JP2015067852A

JP2015067852A - 化学処理装置

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Publication number: JP2015067852A
Application number: JP2013201929A
Authority: JP
Inventors: 晋作長野; Shinsaku Nagano
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP6325787B2

Abstract

【課題】生産性に優れた化学処理装置を提供すること。
【解決手段】搬送されるシート状のワークの表面に電気化学的処理を施す化学処理装置であって、前記ワークの搬送方向に直交する幅方向の一端を保持し、電源から供給される電流を前記ワークに通電する複数のクランプ手段と、前記複数のクランプ手段のうち少なくとも２つ以上を通電する通電手段とを有する化学処理装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、化学処理装置に関する。

近年、液晶テレビ、携帯電話等の電子機器には可撓性を有する絶縁性基板上に配線回路が形成されたいわゆるフレキシブル回路基板が用いられることが多くなってきている。

このようなフレキシブル回路基板の製造に用いられるめっき装置として、複数のクランプでワークの上端を挟持して搬送すると共にワークに給電し、めっき槽を通過するワークの表面に電気めっき処理を施すめっき装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に係るめっき装置では、電源に接続するレールに給電ブラシを介して接触するクランプから、表面に金属薄膜を有するワークに給電される。

特開２００６−１９３７９４号公報

しかしながら、特許文献１に係るめっき装置では、給電ブラシとクランプとの接触抵抗のばらつきに起因してクランプに流れる電流が変動し、クランプに瞬間的に過大な電流が流れる場合がある。クランプに過大な電流が流れると、ワーク上端のクランプに挟持されている給電部分近傍の金属薄膜が溶解することがある。したがって、ワークに流れる電流を金属薄膜の溶解が発生しない範囲に抑える必要があり、クランプを介してワークに流れる電流を増大させて生産性の向上を図ることは困難な場合がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、生産性に優れた化学処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の化学処理装置によれば、搬送されるシート状のワークの表面に電気化学的処理を施す化学処理装置であって、前記ワークの搬送方向に直交する幅方向の一端を保持し、電源から供給される電流を前記ワークに通電する複数のクランプ手段と、前記複数のクランプ手段のうち少なくとも２つ以上を通電する通電手段とを有する。

本発明の実施形態によれば、生産性に優れた化学処理装置を提供できる。

実施形態に係る化学処理装置の概略構成を例示する図である。実施形態に係るクランプ及び給電機構の概略構成を例示する正面図である。実施形態に係るクランプ及び給電機構の概略構成を例示する側面図である。通電されるクランプの数とクランプに流れる電流実測値のばらつきとの関係を例示する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

図１は、実施形態に係る化学処理装置１００の概略構成を例示する図である。

図１に示すように、化学処理装置１００は、ワーク供給装置１、ワーク回収装置２、前処理槽３、めっき槽４、後処理槽５、エンドレスベルト１２、プーリー１３，１４、クランプ１５を有し、被処理対象物であるワーク１０の表面に電気めっき処理を施す。なお、以下に示す図面において、Ｘ方向はプーリー１３からプーリー１４までの間におけるワーク１０の搬送方向且つめっき槽４の長手方向、Ｙ方向はめっき槽４の短手方向、Ｚ方向は鉛直方向である。

ワーク１０は、長尺シート状の被処理対象物であり、例えば樹脂材料等の様々な材料で形成される。また、ワーク１０は、電気めっき処理が施される場合にはカソードとして通電することが必要であり、例えば金属薄膜等の導電体からなるシード層が表面に形成されている。なお、シード層は、ワーク１０の片面にめっき処理が施される場合には、ワーク１０の片面に形成され、両面にめっき処理が施される場合には、ワーク１０の両面に形成される。

ワーク供給装置１は、化学処理装置１００の化学処理ラインにワーク１０を供給する供給手段であり、ロール状に巻き取られた状態のワーク１０を複数の搬送ローラで送り出す。

ワーク回収装置２は、化学処理装置１００において化学処理が施されたワーク１０を回収する回収手段である。ワーク回収装置２は、ワーク供給装置１とは逆に、ワーク１０をロール状に巻き取って回収する。

