JP2022106144A - めっき治具 - Google Patents

Abstract

【課題】生産効率を低下させる事無く、被めっき基板の周縁端部の側面と一方の面を電気めっき液に触れさせることなく、基板のもう一方の面のみに電気めっきを行う事を可能とするめっき治具を提供する。【解決手段】被めっき基板１の、めっきをしない面を支持する非めっき面側固定板１３と、めっきする面の周縁部を支持する被めっき面側固定板１２によって、被めっき基板を挟持することにより、被めっき基板の周縁部と被めっき面側固定板との間に設置されたシール部材３と、被めっき基板の周縁部より外側において、被めっき面側固定板と非めっき面側固定板との間に設置されたシール部材４と、被めっき基板と、非めっき面側固定板と、被めっき面側固定板と、によって形成された密閉空間１４が形成されることで、被めっき面のみに電気めっきを行う事を可能とするめっき治具１１。【選択図】図４

Description

本発明は、電気めっきやエッチング等の湿式表面処理装置で使用可能なめっき治具に関する。

電気めっきでは、被めっき基板の片面（一方の面）だけにめっきする場合がある。電気めっき液は強酸である為、被めっき基板のめっきを行わない面を電気めっき液に浸漬したくない場合、電気めっき液に浸漬したくない面を電気めっき液から隔離する必要がある。

被めっき基板の一部を電気めっき液から隔離する方法としては、耐酸性テープの貼り付け、耐酸性薬剤の塗布、樹脂やステンレス製治具での覆い、などがある。

上記耐酸性テープの貼り付けでは、貼り付け工程及び剥離工程は短時間で行うことが可能であるが、被めっき基板の端面の被覆には適していない。なぜなら、上記耐酸性テープは、上記被めっき基板の端面における基板主面と側面の境界において、十分にその形状に追従できず、めっき液が浸入しうる間隙を生じる場合があるからである。

上記耐酸性薬剤の塗布においても、塗布工程及び剥離工程は短時間で行うことが可能であるが、被めっき基板の端面の被覆には適していない。なぜなら、上記被めっき基板端面において主面と側面が接する境界部において、形状起因の濡れ性の不均一が生じ、上記耐酸性薬剤の濡れ不良が発生することがあるからである。

一方、上記樹脂やステンレス製治具での覆いでは、取り付け工程及び取り外し工程を短時間で行うことが可能であり、且つ被めっき基板の端面の被覆にも適している。なぜなら、
治具の構造を工夫することによって、上記被めっき基板の端面そのものに触れることなく、その近傍の数か所を遮蔽して、端面における基板形状の急変による影響を回避しつつ、上記被めっき基板の片面全体を、めっき液より隔離することが可能となるからである。

例えば、特許文献１に、シリコンウェハなどの板状部材への電気めっき工程において、樹脂やステンレス製治具で、被めっき基板のめっきされない片面及び端面を電気めっき液からシール部材により隔離する技術が開示されている。

しかしながら、これらの治具においては、円板状のシリコンウェハを用いることを想定している為、長方形の基板を用いた場合については考慮されていない。またこの様な場合に関する技術的な開示がなされていない。

長方形の基板の端部とめっきしない片面を電気めっき液に浸漬させずに、被めっき面だけを電気めっきする技術に関しては、特許文献２に、被めっき面だけを電気めっきすることを可能とする表面処理装置が開示されている。しかしながら、特許文献２の表面処理装置では、めっき槽の側壁部に設けられた開口部に被めっき基板を装着する構成となっている。そのため、基板を１枚電気めっきする際に、まず、めっき液が入っていないめっき槽の側壁部に設けられた開口部に基板を装着することで、めっき槽にめっき液を入れられるようにした後、めっき液を入れる。次に、基板に電気めっきを行った後、めっき槽の中のめっき液を抜いてから基板を取り外し、新しい基板を装着後、再びめっき液を入れることが必要であり、生産効率が悪い。

