JP2014037625A - Electric plating apparatus and method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気めっき装置及びその方法に関し、特に、めっき装置内でめっき面の酸化膜の除去及び電気めっきを共に行うことができる電気めっき装置及びその方法に関する。 The present invention relates to an electroplating apparatus and a method thereof, and more particularly, to an electroplating apparatus and a method thereof that can perform both removal of an oxide film on a plating surface and electroplating in a plating apparatus.
一般に、めっきとは、被電解物の表面に金属または合金の薄膜をコートする処理を意味することであり、飾り的な美化、防蝕、耐磨耗性の向上、接触抵抗の改善などの多様な分野において利用されている。 In general, the plating means a process of coating a thin film of metal or alloy on the surface of an object to be electrolyzed. There are various methods such as decorative beautification, corrosion prevention, improved wear resistance, and improved contact resistance. It is used in the field.
このようなめっきは、その方法や目的によって多様に区分されるが、最近、特に、電気めっきが重要な位置にある。通常、めっきというと、電気めっきを意味することが大部分である。 Such plating is classified in various ways according to the method and purpose, but recently, electroplating is particularly important. Usually, the term “plating” mainly means electroplating.
まず、電気めっきの原理を簡単に説明することにする。電気めっきは、めっきしようとする対象(被電解物)をカソード電極(陰極)とし、電着しようとする金属(めっき用金属)をアノード電極(陽極)として、電着しようとする金属イオンを含む電解液内に該被電解物と該めっき用金属とを入れ、両電極を通電して電離させることによって、該金属イオンを被電解物の表面に沈積させる現象を用いるのである。 First, the principle of electroplating will be briefly described. Electroplating includes metal ions to be electrodeposited with the object to be plated (electrolyte) as the cathode electrode (cathode) and the metal to be electrodeposited (metal for plating) as the anode electrode (anode). A phenomenon is used in which the metal ions are deposited on the surface of the object to be electrolyzed by putting the object to be electrolyzed and the metal for plating in an electrolytic solution and energizing both electrodes to cause ionization.
このような電気めっきは、前処理過程として、被めっき体面に薄く(約10nm以下)覆われている自然酸化膜(native oxide)の除去が必要である。電気めっきの中、一定の電流密度の保持及び均一なめっき厚さを得るためには、めっきされる面に存在する酸化膜の除去が必須である。 In such electroplating, as a pretreatment process, it is necessary to remove a native oxide film that is thinly covered (about 10 nm or less) on the surface of the object to be plated. In electroplating, in order to maintain a constant current density and obtain a uniform plating thickness, it is essential to remove the oxide film present on the surface to be plated.
従来の電気めっき方式の場合、酸化層の除去のために、機械的エッチングを利用するか、めっき対象体をフッ酸(HF)溶液に浸して酸化層を除去するなど化学的除去過程を別に通さなければならない。また、このめっき前処理過程に用いられる各種の化学材料は、人体に非常に有毒な材料である。そのため、電気めっきにおいて、費用や時間的損失を減らすと共に親環境的な前処理過程が求められる。 In the case of the conventional electroplating method, chemical etching is used to remove the oxide layer, or a chemical removal process such as immersing the plating object in a hydrofluoric acid (HF) solution to remove the oxide layer is performed. There must be. In addition, various chemical materials used in the plating pretreatment process are materials that are extremely toxic to the human body. For this reason, in electroplating, an environmentally friendly pretreatment process is required while reducing costs and time loss.
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、別途の前処理過程なしに、めっき槽の電解液にめっき対象の金属が入られた状態でめっき面に存在する自然酸化層を直ちに除去すると共に、酸化層の除去後、めっき工程を直ちに行うことができる、電気めっき装置及びその方法を提供することに、その目的がある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a natural oxide layer present on a plating surface in a state where a metal to be plated is placed in an electrolytic solution of a plating tank without a separate pretreatment process. An object of the present invention is to provide an electroplating apparatus and method thereof that can immediately remove the metal oxide, and can immediately perform the plating step after removing the oxide layer.
