JP2012062555A - 表面処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの表面や孔部の内側に付着した気泡を物理的に除去して、処理能力を向上することができる表面処理装置を提供する。
【解決手段】ワーク２０の表面を処理する表面処理装置は、ガイドレール２３１（２３２）と、ガイドレールに案内され、ガイドレールに沿った搬送方向Ａに沿って搬送されるワークを保持した搬送治具３０と、搬送治具に保持されたワークを表面処理する表面処理槽と、表面処理槽よりも搬送方向の上流側に配置され、搬送治具に保持されたワークを処理液２９０中に浸漬して処理する前処理槽２３０Ａと、前処理槽にて処理液に浸漬されるワークを保持した搬送治具に振動を付与して、処理液中にてワークを振動させる振動付与部５００と、を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、表面処理槽と前処理槽とを有する表面処理装置に関する。

表面処理装置例えばワーク表面をメッキ処理する電解メッキ処理装置として、メッキ槽内にて回路基板等のワークを連続搬送する連続メッキ処理装置が知られている。ワークは、給電レール（ガイドレール）に沿って搬送される搬送治具に垂下して保持され、給電レールから搬送治具を介して給電されながらめっき槽内を連続搬送される。メッキ槽には、陰極となるワーク搬送経路の両側に陽極が配置され、陰極−陽極間に電界を形成してメッキ液を電気分解してワーク表面をメッキする。

ここで、メッキ槽の上方に給電レールを配置した構造（特許文献１）や、メッキ槽の上方から外れた位置にて、メッキ槽の長手方向と平行に給電レールを延設した構造が知られている（特許文献２）。後者の構造では、給電レール上を搬送治具が摺動する時に発生する粉塵が、メッキ槽内に落下混入することを防止できる点で優れている。

ワークは、電子機器や半導体装置に用いられる基板等であり、貫通孔であるスルーホールや、非貫通孔であるビアホール等の孔部が形成されることがある。表面処理装置は、これらの孔部の内側も表面処理例えばメッキ処理する必要がある。スルーホールは基板の表裏面を導通させる貫通孔であり、ビアホールは内部配線を表層に導通させるための非貫通孔であり、孔部の内側をメッキ配線する必要があるからである。

これらの孔部に気泡が存在すると、その気泡によって孔部の内側が表面処理されない問題が指摘されている（特許文献３〜５）。

特許第３０２５２５４号公報 特許第３５９１７２１号公報 特開平１１−３５０１８７号公報 特開２００４−１１１８９３号公報 特開２００８−３０８７０８号公報

特許文献３では、二流体スプレーノズル、あるいは超音波を用いて発生させた霧化した液体をワークの表面に当てて微細孔内部を濡らし、その後にメッキ処理している。特許文献４では、アニオン系界面活性剤を添加することによって表面張力を３００〜６００μＮ／ｃｍとした水溶液中にワークを浸漬しながら超音波を印加することにより、ワークの非貫通孔内の気泡を除去している。特許文献５では、ワークに対する表面張力がメッキ処理液よりも小さい前処理溶液にワークを浸漬して、前処理溶液は微細孔の内面との接触角が小さいため、微細孔の内面と気泡との間に前処理溶液が進入して、微細孔の内側に充満している気泡を微細孔の内面から離脱している。

しかし、スルーホールやビアホール等の孔部の径はさらに微細化する等、ワークの濡れ性を高めるだけでは、孔部の内側に入りこんだ気泡の除去がより困難な状況にある。

本発明の幾つかの態様では、ワークに付着した気泡を物理的に除去して、表面処理能力を向上することができる。

本発明の一態様は、
ガイドレールと、
前記ガイドレールに案内され、前記ガイドレールに沿った搬送方向に沿って搬送される、ワークを保持した搬送治具と、
前記搬送治具に保持された前記ワークを表面処理する表面処理槽と、
前記表面処理槽よりも前記搬送方向の上流側に配置され、前記搬送治具に保持された前記ワークを処理液中に浸漬して処理する前処理槽と、
前記前処理槽にて前記処理液に浸漬される前記ワークを保持した前記搬送治具に振動を付与して、前記処理液中にて前記ワークを振動させる振動付与部と、
を有することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、前処理槽にて処理液に浸漬されるワークを保持した搬送治具に振動を付与している。それにより、処理液中にてワークが振動する。その結果、ワークに付着していた気泡をワークから除去することができる。ワークに付着した気泡とは、ワーク表面に付着した気泡を含む。よって、本発明は必ずしも孔付きのワークに限らない。ワークの表面に気泡が付着すると、その部分の表面処理能力が劣るからである。この他、ワークに貫通または非貫通の孔部が形成されている場合には、その孔部に滞留している気泡も、ワークの振動により孔部から排出される。また、孔部から除去された気泡がワーク表面に再付着しても、その気泡をワークの振動によりワーク表面から除去することができる。こうして、前処理にてワークから気泡を除去できるので、その後の表面処理工程では、孔部の内面も表面処理することができる。

ここで、搬送治具に保持されて処理液中を搬送中のワークに振動を付与しても良いが、処理液中にて停止中のワークであると、搬送治具への振動付与がし易い点で好ましい。ワークが処理液中で振動されると、ワークの表面や孔部の壁部の規制から解除される気泡は、浮力が作用して上昇するので、気泡をワークから物理的に排出させることができる。なお、振動付与部は、前処理槽のほか、後処理槽にも設置することができる。