前処理槽３は、ワーク１０に電気めっき処理の前処理を施す処理槽であり、例えば、ワーク１０の表面を清浄化する処理や、ワーク１０の表面の濡れ性を高める処理等が行われる。

めっき槽４は、ワーク１０に電気めっき処理を施す化学処理槽である。めっき槽４は、めっき液を貯留可能であり、めっき液にワーク１０を浸漬させて電気めっき処理を施すことで、ワーク１０の表面をめっきする。なお、本実施形態では、化学処理槽としてめっき槽４が設置されている例について説明するが、例えば電解エッチング等の他の電気化学的処理を施す化学処理槽が設けられてもよい。

めっき槽４は、ワーク１０の搬送方向に沿って長く延びる直方体形状を有する。このような形状により、めっき槽４における電気めっき処理時間が確保され、一槽で十分な電気めっき処理を施すことが可能になり、生産性が向上する。めっき槽４は、図１における右側面にＺ方向に長いスリット状の入口が設けられ、左側面に入口と同様にＺ方向に長いスリット状の出口が設けられている。ワーク１０は、図１における右側面の入口からめっき槽４に入り、めっき液に浸漬されて電気めっき処理が施された後に左側面の出口から排出される。

後処理槽５は、電気めっき処理が施されたワーク１０の後処理として、例えば洗浄等を行う処理槽である。後処理槽５における洗浄としては、例えば水洗や、薬液を用いた薬液洗浄等であってもよい。

エンドレスベルト１２は、例えばステンレス等で形成された無端状の金属ベルトであり、所定間隔で複数のクランプ１５が固定して設けられ、プーリー１３，１４に掛け渡されている。プーリー１３，１４は、少なくとも一方が回転駆動し、プーリー１３，１４の回転に伴ってエンドレスベルト１２が回転する。

エンドレスベルト１２に設けられている複数のクランプ１５は、ワーク供給装置１から送り出されるワーク１０の上端部を保持するクランプ手段であり、エンドレスベルト１２と共に回転してワーク１０を搬送する。クランプ１５は、ワーク１０を保持した状態で前処理槽３、めっき槽４、後処理槽５を通過し、所定の処理が施された後にワーク１０を開放する。クランプ１５から開放されたワーク１０は、ワーク回収装置２に巻き取られて回収される。

なお、ワーク１０の上端を保持するクランプ１５に加えて、ワーク１０の下端を保持するクランプが設けられてもよい。ワーク１０の両端部を保持する構成にすることで、ワーク１０にしわや弛み等の発生が防止され、より均一に電気めっき処理を行うことが可能になる。

以上で説明した構成を有する化学処理装置１００では、まず、ワーク供給装置１からワーク１０が送り出され、エンドレスベルト１２に設けられている複数のクランプ１５がワーク１０の上端を保持して搬送する。ワーク１０は、クランプ１５に保持された状態で搬送され、前処理槽３、めっき槽４、後処理槽５を通って各処理が施される。一連の化学処理が施されたワーク１０は、クランプ１５から開放されてワーク回収装置２に巻き取られて回収される。化学処理装置１００における以上の動作により、ワーク１０は表面がめっきされる。

図２及び図３は、実施形態に係るクランプ１５及び給電機構３０の概略構成を例示する図である。図２はクランプ１５及び給電機構３０の正面図、図３は側面図を示している。

図２及び図３に示すように、化学処理装置１００には同一構成の複数のクランプ１５が設けられ、複数のクランプ１５は、それぞれ位置決めローラ１７、ベルト固定板１８、ベース板１９、回動支持板２１、ワーク保持板２３、給電端子２４を有する。なお、クランプ１５は、ワーク１０を保持して搬送すると共に、給電機構３０からワーク１０に通電可能であれば、本実施形態に係る構成に限られない。

位置決めローラ１７は、ベルト固定板１８の両面に設けられ、例えばめっき槽４に設けられている位置決め部材の上面に当接することで、ワーク１０がめっき液の液面に対して適切な位置で搬送されるようにクランプ１５の位置（高さ）決めをする。