上記目的を解決するために、本発明による電気めっき装置は、電気めっき用電解液が満たされるめっき槽と、前記電解液に沈積され、電源を供給され、めっき対象体のめっき面上の酸化層の除去及び該めっき面への電気めっきを行う陽極電極及び陰極電極と、前記陽極電極及び前記陰極電極の接続ラインに並列に接続され、該両電極間に電圧パルスを供給して前記めっき対象体のめっき面上の酸化層を除去するキャパシタと、前記陽極電極及び前記陰極電極に各々接続され、前記キャパシタの充電または前記めっき対象体のめっきのために、直流電源を供給する直流電源供給装置と、前記直流電源供給装置と前記キャパシタとの間の電源供給ライン上に並列に接続され、前記キャパシタの充電及び放電、電気めっき時に電流密度を調節するための可変抵抗と、前記直流電源供給装置と前記陽極電極及び前記陰極電極とを接続する回路ライン上に設けられ、前記めっき対象体の酸化層の除去または電気めっきのためにオン/オフ(ON/OFF)動作する複数のスイッチとを含む。 In order to solve the above-mentioned object, an electroplating apparatus according to the present invention includes a plating tank filled with an electrolytic solution for electroplating, an oxide layer deposited on the electrolytic solution, supplied with power, and on the plating surface of the object to be plated. An anode electrode and a cathode electrode that perform electroplating on the plating surface and a connection line of the anode electrode and the cathode electrode are connected in parallel, and a voltage pulse is supplied between the electrodes to supply the object to be plated A capacitor that removes an oxide layer on the plating surface of the battery, and a DC power supply device that is connected to the anode electrode and the cathode electrode and supplies a DC power source for charging the capacitor or plating the object to be plated, , Connected in parallel on a power supply line between the DC power supply device and the capacitor, and the current density is adjusted during charging and discharging of the capacitor and electroplating. Variable resistance, and a circuit line connecting the DC power supply device and the anode electrode and the cathode electrode, and are turned on / off (ON / OFF) for removal of an oxide layer or electroplating of the object to be plated. OFF) and a plurality of switches that operate.
望ましくは、本発明による電気めっき装置は、前記陽極電極及び前記陰極電極と前記キャパシタとの間の回路ライン上に、該両電極間に供給される電圧パルスを記録するためのオシロスコープをさらに含む。 Preferably, the electroplating apparatus according to the present invention further includes an oscilloscope for recording a voltage pulse supplied between the anode electrode, the cathode electrode, and the capacitor on the circuit line.
また、前記複数のスイッチは、前記直流電源供給装置の陽極端子と前記可変抵抗との間の回路ライン上に設けられる第1のスイッチと、前記キャパシタの陰極端子と前記可変抵抗の一側端部との共通接続点N間の回路ライン上に設けられる第2のスイッチと、前記キャパシタの陰極端子と前記可変抵抗の一側端部との共通接続点Nと前記陰極電極を接続する回路ライン上に設けられる第3のスイッチとを含んで構成される。 The plurality of switches include a first switch provided on a circuit line between an anode terminal of the DC power supply device and the variable resistor, a cathode terminal of the capacitor, and one side end of the variable resistor. A second switch provided on the circuit line between the common connection point N and the circuit line connecting the cathode electrode and the common connection point N between the cathode terminal of the capacitor and one end of the variable resistor And a third switch provided in the configuration.