本発明の一態様では、前記搬送治具は、前記ガイドレールに案内される被案内部と、前記ワークを垂下状態にて保持する保持部と、前記被案内部と前記保持部とを連結する連結部と、を有し、前記振動付与部は、前記搬送治具の前記連結部に振動を付与することができる。

被案内部は、ガイドレールに係合しているために振動が減衰されやすい。保持部は、ワークの保持状態が振動により悪影響を受けやすい。その点、連結部であれば連結機能が保持される限り弊害はない。

本発明の一態様では、前記ガイドレールは、前記表面処理槽及び前記前処理槽の上方から外れた位置にて、前記前処理槽から前記表面処理槽に向う方向と平行に延設され、前記搬送治具の前記連結部は、前記被案内部側の基端部から自由端部に向けて水平方向に延びる水平部と、前記水平部の前記自由端部から前記保持部に向けて垂下する垂下部と、
を含み、前記振動付与部は、前記垂下部に振動を付与することができる。

振動が付与される垂下部は、ガイドレールに支持される被案内部の基端部から延びる水平部の自由端部に連結されている。このため、片持ち梁の自由端を振動させる要領により、処理液中にてワークを効果的に振動させることができる。

本発明の一態様では、前記振動付与部は、前記搬送治具を打撃する打撃部を含むことができる。振動付与には種々の方法が考えられ得るが、振動付与部の打撃部は、少なくとも１回だけ搬送治具を打撃することで、搬送治具に振動を付与することができる。特に、搬送治具の連結部、その連結部の中でも錘下部を打撃することで、片持ち梁構造の搬送治具を効果的に振動されることができる。この振動はワークに伝達されるので、処理液中にてワークを振動させることができる。

本発明の一態様では、前記打撃部は、前記ワークの表面と交差する方向に移動して前記搬送治具を打撃することができる。好ましくは、打撃部はワークの表面と直交する方向に移動して搬送治具を打撃することができる。いずれの場合も、ワークの両表面には処理液の圧力が作用するので、処理液が緩衝材となって搬送治具への過度な衝撃を和らげることができる。

本発明の一態様では、前記振動付与部は、前記打撃部を、支点廻りに回動自在に保持する第１アーム部と、前記第１アーム部を、前記支点廻りで打撃位置と待機位置とに往復回動駆動する駆動部と、を含むことができる。

このように、打撃部を駆動部により第１アーム部を介して回動させることで、打撃部を打撃位置と待機位置とに往復移動させることができる。打撃部が待機位置にあれば、打撃部は搬送治具の搬送路と干渉しないので、搬送治具を搬送路に沿って搬送できる。搬送治具の搬送が停止された後に打撃部を駆動すれば、搬送治具を打撃することができる。

本発明の一態様では、前記振動付与部は、前記打撃位置にて前記第１アーム部に当接するストッパー部をさらに含むことができる。

こうすると、打撃位置にて打撃部を確実に停止させることができる。ストッパー部を設けることで、仮に搬送治具が存在しない場合でも、打撃部を所定の位置にて停止させることができ、安全性が高まる。

本発明の一態様では、前記打撃部は、前記第１アーム部に固定された固定部と、前記固定部に摺動可能に支持され、前記第１アーム部が前記ストッパー部に当接して停止された際の慣性力で前記固定部よりも前方に突出される摺動部と、を含み、前記摺動部が前記搬送治具を打撃してもよい。

このように、摺動部が慣性力で前方移動する途中または移動端に搬送治具が存在すれば、摺動部が搬送治具に衝突して搬送治具を打撃することができる。こうすることで、振動付与力を増大させることができる。

本発明の一態様では、前記振動付与部は、前記駆動部により駆動されて、前記支点廻りに前記第１アーム部と一体移動する第２アーム部をさらに有し、前記打撃部が保持される前記第１アーム部の作用点から前記支点までの第１距離を、前記駆動部からの駆動力が前記第２アーム部に伝達される力点から前記支点までの第２距離よりも長くすることができる。

こうすると、駆動部の駆動力で第２アーム部を駆動した時の打撃部の移動速度が速くなり、摺動部に付与される慣性力を増大できる。それにより、摺動部により搬送治具に付与される衝撃力を増大できる。

本発明の実施形態に係る連続メッキ装置の概略平面図である。 メッキ槽への搬送治具を間欠搬送し、メッキ槽内にて搬送治具を連続搬送する動作を説明する図である。 前処理槽の一部にて搬送治具を間欠搬送する動作を説明する図である。 前処理槽の他の一部にて搬送治具を間欠搬送する動作を説明する図である。 メッキ槽の概略縦断面図である。 搬送治具の概略斜視図である。 前処理槽と振動付与部とを示す側面図である。 打撃部が待機位置にある振動付与部の平面図である。 第１アーム部がストッパー部に当接する直前の状態を示す振動付与部の平面図である。 第１アーム部がストッパー部に当接した直後の打撃状態を示す振動付与部の平面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

１．表面処理装置の概要
図１は、表面処理装置例えば連続メッキ処理装置の平面図である。連続メッキ処理装置１０は、回路基板等のワーク２０をそれぞれ保持する複数の搬送冶具３０が、図１の例えば右回りの循環搬送方向Ａに沿って循環搬送される循環搬送路１００を有する。なお、図１では一部のワーク２０や一部の搬送治具３０は図示が省略されている。

