JP4440609B2 - Surface treatment method for workpieces - Google Patents
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Description
本発明は、例えば被処理物の電気めっきに好適で、電気めっきの各処理に使用する処理流体を順次循環供給し、一連の処理を合理的かつ迅速に行ない、生産性の向上と量産化を図るとともに、緻密かつ均質でつき廻りの良い薄膜のめっき皮膜を得られるようにした、被処理物の表面処理方法に関する。 The present invention is suitable for, for example, electroplating of an object to be processed, and sequentially supplies a processing fluid used for each process of electroplating to perform a series of processes rationally and quickly, thereby improving productivity and mass production. strive was possible to obtain a plating film of good around thin per a dense and homogeneous, about the surface treatment how the object to be processed.
電気めっきは種々の処理設備と多くの処理工程を要し、作業性や生産性が悪く、設備費の高騰と広い作業スペ−スを要する上に、処理液の飛散や有害なガスが発生する状況下での作業を強いられるため、予てよりその改善が望まれていた。
このような要請に応ずるものとして、出願人は、被処理物の表面処理時、反応槽を含む被処理流体の循環経路を連通し、該循環経路に被処理流体を終始循環するようにした被処理物の表面処理方法およびその処理装置を開発し、これを既に提案している(例えば、特許文献1)。
Electroplating requires various processing equipment and many processing steps, is inferior in workability and productivity, requires an increase in equipment costs and a wide work space, and generates scattered processing liquids and harmful gases. because forced to work under the circumstances, the improvement than for some time has been desired.
In order to meet such demands, the applicant communicated with the circulation path of the fluid to be treated including the reaction tank during the surface treatment of the object to be treated, and circulated the fluid to be treated through the circulation path from start to finish. A surface treatment method and a treatment apparatus for a treated product have been developed and have already been proposed (for example, Patent Document 1).
前記方法および処理装置は、脱脂洗浄流体の再利用を目的にし、その循環経路に反応槽と分離槽、凝縮回収槽と冷凍機、加圧ポンプと加熱器等を介挿し、使用後の脱脂洗浄流体を冷却し液化後、加圧かつ加熱して循環させているため、被処理流体に多くの処理を要する上に高価かつ多くの設備を要し、またその稼動に多くの動力とコストを要して生産性が悪く、しかも前記設備の設置に広い設置スペ−スを要する等の問題があった。 The method and the processing apparatus are intended for the reuse of the degreasing cleaning fluid, and the circulation path includes a reaction tank and a separation tank, a condensation recovery tank and a refrigerator, a pressure pump and a heater, etc. Since the fluid is cooled and liquefied, and then pressurized and heated to circulate, it requires a lot of processing, expensive and many facilities, and requires a lot of power and cost for its operation. As a result, the productivity is poor, and a large installation space is required for the installation of the equipment.
このような問題を解決するものとして、循環路に洗浄室と加熱室と冷却室とを介挿し、前記加熱室と冷却室との間に循環路の系外にヒ−トポンプを配設し、循環路を移動する洗浄媒質を合理的に温度制御し、省エネルギ−化と洗浄媒質の析出制御を図るようにした媒質循環システムがある(例えば、特許文献2)。 As a solution to such problems, a washing chamber, a heating chamber, and a cooling chamber are interposed in the circulation path, and a heat pump is disposed outside the circulation path between the heating chamber and the cooling chamber, There is a medium circulation system that rationally controls the temperature of a cleaning medium that moves in a circulation path so as to save energy and control deposition of the cleaning medium (for example, Patent Document 2).
また、循環路に液化供給槽と、複数の耐圧洗浄容器と廃液回収槽とを介挿し、洗浄後、各洗浄容器から洗浄流体である二酸化炭素をバル−ンタンクへ貯留し、この貯留流体を適宜加圧して、各洗浄容器へ供給可能にした洗浄方法およびその装置がある(例えば、特許文献3)。 In addition, a liquefaction supply tank, a plurality of pressure-resistant cleaning containers and a waste liquid recovery tank are inserted in the circulation path, and after cleaning, carbon dioxide, which is a cleaning fluid, is stored from each cleaning container in a balloon tank, and this stored fluid is appropriately stored. There is a cleaning method and an apparatus for applying pressure to each cleaning container (for example, Patent Document 3).