また、上記目的を解決するために、本発明の他の実施形態による電気めっき方法は、陽極電極及び陰極電極と、キャパシタと、直流電源供給装置と、可変抵抗と、前記キャパシタの充電及びめっき対象体のめっきに関与する第1のスイッチと、前記キャパシタの充放電及び前記めっき対象体の酸化層の除去に関与する第2のスイッチと、前記めっき対象体の酸化層の除去及びめっきに関与する第3のスイッチとを含む電気めっき装置に用いられる電気めっき方法であって、a)前記第3のスイッチをオフさせ、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチをオンさせ、前記直流電源供給装置から前記キャパシタに電荷を充電するステップと、b)前記キャパシタの充電が完了すると、前記第1のスイッチをオフさせ、前記第2及び第3のスイッチをオンさせ、前記キャパシタに蓄積されていた電荷を放電させるステップと、c)前記キャパシタを放電させ続け、前記陰極電極としての前記めっき対象体のめっき面に熱暴走現象を起こして、該めっき面から酸化層を除去するステップと、d)前記酸化層の除去後、前記第2のスイッチをオフさせ、前記第1及び第3のスイッチをオンさせ、前記陰極電極としての前記めっき対象体のめっき面を電気めっきするステップとを含む。 In order to solve the above-mentioned object, an electroplating method according to another embodiment of the present invention includes an anode electrode and a cathode electrode, a capacitor, a DC power supply device, a variable resistor, and a capacitor to be charged and plated. A first switch involved in the plating of the body, a second switch involved in the charge and discharge of the capacitor and the removal of the oxide layer of the object to be plated, and the removal of the oxide layer of the object to be plated and the plating An electroplating method used in an electroplating apparatus including a third switch, wherein: a) the third switch is turned off, the first switch and the second switch are turned on, and the DC power supply is supplied Charging a charge from the device to the capacitor; and b) when charging of the capacitor is completed, the first switch is turned off, and the second and third switches are turned on. And c) discharging the charge accumulated in the capacitor; and c) continuing to discharge the capacitor, causing a thermal runaway phenomenon on the plating surface of the object to be plated as the cathode electrode, Removing the oxide layer from the surface; and d) after removing the oxide layer, turning off the second switch, turning on the first and third switches, and forming the object to be plated as the cathode electrode. Electroplating the plated surface.
望ましくは、前記ステップa)及びb)におけるキャパシタの充電及び放電と、前記ステップd)における電気めっき時、前記可変抵抗によって抵抗を可変させることによって、前記キャパシタの充電及び放電、電気めっき時の電流密度を調節する。 Preferably, the capacitor is charged and discharged in steps a) and b), and the electric current during charging and discharging of the capacitor and electroplating is changed by varying the resistance with the variable resistance during electroplating in step d). Adjust the density.
また、望ましくは、前記ステップb)における前記キャパシタの放電時、前記陽極電極及び前記陰極電極間に供給される電圧パルスをオシロスコープを用いて記録する。 Preferably, a voltage pulse supplied between the anode electrode and the cathode electrode is recorded using an oscilloscope when the capacitor is discharged in step b).
本発明によれば、電気めっきにおける費用及び時間的損失を減らすと共に、環境汚染や人体に悪影響を及ぼさない親環境的な電気めっき装置及びその方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while reducing the cost and time loss in electroplating, the environmentally friendly electroplating apparatus and method which do not have a bad influence on an environmental pollution or a human body can be provided.
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each embodiment shown below is given as an example so that those skilled in the art can sufficiently communicate the idea of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but can be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of the device can be exaggerated for convenience. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び/又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び/又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。 The terminology used herein is for the purpose of describing embodiments and is not intended to limit the invention. In this specification, the singular includes the plural unless specifically stated otherwise. As used herein, “includes” a stated component, step, action, and / or element does not exclude the presence or addition of one or more other components, steps, actions, and / or elements. Want to be understood.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳記する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明に対する理解を助けるために、従来の電気めっき方式について簡略に説明することにする。 First, in order to help understanding of the present invention, a conventional electroplating method will be briefly described.
図1は、従来の電気めっき装置の構成を概略的に示す図面である。 FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of a conventional electroplating apparatus.
