JP3864152B2

JP3864152B2 - バレル、バレルめっき装置及びバレルめっき方法

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Publication number: JP3864152B2
Application number: JP2003306521A
Authority: JP
Inventors: 正彦今野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: JP2005076066A

Description

本発明は、バレル、バレルめっき装置及びバレルめっき方法に関し、特に微小な電子部品等のめっき処理を行うためのバレル、バレルめっき装置及びバレルめっき方法に関する。

複数の小型部品とメディアを入れたバレルを、めっき液を貯留するめっき漕内に浸漬し当該部品のめっき処理を行う装置が知られている。代表的な装置として、開口バレルめっき装置及び閉口バレルめっき装置等がある。

図５は、閉口バレルめっき装置用の閉口バレルの斜視図である。この閉口バレル１０３は６角形状の側壁１０２とめっき液が流通可能な透過性材料からなる周壁１０４により構成され、その内部空間に導電性メディア及び被めっき物を収容する。メディア及び被めっき物を収容した閉口バレル１０３は不図示のめっき漕内のめっき液に浸漬し通電しながら回転軸１０８周りに回転させることで被めっき物のめっき処理を行うものである。

さらに、閉口バレル１０３内の両側壁１０２間に延在し、回転軸１０８にほぼ平行で断面が円形状の攪拌部材１０７が複数配置されている。というのも、バレル１０３の回転に伴いバレル１０３内のメディア及び被めっき物が分離してしまいめっき処理が十分に行えない場合に、上記攪拌部材１０７により被めっき物及びメディアを攪拌し、被めっき物のめっき処理を均一に行うためのものである（特許文献１若しくは２参照。）。

図６は、開口バレルめっき装置２０１の断面図である。図５で説明した閉口バレルめっき装置と異なりバレル２０３の上端面が開口するバレルを用いてめっき処理を行うものである。上記バレル２０３をめっき漕２２１内のめっき液に浸漬した後、通電した状態で回転させめっき処理を行う。

具体的には、開口バレルめっき装置２０１は、開口バレル２０３と、開口バレル２０３を回動させるための駆動手段２１４と、鉛直方向（図中上下方向）対して傾斜した状態で開口バレル２０３を保持する支持部材２１９と、めっき液を貯留するためのめっき漕２２１とを備える。

開口バレル２０３の周壁２０４は、めっき液が透過でき、かつ、メディア及び被めっき物２１０がバレルの外側へ流出することのない部材からなる。また、開口バレル２０３内の底面２０２近傍には陰極電極２１１が設けられている。陽極電極２０９はバレル２０３の外側であってめっき漕内のめっき液に浸漬させられている。

上記構成において、開口バレルが傾斜した状態で、開口バレル２０３を回転させながら、陽極２０９から陰極２１１に電流を流し、被めっき物の表面にめっき処理を行う。

特開平９−４７９５６号公報（段落番号〔０００５〕〜〔００１０〕、図１〜図３）特開平５−１４８６９５号公報（段落番号〔０００５〕〜〔０００８〕、図１）

従来の閉口バレル１０３（図５参照。）は、流れの停滞領域にある被めっき物及びメディアを攪拌部材１０７により流動領域に移動させめっき処理を均一に行えるようにするものである。言い換えると、被めっき物を攪拌部材１０７に衝突させることにより被めっき物及びメディアを移動させるものである。

しかし、上述した構成の閉口バレル１０３では、攪拌部材１０７からの衝撃により被めっき物若しくはメディアが変形若しくは破損したり、攪拌部材１０７に付着して被めっき物を均一にめっき処理できない場合がある。

他方、図６に示す従来の開口バレルめっき装置２０１では、被めっき物２１０が小型であったり軽量である場合にはバレル２０３内で浮遊し、被めっき物２１０と陰極電極２１１との接触ができず通電が断絶し、被めっき物２１０の十分なめっき処理をできない恐れがある。

特に、被めっき物の表面に凹部が設けられている船形形状の部品は、レジスト処理がなされた撥水性の部品の場合には、上記浮遊現象の起きる頻度が顕著となる。

さらに、開口バレル２０３の開口部２１２にめっき液の液面が達している場合には、浮遊した被めっき物２２２やメディア２２４が、開口部２１２から流出してしまうことがある。