特許第５５７６８４８号公報 特願２０１７－５３７０３５号

上記の事情に鑑み、本発明は、生産効率を低下させる事無く、被めっき基板の周縁端部の側面と一方の面を電気めっき液に触れさせることなく、基板のもう一方の面のみに電気めっきを行う事を可能とするめっき治具を提供する事を課題とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、被めっき基板の、非めっき面と周縁端部の側面には電気めっきをせず、被めっき面だけに電気めっきを行うめっき治具であって、
被めっき基板の非めっき面側に面して被めっき基板を固定する非めっき面側固定板と、
被めっき基板の被めっき面側の周縁端部を固定する被めっき面側固定板と、
被めっき基板の被めっき面側の周縁端部と被めっき面側固定板との間に備えられたシール部材Ａおよび被めっき面側固定板と被めっき基板より外側の非めっき面側固定板との間に備えられたシール部材Ｂと、
被めっき面側固定板を非めっき面側固定板に押圧する事によって被めっき基板を固定する固定手段と、を備えており、
シール部材Ａおよびシール部材Ｂは、硬度が異なる２種類以上のゴムを貼り合わせたゴムパッキンからなり、
被めっき基板の被めっき面側の周縁端部と、被めっき面側固定板と、それらの間に備えられたシール部材Ａと、被めっき基板より外側の被めっき面側固定板と、非めっき面側固定板と、それらの間に備えられたシール部材Ｂと、によって囲まれた密閉空間が形成される事を特徴とするめっき治具である。

また、請求項２に記載の発明は、前記固定手段が、回転ラッチ、ネジ、又はクリップを使用した固定手段である事を特徴とする請求項１のめっき治具である。

また、請求項３に記載の発明は、前記シール部材Ａ及びＢにおいて、少なくとも２種類の異なる硬度のゴムの内、硬度が高いゴムが前記密閉空間側に位置して、硬度が低いゴムがめっき液に接する側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のめっき治具である。

また、請求項４に記載の発明は、前記硬度が高いゴムより、前記硬度が低いゴムの方が、０から５ｍｍの範囲で、高さが高いことを特徴とする請求項３に記載のめっき治具である。

本発明のめっき治具は、被めっき基板の非めっき面側に面して被めっき基板を固定する非めっき面側固定板と、被めっき基板の被めっき面側の周縁端部を固定する被めっき面側固定板と、被めっき基板の被めっき面側の周縁端部と被めっき面側固定板との間および被めっき基板より外側の非めっき面側固定板と被めっき面側固定板との間には、それぞれ着脱可能且つ異なる硬度の複数のゴムが貼り合わされた構造を備えたシール部材と、被めっき面側固定板を非めっき面側固定板に押圧する事によって被めっき基板を固定する固定手段と、を備えている。その為、被めっき基板の被めっき面側の周縁端部と被めっき面側固定板とそれらの間に備えられたシール部材、および被めっき基板より外側の非めっき面側
固定板と被めっき面側固定板とそれらの間に備えられたシール部材、によって密閉空間を形成する事ができる。その密閉空間に、被めっき基板の、非めっき面と、周縁端部の側面と、を配置する事ができる為、本発明のめっき治具に被めっき基板を装着し、電気めっきを行う事で、電気めっきを施したい被めっき面のみに電気めっきを行う事ができる。その為、生産性を低下させる事無く、被めっき基板の、非めっき面と、周縁端部の側面と、を電気めっき液に浸漬させる事無く、被めっき基板の一方の面のみに電気めっきを行う事が可能となる。

本発明のめっき治具の一例を示す正面概略図。 図１のめっき治具に被めっき基板を取り付けた状態を例示する概略図。 図２の透視概略図。 図３のＡ－Ａ’切断線における断面概略図。 図３のＢ－Ｂ’切断線における断面概略図。 本発明のめっき治具の被めっき基板の被めっき面側固定板を例示する正面概略図。 本発明のめっき治具の被めっき基板の非めっき面側固定板を例示する正面概略図。 本発明のめっき治具のシール部材３を例示する断面概略図。 本発明のめっき治具のシール部材４を例示する断面概略図。