図1に示すように、従来の電気めっき装置は、電解液(electrolyte)が満たされているめっき槽10と、めっき槽10内の電解液に沈積される陽極電極11及び陰極電極12と、これらの両電極11、12に電源を供給する直流電源供給装置(DC supply)14と、この直流電源供給装置14から陽極電極11及び陰極電極12側への電源の供給を切り換えるスイッチ13とで構成される。この場合、めっきされる金属が陰極として利用される。説明の便宜上、めっきしようとする任意の金属をMと称す。
As shown in FIG. 1, a conventional electroplating apparatus includes a
二つの電極11、12を金属Mイオンを含んでいる電解液に浸した後、該両電極11、12を直流電源供給装置14に接続すると、陽極電極11では、酸化反応が起き、M+と電子(e−)とが作られる。M+は、電解溶液にとけるようになって、電子(e−)は電線に沿って陰極電極12へと移動するようになる。
After immersing the two
陰極電極(陰極板)12では、集まっていた電子が電解溶液中のM+と会って還元反応が起き、固体の金属Mが作られ、陰極電極(陰極板)12に付くようになる。反応がさらに持続すると、陰極電極(陰極板)12の表面全体が金属によって覆われ、電気めっきが完成される。 At the cathode electrode (cathode plate) 12, the collected electrons meet M + in the electrolytic solution to cause a reduction reaction, so that a solid metal M is produced and attaches to the cathode electrode (cathode plate) 12. When the reaction continues further, the entire surface of the cathode electrode (cathode plate) 12 is covered with metal, and electroplating is completed.
以上のような一連の電気めっきに係わり、下記の各項目は、めっき層の機械的、物理的、化学的及び電気的性質に大きく影響を及ぶもので、電気めっきの主要な評価項目になる。
1.全体めっき面に亘った均一なめっき厚さ
2.全体めっき面に亘った均一なめっき密度及びめっき組織
3.めっき層とめっき面との強い密着力
In relation to the series of electroplating as described above, the following items greatly affect the mechanical, physical, chemical and electrical properties of the plating layer, and are major evaluation items for electroplating.
1. 1. Uniform plating thickness over the entire plating surface 2. Uniform plating density and plating structure over the entire plating surface Strong adhesion between plating layer and plating surface
そのため、めっきを行う前に、前処理作業として電解液とめっき面との接触を邪魔する恐れがある各種異物を除去しなければならない。電気めっきにおいては、特に、一定の電流密度の保持が重要である。このため、金属面に存在する自然酸化膜が除去されなければならない。金属体の場合、大気中では、表面に不可欠に自然酸化膜が発生することになるので、該電気めっきの前に自然酸化膜の除去は必須となる。 Therefore, before performing plating, various foreign substances that may interfere with the contact between the electrolytic solution and the plating surface must be removed as a pretreatment operation. In electroplating, it is particularly important to maintain a constant current density. For this reason, the natural oxide film present on the metal surface must be removed. In the case of a metal body, since a natural oxide film is indispensably generated on the surface in the atmosphere, it is essential to remove the natural oxide film before the electroplating.
従来の電気めっき方式の場合、酸化層の除去に機械的エッチングを利用するか、めっき対象体をフッ酸(HF)溶液に浸して酸化層を除去するなど、化学的除去過程を別に通さなければならない。また、このめっき前処理過程に用いられる各種化学材料は、人体に非常に有毒な材料である。そのため、電気めっきにおいて費用や時間的な損失を減らすと共に親環境的な前処理過程が求められる。 In the case of the conventional electroplating method, mechanical etching is used to remove the oxide layer, or the oxide layer is removed by immersing the object to be plated in a hydrofluoric acid (HF) solution. Don't be. In addition, various chemical materials used in the plating pretreatment process are materials that are extremely toxic to the human body. For this reason, cost and time loss are reduced in electroplating and an environmentally friendly pretreatment process is required.
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、別途の前処理過程なしにめっき槽の電解液にめっき対象の金属が入られた状態で、めっき面に存在する自然酸化層を直ちに除去すると共に、該酸化層の除去後、めっき工程を直ちに行うことができる、電気めっき装置及びその方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and a natural oxide layer existing on a plating surface in a state where a metal to be plated is put in an electrolytic solution of a plating tank without a separate pretreatment process. An electroplating apparatus and a method thereof are provided, in which a plating process can be performed immediately after removing the oxide layer.
図2は、本発明の実施形態による電気めっき装置の構成を概略的に示す図面である。 FIG. 2 is a drawing schematically showing a configuration of an electroplating apparatus according to an embodiment of the present invention.
