JP2015021166A - 電気めっき装置 - Google Patents

Abstract

【課題】膜厚のばらつきを低減しつつ正常なめっきを高速で形成することができる電気めっき装置を提供すること。【解決手段】電気めっき装置１は、環状に形成されていると共に複数の開口部３１を有する環状マスク３と、環状マスク３を間に介在させた状態で被処理基板２に対向配置されていると共にめっき液が充填される液溜部４と、液溜部４内に配された陽極５と、を備えている。液溜部４は、環状マスク３のうち被処理基板２に重なった部分の少なくとも一部に面して開口している。環状マスク３は、自身の環状形状に沿って周回するよう構成されている。環状マスク３における被処理基板２と接触する部分については、開口部３１が被めっき部２１に重なる状態を保ちながら被処理基板２と同期して移動するよう構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、被処理基板における複数の被めっき部に電気めっきを施すための電気めっき装置に関する。

帯状の薄板に対して部分的にめっきを行う装置として、帯状の薄板とともに移動する一対のベルト状のマスク冶具を用いる部分電気めっき装置が開示されている（特許文献１参照）。すなわち、ベルト状のマスク冶具で薄板を挟みつつ搬送し、めっき噴流口からめっき液を薄板の被めっき部に噴出して部分めっきを施している。このとき、めっき液への通電は、網目状電極を通してめっき液を被めっき部に噴出することにより可能としている。以上により、上記部分電気めっき装置は、めっきが施された後の帯状の薄板の巻取りを停止させることなく、連続的な部分めっきを実現している。

特開２０００−３４５３８５号公報

しかしながら、上記部分電気めっき装置は、空気中に露出された被めっき部に対してめっき液を噴き付ける構造となっている。それゆえ、網目状電極と被めっき部との間にめっき液が充分に安定して介在した状態とし難い。その結果、被めっき部に対する電流密度にばらつきが生じやすくなり、それに伴い、めっき膜の厚みにばらつきが生じやすくなる。また、場合によっては、いわゆる焦げのような異常な成膜状態となるおそれもある。特に、被めっき部に対する電流密度を上げると、このような不具合は顕著になると考えられる。したがって、上記部分電気めっき装置では、高速な部分めっきを実現し難い。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、膜厚のばらつきを低減しつつ正常なめっきを高速で形成することができる電気めっき装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、搬送される帯状の被処理基板の主面における複数の被めっき部に部分的に電気めっきを施す電気めっき装置であって、
環状に形成されていると共に複数の開口部を有する環状マスクと、
該環状マスクを間に介在させた状態で上記被処理基板に対向配置されていると共にめっき液が充填される液溜部と、
該液溜部内に配された陽極と、を備え、
上記液溜部は、上記環状マスクのうち上記被処理基板に重なった部分の少なくとも一部に面して開口しており、
上記環状マスクは、自身の環状形状に沿って周回するよう構成されており、
上記環状マスクにおける上記被処理基板と接触する部分については、上記開口部が上記被めっき部に重なる状態を保ちながら上記被処理基板と同期して移動するよう構成されていることを特徴とする電気めっき装置にある。

上記電気めっき装置は、環状マスクを間に介在させた状態で被処理基板に対向配置された液溜部を有する。そして、環状マスクは、開口部が被めっき部に重なる状態を保ちながら被処理基板と同期して移動するよう構成されている。それゆえ、帯状の被処理基板における複数の被めっき部に対して、連続的な電気めっきを施すことができる。その結果、効率よく電気めっきを行うことができる。

また、液溜部は、環状マスクのうち被処理基板に重なった部分の少なくとも一部に面して開口している。そして、液溜部内に陽極が配されている。それゆえ、液溜部に充填されためっき液は、陽極に安定して接触しつつ、環状マスクの開口部を通じて被処理基板の被めっき部とも安定して接触することとなる。それゆえ、陽極と被めっき部との間にめっき液が安定して介在した状態としやすく、めっき液を介して両者間に安定して電流を流すことができる。これにより、被めっき部に対する電流密度を安定させることができる。その結果、めっき膜の厚みのばらつきを抑制することができると共に、正常な成膜状態を実現しやすくなる。これに伴い、電流密度を向上させることも可能となるため、成膜速度を向上させることができる。つまり、被処理基板に対して高速でめっきを形成することができる。