循環搬送路１００には、複数の搬送冶具３０の各々に保持されたワーク２０を表面処理例えばメッキ処理するメッキ槽（広義には表面処理槽）２００と、メッキ槽２００よりも循環搬送路１００の上流に設けられて未処理のワーク２０複数の搬送冶具３０に搬入する搬入部２１０と、メッキ槽２００よりも循環搬送路１００の下流に設けられて処理済みのワーク２０を複数の搬送冶具３０から搬出する搬出部２２０とが設けられている。

循環搬送路１００は、第１直線搬送路１１０と、第１直線搬送路１１０と平行な第２直線搬送路１２０と、第１直線搬送路１１０の一端より第２直線搬送路１２０の一端に複数の搬送冶具３０の少なくとも一つを水平転回して受け渡す第１転回装置１３０と、第２直線搬送路１２０の他端より第１直線搬送路１１０の他端に複数の搬送冶具３０の少なくとも一つを水平転回して受け渡す第２転回装置１４０とを有する。

本実施形態では、メッキ槽２００は第２直線搬送路１２０に沿って設けられ、搬入部２１０及び搬出部２２０は第１直線搬送路１１０に設けられている。循環搬送路１００には、メッキ槽２００の上流側に配置される前処理槽群２３０と、メッキ槽２００の下流側に配置される後処理槽群２４０とをさらに設けることができる。

前処理槽群２３０は、搬入部２１０とメッキ槽２００との間に、上流側から順に、例えば脱脂槽２３０Ａ、湯洗槽２３０Ｂ、水洗槽２３０Ｃ、シャワー槽２３０Ｄ及び酸洗槽２３０Ｅを配置することで構成される。後処理槽２４０は、メッキ槽２００と搬出部２２０との間に、上流側から順に、例えばシャワー槽２４０Ａ及び水洗槽２４０Ｂを配置することで構成される。なお、前処理槽群２３０及び後処理槽群２４０の数や種類は適宜変更可能である。また、本実施例装置では、第１転回装置１３０により転回されるワーク２０は、転回中にシャワー槽２３０Ｄで洗浄される。同様に、第２転回装置１４０により転回されるワーク２０は、転回中にシャワー槽２４０Ａで洗浄される。

前処理槽群２３０及び後処理槽群２４０では、搬送治具３０は間欠搬送される。このために、前処理槽群２３０及び後処理槽群２４０では、搬送治具３０を搬送ガイドする２種類のガイドレールが設けられる。一つは、同一処理槽内で搬送治具３０を間欠搬送させるための固定レール２３２，２３４，２３５，２４２，２４３である。他の一つは、異なる処理槽間で、仕切り壁を越えて搬送治具３０を間欠搬送可能な昇降レール２３１，２３３，２３６，２４１である。

前処理槽群２３０及び後処理槽群２４０のシャワー槽２３０Ｄ，２４０Ａ以外の第１，第２直線搬送路１１０，１２０では、この２種類のガイドレールと、ガイドレールに沿って１または複数の搬送治具３０を単位距離だけ移動させるプッシャーとにより、搬送治具３０が間欠搬送される。なお、間欠搬送動作については図３及び図４を用いて後述する。

前処理槽群２３０及び後処理槽群２４０中のシャワー槽２３０Ｄ，２４０Ａでは、第１，第２転回装置１３０，１４０により、搬送治具３０が間欠搬送される。このために、第１転回装置１３０は一体的に転回駆動される２本の転回レール１３１，１３２を有し、第２転回装置１４０は一体的に転回駆動される２本の転回レール１４１，１４２を有する。

例えば第１転回装置１３０では、２本の転回レール１３１，１３２のうち、循環搬送方向の上流側に位置する一方に搬送治具３０を支持し、循環搬送方向の下流側に位置する他方は空状態で、２本の転回レール１３１，１３２を一体で１８０°ずつ間欠的に転回駆動する。第２転回装置１４０も同様である。第１，第２転回装置１３０，１４０にて転回される搬送治具３０に保持されたワーク２０は、シャワー槽２３０Ｄまたはシャワー槽２４０Ａにてシャワー洗浄される。この際、シャワー槽２３０Ｄ，２４０Ａではワーク２０を浸漬させる液を収容する必要がないので、隔壁があったとしても低くてよく、ワーク２０の水平搬送に支障とならない。

図１に示すように、第１，第２転回装置１３０，１４０の各々に設けられた２本の転回レール１３１，１３２，１４１，１４２の各々は、停止位置にて、第１，第２の直線搬送路１１０，１２０の両端にそれぞれ配置された４本のガイドレール２３４，２３５，２４２，２４３の対応する各１本と一直線上に配置される。

メッキ槽２００には、メッキ槽２００の上方から外れた位置にて、図１の平面図にてメッキ槽２００の長手方向と平行に延設される給電レール（広義にはガイドレール）２０１が設けられている。給電レール２０１に支持される複数の搬送冶具３０は、メッキ槽２００内に配置させてワーク２０をそれぞれ保持する。また、複数の搬送冶具３０を給電レール２０１に沿って連続搬送させる連続搬送手段４００が、給電レール２０１に沿って設けられる。なお、連続搬送動作については図２を用いて後述する。