図2に示すように、本発明による電気めっき装置は、めっき槽110と、陽極電極121及び陰極電極122と、キャパシタ130と、直流電源供給装置140と、可変抵抗150と、複数のスイッチ161〜163とを含んで構成される。
As shown in FIG. 2, the electroplating apparatus according to the present invention includes a
前記めっき槽110には、電気めっき用電解液が満たされる。電解液としては、硫酸銅(CuSO4)、5H2O、硫酸(H2SO4)などを所定の濃度で混合したものが挙げられる。
The
前記陽極電極及び前記陰極電極121、122は、前記電解液に沈積され、前記直流電源供給装置140から電源を供給され、めっき対象体(陰極電極122として利用され、以下陰極電極122と同じ参照符号を付す)のめっき面上の酸化層の除去及びめっき面への電気めっきを行うに用いられる。
The anode and
前記キャパシタ130は、前記陽極電極及び前記陰極電極121、122の接続ラインに並列に接続され、これらの両電極121、122間に電圧パルスを供給して前記めっき対象体122のめっき面上の酸化層を除去する。
The
前記直流電源供給装置140は、前記陽極電極121及び前記陰極電極122に各々接続され、前記キャパシタ130の充電または前記めっき対象体122のめっきのために直流電源を供給する。直流電源供給装置140としては、2次電池バッテリーが挙げられる。
The DC
前記可変抵抗150は、前記直流電源供給装置140と前記キャパシタ130との間の電源供給ライン上に並列に接続され、前記キャパシタ130の充電及び放電、電気めっき時に電流密度を調節する。該可変抵抗150としては、ポテンショメータ(potentiometer)が挙げられる。
The
前記複数のスイッチ161〜163は、前記直流電源供給装置140と前記陽極電極及び前記陰極電極121、122とを接続する回路ライン上に設けられ、前記めっき対象体122の酸化層の除去または電気めっきのためにオン/オフ動作する。
The plurality of
望ましくは、前記陽極電極121及び前記陰極電極122と前記キャパシタ130との間の回路ライン上に、二つの電極121、122間に供給される電圧パルスを記録するためのオシロスコープ170がさらに設けられてもよい。
Preferably, an
また、前記複数のスイッチ161〜163は、前記直流電源供給装置140の陽極端子(+)と前記可変抵抗150との間の回路ライン上に設けられる第1のスイッチ161と、前記キャパシタ130の陰極端子と前記可変抵抗150の一側端部との共通接続点N間の回路ライン上に設けられる第2のスイッチ162と、前記ギャパシタ130の陰極端子と前記可変抵抗150の一側端部との共通接続点Nと前記陰極電極122とを接続する回路ライン上に設けられる第3のスイッチ163とを含んで構成される。
The plurality of
前記第1のスイッチ161は、前記キャパシタ130の充電及びめっき対象体122(前述のように、めっき対象体を陰極として使い)のめっきに関与する。前記第2のスイッチ162は、前記キャパシタ130充放電及び前記めっき対象体122の酸化層の除去に関与する。前記第3のスイッチ163は、前記めっき対象体122の酸化層の除去及びめっきに関与する。
The
次に、以上の構成を有する本発明の電気めっき装置に用いられる電気めっき方法について詳記する。 Next, the electroplating method used in the electroplating apparatus of the present invention having the above configuration will be described in detail.
図3は、本発明の実施形態による電気めっき方法の実行過程を示す流れ図である。 FIG. 3 is a flowchart showing an execution process of the electroplating method according to the embodiment of the present invention.