しかし、これらの方法ないし装置は、循環路の洗浄媒質を加熱し冷却しているため、高価かつ多くの設備を要し、その稼動に多くの動力とコストを要して生産性が悪く、しかも前記設備の設置に広い設置スペ−スを要する問題がある。
しかも、前記方法や装置は、専ら被洗浄物の洗浄に限られ、脱脂洗浄した被処理物を電気めっきする場合は、処理後の被洗浄物を別設の電気めっき装置に移し変えなければならない不合理がある。
また、仮に前記装置の循環路にめっき液を循環させてめっき処理しようとすると、前記めっき液中の金属イオンが冷却時に析出して管路に付着し、管路抵抗が増大して循環の円滑性が損なわれ、または循環不能になって、前記方法を採用できない。
However, these methods and devices heat and cool the cleaning medium of the circulation path, and thus require expensive and many facilities, and require a lot of power and cost to operate, resulting in poor productivity. There is a problem that a large installation space is required to install the equipment.
Moreover, the method and apparatus are limited to cleaning the object to be cleaned, and when the object to be cleaned is electroplated, the object to be cleaned after treatment must be transferred to a separate electroplating apparatus. There is irrational.
Also, if the plating solution is circulated through the circulation path of the apparatus, metal ions in the plating solution are deposited upon cooling and adhere to the pipeline, increasing the pipeline resistance and smoothing the circulation. The above method cannot be adopted because the properties are impaired or the circulation becomes impossible.
本発明はこのような問題を解決し、例えば被処理物の電気めっきに好適で、電気めっきの各処理に使用する処理流体を順次循環供給し、一連の処理を合理的かつ迅速に行ない、生産性の向上と量産化を図るとともに、緻密かつ均質でつき廻りの良い薄膜のめっき皮膜を得られるようにした、被処理物の表面処理方法を提供することを目的とする。 The present invention solves such problems, and is suitable for electroplating of workpieces, for example, by sequentially circulating and supplying a processing fluid used for each electroplating process, and performing a series of processes rationally and quickly to produce endeavor to increase the mass production of sex was possible to obtain a plating film of good around thin per a dense and homogeneous, and an object thereof is to provide a surface treatment how the object to be processed.
請求項1の発明は、表面処理流体の循環路に単一の出入口部を介して介挿した密閉可能な反応槽の内部に、被処理物と陽極とを対向配置し、前記反応槽に超臨界または亜臨界二酸化炭素と、酸洗い液または電解液と、界面活性剤とを導入し、それらのエマルジョンを形成後に被処理物を酸洗いまたは電気めっきする被処理物の表面処理方法において、前記反応槽より上流側の循環路に、酸洗い液または電解液と、界面活性剤、超臨界または亜臨界二酸化炭素とを供給し、これらを反応槽へ導入して混合し、それらのエマルジョンを形成するとともに、被処理物の酸洗いまたは電気めっき時、超臨界または亜臨界状態の酸洗い液または電解液を含むエマルジョンを、前記循環路と反応槽に亘って循環させ、反応槽内での超臨界または亜臨界状態のエマルジョンの下で行なう酸洗い法または電気めっき法に比べ、前記エマルジョンを高速に移動し、被処理物に高速に接触させて、高精密な酸洗いを得られるとともに、電気めっき時には被処理物の電位勾配によるめっき液の濃度分布ないし金属イオンの密度分布を解消し、これを平坦かつ均一化して、均一かつ緻密なめっき皮膜を得られるようにしている。
The invention of
