JP4621959B2 - メッキ装置およびメッキ方法 - Google Patents
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Description
このメッキ装置は、一定の間隔をおいて同軸的に配置した、横方向を軸として回転自在且つ軸方向に移動自在の2個のドラム101A、101Bと、該ドラム101A、101Bの上方よりワーク100を両ドラム外周面に縁部が重なるように連続的に供給してドラム上方に導出するワークガイド102、103と、前記ドラム101A、101Bとワーク100により形成した半円筒状空間にメッキ液を供給する供給口104及び同排出口105と、を有し、ワーク100を連続的に供給しながらメッキ液を給排して、ワーク100に所望幅のメッキを長手方向に連続して施すようにしたものである。ここでは、ドラム101A、101Bが陽極とされ、ドラム101A、102Bの外周のワーク100と接する部分にゴム等の弾性被覆材106が巻かれている。
このメッキ装置は、陽極特性を有する回転自在なドラム121の外周に弾性絶縁体122を固着し、その弾性絶縁体122に周方向に沿った条溝123を設けることでドラム121の外周を露出させ、弾性絶縁体122の上からドラム121の外周に巻き付けたワーク100を送り移動させると共に、始点123aから矢印Aのように条溝123にメッキ液を供給して終点123bから矢印Bのようにメッキ液を排出しながら、ドラム121とワーク100の間に電圧を印加することにより、メッキ処理を行うものである。
外周面に対電極を露出させた固定ドラムと、該固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークが外周に所定の巻付角度範囲で巻き付けられる回転筒と、該回転筒の周面の前記ワークが巻き付けられる幅方向の位置の下側に形成され、前記回転筒の周方向に連続し且つ回転筒の外周から内周に貫通するように設けられた環状開口と、前記ワークが巻き付けられる回転筒の前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路と、前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる、固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間を流路とし、該流路に前記液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出するメッキ液供給系と、を具備することを特徴とするメッキ装置である。
前記回転筒が、前記環状開口の幅を変更できるように、可動または交換可能に設けられていることを特徴とする第1の手段に記載のメッキ装置である。
前記回転筒の外周に、溝底面に前記ワークが密着して巻き付けられる環状溝が形成されており、その環状溝の溝底面に該溝底面の幅より小さくした前記環状開口が形成されていることを特徴とする第1または第2の手段に記載のメッキ装置である。
前記環状溝の溝底面にメッキ領域を規定するマスクが配置されており、そのマスクの上に前記ワークが巻き付け可能とされていることを特徴とする第3の手段に記載のメッキ装置である。
前記固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸が貫通配備されており、その固定軸に、前記固定ドラムが回り止め状態で支持されると共に、前記回転筒が略水平面内で回転自在に支持されていることを特徴とする第1〜第4の手段のいずれかに記載のメッキ装置である。
前記回転筒が、前記固定軸に回転自在に支持された上部端面板及び下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けられ、上部・下部端面板及び回転筒で囲まれる空間に前記固定ドラムが収容されており、前記下部端面板に、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔が設けられていることを特徴とする第5の手段に記載のメッキ装置である。
前記固定ドラムは、前記所定巻付角度範囲に対応した角度範囲だけが大径に形成され、残りの角度範囲がそれよりも小径に形成されることで、その小径に形成された部分の外周側に円弧形のスペースが確保されており、その円弧形のスペースが、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を前記排出孔から排出するための排出経路とされていることを特徴とする第6の手段に記載のメッキ装置である。
メッキ装置に、長手方向へ移動する帯状または線状の被処理物を当接させながら、前記被処理物に所定のメッキを施すメッキ方法であって、
前記メッキ装置の前記被処理物が当接する部分に、前記被処理物より狭幅で連続する溝を設け、前記メッキ装置と前記被処理物と前記溝とで構成されるトンネル状空間に、前記メッキ装置側から所定のメッキ液を供給し、