図3に示すように、本発明による電気めっき方法は、前述のような陽極電極121及び陰極電極122と、キャパシタ130と、直流電源供給装置140と、可変抵抗150と、前記キャパシタ130の充電及びめっき対象体(陰極電極)122のめっきに関与する第1のスイッチ161と、前記キャパシタ130の充放電及び前記めっき対象体122の酸化層の除去に関与する第2のスイッチ162と、前記めっき対象体122の酸化層の除去及びめっきに関与する第3のスイッチ163とを含む電気めっき装置に用いられる電気めっき方法であって、まず、前記第3のスイッチ163をオフさせ、前記第1のスイッチ161及び前記第2のスイッチ162をオンさせ、前記直流電源供給装置140から前記キャパシタ130に電荷を充電する(ステップS301)。詳しくは、第3のスイッチ163をオフさせ(開いて)、第1及び第2のスイッチ161、162をオンさせ(閉じて)、電極121、122を回路から分離させ、直流電源供給装置140からキャパシタ130に電荷を充電する。
As shown in FIG. 3, the electroplating method according to the present invention includes the
こうして、前記キャパシタ130の充電が完了すると、前記第1のスイッチ161をオフさせ、前記第2及び第3のスイッチ162、163をオンさせ、前記キャパシタ130に蓄積されていた電荷を放電させる(ステップS302)。
Thus, when the charging of the
前述のように、前記キャパシタ130を放電させ続けることによって、前記陰極電極としての前記めっき対象体122のめっき面に熱暴走現象を起こして、該めっき面から酸化層を除去する(ステップS303)。
As described above, the
詳しくは、第1のスイッチ161をオフさせ(開いて)、第2及び第3のスイッチ162、163をオンさせ(閉じて)、両電極121、122が沈積された電解液を通じてキャパシタ130が瞬間的に放電することによって陰極電極(めっき対象体)122の電子密度が高くなる。これらの両電極121、122間の一時的電圧パルス(voltage pulse)は、回路に接続されるオシロスコープ(oscilloscope)170によって記録される。このように、オシロスコープ170によって一時的電圧パルスを記録することによって、電気めっき作業者は、両電極121、122間に印加される電圧パルスの大きさを確認することができる。また、必要によって、可変抵抗150を調整しても両電極121、122間に印加される電流の密度を調整することによって、陰極電極(めっき対象体)122のめっき面上の酸化層の除去を円滑に行うことができる。
Specifically, the
一方、キャパシタ130が放電し続けることによって、さらに多量の電子が陰極電極(めっき対象体)122に放出され、陰極電極(めっき対象体)122の電子密度が非常に高くなる。この場合、陰極電極(めっき対象体)122のめっき面上の数ナノメートル厚さの酸化層が高電流密度によって極めて加熱され、伝導体とは異なり、このような誘電層(酸化層)における温度の上昇は電流の増加を引き起こす。これは、温度上昇の追加原因になる連鎖反応を起こすようになる。これを、熱暴走現象(thermal runaway)という。このような熱暴走現象は、金属面に結合されている酸素イオン(O2−)の運動エネルギを急増させて活性化エネルギを低める。この時、酸化層に投入された電子と酸素イオン(O2−)との結合で酸素分子(O2)は、金属面から分離されて大気中に放出される。このような過程によって、陰極電極(めっき対象体)122のめっき面上の酸化層が除去される。
On the other hand, as the
以上によって、酸化層が除去された後、前記第2のスイッチ162をオフさせ(開いて)、前記第1及び第3のスイッチ161、163をオンさせ(閉じて)、前記陰極電極としての前記めっき対象体122のめっき面を電気めっきする(ステップS304)。
Thus, after the oxide layer is removed, the
前述のような一連の過程において、前記ステップS301及びS302におけるキャパシタ130の充電及び放電と、前記ステップS304における電気めっき時に前記可変抵抗150によって抵抗を可変させることによって、前記キャパシタ130の充電及び放電、電気めっき時の電流密度を調節する。これは、充電及び放電の円滑な進行と均一なめっきを具現するためである。
In a series of processes as described above, charging and discharging of the
また、望ましくは、前記ステップS302における前記キャパシタ130の放電時、前記陽極電極及び前記陰極電極121、122間に供給される電圧パルスをオシロスコープを用いて記録する。これは、前述のように、オシロスコープ170によって一時的電圧パルスを記録することによって、電気めっき作業者は二つの電極121、122間に印加される電圧パルスの大きさを確認することができるようにし、必要によって、可変抵抗150を調整して両電極121、122間に印加される電流の密度を調整することによって、窮極的に陰極電極(めっき対象体)122のめっき面上の酸化層の除去を円滑に行うようにするためである。
Preferably, voltage pulses supplied between the anode electrode and the
図4は、本発明による電気めっき装置及び一般の電気めっき装置を用いて、鋼板に銅(Cu)めっきを行った結果を示す図面である。 FIG. 4 is a view showing a result of performing copper (Cu) plating on a steel plate using the electroplating apparatus according to the present invention and a general electroplating apparatus.