循環搬送路１００は、第１直線搬送路１１０の搬出部２２０から搬入部２１０に亘って、治具戻し搬送路１５０をさらに有する。治具戻し搬送路１５０は、例えば２本の無端状チェーン１５１，１５２を有する。治具戻し搬送路１５０は、空状態の搬送治具３０を搬出部２２０から搬入部２１０に戻し搬送する機能と、搬入部２１０の上流側で空状態の搬送治具３０を待機させる機能を有する。

２．搬送治具の間欠搬送と連続搬送
図２は、メッキ槽２００内での搬送治具３０の連続搬送動作と、酸洗槽２３０Ｅとメッキ槽２００との間での搬送治具３０の間欠搬送動作とを示している。図２は、昇降レール２３６に支持されていた３個の搬送治具３０のうち、鎖線で示す先頭の搬送治具３０が昇降レール２３６から給電レール２０１上の実線で示す位置に受け渡された直後の状態を示している。

図２において、昇降レール２３６は昇降モーター２５０の駆動により昇降軸２５２に沿って昇降可能である。この昇降レール２３６は、４個の搬送治具３０を支持できる長さを有し、実際の駆動では２個または３個の搬送治具３０が支持される。よって、少なくとも１個の搬送治具３０を支持するスペースを、空きスペースとして有している。

図２の状態から昇降レール２３６が上昇される前に、シャワー槽２３０Ｄにあった１個の搬送治具３０（図２では図示せず）が昇降レール２３６に支持されるように送り動作される。こうして、３個の搬送治具３０を搭載した昇降レール２３６が上昇される。上昇位置には、上部プッシャー２６０が配置されている。この上部プッシャー２６０は、ロッド２６２に３個の送りコマ２６４を有する。ロッド２６２は、送りモーター２６６により駆動される送りボールねじ２６８によって、前後進可能である。

一方、昇降レール２３６に指示された３個の搬送治具３０の各々には、第１駆動片３２０が固定されている。昇降レール２３６が上昇すると、上部プッシャー２６０の３個の送りコマ２６４の前方に３個の第１駆動片３２０が配置される。その後ロッド２６２を前進させると、ロッド２６２と共に前進する３個の送りコマ２６４が３個の第１駆動片３２０を押動して、３個の搬送治具３０が単位距離だけ前進される。こうして、先頭の搬送治具３０は、酸洗槽２３０Ｅの上方からメッキ槽２００の上方へと移動される。

その後、昇降レール２３６が下降される。それにより、先頭の搬送治具３０は、図２にて鎖線で示すようメッキ槽２００内に配置される。このように、異なる処理槽間の隔壁２３７を乗り越えるために、昇降レール２３６と上部プッシャー２６０とを用いて、搬送治具３０は間欠搬送される。

昇降レール２３６上に支持された先頭の搬送治具３０（鎖線で図示）は、下部プッシャー２７０により、昇降レール２３６から給電レール２０１へと受け渡される。下部プッシャー２７０は、ロッド２７２に支持された送りコマ２７４を有する。一方、搬送治具３０は、送りコマ２７４に当接可能な第２駆動片３２１を有し、昇降レール２３６上に支持された先頭の搬送治具３０の第２駆動片３２１は送りコマ２７４の前方に配置される。その後ロッド２７２を前進させると、ロッド２７２と共に前進する送りコマ２７４が第２駆動片３２１を押動して、搬送治具３０が単位距離だけ矢印Ａ方向に前進される。こうして、先頭の搬送治具３０は、酸洗槽２３０Ｅの上方からメッキ槽２００の上方へと移動される。昇降レール２３６から給電レール２０１へと受け渡される。

この際、ロッド２７２のシーケンシャル制御により、ロッド２７２にて前進された後行の搬送治具３０に支持されたワーク２０は、給電レール２０１上にて低速度で連続搬送中の先行の搬送治具３０に支持されたワーク２０と僅かなギャップＧだけ隔てて配置される。ギャップＧは狭いほどよいが、先行及び後行のワーク２０同士の干渉を防止する必要があり、設計値として１０ｍｍまたはその前後の寸法に設定される。ギャップＧが大きいと、ワーク２０の両端に電解が集中して、いわゆるドッグボーン（犬の骨）と称されるようにワーク２０の両端でのメッキ厚が厚くなり、面内均一性が確保できないからである。

次に、図３及び図４を参照して、前処理槽群２３０で搬送治具３０を間欠搬送する動作について説明する。図３及び図４でも、図２での間欠搬送動作と同様に、同一槽内のみでの間欠搬送動作は下部プッシャー２８０，２８４，２８６と固定レール２３２，２３４，２３５を用いて実施され、異なる槽間で隔壁２３７を超える間欠搬送動作を含む場合には、上部プッシャー２８２と昇降レール２３３を用いて間欠搬送動作が実施される。なお、図４は水洗槽２３０Ｃから酸洗槽２３０Ｅまでを展開した図として示しているが、シャワー槽２３０Ｄ内での間欠搬送は、固定レールに代えて、水平に転回される転回レール１３１または転回１３２が用いられ、転回レール１３１（１３２）とその前後の固定レール２３４，２３５との間の間欠搬送は、下部プッシャー２８４，２８６により実施される。また、後処理槽群２４０での間欠搬送動作については説明を省略するが、上記と同様にして、転回レール１４１，１４２、固定レール２４２，２４３と図示しない下部プッシャーを用いて実施される。