前記メッキ液の一部は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向に流し、
前記メッキ液の他の部分は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向と反対方向に流しながら、前記メッキ装置と前記被処理物との間で通電し、前記被処理物の前記メッキ液と接触する部分に所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法である。
外周面に対電極を露出させた固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され環状開口の周壁を有する回転筒の外周へ、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークを所定の巻付角度範囲で巻き付け、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間に、前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出しながら前記対電極と前記ワークとの間で通電し、前記ワークに所定のメッキを施すことを特徴とするメッキ方法である。
前記所定のメッキが金メッキであることを特徴とする第8または第9の手段に記載のメッキ方法である。
図1は実施形態のメッキ装置の原理構成を示す簡略図であり、(a)は上から見た断面図、(b)は(a)のIb−Ib矢視断面図である。この図を用いて、まず実施形態のメッキ装置の概略構成について述べる。
尤も、上述した固定ドラム20の内部に形成されるメッキ液供給通路22の位置は、回転ドラム30の所定巻付角度範囲の略中間の角度位置に限定される訳ではなく、メッキ液の粘度等の液体特性およびワークWの送り移動速度により、最適な角度位置を求めることとしても良い。この場合、後述するトンネル状空間52の両端部52b、52cから排出された使用済みメッキ液の量が、ほぼ等量となる位置とすればよい。当該構成は、例えば、ワークWが固定ドラム20と接する位置および離脱する位置を調整することで、容易に達成することができる。
また、メッキ液供給通路22は、前記メッキ液の液体特性に応じ、複数本設けることも可能である。
尚、本発明の異なる実施の形態として、1個の外周円筒体31の外周にワークWを巻き付のではなく複数の外周円筒体に接する構成としても良い。さらに、円筒形の外周円筒体の代わりに、当該メッキ装置の平面部に設けられた溝と、当該溝に当接して移動するワークWとでトンネル状空間を形成することとしても良い。いずれの場合であっても、トンネル状空間にメッキ液を供給し、使用済みメッキ液は当該トンネル状空間の両端部から排出すればよい。
図2はメッキ装置の縦断面図であり、図中の符号で図1と同じものは、多少形状が違う場合もあるが、同じ部材を示している。
ワークWに対しメッキ処理を行う場合は、回転ドラム30の外周円筒部31の環状溝34に、送り出し準備を整えたワークWを巻き付ける。その状態で、固定軸10を介して陽極21に通電し、陽極21とワークWとの間に電圧を印加しながら、メッキ液供給系50によりメッキ液を供給し、ワークWを送り移動する。そうすると、ワークWを巻き付けた部分にトンネル状空間52が形成され、その部分にメッキ液が供給され、ワークWのメッキ面と平行にメッキ液が流れて、ワークWがメッキされる。
さらに、本発明に係るメッキ装置にてAuメッキを行った結果、メッキ速度は14μm/minであった。これは、従来のメッキ装置を用いた場合の1〜2μm/minに比べて大幅な改善であった。
(実施例1)
まず、幅50mm厚さ0.3mmの帯状銅板を準備し、公知の方法により電解脱脂、酸洗をおこなった後、スルファミン酸Ni(濃度405g/l)、ほう酸(濃度40g/l)液温50℃のスルファミン酸Niメッキ浴を用い、公知の方法により1μmのNiメッキを下地メッキとして成膜した。
得られたNiメッキを施した帯状銅板へ、本発明に係るメッキ装置を用いて0.1μmのAuメッキをおこなった。
このとき、本発明に係るメッキ装置として、固定ドラム径:φ400mm・回転ドラム径:φ410mmとして、流路となる環状溝の幅:10mm・環状溝の高さ:20mmを備えるドラム装置を準備した。そして当該ドラム装置のマスク開口幅:10mmおよびマスク厚み:3mmとし、Niメッキが施された帯状銅材へ、幅10mmの帯状にAuメッキ部を設けた。尚、陽極には白金板:高さ20mmを使用した。
Auメッキ液として、高純度化学製HS−10を用い、Au濃度を10g/l、20g/l、30g/lに調製した。
Auメッキ液の流速は、360m/min、170m/min、50m/minとした。
Auメッキ液の液温は、50℃、60℃とした。
メッキの際の電流密度は、10A/dm2、60A/dm2、100A/dm2とした。
上述の条件にてAuメッキをおこなった際のAuメッキ速度を測定し、併せて外観を観察した。尚、このときAuメッキの膜厚測定にはX線膜厚計を用い、メッキ速度は(μm/min)に換算した。
当該測定結果を表1に記載する。