以上のごとく、本発明によれば、膜厚のばらつきを低減しつつ正常なめっきを高速で形成することができる電気めっき装置を提供することができる。

実施例１における、電気めっき装置の断面図。 実施例１における、被めっき部を設けた被処理基板の平面説明図。 実施例１における、液溜部周辺の被処理基板と電気めっき装置の各部との位置関係の平面説明図。 実施例１における、環状マスクの一部の斜視図。 実施例１における、搬送方向に直交する平面による電気めっき装置の一部の断面説明図。 実施例１における、被処理基板、環状マスク、及び液溜部の断面説明図。 実施例１における、被めっき部周辺の被処理基板及び環状マスクの拡大断面図。 実施例１における、係合部と被係合部との係合の仕方を示す断面図。 実施例２における、被処理基板、環状マスク、及び液溜部の断面説明図。 実施例２における、被めっき部周辺の被処理基板及び環状マスクの拡大断面図。 実施例３における、搬送方向に直交する平面による電気めっき装置の一部の断面説明図。

上記電気めっき装置において、上記被処理基板の表裏一対の主面における上記被めっき部に電気めっきを施すことができるよう構成されており、上記一対の主面に対向する位置の双方に、上記環状マスク、上記液溜部、及び上記陽極が、それぞれ配置されていることが好ましい。この場合には、上記被処理基板の両主面における被めっき部を一度に成膜することができる。これにより、一層効率よく、電気めっきを行うことができる。

（実施例１）
上記電気めっき装置の実施例につき、図１〜図８を用いて説明する。
本例の電気めっき装置１は、搬送される帯状の被処理基板２の主面２０における複数の被めっき部２１（図２）に部分的に電気めっきを施す装置である。

電気めっき装置１は、図１に示すごとく、環状に形成されていると共に複数の開口部３１を有する環状マスク３と、環状マスク３を間に介在させた状態で被処理基板２に対向配置されていると共にめっき液が充填される液溜部４と、液溜部４内に配された陽極５と、を備えている。液溜部４は、環状マスク３のうち被処理基板２に重なった部分の少なくとも一部に面して開口している。環状マスク３は、自身の環状形状に沿って周回するよう構成されている。環状マスク３における被処理基板２と接触する部分については、図３、図６に示すごとく、開口部３１が被めっき部２１に重なる状態を保ちながら被処理基板２と同期して移動するよう構成されている。

電気めっき装置１は、被処理基板２の表裏一対の主面２０における被めっき部２１に電気めっきを施すことができるよう構成されている。そのために、図１、図５に示すごとく、被処理基板２の表裏一対の主面２０に対向する位置の双方に、環状マスク３、液溜部４、及び陽極５が、それぞれ配置されている。
なお、上下一対の環状マスク３、液溜部４、陽極５等は、被処理基板２に対して上下対称に配置されており、電気めっき装置１は上下対称の構造となっている。

帯状の被処理基板２は、図１に示すごとく、上下の環状マスク３によって挟み込まれた状態で、矢印Ｆの方向へ搬送される。被処理基板２は、図示しない巻き取りリールにより搬送される。また、環状マスク３は、その内側において互いに離隔して配置された一対の回転ロール６に懸架されている。そして、一対の回転ロール６のうちの少なくとも一方の駆動によって環状マスク３は周回される。巻き取りリール及び回転ロール６は、被処理基板２と上下の環状マスク３とが接触する位置において、それらが同じ速度で同じ方向（矢印Ｆの方向）に移動するよう構成されている。

液溜部４は、環状マスク３の内側において、一対の回転ロール６の間に配置されている。液溜部４の開口側面は、環状マスク３における複数の開口部３１が同時に面するような大きさとなっている。

図５、図８に示すごとく、一対の回転ロール６の間であって、液溜部４の周囲に、環状マスク３を被処理基板２に押圧するための複数の押さえローラ７が配置されている。

図１、図５、図６に示すごとく、液溜部４に配設された陽極５は、被処理基板２と対向している。そして、陽極５は、網目状に形成されており、被処理基板２の法線方向にめっき液が通過できるよう構成されている。また、液溜部４には、めっき液が流通する流通路４１が接続されている。本例においては、流通路４１は、液溜部４における陽極５を挟んで被処理基板２と反対側の部分に接続されている。

被処理基板２は、図２、図６、図７に示すごとく、一対の主面２０における被めっき部２１の双方に隣接する位置において貫通した貫通孔２２を設けてなる。めっき液は貫通孔２２を通過して、一方の液溜部４から他方の液溜部４へ移動することができる。すなわち、めっき液は、液溜部４及び流通路４１の中で流れつつ、貫通孔２２を介して循環する。めっき処理時において、液溜部４の内部はめっき液により充満され、被めっき部２１、陽極５はいずれもその全表面がめっき液に接触する。