以下、図を参照しながら本発明のめっき治具の実施形態を説明する。なお、重複する説明を省略するべく、図では同一又は類似の機能を発揮する構成要素には同一の符号を付している。
また、説明中に示す各部の寸法は一例であり、使用目的や測定試料の種類等の各種条件によって適宜変更することができる。

本発明のめっき治具について説明する。

本発明のめっき治具は、被めっき基板の、非めっき面と周縁端部の側面には電気めっきをせず、被めっき面だけに電気めっきを行うめっき治具である。以下に、図１～図９を使用して、本発明のめっき治具１１について説明する。

図１は、本発明のめっき治具１１を例示した説明図である。めっき治具１１は、被めっき基板１の非めっき面１ｂ側に面して固定する非めっき面側固定板１３（図４参照）と、被めっき基板１の被めっき面１ａ側の周縁端部を固定する被めっき面側固定板１２（図５参照）と、を備えている。被めっき基板１は、支持体１０に形成された凹部１０ａ（図５参照）に配置・固定され、非めっき面側固定板１３と被めっき面側固定板１２により、挟持される事により（図５参照）、被めっき基板１の、非めっき面１ｂ（めっきを行わない面）と周縁端部の側面１ｃが、めっき液に浸漬されない密閉空間１４内に配置される事で（図４、５参照）、非めっき面１ｂと側面１ｃには電気めっきされることが無い。

なお凹部１０ａは、被めっき基板１の固定手段の１つの形態であって、これに限定する必要は無い。被めっき基板１の非めっき面側と面して被めっき基板１を固定可能な手段であれば、如何なる手段であっても良い。なお、凹部１０ａは、例えば、座ぐり加工によって形成された凹部であっても良い。また、凹部１０ａの代わりに、３つ以上の固定ピンによって基板を一定の位置に配置し、固定する手段であっても良いし、その他の手段であっても構わない。

また、本発明のめっき治具１１のより具体的な構成は、めっき電源に接続した電極であるブスバー９と、ブスバー９から延伸し、支持体１０を固定する固定部８と、ブスバー９と次に説明する給電部５を電気的に接続する給電線６と、給電線６と被めっき基板１を接続する給電部５と、被めっき面側固定板１２を非めっき面側固定板１３に押圧して固定する固定手段７と、非めっき面側固定板１３の主たる構成要素であり、被めっき基板１を、凹部１０ａにて支持する支持体１０と、被めっき面側固定板１２の主たる構成要素であり、被めっき基板１の被めっき面１ａがめっき可能となる開口部１５を備えた対向板２と、被めっき基板１の周縁端部と、対向板２の開口部１５の内側の端縁部に沿って、それらの両者に密着し、シール可能に備えられたシール部材３と、シール部材３の外側で、支持体１０と対向板２とに密着し、シール可能に備えられたシール部材４と、を備えている（以上、図１および図３参照）。

その為、被めっき基板１の、めっきしない片面（非めっき面１ｂ）と、周縁端部の側面１ｃとは、対向板２と、被めっき基板１と、支持体１０と、シール部材３と、シール部材４と、によって密封された空間１４内に配置される。その事により、被めっき基板１の非めっき面１ｂと周縁端部の側面１ｃとは、電気めっき液に浸漬されることがなく、電気めっきされる事は無いが、被めっき基板１の被めっき面１ａには電気めっきを行うことが可能となる。

図２は、めっき治具１１に被めっき基板１を取り付けた図であり、被めっき基板１は対向板２と支持体１０との間に取り付けられている。被めっき基板１の被めっき面１ａ（図４、図５参照）は、シール部材３で密封されている一部を除き、電気めっき液に浸漬できるように、めっき治具１１の対向板２に形成された開口部１５により露出している。

図３は、めっき治具１１に被めっき基板１を取り付けた図２を透視して見た透視図である。
シール部材３は、被めっき基板１の被めっき面１ａの露出部と被めっき基板１の外周との間、または、被めっき基板１の周縁端部１ｃの内側に配置されている（図４、図５参照）。
シール部材３は、硬度の異なる２種類以上のゴム（例えば、ゴムパッキン３ａとゴムパッキン３ｂ、ゴムパッキン３ａとゴムパッキン３ｂとゴムパッキン３ｃ、など）が貼り合わされた構造を備えている（図８参照）。