請求項1の発明は、前記反応槽より上流側の循環路に、酸洗い液または電解液と、界面活性剤と、超臨界または亜臨界二酸化炭素とを供給し、これらを反応槽へ導入して混合し、それらのエマルジョンを形成するとともに、被処理物の酸洗いまたは電気めっき時、超臨界または亜臨界状態の酸洗い液または電解液を含むエマルジョンを、前記循環路と反応槽に亘って循環させるから、反応槽内での超臨界または亜臨界状態のエマルジョンの下で行なう酸洗い法または電気めっき法に比べ、前記エマルジョンを高速に移動し、被処理物に高速に接触させて、高精密な酸洗いを得られるとともに、電気めっき時には被処理物の電位勾配によるめっき液の濃度分布ないし金属イオンの密度分布を解消し、これを平坦かつ均一化して、均一かつ緻密なめっき皮膜を得られる効果がある。
The invention of
以下、本発明を被処理物の表面処理として、被処理物を電気めっきする図示の実施形態について説明すると、図1は本発明の基本構成を示し、同図において1は反応槽である有底円筒形の圧力容器で、蓋(図示略)を介して密閉可能にされ、その内部に配線基板等の被処理物2を収容し、該被処理物2に所定の表面処理、例えば脱脂洗浄、酸洗い(酸化皮膜除去)、電気めっき等を実行可能にしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an illustrated embodiment for electroplating an object to be processed as the surface treatment of the object to be processed will be described. FIG. 1 shows a basic configuration of the present invention, in which 1 is a bottomed bottom that is a reaction tank. A cylindrical pressure vessel that can be hermetically sealed through a lid (not shown), accommodates an
前記圧力容器1は、内部に前記の被処理物2と、陽極部材である陽極板3とを収容し、これらをリ−ド線4を介して電源5の負極側と正極側に接続し、スイッチ6を介して通電可能にしている。
前記スイッチ6は電気めっき時にのみONされ、かつその電源投入時期は、前記被処理物2および陽極板3が後述のめっき液に浸漬する前に設定され、被処理物2の置換めっきを阻止可能にしている。
The
The switch 6 is turned ON only at the time of electroplating, and the power-on timing is set before the
前記圧力容器1は互いに独立した第1および第2循環路7,8に介挿され、このうち第1循環路7は電気めっきの前処理である脱脂洗浄に使用可能にされ、第2循環路8は電気めっきの前処理である酸洗い(酸化皮膜除去)処理と、本処理、つまり電気めっきと後処理に使用可能にされている。
前記第1および第2循環路7,8は、共に循環導管9,10を環状に接続して構成され、このうち第1循環路7に前記圧力容器1と冷却器11および加熱器12とが介挿され、第2循環路8に前記圧力容器1と循環ポンプ13、および圧力容器1の上流側にミキサ−(混合器)14とが介挿されている。
実施形態では、循環ポンプ13として密閉型ポンプを使用し、またミキサ−14としてスタティックミキサ−を用いているが、これらに限定されない。
The
The first and
In the embodiment, a hermetic pump is used as the
前記第1および第2循環路7,8の適所に切換弁15,16が介挿され、これらの切換弁15,16は適時、循環路7,8の流路を循環導管9,10から排出管17,18へ切り換え可能にされ、その処理流体排出時に、前記循環路7,8の移動流体を圧力容器である貯留タンク19,20へ移動し収容可能にしている。
前記貯留タンク19,20にリリ−フ弁等の適当な圧力制御弁が設けられ、また貯留タンク19,20に収容した貯留流体21,22は、加熱または減圧調製して成分毎に分離回収し、その回収成分を後述の各収容タンクに還流させて、その再利用を図ることが望ましい。図中、23は冷却器11の内外に配管された冷媒導管で、冷凍機(図示略)に連通している。
The
前記第1および第2循環路7,8にガス導管24,25が接続され、該導管24,25に不活性ガスである高圧の二酸化炭素を収容したガス容器26,27が接続されている。
このうち、前記ガス導管25に加圧ポンプ28とヒ−タ29とが介挿され、これらで前記二酸化炭素を6〜8MPa、略50℃に調製し、これを適時、前記循環ポンプ13へ供給可能にしている。
Among these, a pressurizing
前記循環ポンプ13に、送液管30,31と送水管32とが開閉弁(図示略)を介して連通可能に接続され、このうち送液管30は、所定の酸洗い液(酸化皮膜除去用液)33を収容した酸洗い液タンク34に接続され、前記酸洗い液33を適宜な送液ポンプ(図示略)を介して、被処理物2の酸洗い処理前に、後述の界面活性剤と共に循環ポンプ13へ供給可能にしている。
The
また、前記送液管31は、所定のめっき液(電解液)35を収容しためっき液タンク36に接続され、前記めっき液35を適宜な送液ポンプ(図示略)を介して、被処理物2のめっき処理前に、後述の界面活性剤と共に循環ポンプ13へ供給可能にしている。 前記送水管32は、洗浄水37を収容した給水タンク38に接続され、前記洗浄水37を適宜な送液ポンプ(図示略)を介して前記循環ポンプ13へ供給し、酸洗いおよびめっき処理後の第2循環路8の洗浄を、加圧二酸化炭素に代わって実行可能にしている。
The
前記酸洗い液タンク34とめっき液タンク36の近接位置に、所定の界面活性剤39,40を収容した添加剤タンク41,42が設置され、前記界面活性剤39,40を適宜な送液ポンプ(図示略)を介して、前記タンク34,36へ供給可能にしている。
