JP4922849B2 - 電極構造体及び連続部分めっき装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電極構造体及び連続部分めっき装置に関し、より詳しくは、連続搬送される帯状被処理物の必要部分のみにめっき液を噴出することができる電極構造体及びそれを組み込んで高い位置精度で部分めっき処理を確実かつ安定して行える連続部分めっき装置に関する。
近年、携帯電話やパソコン、カーナビなど車載製品が普及し、トランジスタ、ダイオード、ＤＲＡＭ、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ）など半導体素子の需要が急増している。これらは、半導体素子をパッケージングした後、半導体上に形成された電極をリードにワイヤボンデイングすることでプリント基板上に搭載される。そしてパッケージングのためには、製造工程中では素子を支え、製品完成後は素子と外部リード付き端子部材との電気的導通を確保するために、リードフレームと称する金属製の枠組みが必要となる。
こうしたリード付き端子部材（コネクタ）への電極形成では、被処理物（ワーク）を通常、図７に示したように、長手方向に連続する帯状共通部分と長手方向に不連続でかつ幅方向に延びる複数の櫛歯状部分とを有する帯状に成形しておき、このワークを連続搬送しつつ、櫛歯状部分のめっき必要部分に、めっき槽からめっき液を噴出して連続的にめっきする装置（以下、連続部分めっき装置という）が用いられている。そして、部分めっき終了後の帯状被処理物が、最終的には櫛歯状部分の前後で切断され、リード付き端子部材となる。
ところが、帯状被処理物の寸法は、非常に小さく、リード付き端子部材では、全長が２ｍｍ程度で、めっきすべき端子部の長さはわずか０．５ｍｍというような寸法になっている。そのために、製品化工程において、リード部をプリント配線端部にハンダ付けする際、めっきを施さないバリア部を溶融ハンダが流れ、かつ端子部に付着して電気的短絡状態となる虞がある。
ところが、帯状被処理物の寸法は、非常に小さく、リード付き端子部材では、全長が２ｍｍ程度で、めっきすべき端子部の長さはわずか０．５ｍｍというような寸法になっている。そのために、製品化工程において、リード部をプリント配線端部にハンダ付けする際、めっきを施さないバリア部を溶融ハンダが流れ、かつ端子部に付着して電気的短絡状態となる虞がある。
例えば、図６のような連続する帯状長尺物（リードフレーム）で、かつ連続するめっき必要部分１ＲＹを有する被処理物（ワーク）１Ｒの場合は、従来、連続部分めっき装置を構成する処理槽内のめっき液面を調整板により一定に保持し、めっきが必要な下方部１ＲＹをめっき液に浸漬しつつ搬送させていた。これにより、めっき不必要部分１ＲＮがめっき処理されることはないが、めっき液面の変動を皆無とすることは実際上不可能である。下方部１ＲＹがより複雑で、めっき不要部分も存在する図８のような被処理物（ワーク）１Ａ、１Ｂ，１Ｃの連続部分めっきは難しい。
そこで、このような被処理物（ワーク）１Ａ、１Ｂ、１Ｃの場合、めっき不必要部分１ＭＮにテープ等を貼り付け（マスキング）して、部分めっき終了後にテープ等を引き剥がす直接貼付マスキング方式が採用される場合がある。しかし、テープの購入、またテープ貼付作業および引剥作業が必要であって、生産能率が大幅に低下し生産コスト高となる。テープ貼付作業時にバラツキやテープ変形が生じるので、最低でも２ｍｍ以下という位置精度を得ることはできない。さらに、ワークに凹凸や曲りなど大きな変形部分がある図８（Ｄ）のような場合は、マスキングが難しい。
これに対して、いわゆる間接固着マスキング方式が提案され、めっき不必要部分を絶縁マスキングし、ノズルからめっき液を吐出して布等の保持体層に浸潤しつつ流動させ、この状態でドラムを回転させることにより、保持体層と接する部分に液溜りを形成し、この液溜りに浸漬された状態で部分めっきを施すように構成した部分めっき装置がある（特許文献１を参照）。しかし、この方式でも直接貼付マスキング方式と同様に、テープやマスキング部材によるマスキングが困難であり、小型（微細）で複雑形状の帯状被処理物を部分めっきするには不適当である。
そこで、めっき必要部分とマスキング部材との間に空間を形成し、この空間内にめっき液を供給して当該めっき必要部分にめっき処理を施す装置が提案されている（例えば、特許文献２）。これにより、回転ドラムの外周壁にマスク部材を固着し、この外側に金属条を巻き付け、回転ドラム内からマスキング部材を通してめっき液を供給することで、金属条の内面側で、かつマスキング部材に非接触な領域（めっき必要部分）に部分めっきを施すことができる。
しかし、かかる装置でも、マスキング材と被処理物との間にめっき液が浸み込んでしまうので、めっき必要部分とめっき不必要部分との境界が部分的に変動して、精度上の要求を満たせない。マスキングベルト等の交換等が必要であるから生産コスト高になる。しかも、めっき処理後にプレス加工により分断するから、めっき皮膜にも傷が付き致命的な欠陥となる。