表1の結果から明らかなように、本発明に係るメッキ装置を用いた場合、上述したすべての条件において、外観良好でやけのないAuメッキを得ることができた。中でも、
Au濃度を30g/lに調製し、Auメッキ液の流速を360m/minとし、Auメッキ液の液温を60℃とし、メッキの際の電流密度を100A/dm2としたときは、20μm/minのメッキ速度を得ることができた。
メッキ装置として、図3に示す従来の技術に係る垂直流方式のメッキ装置と同様で、実施例1と同様のサイズのドラムを有し、当該ドラム内にメッキ液が滞留しない様、メッキ液排出口105の位置を調整したドラムを有するメッキ装置を準備し、その他の条件は実施例1と同様にして、Niメッキを施した帯状銅板へ0.1μmのAuメッキをおこなった。
当該測定結果に一部を表1に記載する。
表1の結果から明らかなように、比較例に係るメッキ装置を用いた場合、メッキ速度を3.8μm/minとすると外観にやけが発生し、メッキ速度を上げることができなかった。
11 内部通路
20 固定ドラム
21 陽極
22 メッキ液供給通路
22a 開口端
28 円弧形のスペース
30 回転ドラム
31 外周円筒部(回転筒)
31A 上側円筒体
31B 下側円筒体
32 上部端面板
33 下部端面板
34 環状溝
35 環状開口
36 マスク
39 排出孔
50 メッキ液供給系
52 トンネル状空間
52a 中間部
52b、52c 両端部
W ワーク
Claims (8)
- 外周面に対電極を露出させた固定ドラムと、
該固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークが外周に所定の巻付角度範囲で巻き付けられる回転筒と、
該回転筒の周面の前記ワークが巻き付けられる幅方向の位置の下側に形成され、前記回転筒の周方向に連続し且つ回転筒の外周から内周に貫通するように設けられた環状開口と、
前記ワークが巻き付けられる回転筒の前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路と、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる、固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間を流路とし、該流路に前記液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出するメッキ液供給系と、
を具備し、
前記固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸が貫通配備されており、その固定軸に、前記固定ドラムが回り止め状態で支持されると共に、前記回転筒が略水平面内で回転自在に支持されており、
前記回転筒が、前記固定軸に回転自在に支持された上部端面板及び下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けられ、上部・下部端面板及び回転筒で囲まれる空間に前記固定ドラムが収容されており、前記下部端面板に、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔が設けられていることを特徴とするメッキ装置。 - 前記回転筒が、前記環状開口の幅を変更できるように、可動または交換可能に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のメッキ装置。
- 前記回転筒の外周に、溝底面に前記ワークが密着して巻き付けられる環状溝が形成されており、その環状溝の溝底面に該溝底面の幅より小さくした前記環状開口が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のメッキ装置。
- 前記環状溝の溝底面にメッキ領域を規定するマスクが配置されており、そのマスクの上に前記ワークが巻き付け可能とされていることを特徴とする請求項3に記載のメッキ装置。
- 前記固定ドラムは、前記所定巻付角度範囲に対応した角度範囲だけが大径に形成され、残りの角度範囲がそれよりも小径に形成されることで、その小径に形成された部分の外周側に円弧形のスペースが確保されており、その円弧形のスペースが、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を前記排出孔から排出するための排出経路とされていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のメッキ装置。
- 外周面に対電極を露出させた固定ドラムと、
該固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークが外周に所定の巻付角度範囲で巻き付けられる回転筒と、
該回転筒の周面の前記ワークが巻き付けられる幅方向の位置の下側に形成され、前記回転筒の周方向に連続し且つ回転筒の外周から内周に貫通するように設けられた環状開口と、