なお、上述の実施形態は酸洗い液33とめっき液35の供給路として、第2循環路8を共用しているが、同様な設備を備えた循環路を並設して処理することも可能である。
In addition, although the above-mentioned embodiment shares the
このように構成した本発明の表面処理方法は、被処理物2の表面処理である電気めっきに際し、被処理物2を収容する圧力容器1を介挿した第2循環路8に、酸洗い液33とめっき液35とを等温循環させているから、前記循環路8に圧力容器1と循環ポンプ13とミキサ−14とを介挿するだけで足り、洗浄流体の循環に用いられる加熱器や冷却器が不要になり、その分構成が簡単で装置のコンパクト化と設備費の低減を図れ、また稼動コストを低減できて生産性が向上する。
Surface treatment how the present invention thus configured, upon electroplating a surface treatment of the
また、本発明は、基本的に単一の圧力容器1で一連の電気めっき処理を行なえるから、構成の簡潔化と設備費の低減を図れるとともに、前記めっき処理に有害な薬剤を使用せず、また一連の処理を密閉容器内で行なっているから、有害なガス発生下や高温多湿下での作業から解放され、作業環境の改善と作業の安全性を図れる。
Further, according to the present invention, since a series of electroplating processes can be performed basically with a
しかも、後述のように、特にめっき液35を高圧下で高速に循環させているから、圧力容器1内において、被処理物2表面の電位勾配に伴なうめっき液の濃度分布を解消して均一化し、めっき液35中の金属イオンを均一に拡散させるから、めっき槽に収容しためっき液内において、被処理物2表面の電位勾配に伴なうめっき液の濃度分布下で行なう従来の電気めっきに比べ、均一かつ緻密なめっき皮膜を得られる。
特に、本発明は、前記電気めっきを等温状態で行なっているから、第2循環路8を移動するめっき液35の金属イオンが析出する惧れがなく、円滑かつ能率良くめっき処理を行なえる。
Moreover, since the
In particular, according to the present invention, since the electroplating is performed in an isothermal state, there is no possibility that metal ions of the
更に、本発明は、被処理物2に対し電気めっきの一連の工程に使用する処理流体を全て循環供給し、各処理流体を無駄なく有効に使用し、また使用後はそれらを回収し、その再利用を図っているから、生産性が向上する。
Furthermore, the present invention circulates and supplies all the processing fluids used in a series of electroplating processes to the
また、本発明は、圧力容器1に被処理物2を収容したまま一連の電気めっき処理を行なっているから、従来のように工程毎に被処理物2を処理槽に移し変えする煩雑を解消するとともに、前記処理工程を第1および第2循環路7,8に分けて行なっているから、それらの処理ないし作業を合理的かつ能率良く行なえる。
In addition, since the present invention performs a series of electroplating processes while the object to be processed 2 is accommodated in the
このような本発明方法を使用して、被処理物2を電気めっきする場合は、被処理物2を脱脂洗浄し、酸洗いした後、電気めっきする。
このうち、前記脱脂洗浄は第1循環路7で行ない、酸洗いと電気めっきと乾燥等は第2循環路8で行なう。
Using such the present invention how, if
Among these, the degreasing cleaning is performed in the
先ず、被処理物2を脱脂洗浄する場合は、被処理物2と陽極板3を圧力容器1に対向して収容し、蓋を取り付け圧力容器1を密閉後、被処理物2と陽極板3とをリ−ド線4に接続し、スイッチ6をOFF状態にして、被処理物2と陽極板3と電源5との導通を遮断して置く。
First, when the object to be processed 2 is degreased and cleaned, the object to be processed 2 and the
このような状況の下でガス容器26を開弁し、充填した二酸化炭素をガス導管24を介して第1循環路7へ送り出し、該循環路7に介挿した冷却器11で冷却かつ減圧し、更に加圧ポンプ(図示略)で加圧して、加熱室12へ移動させる。
このようにすると、前記二酸化炭素は加熱室12で加熱され、略8〜10MPa、略50℃、つまり二酸化炭素の超臨界状態ないしは亜臨界状態に調製されて、圧力容器1に流入する。前記二酸化炭素は圧力容器1内で高速に拡散し、被処理物2および陽極板3に勢い良くかつ高密度に接触して、被処理物2の表面に付着した油脂分や水分、異物等を除去する。
Under such circumstances, the
If it does in this way, the said carbon dioxide will be heated by the
