置換される。この水蒸気１６が充填された微細孔１１を含む被加工物１０を冷却すると、微細孔１１に充填された水蒸気１６は凝縮する。そのため、凝縮した水蒸気１６は、水膜１７となって微細孔１１の内表面を覆う。この微細孔１１の表面に凝縮した水膜１７およびメッキ液１９はいずれも液体であるため、メッキ液１９は表面張力の影響を受けることなく微細孔１１に浸入する。その結果、微細孔１１に水膜１７が形成された被加工物１０をメッキ液１９に浸漬することにより、微細孔１１における水の凝縮で生成した水膜１７とメッキ液１９とは容易に置換される。
【選択図】図３

Description

本発明は、メッキ方法に関し、特に微細孔を有する被加工物の表面にメッキを行うメッキ方法に関する。

微細な穴が形成された基板や多孔体などのように微細孔を有する被加工物にメッキを施す場合、これら微細孔の内壁にも均一なメッキを行うことが求められている。被加工物に設けられている微細孔が小さくなるほど、メッキ液は自身の表面張力によって微細孔への充填が妨げられる。そのため、孔の微細化が進むほど、均一なメッキが困難になっている。

そこで、従来は、以下のような方法により微細孔へのメッキ液の充填が提案されている。例えば、特許文献１〜３の場合、被加工物へ超音波を照射することにより、微細孔に残存する空気の排出および微細孔へのメッキ液の充填の促進を図っている。また、特許文献３は、被加工物を超音波で振動させることにより、微細孔に残存する空気の排出および微細孔へのメッキ液の充填の促進を図っている。さらに、特許文献４は、メッキ液を攪拌することにより、微細孔へのメッキ液の充填の促進を図り、特許文献５は、メッキ液に界面活性剤を添加することにより、微細孔へのメッキ液の充填の促進を図っている。

しかしながら、近年の被加工物となる機器の高集積化および小型化の進展にともない、被加工物に形成される微細孔はさらなる微細化が進んでいる。そのため、従来の技術では、被加工物への均一なメッキが困難になりつつある。また、従来の場合、超音波の照射や攪拌などが必要となるため、処理設備の複雑化を招くという問題がある。

特開２０００−２１２７５４号公報特開平９−３２６９３１号公報特開平１１−０８０９９０号公報特開平１０−２２３６８１号公報特開２００５−１２６８０３号公報

そこで、本発明の目的は、設備や工程の複雑化を招くことなく、被加工物の微細な孔にも確実にメッキが施されるメッキ方法を提供することにある。

請求項１記載のメッキ方法は、微細孔を有する被加工物に対し、前記微細孔の内側を含む表面にメッキを行うメッキ方法であって、前記被加工物の前記微細孔の内側に飽和水蒸気を充填する工程と、飽和水蒸気が充填された前記被加工物を冷却して、前記微細孔の内側に水蒸気の凝縮による水膜を形成する工程と、前記微細孔の内側に前記水膜が形成された前記被加工物をメッキ液に浸漬し、前記微細孔の内側にメッキ液を充填し、前記微細孔の内側にメッキ層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

上記の構成により、請求項１記載のメッキ方法では、微細孔には飽和水蒸気が充填される。飽和水蒸気は、空気と同様に気体である。そのため、微細孔に残存する空気は、飽和水蒸気によって容易に置換される。その結果、微細孔には、飽和水蒸気が充満する。この飽和水蒸気が充填された微細孔を含む被加工物を冷却すると、微細孔に充填された水蒸気は凝縮する。そのため、凝縮した水蒸気は、水膜となって微細孔の内表面を覆う。この微細孔の表面に凝縮した水膜とメッキ液とはいずれも液体であるため、メッキ液は表面張力の影響を受けにくくなる。その結果、微細孔に水膜が形成された被加工物をメッキ液に浸漬することにより、微細孔に凝縮した水膜とメッキ液とは容易に置換される。これにより、微細孔の内側にもメッキ液が速やか、かつ確実に充填される。また、例えば被加工物を水蒸気が飽和した空間に収容する、あるいは被加工物を熱水に浸漬することにより、微細孔には飽和水蒸気が充填される。そのため、処理を行うための複雑な設備を必要としない。したがって、設備や工程の複雑化を招くことなく、被加工物に形成されている微細な孔にも均一にメッキを施すことができる。

