JP5047763B2 - めっき装置における給電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、めっき装置における給電装置に関し、詳しくは搬送ハンガーに取り付けられているめっき対象物である被処理物への陰極電圧の給電方法及びその給電装置に関するものである。
従来から、一般にプリント配線板などの被処理物のめっきを行うには、搬送レール上に搬送ハンガーを乗せて、この搬送ハンガーにプリント配線板を吊り下げてめっき槽内に浸漬し、ベルト及びチェーン駆動により搬送してめっきを行っている。
めっき槽内には、銅めっきの場合、例えば、チタン製の籠に銅ボールを入れたものを配置し、槽内にはめっき液を満たしておく。そして、銅ボールには数v程度の陽極電圧を印加し、搬送ハンガーに吊り下げた被処理物には陰極電圧を印加して、陽極側の銅ボールから溶け出した銅イオンが陰極側の被処理物からの電子を受け取って金属の銅となって被処理物に付着することにより銅めっきが行われる。
また、最近では、銅ボールを入れたチタン籠に代えて不溶性陽極板を用い、不溶性陽極板に陽極電圧を印加するとともに、めっき槽内のめっき液として予め銅が溶解しためっき液を注入するようにしている。
この場合、陽極側は、めっき槽内で固定されているので、陽極電圧の印加は不溶性陽極板に直接固定接続することによって行えば良いのであるが、被処理物への陰極電圧の印加は、被処理物が搬送ハンガーとともに搬送レールに沿ってめっき槽内を移動し、かつ直列に配置された多数のめっき槽や洗浄槽内に浸漬されて処理が行われるため、陰極電圧の印加はめっき装置に沿って配置された給電レールから給電スライダーを介して行われている。
例えば、特許文献1に記載されているように、被処理物を吊り下げる支持レバー(搬送ハンガー)からバネによって付勢された給電接点板(給電スライダーに相当)を給電接点レール(給電レール)に当接して被処理物に陰極電圧を印加するようにしている。また、特許文献2では、被処理物をめっき槽内に浸漬する治具自体が陰極バー(給電レール)に跨るようにして被処理物に陰極電圧を供給するようにしたものが開示されている。
特開2005−248300号公報(図1) 特開平10−204691号公報(図1)
ところで、搬送ハンガーは被処理物を吊り下げ且つ被処理物への給電をも目的としているので、その先端には被処理物を吊り下げるクランプまたは治具を有しており、該クランプまたは治具は被処理物とともにめっき液中に没している。搬送ハンガーは連続的に送られるため、被処理物が吊り下げられていない場合でも連続的にめっき槽に送り込まれるので、被処理物の吊り下げがない場合でもクランプまたは治具は処理液中に没することになる。
このため、めっき槽への被処理物を没入する状態で陰極電圧が印加されると、被処理物が吊り下げられていない搬送ハンガーについても電圧が印加されることになる。
陰極電圧が印加されることによって流れる陽極からの電流は、小さい面積部分に集中する傾向があり、被処理物が吊り下げられたハンガーと吊り下げられていないハンガーとが混在する状態となったとき、被処理物内のクランプまたは治具は圧倒的に電解面積が小さく電流が集中することになる。例え、クランプまたは治具の表面が樹脂コーティングされていても接点部への電流の集中を防止することができない。
その結果、電流集中した部分にBURNING(焼けめっき)が発生し、数十μ〜数百μの金属粉が付着することになる。
この金属粉はめっき槽内の液循環及びエアー攪拌によりめっき槽内を汚染し、被処理物に付着することになる。被処理物表面はもとよりスルーホール内などへの付着が発生し有害な突起や信頼性の劣る被膜を生成し製品価値を著しく低下させることになる。
現在のめっき装置においてはめっき槽内への固形物などの持ち込みを防止するため槽周辺から塵や油などの落下を防ぐ工夫をしており、また液循環系のフィルターメッシュを微細にし、循環回数を多くして槽内の固形物等の蓄積を防止を図っている。
しかし、上記の特許文献1,2に記載されているように被処理物の吊り下げの有無にかかわらず被処理物のクランプまたは治具に必ず給電するようにしたものでは、フィルターメッシュをいかに微細にし槽上の環境を良くしても、金属粉の浮遊及び沈殿が続き、金属粉を問題ない程度まで除去することが困難である。
本発明の課題は、従来のめっき装置における給電装置では解決することができない電解による数十μ〜数百μの金属粉の発生を防止するめっき装置における給電装置の提供にある。