しかし、かかる装置でも、マスキング材と被処理物との間にめっき液が浸み込んでしまうので、めっき必要部分とめっき不必要部分との境界が部分的に変動して、精度上の要求を満たせない。マスキングベルト等の交換等が必要であるから生産コスト高になる。しかも、めっき処理後にプレス加工により分断するから、めっき皮膜にも傷が付き致命的な欠陥となる。
そこで、本出願人は、被処理物の形態が一段と小型化および複雑化する中で、部分めっきの位置精度を一層高度化するとともに、生産性が高くかつ低コストで部分めっきできる、ノンマスキング方式の部分めっき装置を提案した（特許文献３）。
これは、基軸線を中心に回転する電極構造体内で外部から供給されためっき液に陽極電位を印加給電し、給電後のめっき液を全周方向に連続するスリット部から径方向に噴流し、ワークの幅方向の選択されためっき必要部分のみにめっき液を吹き付ける装置である。これを用いれば、当該めっき必要部分のみに部分めっきを施すことができる。そして、めっき不必要部分には、めっき液が付着されることがないので、低品質で無用なめっき皮膜は析出されない。
しかしながら、この装置においては、回転体の全周（３６０度）に設けられたスリット部から径方向（ラジアル方向）にめっき液が噴流され、全体的に外側に向かって広がる薄板円盤形状の液薄膜となるため、供給めっき液の脈動、回転体の回転速度の変動があると、全周に渡って水平であるべき円盤形状の液薄膜に、上下方向やねじれ方向の乱れが部分的に生じ、めっき品質（高さ位置精度）のバラツキが発生する。
これは、基軸線を中心に回転する電極構造体内で外部から供給されためっき液に陽極電位を印加給電し、給電後のめっき液を全周方向に連続するスリット部から径方向に噴流し、ワークの幅方向の選択されためっき必要部分のみにめっき液を吹き付ける装置である。これを用いれば、当該めっき必要部分のみに部分めっきを施すことができる。そして、めっき不必要部分には、めっき液が付着されることがないので、低品質で無用なめっき皮膜は析出されない。
しかしながら、この装置においては、回転体の全周（３６０度）に設けられたスリット部から径方向（ラジアル方向）にめっき液が噴流され、全体的に外側に向かって広がる薄板円盤形状の液薄膜となるため、供給めっき液の脈動、回転体の回転速度の変動があると、全周に渡って水平であるべき円盤形状の液薄膜に、上下方向やねじれ方向の乱れが部分的に生じ、めっき品質（高さ位置精度）のバラツキが発生する。
このような状況下、めっき品質（高さ位置精度）のバラツキが発生せず、低コストで生産性を向上できる連続部分めっき装置の出現が切望されていた。
特開平０２−９７６９２号公報
特開２００２−３８２９４号公報
特開２００５−１８７８６８号公報
本発明の目的は、上記従来の課題に鑑み、連続搬送される帯状被処理物の必要部分のみにめっき液を噴出することができる電極構造体、及びそれを組み込むことで高位置精度な部分めっき処理を確実かつ安定して行える連続部分めっき装置を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、連続部分めっき装置の電極構造体に改良を加え、一方の分割部材と他方の分割部材が上下に組み合わされた特定の二つ割型とすることにより、これら分割部材同士が密着して形成される円筒状外周に電極ノズル孔が水平に精度よく形成され、該電極ノズル孔の内面に白金系金属化合物による被膜が施しやすくなるようにした。そして、これを連続部分めっき装置に組み込むと、静止状態の電極構造体の電極ノズル孔から周方向へめっき液を勢いよく噴射させることができ、噴射めっき液の上下方向乱れを発生せず、回転体に係合されて連続搬送中のワークは、不必要なめっき液との接触が回避され、めっき液単位量当りの給電面積を増大して給電能率が向上し、さらに回転体の高速回転により生産性が向上することを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第１の発明によれば、一方の分割部材と他方の分割部材が上下に密着して組み合わされ、内部空間で給電されためっき液を電極ノズル孔から帯状の被処理物に向かって一直線状に噴出する二つ割型の円筒状電極構造体であって、前記電極ノズル孔が、前記分割部材同士の周方向接触部分に形成される円筒状外周部に水平で一列に配設され、かつ該電極ノズル孔の内面に白金系金属被膜が施されていることを特徴とする電極構造体が提供される。
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、分割部材が、チタン、チタン合金、又はステンレス鋼から選ばれる材質であることを特徴とする電極構造体が提供される。
また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、分割部材が、互いにボルトで連結固定されることを特徴とする電極構造体が提供される。
また、本発明の第４の発明によれば、第１の発明において、電極ノズルの縦断面形状が、円形又は四角形であることを特徴とする電極構造体が提供される。
また、本発明の第５の発明によれば、第４の発明において、電極ノズルが円形であり、その直径が、０．１ｍｍ〜２．５ｍｍであることを特徴とする電極構造体が提供される。
