JP4836628B2

JP4836628B2 - 長尺シートのめっき方法及び装置

Info

Publication number: JP4836628B2
Application number: JP2006084821A
Authority: JP
Inventors: 浩治細谷; 良男柘植; 裕満堀田
Original assignee: Fujikura Ltd; Chuo Seisakusho KK
Current assignee: Fujikura Ltd; Chuo Seisakusho KK
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: JP2007254877A

Description

本発明は、フレキシブル回路基板のような長尺シートを連続的にめっき処理する長尺シートのめっき方法及び装置に関するものである。

近年、種々の電子機器にはフレキシブル回路基板が使用されることが多くなってきている。こうしたフレキシブル基板の材料はリールに巻かれた状態で供給されるのが普通であり、めっきする場合には長尺のままで処理することが生産性の点から望ましく、例えば特許文献１に示されるようなめっき装置が提案されている。この特許文献１に開示されているのは、めっき液を収容するめっき液収容部と、ワークである長尺基板をその幅方向を上下に向けて長手方向に搬送しながらめっき液に浸漬する搬送手段と、長尺基板に電気的に接触する給電用電極と、めっき液収容部内で長尺基板に接触して長尺基板を支持する支持手段とを有するものである。

この特許文献１には、給電用電極をめっき槽内に設置すると給電用電極部分にもめっきが析出してしまい、搬送及び基板に傷ができる等の支障が出るため、めっき槽外に陰極給電部分を設置し、これを長尺基板の搬送手段を兼ねるロールとすることが記載されている。ところが、このようにめっき槽の前後のめっき槽外に設けた給電ロールからワークに給電した場合、基板の電気抵抗によりワークの電流密度が給電ロールに近いめっき槽の両端部分では高く、給電ロールから遠いめっき槽の中央部分では低くなる。そのため両端部分でピットや焼けを生じさせないためには平均のめっき電流密度を上げることができず、中央部分でも最低必要な電流密度を確保するためにはめっき槽の長さを長くすることができなかった。

上記のように従来のめっき装置では平均のめっき電流密度を高くすることができず、めっき槽の長さを長くすることができないため、必要なめっき厚さを確保するためには多数のめっき槽を並べてめっき時間を稼ぐことが必要になるのであるが、多数並べられるめっき槽には各めっき槽ごとに給電ロールとワーク出入部の液漏れ防止装置を備える必要があることから装置の全長が長くなり、装置コストが嵩むという問題があった。また、このように平均電流密度とめっき槽の長さを制限してもめっき槽の両端部分と中央部分とではワークの電流密度に差が生じ、高品質のめっきを施すことができないという問題があった。

こうした問題点を解決するため、本願出願人等はめっき槽の長さを長くしてもワークの電流密度を均一に高くすることができ、ワークに搬送のための大きな張力をかけることのない長尺シートのめっき装置を特願２００５−７７７１として出願中である。この特願２００５−７７７１の発明は、処理槽の上部にワークの上端を挾持して給電しながら搬送する搬送装置を設け、該搬送装置のワークを挾持するワーク挾持部は処理槽内で下降してワークを挾持するものとし、ワーク巻き取り装置によるワークの搬送速度と搬送装置によるワークの搬送速度とを同期させたものである。

このような構成により、めっき槽ではワークに上端から給電されるのでめっき槽の長さを長くしてもワークに均一な電流が供給されて良質なめっきが施され、必要な長さのめっき槽を１槽設けるだけで多数のめっき槽を並べる必要がないのでめっき槽のワーク出入部の液漏れ防止装置は１組だけでよく、給電ロールや搬送ロールも必要としないので装置の全長を短くすることができ、従来の問題点が解決されることになる。ところが、めっき槽を全長が３ｍを超えるような極端に長いものとした場合には、支持されていないワークの下端を持ち上げる力が働いて図９に示すような波状のたるみＳを生じ、これが液漏れ防止装置として設けられたシールローラーの間を通過する際に固定されて皺を生ずるという問題があった。
特開２００３−３２１７９６号公報

本発明は上記の問題点を解決し、ワークの電流密度を均一にすること、電流密度を高くすることができ、めっき槽を長くして１槽とすることができ、そのめっき槽を極端に長くした場合にもワークに皺を生ずることのない長尺シートのめっき装置を提供するためになされたものである。