３．メッキ槽
図５は、メッキ槽２００の概略断面図である。メッキ槽２００は、上部が開口した枠体２０２を有する。枠体２０２内には、２つの陽極ボックス２０３が対向して配置され、陽極ボックス２０３内には消耗品である陽極ボール２０３Ａが収容される。２つの陽極ボックス２０３の間には、２列のノズル管２０４が配置される。２列のノズル管２０４の各々には、縦列にて複数のノズル２０４Ａが固定され、メッキ液をワーク２０の両面に向けて噴出可能である。２列のノズル管２０４の下端は、分配配管２０５にそれぞれ固定されている。

ワーク２０の両側には、ワーク２０を搬送ガイドするガイド部材や、ワーク２０の上下端部をマスクするマスク部材を設けることができる。さらに、ワーク２０の全長に合わせてガイド部材及びマスク部材の高さ位置を調整できる。マスク部材がワーク２０の上下端部をマスクすることで、ワーク２０の下端に電界が集中してメッキ厚が厚くなることを防止できる。

４．搬送治具
ワーク２０を保持する搬送治具３０は、図６に示すように、被案内部３００、連結部３３０及び保持部３４０を有する。被案内部３００は給電レール２０１に案内される部分である。保持部３４０はワーク２０を垂下状態にて保持する部分である。連結部３３０は、被案内部３００と保持部３４０とを連結する部分である。

ここで、被案内部３００を案内する給電レール２０１は、図６に示すように、縦断面が、上面２０１Ａと、下面２０１Ｂと、メッキ槽２００側の第１側面２０１Ｃと、第１側面２０１Ｃと対向する第２側面２０１Ｄとを有する矩形断面である。なお、給電レール２０１の形状は、メッキ槽２００以外で搬送治具３０を間欠搬送するガイドレール（固定レール２３２，２３４，２３５，２４２，２４３、昇降レール２３１，２３３，２３６，２４１または転回レール１３１，１３２，１４１，１４２）の形状と一致している。

連続搬送手段４００は、例えば図６に示すように、チェーン４１０と、チェーン４１０に固定された複数の歯付きブロック４２０を有する。

被案内部３００は、給電レール２０１の上面２０１Ａと接触する被給電部３０１と、給電レール２０１の第１側面２０１Ｃと転接する少なくとも一つ、例えば２つの第１ローラー３０２と、給電レール２０１の第２側面２０１Ｄと転接する少なくとも一つ、例えば３つの第２ローラー３０３と、連続搬送手段４００の歯付きブロック４２０に噛合される被噛合部３０４と、を有する。さらに、給電レール２０１の下面２０１Ｂに転接する少なくとも一つ、例えば２つの第３ローラー３０５を設けることができる。このように、給電レール２０１の上面２０１Ａと自重により接触する被給電部３０１を有する被案内部３００は、給電レール２０１の両側面２０１Ｃ，２０１Ｄを挟持するように転接する第１，第２ローラー３０２，３０３によって給電レール２０１に案内される。さらに、給電レール２０１の下面２０１Ｂに転接する第３ローラー３０５を設けることで、搬送治具３０の上下動を規制できる。転回レール１３１，１３２，１４１，１４２も給電レール２０１と同一形状であるので、これらの転回レールに搬送治具３０を保持した転回動作中でも、搬送治具３０は水平方向または上下方向に変動することがない。

給電レール２０１に案内される被案内部３００自体に、連続搬送手段４００の歯付きブロック４２０と噛合して被案内部３００に搬送力を作用させる被噛合部３０４を設けているので、被案内部３００は給電レール２０１上を円滑に搬送される。この被案内部３００には、図６に示すように、上述した第１，第２駆動片３２０，３２１と、搬送治具３０の有無をセンシングするための被検出片（第２の被検出部）３２２が設けられている。

搬送治具３０の連結部３３０は、図６に示すように、互いに隔離して配置される被案内部３００と保持部３４０とを連結するものである。本実施形態では、搬送治具３０が図６に示す形状を有することで、連結部３３０を有することで、図５に示すように、搬送治具３０の被案内部３００を案内する給電レール２０１は、メッキ槽２００の上方から外れた位置とすることができる。これにより、被案内部３００が給電レール２０１を摺動した時に発生する粉塵がメッキ槽２００に落下することがない。本実施形態では、連結部３３０は、被案内部３００側の基端部から自由端部に向けて水平方向に延びる水平部３３１と、水平部３３１の自由端部から保持部３４０に向けて垂下する垂下部３３２と、を有する。

連結部３３０の水平部３３１は、図１に示す戻し搬送路１５０の２つのチェーン１５１，１５２上に載置され、搬送治具３０が戻し搬送路１５０に沿って戻し搬送される。

保持部３４０は、図６に示すようにワーク２０の上部をチャックする複数例えば３つのチャック部３４１を有する。幅が広いワーク２０を保持できるように、標準装備としてまたはオプションとして、３つのチャック部３４１の両側に可動チャック部を設けることができる。可動チャック部は、ワーク２０の幅に合わせてスライド移動可能とすることができる。