また、周壁２０４は、開口バレル２０３の内側及び外側とをめっき液が流通できる多孔体の材料から形成されているが、被めっき物２１０の小型化が進むにつれてその流出を防止するため孔の径を小さくする必要が生じている。そうすると、バレル２０３の内側と外側とのめっき液の流通が減少するとともに、バレル２０３内のめっき液に流れ生じず、一箇所に滞留する傾向が生じる。そうすると、バレル２０３内におけるめっき液の濃度が不均一になったりしてめっき膜を均一に形成できない恐れがある。

そこで本発明は、バレルを使用しためっき処理において被めっき物及びメディアが変形したり破損することを防止し、さらに、バレル内の被めっき物が浮遊して通電が断絶することを防止し、バレル内のめっき液を所定の濃度に保つことができるバレル、バレルめっき装置及びバレルめっき方法を提供することを目的とする。

さらに、開口バレルを使用する場合であって、浮遊した被めっき物やメディアがその開口端部からバレルの外側へ流出してしまうことを防止できるバレル及びバレルめっき装置を提供する。

上記目的を達成するための本発明のバレルの第１の態様は、被めっき物を収容しめっき処理を行うためのバレルであって、液面から液中へのめっき液の流れを前記バレル内に生成するための液流発生手段を備える。

本発明のバレルによれば、バレルに液流発生部材が装着されているので、バレルの回転軸方向に関しめっき液面から液中方向へのめっき液の流れが生成され、被めっき物及びメディアをバレルの底壁側に沈み込ませることができ、陰極電極と被めっき物との接触を確実とする。よって、被めっき物のめっき処理を均一にできる。

また、めっき液の流れが生じることでバレル内のめっき液を循環させめっき液の濃度を一定に保つことができる。さらに、開口バレルを使用する場合であっても、その開口部から被めっき物及びメディアが流出することを防止できる。

本発明のバレルの第２の態様では、前記バレルが上端に開口部を有する開口バレルであり、前記液流発生手段は前記バレル内に配置された板状部材である。

本発明のバレルの第３の態様では、前記板状部材が前記バレルの内壁面に装着されている。

本発明のバレルの第４の態様では、前記板状部材が前記バレルから取り外し可能に装着されている。被めっき物やメディアのバレル内への出し入れが容易となり作業性が向上できる。

本発明のバレルめっき装置の第１の態様は、前記第１〜第４の態様の一のバレルと、めっき液を貯留し前記バレルをめっき液に浸漬するためのめっき漕とを備える。

前述のバレルと同様の作用効果が得られる。すなわち、当該バレルめっき装置によるめっき処理をした被めっき物は、そのめっき膜厚が均一となる。

また、めっき液の流れが生じることでバレル内のめっき液を循環させめっき濃度を一定に保つことができる。さらに、開口バレルを使用する場合であっても、その開口部から被めっき物及びメディアが流出することを防止できる。

本発明のバレルめっき装置の第２の態様によれば、上端に開口部を有し、かつ、被めっき物を収容しめっき処理を行うためのバレルと、前記開口部を通り前記バレル内に陰極電極を供給する陰極電極供給部材と、前記板状部材は前記陰極電極供給部材に設けられている。

本発明によるバレルめっき方法の第１の態様は、被めっき物を収容するバレルをめっき漕に浸漬してめっき処理を行うバレルめっき方法であって、前記バレル内でバレルの回転軸方向に関し液面から液中へのめっき液の流れを生成した状態でめっき処理を行う構成である。

本発明のバレルめっき方法よれば、めっき液面から液中方向へのめっき液の流れを生成するので、被めっき物及びメディアをバレルの底壁側に沈み込ませることができ、陰極電極と被めっき物との接触を確実とする。よって、被めっき物のめっき処理を均一にできる。

本発明のバレル、バレルめっき装置及びバレルめっき方法によれば、バレルに設けられた液流発生手段により、めっき液面から液中方向への流れを発生する。その発生した流れにより、バレル内の被めっき部品やメディアを下方に沈み込ませるので被めっき物等に過度の衝撃を加えることなく、変形や破損を防止できる。

また、小型軽量の被めっき物やメディアであっても浮遊することがなく陰極電極との確実な接触が可能となる。

さらに、上記流れにより、バレル内のめっき液が攪拌されることとなり、めっき液の濃度や温度をバレル内において均一に保持することができめっき処理の均一性を達成できる。

また、液流発生手段によりバレル内において液面から液中方向への流れが発生するので、開口バレルのように上端面に開口を有する場合であっても、被めっき物やメディアがバレル外へ流出することを防止でき、めっき処理の効率を高めることができる。