また、被処理基板２は、液溜部４の外部において陰極（図示略）と電気的に接触される。陰極と被めっき部とは電気的に導通する。陽極５と陰極との間に電圧をかけることにより、めっき液中に電流が流れ、めっき液中の金属イオンが被めっき部２１に向かって移動することにより被めっき部２１にめっきが形成される。

環状マスク３は、図４に示すごとく、弾性部材からなる環状基体３２と、環状基体３２よりも剛性の高い複数の高剛性体３３とからなる。高剛性体３３は、環状基体３２の一方の面に接合されていると共に環状マスク３の周回方向に沿って配列している。本例においては、高剛性体３３は、環状基体３２の外周側面に配置されている。開口部３１は、環状基体３２と高剛性体３３とを貫通するように形成されている。

環状基体３２は、一対の回転ロール６を囲むように連続的に構成されている。環状基体３２は、例えばゴム等の樹脂からなる。各高剛性体３３は、図３、図４に示すごとく、周回方向に直交する方向に長い短冊形状を有する。高剛性体３３は、例えばポリ塩化ビニル等の樹脂からなる。

環状マスク３は、図４に示すごとく、開口部３１の周囲の全周に沿って、高剛性体３３の表面に、表面から突出した弾性部材からなる当接リブ３４を備えている。当接リブ３４は、四角形の枠状となっており、ゴム等の樹脂からなる。

環状マスク３は、図８に示すごとく、内周側に形成した係合部３５を周回方向に複数個設けてなり、環状マスク３を回転駆動する回転ロール６の外周面に設けた被係合部６１に係合するよう構成されている。係合部３５は凸状であり、高剛性体３３における長手方向の両端であって、高剛性体３３の短手方向における中央に配置されている。被係合部６１は凹状であり、回転ロール６の外周面における回転軸方向の両端において、一定の間隔で全周に設けられている。なお、係合部を凹状とし、被係合部を凸状としてもよい。

次に、本例の作用効果につき説明する。
電気めっき装置１は、環状マスク３を間に介在させた状態で被処理基板２に対向配置された液溜部４を有する。そして、環状マスク３は、開口部３１が被めっき部２１に重なる状態を保ちながら被処理基板２と同期して移動するよう構成されている。それゆえ、帯状の被処理基板２における複数の被めっき部２１に対して、連続的な電気めっきを施すことができる。その結果、効率よく電気めっきを行うことができる。

また、液溜部４は、環状マスク３のうち被処理基板２に重なった部分の少なくとも一部に面して開口している。そして、液溜部４内に陽極５が配されている。それゆえ、液溜部４に充填されためっき液は、陽極５に安定して接触しつつ、環状マスク３の開口部３１を通じて被処理基板２の被めっき部２１とも安定して接触することとなる。それゆえ、陽極５と被めっき部２１との間にめっき液が安定して介在した状態としやすく、めっき液を介して両者間に安定して電流を流すことができる。これにより、被めっき部２１に対する電流密度を安定させることができる。その結果、めっき膜の厚みのばらつきを抑制することができると共に、正常な成膜状態を実現しやすくなる。これに伴い、電流密度を向上させることも可能となるため、成膜速度を向上させることができる。つまり、被処理基板２に対して高速でめっきを形成することができる。

また、被処理基板２の表裏一対の主面２０に対向する位置の双方に、環状マスク３、液溜部４、及び陽極５が、それぞれ配置されている。それゆえ、被処理基板２の両主面２０における被めっき部２１を一度に成膜することができる。これにより、一層効率よく、電気めっきを施すことができる。

また、被処理基板２は、一対の主面２０における被めっき部２１の双方に隣接する位置において貫通した貫通孔２２を設けてなる。それゆえ、被処理基板２を挟んで対向配置された一対の液溜部４の間をめっき液が移動することができる。これにより、被めっき部２１の周囲のめっき液の循環がより円滑となり、効率的に安定した電気めっきを施すことができる。

また、環状マスク３は、環状基体３２と高剛性体３３とからなり、環状基体３２と高剛性体３３とを貫通するように開口部３１が形成されている。それゆえ、被処理基板２と環状マスク３とを安定して当接させ、容易かつ確実に、所望の被めっき部２１に正常な電気めっきを施すことができる。特に、高剛性体３３は、環状基体３２の外周側面に配置されているため、より安定して被処理基板２と環状マスク３とを当接させることができる。