上記の問題を解決するためになされた本発明の長尺シートのめっき方法は、リールに巻かれたワークである長尺シートをワークの面を垂直方向として連続的に搬送しながらめっき処理する長尺シートのめっき方法であって、ワークはめっき槽において搬送速度を同期させたワークをリールに巻き取るワーク巻き取り装置とワークの上端を挾持して給電しながら搬送する搬送装置とにより搬送し、ワークをワーク面に平行な面内で垂直方向に対して上端がワークの進行方向の前方寄りになる方向に僅かに傾斜させてめっき槽の出口側に設けた２個一組のシールローラーの間に通すことによりワークに下向きの力を与え、めっき槽内でワークに生じるたるみを伸ばしてワークに皺が生じるのを抑止することを特徴とするものである。

また、同一の問題を解決するためになされた本発明の長尺シートのめっき装置は、リールに巻かれたワークである長尺シートを供給するワーク供給装置とワークをリールに巻き取るワーク巻き取り装置との間に処理槽を配置して構成し、ワークの面を垂直方向としてワーク供給装置からワーク巻き取り装置へ連続的に搬送しながらめっき処理する長尺シートのめっき装置であって、処理槽の上部にワークの上端を挾持して給電しながら搬送する搬送装置を設け、該搬送装置によるワークの搬送速度をワーク巻き取り装置によるワークの搬送速度と同期させ、めっき槽のワーク出口側に２個一組のシールローラーからなる液漏れ防止装置を設け、シールローラーをワーク面に平行な面内で垂直方向に対してシールローラーの上端がワークの進行方向の前方寄りになる方向に僅かに傾斜させたことを特徴とするものである。ここにおいて、シールローラーの傾斜量はシールローラーの長さ５００ｍｍに対し１〜２ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、処理槽の上部にワークの上端を挾持して給電しながら搬送するようにしたので、めっき槽ではワークに上端から給電されることによりめっき槽の長さを長くしてもワークに均一な電流が供給されることになって良質なめっきが施される利点があり、必要な長さのめっき槽を１槽設けるだけで多数のめっき槽を並べる必要がなくワーク出入部の液漏れ防止装置が１組だけでよいことになって装置の全長を短くすることができる利点がある。また、めっき槽のワーク出口側のシールローラーを傾斜させたのでワーク出口でワークに下向きの力を与えることになり、めっき槽を極端に長くした場合にめっき槽内でワークに生じるたるみは伸ばされてシールローラーの間を通る際に皺として固定されることがない利点がある。

次に、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の長尺シートのめっき装置の構成を示す平面図であって、リールに巻かれたワークである長尺シートを供給するワーク供給装置１とワークをリールに巻き取るワーク巻き取り装置２の間に前処理槽３、めっき槽４及び後処理槽５が直線状に配列されている。前処理槽３及び後処理槽５は必要な処理工程に応じて複数の槽から構成されており、例えば前処理槽３は脱脂、水洗、エッチング、水洗、酸洗等の各槽から、後処理槽５は水洗槽、乾燥機等から構成されるものである。

これらの各槽のワーク出入部には図示しない液漏れ防止装置がそれぞれ設けられており、液漏れ防止装置としてはシールローラーによるもの等従来知られるものを使用することができるのであるが、特に長さを長くしためっき槽４のワークの出口側には図２に示すようなワーク面に平行な面内で上端がワークの進行方向の前方寄りになる方向に僅かに傾斜させた２本一組のシールローラー６によるものが設けられている。このシールローラー６の傾斜量はシールローラー６の長さを５００ｍｍとした場合、上端が１〜２ｍｍ前方となるような程度とすることが好ましい。

このシールローラー６はめっき槽４の側壁に取り付けられたシールローラーケース７に収容し、シールローラー６とシールローラーケース７の側壁内面とが接触せず僅かな間隙を形成する範囲にシールローラー６の移動を制限する図示しない移動制限機構を設け、シールローラー６をベアリングにより支承するとかシールローラー６に駆動装置を付設する等して僅かな力で回転できるようにしておくことが好ましい。また、めっき槽４に陽極が配置されることは言うまでもない。

前処理槽３、めっき槽４及び後処理槽５には平行に剥離槽８が配列されており、該剥離槽８のワーク供給装置１側には水洗槽９が設けられている。この水洗槽９も必要に応じて複数の槽から構成される。前処理槽３、めっき槽４及び後処理槽５の上部には槽配列と平行にレール１０が設けられており、剥離槽８及び水洗槽９の上部には槽配列と平行にレール１１が設けられている。レール１０とレール１１の両端は円弧状の連結レール１２及び１３で連結されており、連続した長小判形状になっている。またレール１０、１１及び連結レール１２、１３の内側には各レール１０、１１及び連結レール１２、１３に沿う長小判形状にチェーン１４が張設されており、該チェーン１４の折り返し部はスプロケット１５及び１６に支持されている。図３はワーク供給装置１側のお連結レール１２とスプロケット１５の部分を詳細に示すものである。