また、本発明の第６の発明によれば、第１の発明において、電極ノズルの個数が、１０〜２００個であることを特徴とする電極構造体が提供される。
さらに、本発明の第７の発明によれば、第１の発明において、電極ノズルの配置間隔（ピッチ）が、０．１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする電極構造体が提供される。
さらに、本発明の第８の発明によれば、第１の発明において、電極ノズルの配設角度（θ）が、９０〜１２０度であることを特徴とする電極構造体が提供される。
また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、分割部材が、互いにボルトで連結固定されることを特徴とする電極構造体が提供される。
また、本発明の第４の発明によれば、第１の発明において、電極ノズルの縦断面形状が、円形又は四角形であることを特徴とする電極構造体が提供される。
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さらに、本発明の第８の発明によれば、第１の発明において、電極ノズルの配設角度（θ）が、９０〜１２０度であることを特徴とする電極構造体が提供される。
一方、本発明の第９の発明によれば、第１〜８のいずれかの発明に係り、被処理物を搬送する回転体と、電極構造体と、めっき液を電極構造体の内部に供給するめっき液供給管と、電極構造体の電極ノズルに給電する給電装置とを具備し、帯状の被処理物を連続搬送しつつ電極ノズルから、めっき液を噴射して被処理物のめっき必要部分に連続してめっき処理を施すように構成した連続部分めっき装置が提供される。
また、本発明の第１０の発明によれば、第９の発明において、回転体は、その外周面側に被処理物を搬送する搬送ガイド面を有し、搬送ガイド面と電極ノズルとの距離が一定に保持されることを特徴とする連続部分めっき装置が提供される。
また、本発明の第１１の発明によれば、第９又は１０の発明において、被処理物は、長手方向に連続する帯状共通部分と長手方向に不連続でかつ幅方向に延びる複数の櫛歯状部分とを有することを特徴とする連続部分めっき装置が提供される。
さらに、本発明の第１２の発明によれば、第９〜１１のいずれかの発明において、被処理物は、予め全体的にニッケルめっきが施されていることを特徴とする連続部分めっき装置が提供される。
また、本発明の第１１の発明によれば、第９又は１０の発明において、被処理物は、長手方向に連続する帯状共通部分と長手方向に不連続でかつ幅方向に延びる複数の櫛歯状部分とを有することを特徴とする連続部分めっき装置が提供される。
さらに、本発明の第１２の発明によれば、第９〜１１のいずれかの発明において、被処理物は、予め全体的にニッケルめっきが施されていることを特徴とする連続部分めっき装置が提供される。
本発明の電極構造体は、一方の分割部材と他方の分割部材が上下に組み合わされ、内部に空洞を有し側面部分が円筒状をした二つ割型の電極構造体をベースとすることにより、分割部材同士が密着して形成される円筒状外周部に複数の電極ノズル孔が精度よく形成され、該電極ノズル孔の内面に白金系金属化合物による被膜を施しやすくなる。このため、電極構造体が耐蝕性で硬度が高い加工しにくい材質の金属材料であっても、２．５ｍｍ以下という小さい口径の電極ノズル孔を形成しやすい。電極ノズル孔の個数が多く、孔のピッチ（相互間隔）が狭い場合でも精密加工、寸法調整がしやすい。また、連続部分めっき装置への組み込みも簡単であり、二つ割型であるから必要に応じて分解でき、内部の洗浄や保守点検もしやすくなる。
本発明の連続部分めっき装置は、改良された電極構造体を用いているので、ノンマスキング方式でかつ電極構造体の多数の電極ノズル孔からめっき液を噴射させ、高位置精度な部分めっき処理を確実かつ安定して行えるとともに、給電効率および生産能率が高くかつ装置小型化できる。また、めっき必要部分の大きさに応じた電極ノズル孔を有する電極構造体を自由に選択でき、めっき不必要部分への無用なめっき処理を確実に防止できる。さらに、ワークの幅方向の端部を各搬送ガイド面に当接できるので、ワークの姿勢を一段と正しくかつ安定して連続搬送できる。
本発明の連続部分めっき装置は、改良された電極構造体を用いているので、ノンマスキング方式でかつ電極構造体の多数の電極ノズル孔からめっき液を噴射させ、高位置精度な部分めっき処理を確実かつ安定して行えるとともに、給電効率および生産能率が高くかつ装置小型化できる。また、めっき必要部分の大きさに応じた電極ノズル孔を有する電極構造体を自由に選択でき、めっき不必要部分への無用なめっき処理を確実に防止できる。さらに、ワークの幅方向の端部を各搬送ガイド面に当接できるので、ワークの姿勢を一段と正しくかつ安定して連続搬送できる。
以下、本発明の電極構造体及び連続部分めっき装置について、図１〜５、８を用いて詳細に説明する。
１．電極構造体