ベルト固定板１８は、両面に位置決めローラ１７が設けられると共に、図２における背面側に不図示のエンドレスベルト１２が固定される。クランプ１５は、ベルト固定板１８によりエンドレスベルト１２に固定され、回転するエンドレスベルト１２に伴って移動する。また、ベルト固定板１８の上端側は略水平方向に屈曲し、給電機構３０の給電ブラシ３２に接触する接触面１６が設けられている。

ベース板１９は、ベルト固定板１８の下端部に固定され、電線２５により他のクランプ１５のベース板１９と通電されている。

回動支持板２１は、回転軸２２を中心に回動可能に設けられ、例えばばね等により図３における反時計回り方向に付勢されている。また、回動支持板２１は、上端部にローラ２０、下端部にワーク保持板２３ａが設けられている。

回動支持板２１は、ワーク供給装置１付近でローラ２０がベース板１９に向かって押圧されると、ワーク保持板２３ａと共に回転軸２２を中心に時計回り方向に回動し、ワーク保持板２３ａ，２３ｂが開いた状態になる。この状態で、ワーク保持板２３ａ，２３ｂの間にワーク供給装置１からワーク１０が供給された後、押圧されていたローラ２０が開放されて、回動支持板２１及びワーク保持板２３ａが図３に示す位置に戻ることで、ワーク保持板２３ａ，２３ｂの間でワーク１０が挟持される。ワーク１０を挟持した状態で、ローラ２０が再び押圧されて回動支持板２１及びワーク保持板２３ａが回動すると、ワーク保持板２３ａ，２３ｂが開いてワーク１０が開放される。

ワーク保持板２３ａは、上記したように、回動支持板２１の下端に設けられ、回動支持板２１と共に回転軸２２を中心に回動可能に設けられている。ワーク保持板２３ｂは、ベース板１９の下端に設けられている。ワーク保持板２３ａ，２３ｂには、それぞれ下端部に給電端子２４が対向するように設けられており、給電端子２４がワーク１０に当接する。ワーク保持板２３ａ，２３ｂは、上記したように、回動支持板２１と共にワーク保持板２３ａが回動することで、開閉してワーク１０を保持又は離すことができる。

クランプ１５のベルト固定板１８、ベース板１９、ワーク保持板２３及び給電端子２４は、それぞれ例えば金属等の導電体で形成されており、不図示の電源に接続する給電機構３０から供給される電流をワーク１０に通電する。

給電機構３０は、図２及び図３に示すように、カソードブスバー３１、給電ブラシ３２、押圧ばね３３を有する。

カソードブスバー３１は、不図示の電源に整流器を介して接続されているＸ方向に長い矩形板状の電極であり、例えばめっき槽４の上部に固定して設けられている。また、カソードブスバー３１の下部には、複数の給電ブラシ３２が設けられている。

給電ブラシ３２は、カソードブスバー３１の下側を通過するクランプ１５の接触面１６に順次接触し、電源からクランプ１５に給電する給電手段である。給電ブラシ３２は、カソードブスバー３１との間に設けられている押圧手段としての押圧ばね３３によって、クランプ１５に向かって押圧されている。給電ブラシ３２は、クランプ１５のＺ方向における位置にばらつきがあっても、押圧ばね３３に押圧されることで各クランプ１５の接触面１６との接触面積が一定に保たれる。

給電機構３０は、以上で説明した構成を有し、カソードブスバー３１、給電ブラシ３２を介して不図示の電源からクランプ１５に給電する。

ここで、クランプ１５のベース板１９には電線２５が設けられており、複数のクランプ１５のベース板１９が電線２５により通電されている。電線２５は、少なくとも２つ以上のクランプ１５のベース板１９を通電する通電手段である。電線２５により複数のクランプ１５のベース板１９が通電されることで、各クランプ１５からワーク１０に供給される電流のばらつきが低減する。