レール１０、１１は前処理槽３、めっき槽４及び後処理槽５が配列されている部分と剥離槽８及び水洗槽９の部分では一段低く架設されており、前後には連結するスロープが形成されている。これらのレール１０、１１及び連結レール１２、１３には多数のクランパー１７、１７が移動自在に支持されており、各クランパー１７から張出して設けられた従動桿１８がチェーン１４に係合させられている。これにより各クランパー１７、１７はチェーン１４の動きに従動し、レール１０、１１及び連結レール１２、１３に沿って上下動しながら循環動することになる。これらのレール１０、１、連結レール１２、１３、チェーン１４、スプロケット１５、１６及び多数のクランパー１７、１７によりワークの上端を挾持して搬送する搬送装置が構成される。

図４はレール１０の高さが下がる部分を示すもので、二点鎖線のＡは処理槽の壁の上面の高さ、Ｂはワークの上端の高さ、Ｃは処理液の液面高さをそれぞれ示している。処理槽のある部分におけるレール１０、１１の高さはクランパー１７の下端が処理液の液面より高く、かつワークの上端を挾持できる高さとなっており、処理槽のない部分におけるレール１０、１１の高さはクランパー１７の下端が処理槽の壁の上面より上方になる高さとなっている。また、剥離槽８及び水洗槽９の液面はクランパー１７の先端が浸漬される高さとなっている。これによりクランパー１７は循環動する間に、前処理槽３のワーク進行方向前面側の壁を過ぎたところで下降し、後処理槽５の後面側の壁を過ぎたところで上昇することになり、さらに剥離槽８及び水洗槽９において下降、上昇を繰り返すことになる。

図５乃至図８はここに使用するクランパー１７の一例を示すものであって、ベース板１９に板ばね支持台２０、２０が設けられており、該板ばね支持台２０、２０には板ばね取り付け板２１が軸２２により揺動自在に枢着されている。板ばね取り付け板２１には給電用板ばね２３とその両側に配置したワーク保持用板ばね２４がその上端を固定されており、給電用板ばね２３の上端には他端をベース板１９に接触、支承させた開放用ばね２５の一端が取り付けられ給電用板ばね２３の下端をベース板１９から引き離すように付勢されている。給電用板ばね２３は導電率の高い材質のもので構成することが好ましく、ワーク保持用板ばね２４はばね定数の大きい材質のもので構成することが好ましい。２６、２６はワーク保持用板ばね２４、２４の下端のワークに接する面に取り付けたゴム等の材料からなる滑り止め突起である。

給電用板ばね２３の中央部には押え金具２７が取り付けられており、該押え金具２７には加圧ロッド２８が給電用板ばね２３の面と平行に設けられている。加圧ロッド２８は両端がワーク保持用板ばね２４、２４の前面まで延長され押え金具２７を後方に押したときにワーク保持用板ばね２４、２４も同時に後方に押されるようになっている。加圧ロッド２８には給電用板ばね２３及びベース板１９を貫通して設けられるフック２９の前端が枢着されており、該フック２９には中央部下面に下面係合部３０、後部上面に上面係合部３１がそれぞれ設けられ、ベース板１９の背面にはフック受け３２が設けられている。

また、ベース板１９にはレール１０又は１１を上下から挟みベース板１９と垂直な水平方向の軸を中心に回動自在としたローラー３３、３３及び３４、３４と、レール１０又は１１の前面下部及び背面上部にそれぞれ接しベース板１９と平行な垂直方向の軸を中心に回動自在としたローラー３５及びローラー３６、３６が設けられ、これらのローラーによりクランパー１７がスムースに移動できるようにレール１０又は１１に支持されており、レール１０の前面上部に接する位置には集電ブラシ３７が設けられレール１０に供給されている電力がベース板１９に導かれるようになっている。