５．前処理槽と振動付与部
５．１．前処理槽
上述の通り、本実施形態の前処理槽群２３０は、メッキ槽２００の上流側に、脱脂槽２３０Ａ、湯洗槽２３０Ｂ、水洗槽２３０Ｃ、シャワー槽２３０Ｄ及び酸洗槽２３０Ｅを有している。このうち、以下にて説明する振動付与部５００が配置される前処理槽は、ワーク２０を処理液中に浸漬して処理する前処理槽であり、シャワー槽２３０Ｄを除く槽２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃ，２３０Ｅの少なくとも一つである。これらの中でいずれか一つに振動付与部５００を設けるとすれば、好ましくは界面活性剤を含む処理液が用いられる槽、例えば脱脂槽２３０Ａである。以下、前処理槽２３０Ａとして説明するが、脱脂槽２３０Ａ以外の他の前処理槽２３０Ｂ，２３０Ｃ，２３０Ｅのいずれかに振動付与部５００を設ける場合も同様である。振動付与部５００は、前処理槽に加えて、処理液を用いる後処理槽２４０Ｂにも設置することができる。

５．２．振動付与部の役割
図７は、前処理槽２３０Ａにて処理液に浸漬されるワーク２０を保持した搬送治具３０に振動を付与して、処理液２９０中にてワーク２０を振動させる振動付与部５００を示している。図７に示すように、前処理槽２７０Ａに搬入された搬送治具３０は、図１に示すガイドレール（昇降レールまたは固定レール）２３１または２３２上にて例えば停止中に、振動付与部５００より振動が付与される。それにより、処理液２９０中にてワーク２０が振動する。

処理液２９０中にてワーク２０を振動させると、ワーク２０の表面に付着していた気泡は、ワーク２０から物理的に除去される。ワーク２０にスルーホール（貫通孔）またはビアホール（非貫通孔）等の孔部が形成されている場合には、その孔部に滞留している気泡と、ワーク２０の孔部との相対位置が振動周期に応じて変化する。ワーク２０の孔部はワーク２０と一体で振動するのに対して、気泡には浮力による上昇力が付与されるからである。こうして、孔部の壁部の規制から解除される気泡は、浮力が作用して上昇するので、気泡を孔部内から物理的に排出させることができる。ワーク２０の孔部から除外されてワーク２０の表面に再付着した気泡も、ワーク２０の振動により物理的にワーク２０の表面から除去される。処理液２９０中の界面活性剤は、ワーク２０の表面や孔部に処理液を接触し易くして、上述した気泡の除去作用を促進できる。

このように、前処理槽２３０Ａにてワーク２０の表面や孔部から気泡を除去できるので、その後のメッキ槽２００でのメッキ工程（表面処理工程）では、ワーク２０の表面や孔部の内面もメッキ処理（表面処理）することができる。こうして、ワーク２０の表面の一部や孔部にメッキ無しの不良が発生することを防止できる。なお、搬送治具３０に保持されて処理液２９０中を搬送中のワークに振動を付与しても良いが、処理液２９０中にて停止中のワーク２０であると、搬送治具３０への振動付与がし易い点で好ましい。さらに、ワーク２０の曲げ剛性が低いと、処理液２９０中にて搬送中にワーク２０が振動すると、搬送に伴いワーク２０に作用する液圧が増大し、ワーク２０が折れ曲がる等の変形をきたす虞がある。この意味からも、処理液２９０中にて停止中のワーク２０を振動させることが好ましい。

５．３．搬送部材に振動を付与する部位
次に、振動付与部５００が搬送治具３０に振動を付与する部位について説明する。上述した通り、搬送治具３０は、ガイドレール（昇降レールまたは固定レール）２３１または２３２に案内される被案内部３００と、ワーク２０を垂下状態にて保持する保持部３４０と、被案内部３００と保持部３４０とを連結する連結部３３０とを含む。本実施形態では、振動付与部５００は、搬送治具３０の連結部３３０に振動を付与している。被案内部３００は、ガイドレール（固定レール）２３１または２３２に係合しているために振動が減衰されやすい。保持部３４０は、ワーク２０の保持状態が振動により悪影響を受けやすい。その点、連結部３００であれば連結機能が保持される限り弊害はない。

ここで、本実施形態では、図１及び図７に示すように、ガイドレール（昇降レールまたは固定レール）２３１または２３２は、前処理槽２３０Ａの上方から外れた位置にて、搬送治具３０の搬送方向と平行に延設されている。このために、搬送治具３０の連結部３００は、上述した通り、被案内部３００側の基端部から自由端部に向けて水平方向に延びる水平部３３１と、水平部３３１の自由端部から保持部３４０に向けて垂下する垂下部３３２と、を有している。この場合、振動付与部５００は、図７に示すように垂下部３３２に振動を付与することができる。

ここで、振動が付与される垂下部３３２は、図７に示すように、ガイドレール（昇降レールまたは固定レール）２３１または２３２に支持される被案内部３００の基端部から延びる水平部３３１の自由端部に連結されている。このため、片持ち梁の自由端を振動させる要領により、処理液２９０中にてワーク２０を効果的に振動させることができる。