図4の(a)は、本発明の電気めっき装置を用いて、めっき前に電解液内で酸化層を除去した後にめっきした場合であり、図4の(b)は、めっき前に酸化層の除去過程を経らなく、一般の電気めっき装置を用いてめっきした場合である。図3に示すように、めっき前に酸化層の除去過程を経らなく、一般の電気めっき装置でめっきをした場合(図4の(b)の場合)、ほとんどめっきされないことが分かる。これに対して、本発明の電気めっき装置を用いて、めっき前に電解液内で酸化層を除去した後にめっきした場合(図4の(a)の場合)、鋼板全面に亘って銅めっきが均一に行われていることが分かる。 FIG. 4 (a) shows a case where the electroplating apparatus of the present invention is used for plating after removing the oxide layer in the electrolyte before plating. FIG. 4 (b) shows the oxide layer before plating. This is a case where plating is performed using a general electroplating apparatus without going through the removal process. As shown in FIG. 3, it can be seen that when the plating is performed with a general electroplating apparatus (in the case of FIG. 4 (b)), almost no plating is performed without going through the process of removing the oxide layer before plating. In contrast, when plating is performed after removing the oxide layer in the electrolytic solution before plating using the electroplating apparatus of the present invention (in the case of FIG. 4A), copper plating is performed over the entire surface of the steel sheet. It turns out that it is performed uniformly.
前述のように、本発明による電気めっき装置及びその方法によれば、別途の前処理過程なしに、キャパシタ及び複数のスイッチの操作によってめっき槽内の電解液にめっき対象の金属が入られた状態で、めっき面に存在する自然酸化層を直ちに除去し、酸化層の除去後、めっき工程を直ちに行うことによって、次のような長所または効果が奏することができる。 As described above, according to the electroplating apparatus and the method thereof according to the present invention, the metal to be plated is put into the electrolytic solution in the plating tank by the operation of the capacitor and the plurality of switches without a separate pretreatment process. Thus, the following advantages or effects can be obtained by immediately removing the natural oxide layer present on the plating surface and performing the plating step immediately after removing the oxide layer.
第一に、電気めっき前に、前処理過程として求められる表面酸化層の除去が別途の処理装置なしにめっき装置内で直ちに行われることができる。 First, before the electroplating, the removal of the surface oxide layer required as a pretreatment process can be performed immediately in the plating apparatus without a separate processing apparatus.
第二に、表面酸化層の除去時、既存に使われた有毒な化学材料を全然使わないので、より親環境的な電気めっきが可能である。 Secondly, when the surface oxide layer is removed, the toxic chemical material that has been used is not used at all, so that electroplating more environmentally friendly is possible.