本発明の電極構造体は、一方の分割部材と他方の分割部材が上下に密着して組み合わされ、内部空間で給電されためっき液を電極ノズル孔から帯状の被処理物に向かって一直線状に噴出する二つ割型の円筒状電極構造体であって、前記電極ノズル孔が、前記分割部材同士の周方向接触部分に形成される円筒状外周部に水平で一列に配設され、かつ該電極ノズル孔の内面に白金系金属被膜が施されていることを特徴とする。
本発明の電極構造体は、一方の分割部材と他方の分割部材が上下に密着して組み合わされ、内部空間で給電されためっき液を電極ノズル孔から帯状の被処理物に向かって一直線状に噴出する二つ割型の円筒状電極構造体であって、前記電極ノズル孔が、前記分割部材同士の周方向接触部分に形成される円筒状外周部に水平で一列に配設され、かつ該電極ノズル孔の内面に白金系金属被膜が施されていることを特徴とする。
本発明の電極構造体は、図１のような全体構造をしており、一方の分割部材５０Ａと他方の分割部材５０Ｂが上下に組み合わされて形成される内部空間がめっき液貯留部となり、内部に供給されためっき液を給電し、連続搬送される被処理物に向かって電極ノズル孔５３から正確にめっき液を噴射するものである。
電極構造体を構成する分割部材の材質は、電気的良導体であれば特に限定されるわけではなく、チタン、チタン合金、又はステンレス鋼から適宜選ばれる。耐食性のある機械的強度が高いチタン製又はチタン合金製が好ましい。
本発明において電極構造体は、上下二つ割型であり、一方の分割部材と他方の分割部材とは別々の部材として製作される。図１では、一方の分割部材が比較的平坦な皿型（逆円錐型）であり、他方の分割部材が円筒型で示されている。これらは、材質に応じて鋳造、鍛造、切断、研磨などの金属加工技術を採用して作製できる。一方の分割部材には、めっき液供給用の穴が設けられ、内部空間にめっき液が受け入れられるように構成されている。
電極構造体は、上下二つ割型であり、その周方向接触部分に複数の小径の電極ノズル孔が形成されている。各電極ノズル孔の内面（小径孔内周全壁面）も重要な給電面となる。本発明において電極構造体を上下二つ割型としているのは、全体が一体型の構造体であると電極ノズルとなる小さな孔を精度良くあけ難いためである。また、電極ノズル孔を酸化及び腐食から保護しなければならないが、その手段である孔内面へ白金系金属化合物のような酸化安定性、耐蝕性の材料による被膜が形成しにくいためである。
電極構造体の各電極ノズル孔５３は、図３に示すように仮想円軌跡の法線方向に延びる形態で、水平に一列に配設されている。水平でなく千鳥状のように配設されると、帯状被処理物へのめっき位置が不揃いになるので好ましくない。
分割部材の外周縁部に形成される電極ノズルの縦断面形状は、特に制限されるわけではないが、円形又は四角形以上の多角形とする。加工性、保守性などの観点から特に円形が好ましい。分割部材のいずれか一方または双方に孔を設けることができるが、本発明では、上に位置する縁付きの分割部材に孔を設けている。
分割部材の外周縁部に形成される電極ノズルの縦断面形状は、特に制限されるわけではないが、円形又は四角形以上の多角形とする。加工性、保守性などの観点から特に円形が好ましい。分割部材のいずれか一方または双方に孔を設けることができるが、本発明では、上に位置する縁付きの分割部材に孔を設けている。
電極ノズルの直径は、被処理物の大きさ、めっき必要部分の大きさなどにより異なるが、通常、電極ノズルの直径を０．１ｍｍ〜２．５ｍｍ、好ましくは、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍ、特に０．３ｍｍ〜１．５ｍｍとすることが好ましい。２．５ｍｍを超える大きな直径にすると、噴射めっき液の液流が一直線になりにくい。それは各電極ノズルの製作精度上の問題でノズル直径に数％程度のバラツキが生じ得るため、直径が大きくなるほど、噴射液流の横断面積（直径）のバラツキも大きくなるからである。他方、０．１ｍｍ未満の極小径にすると、ノズル内流路抵抗が非常に大きくなるので、電極構造体への供給めっき液の圧力を過大にしなければならず、装置構築上、技術的・経済的に不利となる。
電極ノズルの直径は、めっき必要部分の大きさ（前後方向寸法および左右方向寸法の大きい方）に対応させることが望ましく、図８（Ｄ）のように、めっき必要部分１ＫＹの寸法が０．３ｍｍであれば、めっき液流Ｑｆを生成・噴射させるために電極ノズルの直径を０．３ｍｍに選択することが好ましい。
また、電極ノズルの個数は、電極構造体のサイズなどによっても異なるが、通常、１０〜２００個、好ましくは１００〜１５０個である。ノズルの個数が１０個未満では十分なめっき液を噴射できず、個数を増やすほど給電能率を向上できるが、２００個より多くするのは加工技術上困難を伴う。
電極ノズルの配置間隔（ピッチ）は、電極構造体のサイズなどによっても異なるが、通常、０．１ｍｍ〜３ｍｍである。この間隔範囲内であればよいが、特に等間隔であることが望ましい。ピッチが３ｍｍを超えるとめっき液を精度よく噴射できず、ピッチを小さくするほどめっき液の単位量当りの実質給電面積を能率よく増大することができるが、０．１ｍｍ未満とするのは加工技術上困難を伴う。