さらに、開口バレルの場合にはバレル内のめっき液とバレルの外側のめっき液との循環がなされるので、バレル内のめっき液濃度や電圧を一定に保つこが可能となり、被めっき物のめっき膜厚を一定にすることが可能となる。

開口バレルの開口部に取り外し可能に液流発生手段を装着することにより、被めっき物及びメディアを開口バレルに投入する場合や、めっき処理後、被めっき物等を取り出すとことが容易となり作業効率が上がる。

また、陰極部材に液流発生部材に設けることにより、めっき処理工程後に陰極部材を開口バレルから取り外すことにより液流発止部材が取り除かれる。取り除かれた開口バレルの開口部から容易に被めっき物等を容易に取り出すことが可能となり作業効率が上がる。

以下、本発明によるバレルめっき装置及びバレルめっき方法の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、バレルめっき装置１の断面模式図を示す。
バレルめっき装置１は概して、めっき液６を貯留するためのめっき漕２１、上端部が開口した開口バレル３、開口バレル３を回転させるための駆動ユニット１７、開口バレル３を鉛直方向に対して傾斜して配置する支持部材１８とを備える。さらに、開口バレル３内には被めっき物１０及びメディアが投入され、開口バレル３の開口部１２が図中右上方向に面した状態で、駆動ユニット１７の駆動軸８に開口バレルが装着され、駆動ユニット１７は支持部材１９に固定されている。上記支持部材１９は、めっき液６が貯留しためっき漕２１内に載置されている。この構成において、浸漬された開口バレル３を駆動ユニット１７により回転するとともに陽極電極９及び陰極電極１１間に通電しめっき処理を行う。

各構成要素について以下に詳述する。開口バレル３は、断面六角形で上端に開口部１２を有し、周壁４及び底壁２より構成される。周壁４は、めっき液が透過可能な部材から形成され開口バレル３の内側及び外側のめっき液が流通可能となっている。開口バレルの周壁４の内面には開口部１２から傾斜する周壁４の内面に沿って液流発生手段１６が設けられている。当該液流発生手段１６は複数の矩形状板状部材５、７からなり、開口バレル３が回転すると、開口バレル３内に上方（開口部１２側若しくは液面側）から下方（底壁側若しくは液中方向）への渦巻き流れを発生する。

さらに、開口バレル３の底壁２の外面側には駆動ユニット１７からの回転力を伝達する連結部６が設けられていて、該連結部６を介して開口バレル３と駆動ユニット１７とが接続される。駆動ユニット１７は、駆動軸８、歯車１３、１５、駆動軸８を軸支するスリーブ２４等から構成されている。不図示の駆動源から歯車１５に回転力が伝達され、歯車１５に伝達された回転力はさらに歯車１３に伝わり、歯車１３と同心に嵌合する駆動軸８に伝達される。このように、駆動軸８には連結部６を介して開口バレル３が固定されているので、駆動軸８が回転すると開口バレル３が回転することとなる。

さらに、駆動ユニット１７は支持部材１８に固定されている。支持部材１８は、水平方向に延在する基部１９と、基部１９の一端部から垂直方向に延在する支柱部２２と、支柱部２２の上端部から水平方向に延在する腕部２０とからなり、支持部材１９は概ねコの字形状を呈している。

駆動ユニット１７は、その駆動軸８の軸線方向が鉛直方向（図１中上下方向）に対して傾斜するように支持部材１８の基部１９及び支柱部２２に固定されている。また、駆動軸８の軸線は開口バレル３の底壁２のほぼ中心を鉛直に通り、さらに開口バレル３の重心を通るような配置である。すなわち、開口バレル３の回転軸ｘは駆動軸８と同心で、かつ鉛直方向に対して傾斜する位置関係である。

また、支持部材１８の腕部２０の一端部は、上述の通り支柱部２２と接続しているが、他端部は、図中において左下方向に延在する電極給電部材１４に接続している。

さらに、電極給電部材１４の先端部にはめっき処理用の陰極電極１１が設けられていて、電極給電部材１４は開口バレル３の開口部１２を通って開口バレル３内に侵入し、陰極電極１１が開口バレル３の底壁２近傍に位置する。他方、陽極電極９は、めっき層２１内のめっき液中に配置され、めっき処理が陽極電極９及び陰極電極１１間を通電して行われる。