なお、前述したとおり、処理槽とガイドレールとの位置関係として、上述した特許文献１のように、処理槽の上方にガイドレールを配置するものもある。本発明は特許文献１の配置構造にも適用できる。この場合にも、搬送治具は上述と同様の機能を有する被案内部、保持部及び連結部を有するが、この場合の連結部は水平部３３１を持たずに垂下部３３２だけで形成される。よって、振動付与部５００は搬送治具の連結部（垂下部）に振動を付与することができる。

５．４．振動付与部の振動付与方式
本実施形態の振動付与部５００は、図７に示すように、搬送治具３０を打撃する打撃部５１０を含むことができる。振動付与には種々の方法が考えられ得るが、振動付与部５００の打撃部５１０は、少なくとも１回だけ搬送治具３０を打撃することで、搬送治具３０に振動を付与することができる。特に、搬送治具３０の連結部３３０、その連結部３３０の中でも垂下部３３２を打撃することで、片持ち梁構造の搬送治具３０を効果的に振動させることができる。この振動はワーク２０に伝達されるので、処理液２９０中にてワーク２０を振動させることができる。

ここで、打撃部５１０は、図７に示すようにワーク２０の表面と交差する方向Ｂ、好ましくはワーク２０の表面と直交する方向Ｂに移動して搬送治具３０を打撃することができる。こうすると、ワーク２０の両表面は処理液２９０の圧力が作用するので、処理液２９０が緩衝材となって搬送治具３０への過度な衝撃を和らげることができる。よって、搬送治具３０を打撃しても、その打撃力の大半は処理液２９０が受け止めることができ、搬送治具３０の破損が防止される。換言すれば、ワーク２０の表面と平行な方向には打撃しないことが好ましい。この場合には処理液２９０が緩衝材として機能することが期待できないからである。ただし、振動効果は大きいので、ワーク２０の表面と平行な方向には打撃することを否定するものではない。

５．５．振動付与部の駆動方式
図８〜図１０は、振動付与部５００の平面図であり、それぞれが振動付与部５００の異なる状態を示している。図８は打撃部５１０の待機位置を示し、図９及び図１０は打撃部５１０が待機位置から打撃位置へ向けて移動した状態を示している。

図８〜図１０に示すように、振動付与部５００は、打撃部５１０を、支点５２２の廻りに回動自在に保持する第１アーム部５２０と、第１アーム部５２０を、支点５２２の廻りで打撃位置と待機位置とに往復回動駆動する駆動部例えばエアーシリンダ５３０とを有することができる。このように、打撃部５１０を駆動部５３０により第１アーム部５２０を介して回動させることで、打撃部５１０を打撃位置と待機位置とに往復移動させることができる。打撃部５１０が待機位置にあれば、打撃部５１０は搬送治具３０の搬送方向Ａ（搬送路１００）と干渉しないので、搬送治具３０を搬送方向Ａ（搬送路１００）に沿って搬送できる。搬送治具３０の搬送が停止された後に打撃部５１０を駆動すれば、搬送治具３０を打撃することができる。

ここで、振動付与部５００は、打撃位置にて第１アーム部に当接するストッパー部５４０をさらに含むことができる。こうすると、図９及び図１０に示すように搬送治具３０の搬送方向Ａと打撃部５１０とが交差例えば直交する打撃位置にて、打撃部５１０を確実に停止させることができる。ストッパー部５４０は、第１アーム部５２０に接触して打撃部５１０を停止させることができる。ストッパー部５１０を設けることで、仮に搬送治具３０が存在しない場合でも、打撃部５１０を所定の位置にて停止させることができ、安全性が高まる。

エアーシリンダ５３０により回動される第１アーム部５２０に保持された打撃部５１０は、図８に示す回動軌跡ＲＴ１に沿って移動する。図９及び図１０に示すように搬送治具３０の搬送方向Ａと打撃部５１０とが例えば直交する位置で打撃部５１０を停止させるために、ストッパー部５４０を設けている。これにより、打撃部５１０は、図７に示すようにワーク２０の表面と交差する方向Ｂ、好ましくはワーク２０の表面と直交する方向に移動して搬送治具３０を打撃することができる。

ここで、ストッパー部５４０を単に停止させる機能だけに限らず、打撃部５１０の一部に慣性力を付与するために用いることもできる。このために、打撃部５１０は、図８〜図１０に示すように、第１アーム部５２０に固定された固定部５１２と、固定部５１２に摺動可能に支持され、第１アーム部５２０がストッパー部５４０に当接して停止された際の慣性力で固定部５１２よりも前方に突出される摺動部５１４と、を含むことができる。この場合、摺動部５１４が搬送治具３０を打撃することになる。

打撃部５１０が待機位置にある図８と、打撃部５１０がストッパー部５４０により停止される直前の状態を示す図９では、摺動部５１４は後退位置にある。打撃部５１０がストッパー部５４０により停止されると、固定部５１２も停止されるが、図１０に示すように摺動部５１４は慣性力により前方に移動する。図１０の位置から図８の位置に打撃部５１０が移動し、第１アーム部５２０が移動停止されると、摺動部５１４は慣性力により図８に示す元の位置に復帰される。

ここで、軸状の固定部５１２の先端にはフランジ部５１２Ａを形成することができる。一方、軸状の固定部５１２が挿通される筒状の摺動部５１４には段付孔を形成することができる。摺動部５１４は、固定部５１２のフランジ部５１２Ａが段付孔の段差面と係合するまで、前方に突出される。図９の位置から図１０の位置に摺動部５１４が前方移動する途中または移動端に搬送治具３０が存在すれば、摺動部５１４が搬送治具３０に衝突して搬送治具３０を打撃することができる。こうすることで、振動付与力を増大させることができる。