ここで、例えば、ゴムパッキン３ａとゴムパッキン３ｂが貼り合わされた構造とは、被めっき基板１の対向板２と被めっき面側固定板１２を押圧する方向に、ゴムパッキン３ａとゴムパッキン３ｂが平行に貼り合わされて配置された構造である。ゴムパッキン３ａとゴムパッキン３ｂとゴムパッキン３ｃについても同様である。ただし、例えば、ゴムパッキン３ａとゴムパッキン３ｂの、被めっき基板１の対向板２と被めっき面側固定板１２を押圧する方向の高さ（または長さ）が、同一でなくても良い。その様に高さを変えることによって、いずれか一方が先に被めっき基板１の対向板２と被めっき面側固定板１２によって押圧される構造を実現することができる。

シール部材４は、対向板２の外周（周縁端部）と支持体１０の外周（周縁端部）との間に配置されている（図４、図５参照）。シール部材４は、硬度の異なる２種類以上のゴム（例えば、ゴムパッキン４ａとゴムパッキン４ｂ、ゴムパッキン４ａとゴムパッキン４ｂとゴムパッキン４ｃ、など）が貼り合わされた構造を備えている（図９参照）。
給電部５は、シール部材３とシール部材４との間に配置され、且つ被めっき基板１の外周内、即ち周縁端部の内側に位置する。
給電線６は、給電部５とブスバー９とを電気的に接続して給電部５に電源からの電力を供給する役割を果たすものであるが、給電部５と固定部８とを接続してもよい。その場合
は、固定部８が銅などの導電性が高い材料で作製されている必要がある。固定部８は、ブスバーと支持体１０とを固定している。

図４は、図２のＡ－Ａ’切断線におけるめっき治具１１の断面図である。被めっき基板１は対向板２と支持体１０との間に挟持されている。
対向板２は、被めっき面側固定板１２（図５参照）の主たる構成要素である。被めっき面側固定板１２は、対向板２と、対向板２に形成された凹部２ａ、２ｂに、それぞれ配置されたシール部材３、４と、を備えている。
また、支持体１０は、非めっき面側固定板１３の主たる構成要素である。
シール部材３は、被めっき基板１と対向板２との間をシーリングしている。
シール部材４は、対向板２と支持体１０との間をシーリングしている。被めっき基板１とシール部材３と対向板２とシール部材４と支持体１０と被めっき基板１を固定する為の支持体１０の凹部１０ａとで覆われた空間１４には電気めっき液が侵入しない為、被めっき基板１の、非めっき面１ｂと、周縁端部の側面１ｃはめっき液に浸漬されず、被めっき面１ａのみを電気めっき液に浸漬させ電気めっきを行うことができる。なお、凹部１０ａと非めっき面１ｂとは接触しているが、図４、図５では隙間を強調して示している。

図５は、図２のＢ－Ｂ’切断線におけるめっき治具１１の断面図である。給電部５は、給電線６及び被めっき基板１の被めっき面１ａに電気的に接続しており、被めっき面１ａに給電している。給電部５の数は特に限定されない。

図６は、被めっき基板１の被めっき面側固定板１２の被めっき基板１に接する面を示した説明図（図５参照）である。被めっき面側固定板１２の対抗板２の中央部は開口部１５となっており、対向板２の上（非めっき面側固定板１３側）にシール部材３とシール部材４が設置されている場合を例示している。給電部５は対向板２を貫いて設置されている。

図７は、被めっき基板の非めっき面側固定板１３の被めっき基板１に接する面を示した説明図である（図４参照）。被めっき基板の非めっき面側固定板１３は固定部８を通してブスバー９に固定されている。被めっき基板の非めっき面側固定板１３には被めっき基板１を固定する為の凹部１０ａが形成されている。また、凹部１０ａを形成する代わりに位置決めピン等で被めっき基板を固定してもよい。また、被めっき基板の非めっき面側固定板１３には固定手段７が設置されていてもよい。固定手段７の数は特に限定されず、被めっき基板を固定可能な手段であればどの様な手段であっても構わない。例えば、固定手段７として、回転ラッチ、クリップ、ネジ、回転留め具等を用いてもよい。