また、環状マスク３は、開口部３１の周囲の全周に沿った当接リブ３４を備えている。それゆえ、被処理基板２と環状マスク３とをより確実に密着させることができる。また、環状マスク３は、係合部３５が回転ロール６に設けられた被係合部６１に係合するよう構成されている。それゆえ、環状マスク３を正確に周回させることができる。

以上のごとく、本例によれば、膜厚のばらつきを低減しつつ正常なめっきを高速で形成することができる電気めっき装置を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図９、図１０に示すごとく、陽極５を、液溜部４内における被処理基板２側と反対側の端部に配置した例である。すなわち、液溜部４における流通路４１との接続部の少なくとも一部は、陽極５よりも被処理基板２側に位置している。
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例の場合には、陽極５によるめっき液の流れを阻害することを防ぐことができる。これに伴い、陽極５を網目状とせず、例えば板状体によって構成することも可能となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図１１に示すごとく、被処理基板２の一対の主面２０の片方にのみ、電気めっきを施す例である。すなわち、環状マスク３、液溜部４、陽極５は、被処理基板２の一方の主面側にのみ設けてある。
そして、被処理基板２の他方の主面側には、コンベア１１が配されており、被処理基板２は、コンベア１１と環状マスク３との間に狭持されつつ搬送される。
コンベア１１は、一対の回転ローラ６０と、これらに懸架されて周回するベルト３０と、ベルト３０を被処理基板２に押し付けつつ回転する複数の支持ローラ７０とを有する。
また、本例においては、被処理基板２は、被めっき部２１の周囲に貫通孔２２を有さない。

その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例の場合には、被処理基板２の片方の主面２０にのみ、電気めっきを施すことができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

なお、上記の実施例以外にも、例えば、被めっき部２１の周囲に貫通孔２２が形成されていない被処理基板２に対して両主面から部分的に金属めっきするよう構成することもできる。

１ 電気めっき装置
２ 被処理基板
２０ 主面
２１ 被めっき部
３ 環状マスク
３１ 開口部
４ 液溜部
５ 陽極

Claims (7)

1. 搬送される帯状の被処理基板（２）の主面（２０）における複数の被めっき部（２１）に部分的に電気めっきを施す電気めっき装置（１）であって、
   環状に形成されていると共に複数の開口部（３１）を有する環状マスク（３）と、
   該環状マスク（３）を間に介在させた状態で上記被処理基板（２）に対向配置されていると共にめっき液が充填される液溜部（４）と、
   該液溜部（４）内に配された陽極（５）と、を備え、
   上記液溜部（４）は、上記環状マスク（３）のうち上記被処理基板（２）に重なった部分の少なくとも一部に面して開口しており、
   上記環状マスク（３）は、自身の環状形状に沿って周回するよう構成されており、
   上記環状マスク（３）における上記被処理基板（２）と接触する部分については、上記開口部（３１）が上記被めっき部（２１）に重なる状態を保ちながら上記被処理基板（２）と同期して移動するよう構成されていることを特徴とする電気めっき装置（１）。
2. 上記被処理基板（２）の表裏一対の主面（２０）における上記被めっき部（２１）に電気めっきを施すことができるよう構成されており、上記一対の主面（２０）に対向する位置の双方に、上記環状マスク（３）、上記液溜部（４）、及び上記陽極（５）が、それぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気めっき装置（１）。
3. 上記被処理基板（２）は、上記一対の主面（２０）における上記被めっき部（２１）の双方に隣接する位置において貫通した貫通孔（２２）を設けてなることを特徴とする請求項２に記載の電気めっき装置（１）。
4. 上記環状マスク（３）は、弾性部材からなる環状基体（３２）と、該環状基体（３２）よりも剛性の高い複数の高剛性体（３３）とからなり、該高剛性体（３３）は、該環状基体（３２）の一方の面に接合されていると共に上記環状マスク（３）の周回方向に沿って配列しており、上記環状基体（３２）と上記高剛性体（３３）とを貫通するように上記開口部（３１）が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気めっき装置（１）。
5. 上記高剛性体（３３）は、上記環状基体（３２）の外周側面に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電気めっき装置（１）。
6. 上記環状マスク（３）は、上記開口部（３１）の周囲の全周に沿って、上記高剛性体（３３）の表面に、該表面から突出した弾性部材からなる当接リブ（３４）を備えていることを特徴とする請求項５に記載の電気めっき装置（１）。
7. 上記環状マスク（３）は、内周側に形成した係合部（３５）を周回方向に複数個設けてなり、上記環状マスク（３）を回転駆動する回転ロール（６）の外周面に設けた被係合部（６１）に係合するよう構成してあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気めっき装置（１）。

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