電極ノズルの配置間隔（ピッチ）は、電極構造体のサイズなどによっても異なるが、通常、０．１ｍｍ〜３ｍｍである。この間隔範囲内であればよいが、特に等間隔であることが望ましい。ピッチが３ｍｍを超えるとめっき液を精度よく噴射できず、ピッチを小さくするほどめっき液の単位量当りの実質給電面積を能率よく増大することができるが、０．１ｍｍ未満とするのは加工技術上困難を伴う。
本発明において電極構造体は、電極ノズル孔の内面に、白金系金属化合物による被膜が施されている。白金系金属化合物としては、例えば白金、パラジウム、イリジュウム、ルテニウム、これらの酸化物、窒化物等が挙げられる。中でも好ましいのは、白金である。被膜の形成手段は、特に制限されないが、めっき、スパッタリング、ＣＶＤなどが採用される。膜厚は、３μｍ以上とし、特に５μｍ以上が好ましい。膜厚が３μｍ未満では、十分な耐酸化性、耐腐食性を期待することができないだけでなく、所望の供給電流量を得ることができない。
好ましい被膜の形成手段は、めっきである。例えばＰｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４電解液を使用する白金電気めっき法では、主電気めっき陽極及び補助電気めっき陽極が、陽極固定具と電解液とに対して電気的に並列に接続される。陰極固定具は、電解液に接触した状態になった被処理物（電極構造体となる分割部材）に直列に接続されかつ該被処理物を支持する。陽極固定具と陰極固定具との間に電圧を印加して、被処理物を電気めっきする。
好ましい被膜の形成手段は、めっきである。例えばＰｔ（ＮＨ３）４ＨＰＯ４電解液を使用する白金電気めっき法では、主電気めっき陽極及び補助電気めっき陽極が、陽極固定具と電解液とに対して電気的に並列に接続される。陰極固定具は、電解液に接触した状態になった被処理物（電極構造体となる分割部材）に直列に接続されかつ該被処理物を支持する。陽極固定具と陰極固定具との間に電圧を印加して、被処理物を電気めっきする。
分割部材同士によって形成される円筒状外周に一列に配設される電極ノズル５３の配設角度範囲（θ）は、図３に示すように、ワーク１Ｆが回転体３０の搬送ガイド面３２に係合する角度範囲（図３では、１８０度）よりも、小さな角度範囲（θ）に選択決定される。
これは、めっき液の径方向全周一律噴流方式である前記特許文献３の問題点を解消するためである。すなわち、特許文献３の場合、搬送ガイド面３２に係合していない場所では、発生するめっき液の乱流や拡散により、当該位置を通過するワーク１Ｆの、めっき必要部分１ＫＹの上下近傍である１Ｃ、１ＨＮ・１ＭＮ）に不必要で劣悪なめつき皮膜が析出されやすいが、本発明の電極ノズル５３の配設角度範囲（θ）とすれば、このような現象が一掃される。
これは、めっき液の径方向全周一律噴流方式である前記特許文献３の問題点を解消するためである。すなわち、特許文献３の場合、搬送ガイド面３２に係合していない場所では、発生するめっき液の乱流や拡散により、当該位置を通過するワーク１Ｆの、めっき必要部分１ＫＹの上下近傍である１Ｃ、１ＨＮ・１ＭＮ）に不必要で劣悪なめつき皮膜が析出されやすいが、本発明の電極ノズル５３の配設角度範囲（θ）とすれば、このような現象が一掃される。
電極ノズルが配設される角度範囲θは、９０〜１２０度であることが好ましい。角度範囲θが９０度よりも小さいと、めっき噴射液量を維持するのにノズルの配置間隔が小さくなり加工が困難になるだけでなく、部分めっき装置のサイズが大きくなってしまう。１２０度を越えても差し支えないが、孔の加工上経済的ではない。
各分割部材は、上下に密着して組み合わされなければならず、互いにボルトで連結固定することが好ましい。図１にはボルトの貫通孔を１つ示しているが２つ以上設けても良い。連結するのに分割部材の接触面を溶接すると、二つ割型のメリットである分離、置換容易性が生かせなくなる。
２．連続部分めっき装置
本発明の連続部分めっき装置は、被処理物を搬送する回転体と、上記二つ割型の電極構造体と、めっき液を電極構造体の内部に供給するめっき液供給管と、電極構造体の電極ノズルに給電する給電装置とを具備し、帯状の被処理物を連続搬送しつつ電極ノズルから、めっき液を噴射して被処理物のめっき必要部分に連続してめっき処理を施すように構成されている。
本発明の連続部分めっき装置は、被処理物を搬送する回転体と、上記二つ割型の電極構造体と、めっき液を電極構造体の内部に供給するめっき液供給管と、電極構造体の電極ノズルに給電する給電装置とを具備し、帯状の被処理物を連続搬送しつつ電極ノズルから、めっき液を噴射して被処理物のめっき必要部分に連続してめっき処理を施すように構成されている。
（第１の実施の形態）
本発明の連続部分めっき装置２０は、図４に示す如く、基軸線（Ｚ軸線）を中心に回転可能な回転体３０と、電極ノズル５３を有し給電済めっき液Ｑｆを径方向に噴射可能に形成された静止型の電極構造体５０とを設け、各電極ノズル５３から噴射されためっき液Ｑｆを連続搬送中の各めっき必要部分に吹き付けて連続部分めっき処理可能なノンマスキング方式構造に形成されている。
本発明の連続部分めっき装置２０は、図４に示す如く、基軸線（Ｚ軸線）を中心に回転可能な回転体３０と、電極ノズル５３を有し給電済めっき液Ｑｆを径方向に噴射可能に形成された静止型の電極構造体５０とを設け、各電極ノズル５３から噴射されためっき液Ｑｆを連続搬送中の各めっき必要部分に吹き付けて連続部分めっき処理可能なノンマスキング方式構造に形成されている。