前記のように構成したクランパー１７は図７に示すクランパー１７を開放した状態では、開放用ばね２５の弾発力により給電用板ばね２３とワーク保持用板ばね２４、２４は下端がベース板１９から引き離された開放状態を保持する。このとき過度の開放はフック２９の上面係合部３１により規制される。押え金具２７を後方へ押すと、図８に示すように給電用板ばね２３とワーク保持用板ばね２４、２４は軸２２を中心として回動し、給電用板ばね２３とワーク保持用板ばね２４、２４は撓んで下端とベース板１９との間でワークの上端を挾持する。フック２９の下面係合部３０はフック受け３２に係合し、ワークを挾持した状態を維持し、フック２９を操作して下面係合部３０とフック受け３２の係合を解けば復帰する。

前処理槽３の先頭部には押え金具２７を押す図示しない押圧機構が、後処理槽５の後尾部にはフック２９を操作する図示しない開放機構がそれぞれ設けられており、循環動しながら前処理槽３の前面側の壁を過ぎて下降したクランパー１７は押え金具２７を押されてワークの上端を挾持することになる。また、ワークの上端を挾持して移動するクランパー１７は後処理槽５の後面側の壁を過ぎる前にフック２９を操作され、ワーク上端の挾持を解き、その後上昇することになる。

ワーク供給装置１は基材供給リール３８、３８、複数のガイドローラー３９、３９及び送出ローラー４０を備えており、基材供給リール３８、３８に巻かれたワークである基材を送出ローラー４０から適当な張力を加えながら前処理槽３に送り出すものである。また、ワーク巻き取り装置２は基材巻き取りリール４１、４１、複数のガイドローラー４２、４２及び受け取りローラー４３を備えており、後処理槽５を出た基材を受け取りローラー４３で受け取って基材巻き取りリール４１、４１のいずれかに巻き取るものである。このワーク供給装置１による基材の送出速度とワーク巻き取り装置２による基材の受け取り速度は前記チェーン１４によるクランパー１７の送り速度と同一になるよう制御される。

なお、ワーク供給装置１にはダミー材供給リール４４及び緩衝機構４５を設けて基材の前端及び後端にダミー材を接続して送るようにすることができ、保護紙巻き取りリール４６を設けて基材同士が直接接触するのを避けるために基材と重ねて巻かれていた保護紙を分離して巻き取るようにすることができる。また、ワーク巻き取り装置２にはダミー材巻き取りリール４７及び緩衝機構４８を設けて基材の前端及び後端に接続されたダミー材を分離してダミー材巻き取りリール４７に巻き取るようにすることができ、保護紙供給リール４９を設けて基材巻き取りリール４１、４１に巻き取られる基材に保護紙を重ねるようにすることができる。

前記構成のものにおいて、レール１０とめっき槽４に配置された陽極にめっき電源を接続したうえチェーン１４を駆動しておき、ワーク供給装置１からワークＷを供給する。供給されたワークＷは前処理槽３に送り込まれ、レール１０に沿って前処理槽３で槽壁を越えて下降してきたクランパー１７により上端を挾持される。以後ワークＷはクランパー１７により挾持されて送られる。集電ブラシ３７はレール１０に接触しており、レール１０に供給されている電力はベース板１９、開放用ばね２５、給電用板ばね２３を通してワークＷに供給される。これによりめっき槽４ではめっきが行われるが、ワークＷには上端を挾持するクランパー１７から電流が供給されるので、送り方向で電流密度が変動することはなく、良質なめっきが行われる利点がある。

めっき槽４でめっきされ、後処理槽５に送られたワークＷは後処理槽５でクランパー１７による挾持を解かれ、ワーク巻き取り装置２により巻き取られる。ワークＷの挾持を解いたクランパー１７は上昇し、連結レール１３を通ってレール１１に移動する。その後クランパー１７はレール１１に沿って剥離槽８で下降し、剥離液に浸漬されて付着しためっきが剥離される。続いて一旦上昇したのち水洗槽９で下降、洗浄され、再度上昇して連結レール１２からレール１０に至り、以後クランパー１７は同様に上下動しながら循環することになる。前処理槽３から後処理槽５までの間では、ワークＷは多数のクランパー１７により同時に挾持されて送られ、送り方向に大きな張力が加わることがない。