上記課題を解決するために、請求項1記載のめっき装置における給電装置は、めっき装置の処理槽に沿って配置された給電レールと、被処理物を取り付け該被処理物を前記処理槽に投入・引上げ及び搬送する搬送ハンガーと、前記給電レールから前記被処理物に給電するための給電部材と、前記搬送ハンガーが前記処理槽のめっき液に没入される際に、前記搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には前記給電部材を給電位置へ切り替えて給電し、被処理物が取り付けられていない場合には前記給電部材を非給電位置へ切り替えて給電しないようにするスイッチ機構とを備え、前記スイッチ機構は、係止板と、前記係止板に取り付けられ該係止板を水平方向へ移動するためのシフト用エアシリンダーと、前記係止板が取り付けられた前記シフト用エアシリンダーごと昇降するための昇降用エアシリンダーを有しており、前記シフト用エアシリンダー及び前記昇降用エアシリンダーを移動させることによって前記係止板が前記給電部材に当接して該給電部材が移動され、給電位置では該給電部材を前記給電レールに接触させて給電し、非給電位置では該給電部材を前記給電レールに接触させずに給電しないようにすることを特徴としている。
また、請求項2記載のめっき装置における給電装置は、めっき装置の処理槽に沿って配置された給電レールと、被処理物を取り付け該被処理物を前記処理槽に投入・引上げ及び搬送する搬送ハンガーと、前記給電レールから前記被処理物に給電するための給電部材と、前記搬送ハンガーが前記処理槽のめっき液に没入される際に、前記搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には前記給電部材を給電位置へ切り替えて給電し、被処理物が取り付けられていない場合には前記給電部材を非給電位置へ切り替えて給電しないようにするスイッチ機構とを備え
前記搬送ハンガーは中間が絶縁物材でその他の部分が導電部材で形成され、前記給電部材は導電部材で該搬送ハンガーの絶縁部分を跨いで該搬送ハンガーの導電部分同士を繋ぐ形状で形成され、
前記スイッチ機構は、係止板と、前記係止板に取り付けられ該係止板を所定の位置に移動するためのシフト用エアシリンダーを有しており、
前記給電部材は前記係止板が当接して移動され、給電位置では該給電部材を該搬送ハンガーの絶縁部を跨いで該搬送ハンガーの導電部分同士を繋いで前記搬送ハンガー全体が導通可能な位置に切り替えて給電し、非給電位置では前記給電部材を前記係止板によって該搬送ハンガーの絶縁部を跨がない位置へ切り替えて該搬送ハンガーを非導通状態にすることによって給電しないようにすることを特徴としている。
請求項3記載のめっき装置における給電装置は、請求項1又は2記載の発明において、前記スイッチ機構は、搬送ハンガーに被処理物が取り付けられているか否かを判断するセンサーの信号に基づき切り替え作動することを特徴としている。
請求項1、2記載の発明によれば、搬送ハンガーが処理槽のめっき液に没入される際に、前記搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には前記給電部材を給電位置へ切り替えて給電し、被処理物が取り付けられていない場合には前記給電部材を非給電位置へ切り替えて給電しないようにするスイッチ機構を備えているので、被処理物が吊り下げられたハンガーと吊り下げられていないハンガーとが混在する状態となっても、被処理物が吊り下げられていないクランプや治具に電流集中することがないので、金属粉の発生を防止することができ、製品価値とその信頼性を高めることができる。
請求項記載の発明によれば、被処理物が取り付けられているか否かの判断はセンサーによって行うので、自動的に給電の要否の切替を行うことができ、被処理物の処理を速やかに行うことができる。
以下、図面を参照して、本発明に係るめっき装置における給電方法及びその給電装置の実施の形態につき説明する。
図1は、本発明に係るめっき装置における給電装置の第1の実施の形態とめっき槽の断面図を示している。
図に示すように、このめっき装置1は、めっき槽2を有しており、該めっき槽(処理槽)2の左右壁面に沿ってそれぞれに陽極電圧が印加される不溶性陽極板3が配置されていて、めっき槽2の内部には金属銅が溶解しためっき液4が注入されている。
また、給電装置10は、導電部材で形成された搬送ハンガー12を有しており、該搬送ハンガー12の先端部には被処理物(プリント配線板等)14を吊り下げるクランプ16が取り付けられている。また、搬送ハンガー12には給電部材18が装着されていて、該給電部材18の給電スライダー18aはコイルバネ18bにより下方に付勢されている。