回転体３０は、全体として中空円筒形状であり、外周面側にワーク１Ｆと係合して搬送ガイド可能な搬送ガイド面３２を有しかつＺ軸線を中心にワーク１Ｆの搬送速度に対応する回転速度で回転可能に形成されている。
この回転体３０は、Ｚ軸線を中心としてベース２３の回転軸に固着された中空円筒体の外側にベアリング２５を介して、回転可能に装着されている。なお、同様に上部のめっき液供給管５１にも、中空円筒体の外側にベアリングを介して、回転可能に装着することができる。これにより一体的な起立円筒部の外周面が搬送ガイド面３２とされ、ワーク１Ｆの帯状共通部分１Ｃ（図７，８参照）の内側と係合しワーク１Ｆの搬送円滑化を図ることができる。
この回転体３０は、Ｚ軸線を中心としてベース２３の回転軸に固着された中空円筒体の外側にベアリング２５を介して、回転可能に装着されている。なお、同様に上部のめっき液供給管５１にも、中空円筒体の外側にベアリングを介して、回転可能に装着することができる。これにより一体的な起立円筒部の外周面が搬送ガイド面３２とされ、ワーク１Ｆの帯状共通部分１Ｃ（図７，８参照）の内側と係合しワーク１Ｆの搬送円滑化を図ることができる。
また、搬送供給される帯状被処理物には、予め、全体としてニッケルめっきが施されており、繰出ドラムに巻かれている。すなわち、被処理理物は、長手方向（図７では左右方向）に連続する帯状共通部分１Ｃと長手方向に不連続でかつ幅方向（上下方向）に延びる複数の櫛歯状部分１Ｋとを有するリードフレーム（ワーク１Ｆ）とされている。搬送中のワーク１Ｆの板厚（縦断面）方向から見ると、図８に示すような形態である。図８（Ｄ）では、全長Ｌｖが２ｍｍ程度で、例えば、リード部の長さＬｕが１ｍｍ、変形部の長さＬｍが０．５ｍｍかつ突出長さＬｗが１．５ｍｍ、端子部の長さＬｄが０．５ｍｍというような寸法になっている。
また、電極ノズル５３から噴射されるめっき液Ｑｆの流速は、５ｍ／ｓｅｃ〜２０ｍ／ｓｅｃとされ、噴射めっき液の液流が一直線となるようにする。５ｍ／ｓｅｃ未満では電極ノズル５３の直径過大化の場合と同様な問題が、２０ｍ／ｓｅｃを超えると電極ノズル５３の直径過小化の場合と同様な問題が生じる虞が強い。
なお、実際のめっき処理では、電極ノズル５３の直径、めっき液の種類・粘度やワーク１Ｆの形態・剛性等との関係においても、見直しつつ最適値が決定される。この実施の形態では、電極ノズル５３の直径を０．３ｍｍに選択した場合には５〜１５ｍ／ｓｅｃにすることで良好な結果を得ることができた。
なお、実際のめっき処理では、電極ノズル５３の直径、めっき液の種類・粘度やワーク１Ｆの形態・剛性等との関係においても、見直しつつ最適値が決定される。この実施の形態では、電極ノズル５３の直径を０．３ｍｍに選択した場合には５〜１５ｍ／ｓｅｃにすることで良好な結果を得ることができた。
また、電極ノズル先端縁５４を、搬送ガイド面３２に係合されたワーク１Ｆのめっき必要部分１ＫＹに近づければ近づけるほど、給電効率を向上できる。この電極間距離は、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍとすることが好ましい。０．２ｍｍ未満では回転体の接触する恐れがあり、２．０ｍｍを超えると十分な高さ精度が得られない場合がある。
回転体３０および電極構造体５０のＺ軸線方向の相対位置は、各電極ノズル５３から噴射されためっき液Ｑｆが連続搬送中の各めっき必要部分１ＫＹに吹き付けることができる状態で調整し保持される。
中空円筒体２４および軸部材２７の双方が、可動構造体（回転体３０）と異なる静止構造体であるから、例えば中空円筒体２４の位置に対する軸部材２７の位置を上下方向にずらせて固定することは容易である。
また、電極構造体５０は、軸部材２７に着脱可能である。この実施の形態では、ボルトの緊締弛緩により着脱できる。これにより電極ノズル５３の仕様等が異なる別の電極構造体５０を簡単に交換することができる。
各電極ノズル５３から噴射された給電済めっき液Ｑｆは、めっき必要部分１ＫＹに吹き付けられ、部分めっき処理が行なわれる。その後に、図７に示す櫛歯状部分１Ｋの間（左右方向の隙間）を通過して進み、落下かつ流動してメインタンク１１に回収され、めっき液は、再循環利用される。
電極構造体５０の上方側には、上方側から回転体３０へミス接触することによる危険性を未然排除するため、下方側の回転体３０に対応する形態の静止構造物（カバー部材、図示せず）を設けることができる。こうして搬送供給される、全体としてニッケルめっきが施されている帯状被処理物１に、高い位置精度で金めっきを施すことができ、耐腐食性、伝導性のよいコネクタを得ることができる。
（第２の実施の形態）
本発明の連続部分めっき装置は、１台の部分めっき用冶具を用いて連続部分めっき処理装置２０を構築することもできるが、図５のように、本発明の連続部分めっき装置を複数用いて処理システム１０とすることもできる。