前記脱脂洗浄後、前記二酸化炭素は圧力容器1から流出し、循環導管9に導かれて冷却器13へ流入し、冷却後、加熱器12で加熱されて再び圧力容器1に流入し、被処理物2を脱脂洗浄する。
以降、被処理物2は間断無く脱脂洗浄され、所期の洗浄精度を得られたところで、脱脂洗浄を終了し、次の酸洗いへ移行する。その際、切換弁15を作動し、第1循環路7内の前記二酸化炭素を貯留タンク19へ収容し、この後、切換弁15を復旧させる。
After the degreasing and cleaning, the carbon dioxide flows out from the
Thereafter, the object to be treated 2 is degreased and washed without interruption, and when the desired washing accuracy is obtained, the degreasing and washing are finished, and the process proceeds to the next pickling. At that time, the switching
このように前記脱脂洗浄は、超臨界状態ないし亜臨界状態の二酸化炭素を高速に循環させて行なっているから、圧力容器1に洗浄流体を吹き込むだけの洗浄法に比べ、前記洗浄流体が圧力容器1内でカルマン渦を形成することなく、高速かつ円滑に移動し、被処理物2に終始一定の速度で接触して洗浄し、高速かつ高精密な洗浄作用を得られる。
その際、超臨界状態ないし亜臨界状態の二酸化炭素は、被処理物2に沿って平行に移動するから、移動速度や拡散速度が減速されることなく、高速かつ高精密な洗浄作用を維持する。
Thus, since the degreasing cleaning is performed by circulating supercritical or subcritical carbon dioxide at high speed, the cleaning fluid can be used in the
At this time, carbon dioxide in a supercritical state or a subcritical state moves in parallel along the
次に、被処理物2を酸洗いする場合は、酸洗いタンク34に所定の界面活性剤39を所要量添加し、該界面活性剤39と酸洗い液33の混合液を予め所定の組成に調製し、該混合液の所定量を、送液ポンプ(図示略)を介して循環ポンプ13へ供給し、これを前記ポンプ13で加圧して第2循環路8へ送り出す。
前記混合液は第2循環路8を矢視方向へ移動し、ミキサ−14で混合撹拌されて圧力容器1へ移動する。この場合、前記供給する混合液量は、後述のように非常に少量で足りる
Next, when pickling the
The mixed liquid moves in the direction of the arrow in the
一方、前記酸洗い液33の供給と前後して、ガス容器27から二酸化炭素をガス導管25へ送り出し、これを加圧ポンプ28およびヒ−タ29を介して加圧かつ加熱し、循環ポンプ13へ供給する。
前記循環ポンプ13は前記二酸化炭素を更に加圧し、略超臨界状態ないしは亜臨界状態に調製して第2循環路8へ送り出し、これを矢視方向へ移動させてミキサ−14へ送り込み、該ミキサ−14で混合撹拌して圧力容器1へ送り込む。
On the other hand, before and after the supply of the
The
こうして、界面活性剤39を添加した酸洗い液33と、略超臨界状態ないし亜臨界状態の二酸化炭素とが圧力容器1内で混合し、これらが乳濁化して酸洗い液33を含むエマルジョンを形成する。
前記エマルジョンは圧力容器1内で高速に拡散し、被処理物2および陽極板3を包み込んで、界面活性剤39を被覆した微粒子状の酸洗い液33が、均一かつ高精密に被処理物2および陽極板3に接触し、被処理物2の表面の酸化皮膜を除去する。
その際、前記酸洗い液33は界面活性剤39を介して、略超臨界状態ないしは亜臨界状態の二酸化炭素中に拡散するから、従来のように被処理物2を酸洗い液に浸漬する方法に比べて、非常に少量で足りる。
Thus, the
The emulsion diffuses at high speed in the
At this time, since the
前記酸洗い後、前記エマルジョンは圧力容器1から流出し、循環導管10に導かれて循環ポンプ13へ移動する。そして、循環ポンプ13で加圧され、ミキサ−14に導かれてエマルジョンの各成分が混合かつ撹拌され、均一に調製されて圧力容器1へ送り込まれ、圧力容器1内で被処理物2を酸洗いする。
以降、被処理物2は間断無く酸洗いされ、所期の酸洗い精度を得られたところで、酸洗いを終了し、次の電気めっきへ移行する。
その際、切換弁16を作動し、第2循環路8内の前記エマルジョンを貯留タンク20へ収容し、この後、切換弁16を復旧させる。
After the pickling, the emulsion flows out of the
Thereafter, the
At that time, the switching
酸洗い後、被処理物2や陽極板3に付着した酸洗い液を除去し乾燥する場合、ガス容器27内の二酸化炭素を使用し、これを前述のように超臨界または亜臨界状態に調製して被処理物2に接触させれば、速やかに所期の効果を得られる。
また、給水タンク38内の洗浄水37を第2循環路8に圧送して循環させ、酸洗い液を洗い流し後、二酸化炭素を吹き込んで乾燥させれば、安価かつ簡便に行なえる。
After pickling, when the pickling solution adhering to the
Further, the cleaning