図２を参照して開口バレル３について詳細に説明する。図２は図１に示された開口バレル３を示す。

開口バレル３の周壁４は、回転軸ｘに関して左右対称であるので、周壁４の図中左側部分について説明する。周壁４の左側部分は、上方壁４ａ及び下方壁４ｂから構成され、上方壁４ａの一端は開口バレル３の開口部１２を構成し、上方壁の他端は下方壁４ｂの一端と連結するのであるが、他端側に進むにつれバレルの回転軸ｘから離れるように延在する。他方、下方壁４ｂの他端は底壁２に連結しているのであるが、底壁２側に進むにつれて回転軸ｘに近付くように延在している。換言すると、上方壁４ａと下方壁４ｂは、「く」の字状に連続している。

周壁４の内面に設けられている液流発生手段１６の１つは、矩形状で所定厚みを有する板状部材７であり、その板状部材の長辺が上方壁４ａの内面において開口部１２側から下方壁４ｂ側へと延在するように配置されている。また、回転軸ｘに関して上方壁４ａに対向する他の上方壁４ｃにも同様に板状部材５を備え、液流発生手段１６は回転軸ｘに関し放射状に配置されている。

この板状部材５、７すなわち液流発生部材１６は、回転バレル３を回転すると、開口部１２（上方）から底壁２の内面側方向（下方）へのめっき液の渦巻き流れＦをバレル３内に生成する。なお、上記液流発生部材１６を矩形状の板状部材から形成したが、開口部１２から底壁２の内面方向に渦巻き流れを生成するものであれば三角形、湾曲した羽根形状等にしたり、さらに、放射状に板状部材を配置するのではなく、螺旋状に配置することも可能である。

次に上記バレルめっき装置１を用いたバレルめっき方法について説明する（図１参照。）。被めっき物１０及びメディアを投入した開口バレル３をめっき液６を貯留しためっき漕２１内に配置する。前述したように開口バレル３の回転軸ｘが鉛直方向に対して傾斜した状態で配置される。なお、図１においてめっき液６の液面は、開口バレル３がめっき漕２１に配置された状態で、上方壁４ｃの開口部１２側端部より上方であって、上方壁４ａの開口部１２側端部より下方にあるが、めっき液６の量は適宜変更できる。

めっき処理は、めっき漕２１のめっき液６に浸漬した陽極電極９及び開口バレル内の陰極電極１１間に通電するとともに、開口バレル３を回転させ行う。回転バレル３が回転すると、周壁４内に装着されている複数の板状部材５，７によりバレル開口部１２から底壁２の方向へのめっき液の渦巻き流れＦ（図２参照。）が生成される。生成されためっき液の流れＦにより、開口バレル３内のめっき液が攪拌されるとともに、開口バレル外側のめっき液が開口バレル３内に導入され、開口バレル３の内と外との間でめっき液の流通が促進される。さらに、被めっき物１０及びメディアが小型軽量の場合に、仮にバレル３内で浮遊しても、前述のめっき液流れＦにより底壁２方向に沈み込むように移動して陰極電極１１と確実に接触できる。

さらに、本実施形態ではめっき液６の液面が上方壁４ｃより上方に達していることから、生成した渦巻き流れＦによりバレルの外側にあるめっき液を開口バレル３内へ導入することができ、開口バレル３内のめっき液６をその外側のめっき液と効率的に循環させ、所望の濃度に保持することが容易となる。

次に、液流発生部材の第１の変形例について説明する。図３は、第１の変形例による液流発生部材３８が開口バレル３３に装着された状態を示す断面図である。

第１の変形例による液流発生部材３８は、開口バレル３３に対して取り外し可能な構成で、装着部３９と、装着部３９の内面に固定されている板状部材３５、３７からなる。装着部３９はその断面がコの字状であり開口バレル３３に対し相補的な形状を呈し、開口部１２を覆うように延在し上方壁３４ａ、３４ｃの外面に装着される。

装着部３９の内面側に複数の矩形状の板状部材３５、３７が設けられ、開口バレル３３に装着された状態では板状部材３５、３７が開口部３２を介して開口バレル３３内に突出する構成である。

なお、液流発生部材３８を開口バレル３３に装着する手段は図示しないが、フックを液流発生部材３８に設け、フック係止部を開口バレル３３に設けてフックとフック係止部とを係合させ留めるといった従来から知られる方法等で適宜装着する。また、本変形例の開口バレル３３は、図２に示された開口バレル３と板状部材５、７が設けられていることを除いて同じ構成である。