めっき槽４内をワークＷが移送される際、めっき槽４が極端に長く全長３ｍを超えるような場合には、支持されていないワークＷの下端に液の撹拌等により図９に矢印Ｄで示すような上方に持ち上げようとする力が働いてワークＷには波状のたるみＳを生じ、これがそのままシールローラー６、６の間を通過するとプレスされて皺として固定されることになる。ところがシールローラー６、６はワーク面に平行な面内で上端がワークＷの進行方向の前方寄りになるように僅かに傾斜させてあるので、シールローラー６、６はワークＷを矢印Ｅに示すようなシールローラー６、６の軸と直交するやや下向きの方向へ排出しようとし、下向きの力を与えることになる。ワークＷは上端がクランパー１７、１７により固定されており、この下向きの力によりワークＷに生じたたるみは伸ばされ、皺として固定されないことになる。

以上の説明によっても明らかなように、本発明によればワークＷは上端をクランパー１７、１７により挾持されて処理槽中を移送され、上端から給電されるので、めっき槽４の長さを長くしてもワークＷに均一な電流が供給され良質なめっきが施されることとなり、必要な長さのめっき槽４を１槽設けるだけで多数のめっき槽を並べる必要がなくワーク出入部の液漏れ防止装置は１組だけでよいことになって装置の全長を短くすることができる利点がある。また、めっき槽４のワーク出口側のシールローラー６、６を傾斜させたのでワークＷに下向きの力を与えることになり、めっき槽４を極端に長くした場合にワークＷにたるみが生じても、このたるみは伸ばされてシールローラー６、６の間を通る間に皺として固定されないので、めっき４槽の長さを長くすることができる利点がある。

本発明の長尺シートのめっき装置の平面図である。めっき槽の要部の縦断面図である。搬送機構の詳細を示す平面図である。搬送機構の詳細を示す側面図である。クランパーの一例を示す平面図である。クランパーをワークと垂直な方向から見た図である。クランパーをワークの進行方向から見た図である。クランパーの閉じた状態をワークの進行方向から見た図である。めっき槽内のワークの状態を示す図である。

符号の説明

１ワーク供給装置
２ワーク巻き取り装置
３前処理槽
４めっき槽
５後処理槽
６シールローラー
７シールローラーケース
８剥離槽
９水洗槽
１０、１１レール
１２、１３連結レール
１４チェーン
１５、１６スプロケット
１７クランパー
１８従動桿
１９ベース板
２０板ばね支持台
２１板ばね取り付け板
２２軸
２３給電用板ばね
２４ワーク保持用板ばね
２５開放用ばね
２６滑り止め突起
２７押え金具
２８加圧ロッド
２９フック
３０下面係合部
３１上面係合部
３２フック受け
３３、３４、３５、３６ローラー
３７集電ブラシ
３８基材供給リール
３９ガイドローラー
４０送出ローラー
４１基材巻き取りリール
４２ガイドローラー
４３受け取りローラー
４４ダミー材供給リール
４５緩衝機構
４６保護紙巻き取りリール
４７ダミー材巻き取りリール
４８緩衝機構
４９保護紙供給リール

Claims

リールに巻かれたワークである長尺シートをワークの面を垂直方向として連続的に搬送しながらめっき処理する長尺シートのめっき方法であって、ワークはめっき槽において搬送速度を同期させたワークをリールに巻き取るワーク巻き取り装置とワークの上端を挾持して給電しながら搬送する搬送装置とにより搬送し、ワークをワーク面に平行な面内で垂直方向に対して上端がワークの進行方向の前方寄りになる方向に僅かに傾斜させてめっき槽の出口側に設けた２個一組のシールローラーの間に通すことによりワークに下向きの力を与え、めっき槽内でワークに生じるたるみを伸ばしてワークに皺が生じるのを抑止することを特徴とする長尺シートのめっき方法。
リールに巻かれたワークである長尺シートを供給するワーク供給装置とワークをリールに巻き取るワーク巻き取り装置との間に処理槽を配置して構成し、ワークの面を垂直方向としてワーク供給装置からワーク巻き取り装置へ連続的に搬送しながらめっき処理する長尺シートのめっき装置であって、処理槽の上部にワークの上端を挾持して給電しながら搬送する搬送装置を設け、該搬送装置によるワークの搬送速度をワーク巻き取り装置によるワークの搬送速度と同期させ、めっき槽のワーク出口側に２個一組のシールローラーからなる液漏れ防止装置を設け、シールローラーをワーク面に平行な面内で垂直方向に対してシールローラーの上端がワークの進行方向の前方寄りになる方向に僅かに傾斜させたことを特徴とする長尺シートのめっき装置。
シールローラーの傾斜量がシールローラーの長さ５００ｍｍに対し１〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の長尺シートのめっき装置。