本発明の第１実施形態によるメッキ方法の被加工物を示す模式的な断面図第１実施形態によるメッキ方法の手順を示す概略図図１のIII部分の拡大図であって、（Ａ）は水蒸気が供給された状態、（Ｂ）は水膜が形成された状態、（Ｃ）はメッキ液が供給された状態を示す第２実施形態によるメッキ方法の手順を示す概略図

以下、メッキ方法の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるメッキ方法を説明する。

図１に示すように、メッキが施される対象となる被加工物１０は、複数の微細孔１１、１２を有している。微細孔１１、１２は、例えば被加工物１０である基板に形成されているスルーホールや多孔質部材の孔部など、意図的に形成した孔や、基板の表面に形成の意図とは無関係に不可避的に形成される孔など任意の微細な孔である。なお、本明細書中において「微細孔」とは、微細孔１２のように被加工物１０の一方の端部から他方の端部まで閉塞されていない孔、および微細孔１１のように一方の端部が閉塞された孔の双方を含むものとする。

被加工物１０は、メッキを形成する前に、例えば外形などの形状の整形や意図的な微細孔１２の形成などの加工が施されている。そして、被加工物１０は、必要に応じて表面の洗浄や表面の処理などの複数の工程が施されている。これらの前処理が施された被加工物１０は、図２（Ａ）に示すように水蒸気が充満された処理室１３に入れられる。処理室１３は、水蒸気が充満、すなわち内部に充填されている気体の大部分が水蒸気である。

この処理室１３に被加工物１０を入れることにより、処理室１３の水蒸気は被加工物１０の微細孔１１、１２に浸入する。これにより、被加工物１０の微細孔１１、１２に残存する空気は、処理室１３の水蒸気によって置換される。すなわち、図３に示すように被加工物１０の微細孔１１は、空気１５が追い出され、水蒸気１６が充填される。この結果、微細孔１１の内部は、飽和水蒸気によって満たされる。

処理室１３での処理が完了すると、図２（Ｂ）に示すように被加工物１０は冷却される。被加工物１０を冷却することにより、微細孔１１の内側に充填されている水蒸気は凝縮する。そのため、図３（Ｂ）に示すように微細孔１１の内側は、凝縮によって生成した水の水膜１７で覆われる。すなわち、微細孔１１は、処理室１３での処理によって飽和水蒸気が満たされていたため、内表面の全体が凝縮した水による水膜１７で濡れた状態となる。

冷却された被加工物１０は、図２（Ｃ）に示すようにメッキ槽１８のメッキ液１９に浸漬される。このとき、被加工物１０の微細孔１１は、図３（Ｂ）に示すように凝縮した水による水膜１７によって内面の全体が濡れている。そのため、メッキ液１９は、図３（Ｃ）に示すように表面張力の影響が低減されつつ微細孔１１へ浸入する。すなわち、微細孔１１の内表面に形成されている水膜１７は、被加工物１０をメッキ液１９に浸漬することにより、メッキ液１９の表面張力の影響を受けることなくメッキ液１９と置換される。その結果、微細孔１１の内側には、メッキ液１９が充填される。例えば無電解メッキの場合、被加工物１０は、メッキ液１９に所定の時間浸漬される。また、電解メッキの場合、被加工物１０は、メッキ液１９に浸漬された状態で所定の時間通電される。