次に、実際にクランプ１５に流れる電流の測定結果について説明する。

電流の測定は、めっき槽４のＸ方向の長さが１４．５ｍ、給電端子２４の表面に厚さ１０μｍの白金コーティングが形成され、給電端子２４とワーク１０との接触面積が１８ｍｍ^２であって、エンドレスベルト１２に複数のクランプ１５が７５ｍｍ間隔で設けられた化学処理装置１００を用いて行った。また、硫酸１２０ｇ／Ｌ、硫酸銅１２０ｇ／Ｌ、塩素５０ｍｇ／Ｌ、クックソンエレクトロニクス社製のめっき光沢剤を２０ｍｇ／Ｌで建浴しためっき液を用いて、電線２５によって通電するクランプ１５の数を変えて、ワーク１０に厚さ４μｍの電気めっき処理を施す際にクランプ１５に流れる電流値を測定した。クランプ１５に流れる電流値の測定は、横河電機社製のオシロスコープＤＬ７５０と、日置電機社製のクランプオンＡＣ／ＤＣハイテスタ３２８５を使用した。

図４は、上記した化学処理装置１００における計測結果であり、通電されるクランプ１５の数とクランプ１５に流れる電流実測値のばらつきとの関係を示している。

図４に示すように、電線２５を設けず、電線によりクランプ１５を通電しない場合には、設定値に対してクランプ１５に流れる電流のばらつきが大きく、最大で設定値の１８１％にまで達する過電流が生じている。このように大きな電流がクランプ１５に流れると、給電端子２４の近傍でワーク１０表面のシード層が溶解する場合がある。

これに対して、電線２５により複数のクランプ１５を接続して通電することで、クランプ１５に流れる電流のばらつきが低減されている。通電するクランプ１５の数を増やすほど、クランプ１５に流れる電流のばらつきは低減する。電線２５が８つのクランプ１５を通電することで、クランプ１５に流れる最大電流が設定値に対して１１１％にまで抑えられている。

このように、電線２５により複数のクランプ１５を通電することで、クランプ１５に流れる電流のばらつきが抑えられ、ワーク１０表面のシード層が溶解する可能性も低減される。したがって、電気めっき処理においてクランプ１５に流す電流の設定値を上げ、めっき処理速度を向上させて生産性を高めることが可能になる。

例えば、電線２５を設けず、電線によりクランプ１５を通電しない場合には、上記した条件における生産速度は最大でも３ｍ／分であった。しかし、電線２５が８つのクランプ１５を通電することで、クランプ１５により大きな電流を印加することができ、生産速度を５ｍ／分にまで上げ、生産性を６６％向上させることが可能になった。

以上で説明したように、本実施形態に係る化学処理装置１００によれば、電線２５により複数のクランプ１５が通電されることで、クランプ１５に流れる電流のばらつきが低減し、ワーク１０表面のシード層が溶解する可能性が低減される。したがって、クランプ１５に流す電流の設定値を上ることができ、生産性に優れた化学処理装置１００が提供される。

以上、実施形態に係る化学処理装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１０ワーク
１５クランプ（クランプ手段）
１６接触面
２５電線（通電手段）
３１カソードブスバー（電極）
３２給電ブラシ（給電手段）
３３押圧ばね（押圧手段）
１００化学処理装置

Claims

搬送されるシート状のワークの表面に電気化学的処理を施す化学処理装置であって、
前記ワークの搬送方向に直交する幅方向の一端を保持し、電源から供給される電流を前記ワークに通電する複数のクランプ手段と、
前記複数のクランプ手段のうち少なくとも２つ以上を通電する通電手段とを有する
ことを特徴とする化学処理装置。
前記電源に接続される電極と、
前記電極に接続され、前記クランプ手段に給電する複数の給電手段とを有し、
前記クランプ手段は、前記ワークを搬送しながら前記複数の給電手段に順次接触する
ことを特徴とする請求項１に記載の化学処理装置。
前記給電手段を前記クランプ手段に向かって押圧する押圧手段を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の化学処理装置。
前記ワークの前記幅方向の他端を保持する第２クランプ手段を有する
ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の化学処理装置。
前記電気化学的処理は、電気めっき処理であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の化学処理装置。