図８は、シール部材３の断面図である。シール部材３としては、硬度の異なるゴムパッキン３ａと３ｂとを貼り合わせたシール部材を例として挙げる事ができる（図８（ａ））。硬度が異なる２種類のゴムパッキン３ａと３ｂとの貼り合わせによりシーリング機能を向上させることが可能となっている。さらに、図８（ａ）に例示したシール部材３－１のように、硬度の異なる３種類のゴムパッキン３ａと３ｂと３ｃとを貼り合わせた物をとしてもよい。

対向板２を被めっき基板１に押付けた場合（例えば、図４参照）、例えば、ゴムパッキン３ａが自動車のタイヤ程度の硬度７０°、ゴムパッキン３ｂが人肌程度の硬度１０°の場合、硬度が大きいゴムパッキン３ａが支柱となり、対向板２と被めっき基板１との間隔が偏りなく形成され、硬度が小さいゴムパッキン３ｂの柔軟性により、対向板２とシール部材３との高いシーリング機能、及び被めっき基板１とシール部材３との高いシーリング機能を得ることができる。シール部材３は対向板２の内側に配置された凹部２ａに固定されていることが望ましい。

図９は、シール部材４の断面図である。シール部材４としては、硬度の異なるゴムパッキン４ａと４ｂとを貼り合わせたシール部材を例として挙げる事ができる（図９（ａ））。硬度が異なるゴムパッキン４ａと４ｂとの貼り合わせによりシーリング機能を向上させることが可能となっている。さらに、図８（ｂ）に例示したシール部材４－１のように、硬度の異なるゴムパッキン４ａと４ｂと４ｃとを貼り合わせた物をとしてもよい。

対向板２を支持体１０に押付けた場合（例えば、図４参照）、例えば、ゴムパッキン４ａが自動車のタイヤ程度の硬度７０°、ゴムパッキン４ｂが人肌程度の硬度１０°の場合、硬度が大きいゴムパッキン４ａが支柱となり対向板２と支持体１０との間隔が偏りなく形成され、硬度が小さいゴムパッキン４ｂの柔軟性により、対向板２とシール部材４との高いシーリング機能、及び支持体１０とシール部材４との高いシーリング機能を得ることができる。シール部材４は対向板２の外側に配置された凹部２ｂに固定されていることが望ましい。

固定手段７（図１～図４参照）は、対向板２と被めっき基板１、及び対向板２と支持体１０とに均一に圧力を印可して、シール部材３及びシール部材４のシーリング機能を発揮させる。固定手段７の数は特に限定されない。

固定手段７の機能は、対向板２と被めっき基板１、及び対向板２と支持体１０とに均一に圧力を印可して、シール部材３及びシール部材４のシーリング機能を発揮させることである。その為、同様の機能を発揮できる手段であれば限定する必要は無い。例えば、固定手段７として、回転ラッチ、クリップ、ネジ、回転留め具等を用いてもよい。

以上、図１～図９を用いて本発明のめっき治具を説明した様に、本発明のめっき治具１１は、被めっき基板１の非めっき面１ｂ側に面して被めっき基板１を固定する非めっき面側固定板１３（図３および図４参照）と、被めっき基板１の被めっき面１ａ側の周縁端部を固定する被めっき面側固定板１２（図３および図５参照）と、を備えている。更に、被めっき基板１の被めっき面１ａ側の周縁端部と対向板２との間（図４参照）および被めっき基板１より外側の非めっき面側固定板１３と対向板２との間には、それぞれ着脱可能なシール部材３、４と、対向板２を非めっき面側固定板１３の支持体１０に押圧する事によって、被めっき基板１を、支持体１０と対向板２の間に挟持し、固定する固定手段７と、を備えている。