第三に、別途の処理装置なしにめっき装置内で表面酸化層の除去が直ちに行われるので、電気めっきにおける前処理の費用を節減することができる。 Third, since the surface oxide layer is immediately removed in the plating apparatus without a separate processing apparatus, the cost of pretreatment in electroplating can be reduced.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
10、110 めっき槽
11、121 陽極電極
12、122 陰極電極
13 スイッチ
130 キャパシタ
14、140 直流電源供給装置
150 可変抵抗
161 第1のスイッチ
162 第2のスイッチ
163 第3のスイッチ
170 オシロスコープ
10, 110
Claims (6)
前記電解液に沈積され、電源を供給され、めっき対象体のめっき面上の酸化層の除去及びめっき面への電気めっきを行う陽極電極及び陰極電極と、
前記陽極電極及び前記陰極電極の接続ラインに並列に接続され、該両電極間に電圧パルスを供給して前記めっき対象体のめっき面上の酸化層を除去するキャパシタと、
前記陽極電極及び前記陰極電極に各々接続され、前記キャパシタの充電または前記めっき対象体のめっきのために直流電源を供給する直流電源供給装置と、
前記直流電源供給装置と前記キャパシタとの間の電源供給ライン上に並列に接続され、前記キャパシタの充電及び放電、電気めっき時に電流密度を調節するための可変抵抗と、
前記直流電源供給装置と前記陽極電極及び前記陰極電極とを接続する回路ライン上に設けられ、前記めっき対象体の酸化層の除去または電気めっきのためにオン/オフ動作する複数のスイッチと
を含む電気めっき装置。 A plating tank filled with an electrolytic solution for electroplating;
An anode electrode and a cathode electrode that are deposited in the electrolytic solution, supplied with power, and remove the oxide layer on the plating surface of the object to be plated and perform electroplating on the plating surface;
A capacitor connected in parallel to a connection line of the anode electrode and the cathode electrode, supplying a voltage pulse between the electrodes, and removing an oxide layer on the plating surface of the object to be plated;
A DC power supply device connected to each of the anode electrode and the cathode electrode and supplying a DC power source for charging the capacitor or plating the object to be plated;
A variable resistor connected in parallel on a power supply line between the DC power supply device and the capacitor, and for adjusting the current density during charging and discharging of the capacitor and electroplating;
A plurality of switches which are provided on a circuit line connecting the DC power supply device and the anode electrode and the cathode electrode and which are turned on / off for removing an oxide layer of the object to be plated or for electroplating. Electroplating equipment.
前記直流電源供給装置の陽極端子と前記可変抵抗との間の回路ライン上に設けられる第1のスイッチと、
前記キャパシタの陰極端子と前記可変抵抗の一側端部との共通接続点N間の回路ライン上に設けられる第2のスイッチと、
前記キャパシタの陰極端子と前記可変抵抗の一側端部との共通接続点Nと前記陰極電極とを接続する回路ライン上に設けられる第3のスイッチと
を含んで構成される請求項1に記載の電気めっき装置。 The plurality of switches are:
A first switch provided on a circuit line between the anode terminal of the DC power supply device and the variable resistor;
A second switch provided on a circuit line between a common connection point N between the cathode terminal of the capacitor and one end of the variable resistor;
The third switch provided on a circuit line that connects a common connection point N between the cathode terminal of the capacitor and one end of the variable resistor and the cathode electrode. Electroplating equipment.
a)前記第3のスイッチをオフさせ、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチをオンさせ、前記直流電源供給装置から前記キャパシタに電荷を充電するステップと、
b)前記キャパシタの充電が完了すると、前記第1のスイッチをオフさせ、前記第2及び第3のスイッチをオンさせ、前記キャパシタに蓄積されていた電荷を放電させるステップと、
c)前記キャパシタを放電させ続けることによって、前記陰極電極としての前記めっき対象体のめっき面に熱暴走現象を起こし、該めっき面から酸化層を除去するステップと、
d)前記酸化層の除去後、前記第2のスイッチをオフさせ、前記第1及び第3のスイッチをオンさせ、前記陰極電極としての前記めっき対象体のめっき面を電気めっきするステップと
を含む電気めっき方法。 An anode electrode, a cathode electrode, a capacitor, a DC power supply device, a variable resistor, a first switch involved in charging of the capacitor and plating of the object to be plated, charging and discharging of the capacitor, and of the object to be plated An electroplating method used in an electroplating apparatus comprising: a second switch involved in removal of an oxide layer; and a third switch involved in removal of the oxide layer of the object to be plated and plating,
a) turning off the third switch, turning on the first switch and the second switch, and charging the capacitor from the DC power supply device;
b) when charging of the capacitor is completed, turning off the first switch, turning on the second and third switches, and discharging the charge accumulated in the capacitor;
c) causing a thermal runaway phenomenon on the plating surface of the object to be plated as the cathode electrode by continuing to discharge the capacitor, and removing the oxide layer from the plating surface;
d) after removing the oxide layer, turning off the second switch, turning on the first and third switches, and electroplating the plating surface of the object to be plated as the cathode electrode. Electroplating method.
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