本発明の連続部分めっき装置は、１台の部分めっき用冶具を用いて連続部分めっき処理装置２０を構築することもできるが、図５のように、本発明の連続部分めっき装置を複数用いて処理システム１０とすることもできる。
この実施の形態では、４台の連続部分めっき装置２０をメインタンク１１内に組込んだ構成とされ、各連続部分めっき装置２０Ａ〜２０Ｄを部分めっき用ヘッド、あるいは部分めっき用冶具として活用する例である。
ワーク１Ｆは、メインタンク１１内に配設されたガイドローラー７１を含む連続搬送手段７０により、ワーク搬送方向（Ｘ）に連続搬送される。このＸ方向に、上流側タンク１２Ｕとメインタンク１１と洗浄タンク１４と下流側タンク１２Ｄとが、この順で配列されている。上流側タンク１２Ｕおよび下流側タンク１２Ｄには、連続給電手段９０の一部を構成する給電ローラー９１が配設されている。この給電ローラー９１はめっき電源装置（図示省略）の陰極端子に接続され、めっき電源装置（図示省略）の陽極端子は電極構造体５０に接続されている。かくして、連続搬送中のワーク１Ｆ（１Ｃ）に給電（例えば、１．５Ａ／ｄｍ２）することができる。メインタンク１１内には複数の液切り手段１６が設けられ、洗浄タンク１４内にはワーク洗浄手段が設けられている。
連続搬送手段７０は、搬送ローラー（図示省略）が帯状共通部分１Ｃを付勢してワーク１Ｆを設定搬送速度（例えば、２ｍ／ｓｅｃ）でＸ方向に連続搬送する。ワーク１Ｆは、メインタンク１１内の連続部分めっき装置２０Ａ〜２０Ｄを通過する間に部分めっき処理がなされる。
連続めっき液供給手段は、図示しない加圧循環ポンプ、配管、弁類を含み、各部分めっき用冶具（２０Ａ〜２０Ｄ）の電極構造体５０（めっき液供給口５１）に所定圧力に加圧されためっき液を連続供給する。また、メインタンク１１や他の各タンク１２Ｕ、１４、１２Ｄから回収しためっき液を再循環使用する。
なお、連続めっき液供給手段は、各部分めっき用冶具（連続部分めっき装置２０Ａ〜２０Ｄ）毎に形成してもよい。この実施の形態のように、複数の連続部分めっき装置（部分めっき用冶具）２０を用いた連続部分めっきシステムとして構築すれば、めっき膜厚を大きくできる。しかも、各連続部分めっき装置２０の給電可能容量を過度に大きくする必要がなくかつ小型化も促進できる。また、各連続部分めっき装置２０の交換が簡単であるから、連続的生産にも適している。
以下、本発明の実施例、比較例を示すが、本発明は、この実施例に限定して解釈されるものではない。
［実施例１］
ステンレス製の金属材料を用いて、図１の下部分割部材（直径１２０ｍｍ、厚さ６５ｍｍ）と上部分割部材（外径１２０ｍｍ、内径８０ｍｍ、高さ６５ｍｍ）を作製した。下部分割部材には、直径１．５ｍｍの円形の電極ノズル孔を等間隔で１１０個設けた。電極ノズルの配設角度が、１１０度となるようにした。これら分割部材の電極ノズル孔部分には、白金系金属化合物を用いて厚さ３μｍの白金系金属めっきを施した。
次に、二つの分割部材を上下に組み合わせボルトで連結し、内部に空洞を有し側面部分が円筒状をした二つ割型の電極構造体とした。
この二つ割型の電極構造体を図４のように連続部分めっき装置に組み込み、予めニッケルめっきされたリード付き端子部材（全長Ｌｖが２ｍｍ）、リード部（１ＫＹ）の長Ｌｕが１ｍｍ、バリヤ部（１ＭＮ）の長Ｌｍが０．５ｍｍかつ突出長Ｌｗが１．５ｍｍ、端子部（１ＴＹ）の長Ｌｄが０．５ｍｍである被処理物をセットした。電極ノズル孔からめっき液を１０ｍ／ｓの流速で噴射して、端子部（１ＴＹ）に部分めっきを行った。位置精度は＋／−０．０３ｍｍであった。
ステンレス製の金属材料を用いて、図１の下部分割部材（直径１２０ｍｍ、厚さ６５ｍｍ）と上部分割部材（外径１２０ｍｍ、内径８０ｍｍ、高さ６５ｍｍ）を作製した。下部分割部材には、直径１．５ｍｍの円形の電極ノズル孔を等間隔で１１０個設けた。電極ノズルの配設角度が、１１０度となるようにした。これら分割部材の電極ノズル孔部分には、白金系金属化合物を用いて厚さ３μｍの白金系金属めっきを施した。
次に、二つの分割部材を上下に組み合わせボルトで連結し、内部に空洞を有し側面部分が円筒状をした二つ割型の電極構造体とした。
この二つ割型の電極構造体を図４のように連続部分めっき装置に組み込み、予めニッケルめっきされたリード付き端子部材（全長Ｌｖが２ｍｍ）、リード部（１ＫＹ）の長Ｌｕが１ｍｍ、バリヤ部（１ＭＮ）の長Ｌｍが０．５ｍｍかつ突出長Ｌｗが１．５ｍｍ、端子部（１ＴＹ）の長Ｌｄが０．５ｍｍである被処理物をセットした。電極ノズル孔からめっき液を１０ｍ／ｓの流速で噴射して、端子部（１ＴＹ）に部分めっきを行った。位置精度は＋／−０．０３ｍｍであった。
［実施例２］
下部分割部材に直径２．３ｍｍの円形の電極ノズル孔を等間隔で７個設け、電極ノズルの配設角度が、９０度となるようにした以外は上記実施例１と同様にして、上部分割部材を組み合わせて連結し、二つ割型の電極構造体とした。
この二つ割型の電極構造体を図４の連続部分めっき装置に組み込み、実施例１と同様にして被処理物をセットした。電極ノズル孔からめっき液を噴射して、端子部（１ＴＹ）に部分めっきを行った。位置精度は＋／−０．０５ｍｍであった。