このように前記酸洗いは、略超臨界状態ないし亜臨界状態の酸洗い液33を含む高圧のエマルジョンを高速に循環させて行なっているから、圧力容器1に前記エマルジョンを吹き込むだけの酸洗い法に比べ、前記エマルジョンが圧力容器1内でカルマン渦を形成することなく、高速かつ円滑に移動し、被処理物2に終始一定の速度で接触して、高速かつ高精密な酸洗い精度を得られる。
その際、前記エマルジョンは、被処理物2に沿って平行に移動するから、移動速度や拡散速度が減速されることなく、高速かつ高精密な酸洗い作用を維持する。
As described above, the pickling is performed by circulating the high-pressure emulsion containing the
At that time, since the emulsion moves in parallel along the
こうして、表面を活性化した被処理物2を電気めっきする場合は、ガス容器27を開弁し、充填した二酸化炭素をガス導管25へ送り出し、これを加圧ポンプ28およびヒ−タ29を介して加圧かつ加熱し、循環ポンプ13へ送り込む。
前記循環ポンプ13は、前記二酸化炭素を更に加圧し、これを略8〜10MPa、略50℃、つまり二酸化炭素を超臨界状態ないしは亜臨界状態に調製して、第2循環路8へ送り出し、これを矢視方向へ移動させてミキサ−14へ送り込み、該ミキサ−14で混合撹拌して圧力容器1へ送り込む。
Thus, when electroplating the
The
そして、前記状態の二酸化炭素を供給後、圧力容器1にめっき液35を供給する前、より厳密には被処理物2がめっき液35に接触する前に、スイッチ6をONし、被処理物2と陽極板3との間に通電可能な状況を形成して置く。
Then, after supplying the carbon dioxide in the above state, before supplying the
一方、前記前記二酸化炭素の供給と前後して、めっき液タンク36に界面活性剤40を所定量添加し、該界面活性剤40とめっき液35との混合液を予め所定の組成に調製し、該混合液の所定量を、送液ポンプ(図示略)を介して循環ポンプ13へ供給する。
前記循環ポンプ13は前記二酸化炭素を更に加圧し、略超臨界状態ないしは亜臨界状態に調製して第2循環路8へ送り出し、これを矢視方向へ移動させてミキサ−14へ送り込み、該ミキサ−14で混合撹拌して圧力容器1へ送り込む。
この場合、前記混合液量は後述のように非常に少量で足りる。
Meanwhile, before and after the supply of carbon dioxide, a predetermined amount of a
The
In this case, the amount of the mixed solution is very small as described later.
こうして、界面活性剤40を添加しためっき液35と、略超臨界状態ないし亜臨界状態の二酸化炭素とが圧力容器1内で混合し、これらが乳濁化してめっき液35を含むエマルジョンを形成する。
前記エマルジョンは圧力容器1内で高速に拡散し、被処理物2および陽極板3を包み込んで、めっき液35中の金属イオンを介して電場を形成する。
Thus, the
The emulsion diffuses at high speed in the
このため、予て通電可能な状態に置かれた被処理物2と陽極板3との間に電流が
流れ、前記エマルジョンに拡散しためっき液35中の金属イオンが陰極側の被処理物2に析出して、めっき皮膜を生成する。
この場合、被処理物2は前記エマルジョンとの接触前に、通電可能な状況に置かれているから、前記エマルジョンとの接触時に置換めっきを生ずることなく、陽極板20との間で速やかに電気化学反応が形成され、電気めっきが行なわれる。
このように、めっき液35は界面活性剤40を介して、略超臨界状態ないしは亜臨界状態のエマルジョンに拡散するから、従来のようにめっき液中に被処理物2を浸漬するめっき法に比べて、非常に少量で足りる。
For this reason, a current flows between the
In this case, the object to be treated 2 is placed in a state where electricity can be applied before contact with the emulsion. Therefore, the
Thus, since the
すなわち、本発明は被処理物2の通電前に被処理物2をめっき液に接触し、めっき液中の金属イオンが、素地金属とのイオン化傾向の差によって、素地金属である被処理物2に析出し、代わりに素地金属が溶出する、置換めっきを防止する。
したがって、被処理物2が金銀等の貴金属の場合に好適で、該貴金属の置換めっきによる溶出を防止でき、また置換めっきの皮膜上に本来のめっき皮膜が電着することがないから、めっき皮膜の密着性が向上する。
That is, according to the present invention, the
Therefore, it is suitable for the case where the object to be treated 2 is a noble metal such as gold and silver, the elution of the noble metal by displacement plating can be prevented, and the original plating film is not electrodeposited on the displacement plating film. Improved adhesion.