なお、図８に示す待機位置に打撃部５１０が存在することを検出するセンサ５５０を設けることができる。このセンサ５５０は、例えば光または容量値の変化によって非接触で検出することができるが、接触式であっても良い。センサ５５０で打撃部５１０を検出する工程を、打撃部５１０の駆動シーケンスに組み込むことができる。

本実施形態では、振動付与部５００は、図１０に示すように、駆動部５３０により駆動されて、支点５２２の廻りに第１アーム部５２０と一体移動する第２アーム部５２４をさらに有し、打撃部５１０が保持される前記第１アームの作用点から前記支点までの第１距離Ｌ１が、駆動部５３０からの駆動力が第２アーム部５２４に伝達される力点から支点５２２までの第２距離Ｌ２よりも長くすることができる。

こうすると、駆動部５３０の駆動力で第２アーム部５２４を駆動した時の打撃部５１０の移動速度が速くなり、摺動部５１４に付与される慣性力を増大できる。それにより、摺動部５１４により搬送治具３０に付与される衝撃力を増大できる。

ここで、図９及び図１０に示すように、第２アーム部５２４は支点５２２の廻りの回動軌跡ＲＴ２を移動する。そこで、駆動部であるエアーシリンダ５３０は、シリンダ５３１の後端が支点５３２に回動自在に支持され、シリンダ５３２により進退駆動されるロッド５３３は、支点５３４を介して第２アーム部５２４と連結されている。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。

２０ ワーク、３０ 搬送治具、１００ 循環搬送路、２００ 表面処理槽（メッキ槽）、２０１ ガイドレール（給電レール）、２３１〜２３６ ガイドレール（固定レールまたは昇降レール）、３００ 被案内部、３３０ 連結部、３３１ 水平部、３３２ 垂下部、３４０ 保持部、５００ 振動付与部、５１０ 打撃部、５２０ 第１アーム部、５２２ 支点、５２４ 第２アーム部、５３０ 駆動部（エアーシリンダ）、５４０ ストッパー部

Claims (9)

1. ガイドレールと、
   前記ガイドレールに案内され、前記ガイドレールに沿った搬送方向に沿って搬送される、ワークを保持した搬送治具と、
   前記搬送治具に保持された前記ワークを表面処理する表面処理槽と、
   前記表面処理槽よりも前記搬送方向の上流側に配置され、前記搬送治具に保持された前記ワークを処理液中に浸漬して処理する前処理槽と、
   前記前処理槽にて前記処理液に浸漬される前記ワークを保持した前記搬送治具に振動を付与して、前記処理液中にて前記ワークを振動させる振動付与部と、
   を有することを特徴とする表面処理装置。
2. 請求項１において、
   前記搬送治具は、
   前記ガイドレールに案内される被案内部と、
   前記ワークを垂下状態にて保持する保持部と、
   前記被案内部と前記保持部とを連結する連結部と、
   を有し、
   前記振動付与部は、前記搬送治具の前記連結部に振動を付与することを特徴とする表面処理装置。
3. 請求項１において、
   前記ガイドレールは、前記表面処理槽及び前記前処理槽の上方から外れた位置にて、前記前処理槽から前記表面処理槽に向う方向と平行に延設され、
   前記搬送治具の前記連結部は、
   前記被案内部側の基端部から自由端部に向けて水平方向に延びる水平部と、
   前記水平部の前記自由端部から前記保持部に向けて垂下する垂下部と、
   を含み、
   前記振動付与部は、前記垂下部に振動を付与することを特徴とする表面処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記振動付与部は、前記搬送治具を打撃する打撃部を含むことを特徴とする表面処理装置。
5. 請求項４において、
   前記打撃部は、前記ワークの表面と交差する方向に移動して前記搬送治具を打撃することを特徴とする表面処理装置。
6. 請求項４または５において、
   前記振動付与部は、
   前記打撃部を、支点廻りに回動自在に保持する第１アーム部と、
   前記第１アーム部を、前記支点廻りで打撃位置と待機位置とに往復回動駆動する駆動部と、
   を含むことを特徴とする表面処理装置。
7. 請求項６において、
   前記振動付与部は、
   前記打撃位置にて前記第１アーム部に当接するストッパー部をさらに含むことを特徴とする表面処理装置。
8. 請求項７において、
   前記打撃部は、
   前記第１アーム部に固定された固定部と、
   前記固定部に摺動可能に支持され、前記第１アーム部が前記ストッパー部に当接して停止された際の慣性力で前記固定部よりも前方に突出される摺動部と、
   を含み、
   前記摺動部が前記搬送治具を打撃することを特徴とする表面処理装置。
9. 請求項８において、
   前記振動付与部は、
   前記駆動部により駆動されて、前記支点廻りに前記第１アーム部と一体移動する第２アーム部をさらに有し、
   前記打撃部が保持される前記第１アーム部の作用点から前記支点までの第１距離が、前記駆動部からの駆動力が前記第２アーム部に伝達される力点から前記支点までの第２距離よりも長いことを特徴とする表面処理装置。

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