前記ワークが巻き付けられる回転筒の前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路と、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる、固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間を流路とし、該流路に前記液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出するメッキ液供給系と、
を具備し、
前記固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸が貫通配備されており、その固定軸に、前記固定ドラムが回り止め状態で支持されると共に、前記回転筒が略水平面内で回転自在に支持されており、
前記回転筒が、前記固定軸に回転自在に支持された上部端面板及び下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けられ、上部・下部端面板及び回転筒で囲まれる空間に前記固定ドラムが収容されており、前記下部端面板に、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔が設けられているメッキ装置を用い、
当該メッキ装置に、長手方向へ移動する帯状または線状の被処理物を当接させながら、前記被処理物に所定のメッキを施すメッキ方法であって、
前記メッキ装置の前記被処理物が当接する部分に、前記被処理物より狭幅で連続する溝を設け、前記メッキ装置と前記被処理物と前記溝とで構成されるトンネル状空間に、前記メッキ装置側から所定のメッキ液を供給し、
前記メッキ液の一部は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向に流し、
前記メッキ液の他の部分は、前記トンネル状空間を前記被処理物の移動方向と反対方向に流し、ながら、前記メッキ装置と前記被処理物との間で通電し、前記被処理物の前記メッキ液と接触する部分に所定のメッキを施し、
前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を、前記排出口から下方に排出することを特徴とするメッキ方法。 - 外周面に対電極を露出させた固定ドラムと、
該固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークが外周に所定の巻付角度範囲で巻き付けられる回転筒と、
該回転筒の周面の前記ワークが巻き付けられる幅方向の位置の下側に形成され、前記回転筒の周方向に連続し且つ回転筒の外周から内周に貫通するように設けられた環状開口と、
前記ワークが巻き付けられる回転筒の前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路と、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる、固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間を流路とし、該流路に前記液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出するメッキ液供給系と、
を具備し、
前記固定ドラム及び回転筒の中心に鉛直方向を向いた固定軸が貫通配備されており、その固定軸に、前記固定ドラムが回り止め状態で支持されると共に、前記回転筒が略水平面内で回転自在に支持されており、
前記回転筒が、前記固定軸に回転自在に支持された上部端面板及び下部端面板の外周端間に着脱可能に取り付けられ、上部・下部端面板及び回転筒で囲まれる空間に前記固定ドラムが収容されており、前記下部端面板に、前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を下方に排出する排出孔が設けられているメッキ装置を用い、
当該外周面に対電極を露出させた固定ドラムの外周に所定の間隙を介して回転自在に配置され環状開口の周壁を有する回転筒の外周へ、長手方向に送り移動される帯状または線状のワークを所定の巻付角度範囲で巻き付け、
前記回転筒の外周に巻き付けられたワークと前記回転筒に形成された環状開口の周壁と前記固定ドラムの外周とで囲まれる固定ドラムの外周に沿ったトンネル状空間に、前記所定の巻付角度範囲の角度位置に対応する前記固定ドラムの外周上の位置に開口したメッキ液供給通路からメッキ液を供給して、前記ワークと回転筒が離間する前記トンネル状空間の両端部よりメッキ液を排出しながら前記対電極と前記ワークとの間で通電し、前記ワークに所定のメッキを施し、
前記トンネル状空間の両端部から排出された使用済みメッキ液を、前記排出口から下方に排出することを特徴とするメッキ方法。 - 前記所定のメッキが金メッキであることを特徴とする請求項6または7に記載のメッキ
方法。
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