実施例１と比べて電極ノズル孔の個数が少なく、電極ノズルの配設角度が狭いので、位置精度が若干悪化している。
下部分割部材に直径２．３ｍｍの円形の電極ノズル孔を等間隔で７個設け、電極ノズルの配設角度が、９０度となるようにした以外は上記実施例１と同様にして、上部分割部材を組み合わせて連結し、二つ割型の電極構造体とした。
この二つ割型の電極構造体を図４の連続部分めっき装置に組み込み、実施例１と同様にして被処理物をセットした。電極ノズル孔からめっき液を噴射して、端子部（１ＴＹ）に部分めっきを行った。位置精度は＋／−０．０５ｍｍであった。
実施例１と比べて電極ノズル孔の個数が少なく、電極ノズルの配設角度が狭いので、位置精度が若干悪化している。
［比較例１］
二つの分割部材ではなく、一体化した円筒状の構造体を用いた以外は実施例２と同様な電極ノズル孔を有する電極構造体を作製した。なお、電極ノズル孔には白金系金属めっきを施さなかった。
この二つ割型の電極構造体を図５の連続部分めっき装置に組み込み、実施例１と同様にして被処理物をセットした。電極ノズル孔からめっき液を噴射して、端子部（１ＴＹ）に部分めっきを行った。位置精度は＋／−０．０５ｍｍであったが、電極ノズル孔に白金系金属めっきを施さなかったために、実施例２よりも十分な供給電流量が確保できなかった。
二つの分割部材ではなく、一体化した円筒状の構造体を用いた以外は実施例２と同様な電極ノズル孔を有する電極構造体を作製した。なお、電極ノズル孔には白金系金属めっきを施さなかった。
この二つ割型の電極構造体を図５の連続部分めっき装置に組み込み、実施例１と同様にして被処理物をセットした。電極ノズル孔からめっき液を噴射して、端子部（１ＴＹ）に部分めっきを行った。位置精度は＋／−０．０５ｍｍであったが、電極ノズル孔に白金系金属めっきを施さなかったために、実施例２よりも十分な供給電流量が確保できなかった。
１ ワーク（被処理物）
１Ｃ 帯状共通部分
１Ｋ 櫛歯状部分
Ｎ めっき不必要部分
Ｙ めっき必要部分
１０ 連続部分めっき処理システム
１１ メインタンク
２０ 連続部分めっき装置
３０ 回転体
３２ 搬送上ガイド面
５０ 電極構造体
５３ 電極ノズル
７０ 連続搬送手段
９０ 連続給電手段
９１ 給電ローラー（陰極電極）
Ｚ 縦軸線（基軸線）
１Ｃ 帯状共通部分
１Ｋ 櫛歯状部分
Ｎ めっき不必要部分
Ｙ めっき必要部分
１０ 連続部分めっき処理システム
１１ メインタンク
２０ 連続部分めっき装置
３０ 回転体
３２ 搬送上ガイド面
５０ 電極構造体
５３ 電極ノズル
７０ 連続搬送手段
９０ 連続給電手段
９１ 給電ローラー（陰極電極）
Ｚ 縦軸線（基軸線）
Claims (12)
- 一方の分割部材と他方の分割部材が上下に密着して組み合わされ、内部空間で給電されためっき液を電極ノズル孔から帯状の被処理物に向かって一直線状に噴出する二つ割型の円筒状電極構造体であって、
前記電極ノズル孔が、前記分割部材同士の周方向接触部分に形成される円筒状外周部に水平で一列に配設され、かつ該電極ノズル孔の内面に白金系金属被膜が施されていることを特徴とする電極構造体。 - 分割部材が、チタン、チタン合金、又はステンレス鋼から選ばれる材質であることを特徴とする請求項１に記載の電極構造体。
- 分割部材が、互いにボルトで連結固定されることを特徴とする請求項１に記載の電極構造体。
- 電極ノズルの縦断面形状が、円形又は四角形であることを特徴とする請求項１に記載の電極構造体。
- 電極ノズルが円形であり、その直径が、０．１ｍｍ〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の電極構造体。
- 電極ノズルの個数が、１０〜２００個であることを特徴とする請求項１に記載の電極構造体。
- 電極ノズルの配置間隔（ピッチ）が、０．１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の電極構造体。
- 電極ノズルの配設角度（θ）が、９０〜１２０度であることを特徴とする請求項１に記載の電極構造体。
- 被処理物を搬送する回転体と、請求項１〜８のいずれかに記載の電極構造体と、めっき液を電極構造体の内部に供給するめっき液供給管と、電極構造体の電極ノズルに給電する給電装置とを具備し、帯状の被処理物を連続搬送しつつ電極ノズルから、めっき液を噴射して被処理物のめっき必要部分に連続してめっき処理を施すように構成した連続部分めっき装置。
- 回転体は、その外周面側に被処理物を搬送する搬送ガイド面を有し、搬送ガイド面と電極ノズルとの距離が一定に保持されることを特徴とする請求項９に記載の連続部分めっき装置。
- 被処理物は、長手方向に連続する帯状共通部分と長手方向に不連続でかつ幅方向に延びる複数の櫛歯状部分とを有することを特徴とする、請求項９又は１０に記載の連続部分めっき装置。
- 被処理物は、予め全体的にニッケルめっきが施されていることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載の連続部分めっき装置。
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