上記構成において、回転バレル３３が回転軸ｘの周りに回転すると、バレル３３内に液流発生部材３８から底壁３１に向かうめっき液の渦巻き流れＧが生成される。よって、バレル内の被めっき物やメディアが浮遊しても、渦巻き流れＧにより底壁３１側に浮遊物は沈み込み底壁３１近傍に配置される不図示の陰極電極と確実に接触できる。併せて、渦巻き流れＧの発生によりバレル３３内のめっき溶液の濃度の均一化が実現できる。

さらに、液流発生手段の第２の変形例について述べる。図４は、液流発生手段４４が開口バレル４３に装着されるのではなく、開口バレル４３の開口部５２を通り開口バレル４３内に陰極電極５３を供給する電極給電部材５１に設ける構成である。液流発生手段４４は電極給電部材５１の側面に装着された板状部材４５、４７から成る。上記板状部材４５、４７により、開口バレル４３の開口端５２側から底壁４２側に向かう方向のめっき液の渦巻き流れを生成する。

この構成によればめっき処理後に開口バレル４３から電極給電部材５１が抜かれると、板状部材４５、４７も取り除かれることとなり、板状部材５、７が周壁４の内面（図２参照。）に形成された開口バレル３と比較して、開口バレル４３内のメディア及び被めっき物を取り出すことが容易となり作業性が良い。

以上説明した実施形態及び変形例では、液流発生手段として矩形状の板状部材を用いたが、断面が流線形状の部材等を適宜利用することができる。言い換えると、開口バレルの外側からバレル内への液流を形成できるものであれば液流発生部材の形状は制限されない。

また、各図面には板状部材が２枚のみ示されているが、その枚数は渦巻き流れの大きさ等を勘案し適宜増減でき、また配置についても放射状ではなく螺旋状にも適宜変更できることは言うまでもない。

本実施形態及び変形例において、断面が６角形状のバレルを使用して説明したが、その他の断面形状（例えば、円形、８角形等）のバレルにも適用できることは言うまでもない。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

本発明によるバレル、バレルめっき装置及びバレル方法は電子部品等のめっき処理に利用できる。

本発明のバレルめっき装置の断面模式図である。図１の開口バレルを示す断面図である。液流発生手段の第１の変形例を示す図である。液流発生手段の第２の変形例を示す図である。従来の閉口バレルの断面図である。従来の開口バレルめっき装置の断面図である。

符号の説明

１バレルめっき装置
３開口バレル
５、７液流発生手段
９陽極電極
１１陰極電極
１３被めっき物

Claims

回転軸線上において上端に開口部と、回転軸線方向について前記開口部に対向する底壁とを有し、被めっき物を収容し、めっき槽内で回転軸線が鉛直方向に対して傾斜し回転した状態でめっき処理を行う傾斜バレルめっき装置に用いられる開口バレルであって、前記バレルの前記開口部側から前記底壁側へ前記回転軸線の方向に沿っためっき液の流れを前記バレル内に生成するための、前記バレルの内面に前記開口部側から前記底壁側へ延在する板状部材を備えることを特徴とする開口バレル。
前記板状部材は、前記バレルから取り外し可能に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の開口バレル。
請求項１又は２に記載された開口バレルと、前記開口部を通り前記開口バレル内の底壁近傍に配置される陰極電極を供給する陰極電極供給部材と、めっき液を貯留し前記開口バレルをめっき液に浸漬するためのめっき漕とを備えることを特徴とするバレルめっき装置。
回転軸線上において上端に開口部と、回転軸線方向について前記開口部に対向する底壁とを有し、かつ、被めっき物を収容し、めっき槽内で前記回転軸線が鉛直方向に対して傾斜し回転した状態でめっき処理を行う傾斜バレルめっき装置に用いられる開口バレルと、前記開口部を通り前記バレル内の底壁近傍に配置される陰極電極を供給する陰極電極供給部材と、を備え、
前記陰極電極供給部材の外周に前記バレルの前記開口部側から前記底壁側へめっき液の流れを前記開口バレル内に生成するための板状部材が設けられていることを特徴とするバレルめっき装置。
回転軸線上において上端に開口部と、回転軸線方向について前記開口部に対向する底壁とを有し、被めっき物を収容し、めっき槽内で回転軸線が鉛直方向に対して傾斜し回転する開口バレルであり、前記バレルの内面に前記開口部側から底壁側に延在する板状部材を備える開口バレルを用いてめっき処理を行うバレルめっき方法であって、前記開口バレルを回転させ前記開口バレル内で前記開口部側から前記底壁側へ回転軸線方向に沿っためっき液の流れを生成した状態でめっき処理を行うことを特徴とするバレルめっき方法。