以上の手順により、メッキ液１９は微細孔１１の内側へ均一に浸透する。そのため、被加工物１０は、微細孔１１の内側にも均一なメッキ層が形成される。
以上説明した第１実施形態では、被加工物１０の微細孔１１には処理室１３において飽和水蒸気が充填される。飽和水蒸気は、空気と同様に気体である。そのため、微細孔１１に残存する空気１５は、水蒸気１６によって容易に置換される。その結果、微細孔１１には、水蒸気１６が充満する。この水蒸気１６が充填された微細孔１１を含む被加工物１０を冷却すると、微細孔１１に充填された水蒸気１６は凝縮する。そのため、凝縮した水蒸気１６は、水膜１７となって微細孔１１の内表面を覆う。この微細孔１１の表面に凝縮した水膜１７とメッキ液１９とはいずれも液体であるため、メッキ液１９は表面張力の影響が低減されつつ微細孔１１に浸入する。その結果、微細孔１１に水膜１７が形成された被加工物１０をメッキ液１９に浸漬することにより、微細孔１１における水の凝縮で生成した水膜１７とメッキ液１９とは容易に置換される。これにより、微細孔１１の内側にもメッキ液１９が速やか、かつ確実に充填される。したがって、設備や工程の複雑化を招くことなく、微細孔１１が形成されている被加工物１０にも、もれなくメッキを施すことができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の場合、被加工物１０に飽和水蒸気を供給する方法が第１実施形態と異なる。第１実施形態では、図２（Ａ）に示すように水蒸気が充満した処理室１３に被加工物１０を入れることにより微細孔１２へ水蒸気を供給した。これに対し、第２実施形態では、被加工物１０は、図４（Ａ）に示すように熱水槽２０の熱水２１に浸漬される。熱水２１は、沸騰状態または沸騰前後の８０℃以上に設定されている。被加工物１０を熱水２１に浸漬することにより、被加工物１０の微細孔１１に残存している空気は膨張し、微細孔１１の外側へ排出される。被加工物１０は熱水２１に浸漬されているため、微細孔１１からの空気の排出に代わって熱水２１が微細孔１１へ浸入する。また、微細孔１１から空気が完全に排出されなくても、微細孔１１には熱水２１を由来とする水蒸気が充満し、微細孔１１の内部における水蒸気の割合は増大する。その結果、被加工物１０を熱水２１に浸漬することにより、微細孔１１の内側には水蒸気が供給され、その後に図４（Ｂ）に示すように被加工物１０を冷却することにより、被加工物１０の微細孔１１の内側には第１実施形態と同様に水膜１７が形成される。したがって、微細孔１１に水膜１７が形成された被加工物１０を図４（Ｃ）に示すようにメッキ液１９に浸漬することにより、第１実施形態と同様に第２実施形態の場合でも、微細孔１１の内側に均一なメッキを施すことができる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。なお、上記の複数の実施形態では、図３に示すように微細孔１１を例に水蒸気または熱水の浸入について説明したが、微細孔１２やその他の微細孔についても微細孔１１と同様に空気と水蒸気が置換される。また、被加工物１０は、説明した例である板状に限らず、例えば電池の電極など多孔質材料で形成してもよい。このような多孔質材料の場合、この多孔質材料を構成する複数の孔が微細孔に相当する。

また、上記実施形態では、被加工物１０を室温より高い温度の飽和水蒸気に晒すまたは熱水に浸した後、室温付近まで冷却する例について説明した。しかし、室温の被加工物１０を室温以下に冷却する構成としてもよい。すなわち、被加工物１０を室温に放置した後、この被加工物１０を室温以下、例えば露点以下に冷却する。これにより、室温に放置されている被加工物１０の周囲の水蒸気は、冷却によって結露し、微細孔１１に水膜を形成する。その結果、上記実施形態と同様に被加工物１０をメッキ液を浸漬することにより、水膜とメッキ液とが置換され、微細孔１１の内側にムラのない均一なメッキを施すことができる。

図面中、１０は被加工物、１１は微細孔、１６は水蒸気、１７は水膜、１９はメッキ液を示す。

Claims

微細孔を有する被加工物に対し、前記微細孔の内側を含む表面にメッキを行うメッキ方法であって、
前記被加工物の前記微細孔の内側に飽和水蒸気を充填する工程と、
飽和水蒸気が充填された前記被加工物を冷却して、前記微細孔の内側に水蒸気の凝縮による水膜を形成する工程と、
前記微細孔の内側に前記水膜が形成された前記被加工物をメッキ液に浸漬し、前記微細孔の内側にメッキ液を充填し、前記微細孔の内側にメッキ層を形成する工程と、
を含むことを特徴とするメッキ方法。