しかも、前記金属イオンは、略超臨界ないし亜臨界状態の高拡散性のエマルジョンに拡散し、圧力容器1内で均一かつ高密度に拡散して被処理物2に接触し析出するから、つきまわりが良く、複雑な形状の被処理物2のめっきに応じられるとともに、均一かつ緻密で薄厚のめっき皮膜を得られる。
また、本発明は、めっき液35を系内で高速に循環し、電極である被処理物2の界面を高速に移動させているから、被処理物2の通電によって電極界面に電位勾配が形成され、この電位勾配によって形成されるめっき液35の濃度分布ないし金属イオンの密度分布を解除し、これを平坦かつ均一化して、均一かつ緻密なめっき皮膜を形成する。
In addition, the metal ions diffuse into the highly diffusible emulsion in a substantially supercritical or subcritical state, and are uniformly and densely diffused in the
In the present invention, since the
このように前記電気めっきは、略超臨界状態ないしは亜臨界状態のめっき液35を含むエマルジョンを循環させて行なっているから、圧力容器1に前記エマルジョンを吹き込むだけの電気めっき法に比べ、前記エマルジョンが圧力容器1内でカルマン渦を形成することなく、高速かつ円滑に移動し、均一かつ高精密なめっき皮膜を得られる。
その際、前記エマルジョンは、被処理物2に沿って平行に移動するから、移動速度や拡散速度が減速されることなく、高速かつ高精密な金属イオンの析出ないしめっき作用を維持する。
Thus, since the electroplating is performed by circulating an emulsion containing the
At this time, since the emulsion moves in parallel along the
前記めっき後、めっき液を含む前記エマルジョンが圧力容器1から流出し、循環導管10を移動して循環ポンプ13に導かれ、該ポンプ13で加圧されてミキサ−14へ移動し、該ミキサ−14で前記エマルジョンが混合撹拌されて均一化され、圧力容器1へ流入する。
以降、被処理物2は間断無く電気めっきされ、所期のめっき状態を得られたところで、次の乾燥工程へ移行する。その際、切換弁16を作動し、第2循環路8内の前記エマルジョンを貯留タンク20へ収容し、この後、切換弁16を復旧させる。
After the plating, the emulsion containing the plating solution flows out from the
Thereafter, the
めっき後、被処理物2や陽極板3に付着しためっき液35を除去し乾燥する場合、ガス容器27内の二酸化炭素を使用し、これを前述のように超臨界または亜臨界状態に調製して被処理物2に接触させれば、速やかに所期の効果を得られる。
また、給水タンク38内の洗浄水37を第2循環路8に圧送して循環させ、めっき液35を洗い流し後、二酸化炭素を吹き込んで乾燥させれば、安価かつ簡便に処置できる。この後、蓋を開け、圧力容器1を開放して、前記めっき後の被処理物2を回収する。
After plating, when removing the
Further, if the cleaning
図2乃至図8は本発明の他の実施形態と、本発明に適用した表面処理装置の他の形態を示し、前述の実施形態の構成と対応する構成部には同一の符号を用いている。
このうち、図2は本発明の第2の実施形態の基本構成を示し、この実施形態は圧力容器1をモジュ−ル化し、つまり独立かつ搬送可能に構成し、該圧力容器1の複数を第1または第2循環路7,8に並列に介挿し、各圧力容器1で同時に電気めっきの各処理を実行可能にし、その量産化を図るようにしている。
すなわち、第1または第2循環路7,8の間に、これらの循環路7,8に連通可能な環状または直管状の分配管43,44を介挿し、該分配管43,44の間に複数の分流管45を並列に接続し、各分流管45に前記圧力容器1を介挿している。
2 to 8 show another embodiment of the present invention and another embodiment of the surface treatment apparatus applied to the present invention, and the same reference numerals are used for components corresponding to those of the above-described embodiment. .