図４に示した様に、被めっき基板１の被めっき面１ａ側の周縁端部と、被めっき面側固定板１２の主たる構成要素である対向板２と、それらの間に備えられたシール部材３と、および被めっき面側固定板の対向板２と、被めっき基板１より外側の非めっき面側固定板１３の主たる構成要素である支持体１０と、それらの間に備えられたシール部材４と、によって密閉空間１４が形成されている。この密閉空間１４に、被めっき基板１の、非めっき面１ｂと、周縁端部の側面１ｃと、が配置される。その為、電気めっきを行う際に、それらが電気めっき液に浸漬されることが無い。

また、図８、９について説明した通り、シール部材３、３－１及びシール部材４、４－１は、硬度の異なる２種類以上のゴムを貼り合わせることにより、対向板２と被めっき基板１との間隔、及び対向板２と支持体１０との間隔、とを偏りなく形成する機能と、対向板２と被めっき基板１とのシーリング、及び対向板２と支持体１０とのシーリング、とを高める機能と、をゴムの硬度により役割分担している。この役割分担により向上したシーリング機能によって、被めっき基板１の、めっきしない面（非めっき面１ｂ）と周縁端部の側面１ｃを電気めっき液に浸漬させることなく、被めっき面１ａのシール部材３、４が密着している部分などを除いて、電気めっき液に浸漬して、電気めっきすることができる。

また、めっき治具１１は、ブスバー９、固定部８、リード線６を取り外すことで、エッチング治具、現像治具として使用することができる。また給電部５を取り外し、給電部５が貫通している対向板２の穴をふさぎ、エッチング治具、現像治具として使用することも可能である。

１ 被めっき基板
１ａ 被めっき面
１ｂ 非めっき面
１ｃ 周縁端部の側面
２ 対向板
２ａ、２ｂ、１０ａ 凹部
３、３－１、４、４－１ シール部材
３ａ、３ｂ、３ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃ ゴムパッキン
５ 給電部
６ 給電線
７ 固定手段
８ 固定部
９ ブスバー
１０ 支持体
１１ めっき治具
１２ （被めっき基板の）被めっき面側固定板
１３ （被めっき基板の）非めっき面側固定板
１４ 電気めっき液が浸漬しない空間
１５ （対向板２に形成された）開口部

Claims (4)

1. 被めっき基板の、非めっき面と周縁端部の側面には電気めっきをせず、被めっき面だけに電気めっきを行うめっき治具であって、
   被めっき基板の非めっき面側に面して被めっき基板を固定する非めっき面側固定板と、
   被めっき基板の被めっき面側の周縁端部を固定する被めっき面側固定板と、
   被めっき基板の被めっき面側の周縁端部と被めっき面側固定板との間に備えられたシール部材Ａおよび被めっき面側固定板と被めっき基板より外側の非めっき面側固定板との間に備えられたシール部材Ｂと、
   被めっき面側固定板を非めっき面側固定板に押圧する事によって被めっき基板を固定する固定手段と、を備えており、
   シール部材Ａおよびシール部材Ｂは、硬度が異なる２種類以上のゴムを貼り合わせたゴムパッキンからなり、
   被めっき基板の被めっき面側の周縁端部と、被めっき面側固定板と、それらの間に備えられたシール部材Ａと、被めっき基板より外側の被めっき面側固定板と、非めっき面側固定板と、それらの間に備えられたシール部材Ｂと、によって囲まれた密閉空間が形成される事を特徴とするめっき治具。
2. 前記固定手段が、回転ラッチ、ネジ、又はクリップを使用した固定手段である事を特徴とする請求項１のめっき治具。
3. 前記シール部材Ａ及びＢにおいて、少なくとも２種類の異なる硬度のゴムの内、硬度が高いゴムが前記密閉空間側に位置して、硬度が低いゴムがめっき液に接する側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のめっき治具。
4. 前記硬度が高いゴムより、前記硬度が低いゴムの方が、０から５ｍｍの範囲で、高さが高いことを特徴とする請求項３に記載のめっき治具。

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