Among these, FIG. 2 shows the basic configuration of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the
That is, between the first and
このように圧力容器1をモジュ−ル化することで、構成や機能が合理的かつ簡潔化され、その製作の量産化や設置の容易化を図れるとともに、これを第1および第2循環路7,8に並列に介挿することで、圧力容器1の増減を容易に行なえ、しかもそれらの故障やメインテナンスの際、処理システムを停止することなく行なえる利点がある。
このシステムにおいては、第1または第2循環路7,8を移動する処理流体を分配管44または43へ導き、該分配管44または43から各分流管45へ分流させて各圧力容器1へ供給し、処理後の処理流体を分配管43または44に合流させ、これを第1または第2循環路7,8へ還流させている。
By modularizing the
In this system, the processing fluid moving in the first or
図3および図4は前記第2の実施形態に適用可能な圧力容器1の応用形態を示し、この応用形態は前記複数の圧力容器1を相隣接して配置し、その設置スペ−スのコンパクト化と装置の小形軽量化を図るとともに、各圧力容器1の内部に互いに異形の複数の被処理物2と陽極板3とを交互に対向配置し、これらをリ−ド線4を介して電源5に接続し、前記被処理物2のめっきの合理化と量産化を図るようにしている。
このように複数の被処理物2を緊密に配置し、めっき液等の処理流体を被処理物2と陽極板3との間を平行に移動させることで、処理流体の移動速度を減速することなく高速に移動させて、処理流体を被処理物2に円滑かつ効率良く接触させ、めっき等の表面処理を均質かつ高速に行なえ、その量産化を図るようにしている。
3 and 4 show an application form of the
In this way, a plurality of objects to be processed 2 are arranged closely, and a processing fluid such as a plating solution is moved in parallel between the object to be processed 2 and the
図5は前記圧力容器1の応用形態の他の形態を示し、円筒状の圧力容器1の内部に略弓形の隔壁46を配置し、該隔壁46の内側に正方形断面の処理室47を区画し、この処理室47に同形の複数の被処理物2と陽極板3とを交互に緊密に対向配置し、一定形状の被処理物2のめっき等の表面処理を量産化し得るようにしている。
Figure 5 shows another form of application of the said
図6および図7は前記圧力容器1の応用形態の別の形態を示し、圧力容器1を円筒形の代わりに四角柱ないし箱形に形成し、これらを緊密に配置して、その製作および設置の容易化と、設置スペ−スのコンパクト化と、装置の小形軽量化を図るとともに、各圧力容器1の内部に前述の隔壁46を要することなく、同形の複数の被処理物2と陽極板3とを交互に対向配置し、被処理物2のめっき等の表面処理の量産化を図るようにしている。
6 and 7 shows another form of application of the said
図8は圧力容器1の応用形態の更に別の形態を示し、複数の圧力容器1を第1または第2循環路7,8に直列に介挿し、比較的少量の処理流体によって各圧力容器1における電気めっきの各処理を実行可能にし、その小形軽量化を図るようにしている。
Figure 8 shows yet another form of application of the
このように本発明の被処理物の表面処理方法は、電気めっきの各処理に使用する処理流体を順次循環供給し、その一連の処理を合理的かつ迅速に行ない、生産性の向上と量産化を図るとともに、緻密かつ均質でつき廻りの良い薄膜のめっき皮膜を得られ、被処理物の電気めっきに好適である。 Surface treatment how the object to be treated according to the present invention in this way is sequentially circulated supplying the processing fluid used in the process of electroplating, reasonably and quickly perform the series of processing, production and increased productivity In addition, it is possible to obtain a dense, homogeneous and thin-film plating film that is suitable for electroplating of objects to be processed.
1 反応槽(圧力容器)
2 被処理物(陰極部材)
3 陽極部材(陽極板)
7 第1循環路
8 第2循環路
14 ミキサ−
33 酸洗い液
36 電解液
39 界面活性剤
40 界面活性剤
1 reaction tank (pressure vessel)
2 Object to be processed (cathode member)
3 Anode member (anode plate)
7
33
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