また、給電装置10は、めっき槽2に沿ってめっき装置全体に渡って配置された給電レール20に沿って複数個有しており、前記搬送ハンガー12のクランプ16に被処理物14を吊り下げて被処理物14をめっき槽2内に没入させた状態にすると、給電部材18の給電スライダー18aが給電レール20の凹溝20aに接触する状態となって、給電レール20に印加されている陰極電圧が給電スライダー18a→搬送ハンガー12→クランプ16→被処理物14へと印加される。不溶性陽極板3に陽極電圧が印加されることにより、めっき液4中に存在するCuイオンは被処理物14からの電子イオンと結合して金属銅となって被処理物14に付着し銅めっきが行われる。
一方、搬送ハンガー12のクランプ16に被処理物14が吊り下げられていない場合には、図2で説明するスイッチ機構30によって、給電部材18は搬送ハンガー12面を図2のB方向にスライドされていて、前記搬送ハンガー12のクランプ16をめっき槽2内に没入した状態にしても、給電部材18の給電スライダー18aが給電レール20の凹溝20aに接触せず、給電レール20に印加されている陰極電圧が給電スライダー18a→搬送ハンガー12→クランプ16へと印加される状態にはならない。
次に、図2を参照して、搬送ハンガー12に被処理物14が取り付けられている場合と被処理物14が取り付けられていない場合とにより、給電レール20からの給電の切替をするスイッチ機構30について説明する。
スイッチ機構30は、図示せぬ固定物に取り付けられた昇降用エアシリンダー32を有しており、該エアシリンダー32から下方に延出した伸縮自在の2本のロッド32aの先端には給電シフト用エアシリンダー34が取り付けられている。また、該給電シフト用エアシリンダー34から水平方向に延出した伸縮自在の2本のロッド34aの先端には、下側が凹部となるコ字状の係止板34bが取り付けられている。該係止板34bの凹部の幅は、搬送ハンガー12の幅より若干の広くなっている。
また、一方、前記搬送ハンガー12の左右両側面には、それぞれ一対の固定板12aが取り付けられていて、これら一対の固定板12a間にはガイド棒12bが配置されているとともに、該ガイド棒12bには給電部材18が摺動自在に嵌装されている。また、搬送ハンガー12の左右両側面の該給電部材18に渡って給電スライダー18aが設けられていて、該給電スライダー18aはコイルバネ18bにより下方に付勢されている。
なお、このとき昇降用エアシリンダー32のロッド32aは収縮してシフト用エアシリンダー34を上部に収納している待機状態にあり、シフト用エアシリンダー34のロッド34aも収縮している状態にある。
そして、搬送ハンガー12の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ16に被処理物14が吊り下げられている場合は、センサ40が被処理部材の存在を検出してスイッチ機構30に信号が送られる。この信号に基づき、昇降用エアシリンダー32のロッド32aが伸張して、上部に待機していたシフト用エアシリンダー34を降下させる。シフト用エアシリンダー34の係止板34bは、搬送ハンガー12を跨いだ状態で、給電部材18の前方(被処理物側)に配置される。ここで、シフト用エアシリンダー34のロッド34aが伸張して、給電部材18を給電側A方向にセットする。昇降用エアシリンダー32のロッド32aは再び収縮してシフト用エアシリンダー34を上部に戻し、続いてシフト用エアシリンダー34のロッド34aを収縮して待機状態となる。この状態が、図1の実線で示す状態となり、給電レール20に印加されている陰極電圧が給電スライダー18a→搬送ハンガー12→クランプ16→被処理物14へと印加される。
なお、上記センサ40としては、フォトカプラー等が便利である。
一方、搬送ハンガー12の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ16に被処理物14が吊り下げられていない場合は、センサ40が被処理物の不存在を検出してスイッチ機構30に信号が送られる。この信号に基づき、一旦上部に待機していたシフト用のエアシリンダー34のロッド34aが伸張し、続いて昇降用エアシリンダー32のロッド32aが伸張して、上部に待機していたシフト用エアシリンダー34を降下させる。シフト用エアシリンダー34の係止板34bは、搬送ハンガー12を跨いだ状態で、給電部材18の後方に配置される。ここで、シフト用エアシリンダー34のロッド34aが収縮して、給電部材18を非給電側B方向にセットする。昇降用エアシリンダー32のロッド32aは再び収縮してシフト用エアシリンダー34を上部に戻して待機状態となる。この状態が、図1の点線で示す状態となり、給電レール20に印加されている陰極電圧はこのクランプ16には印加されないことになる。
なお、いずれの場合でも、搬送ハンガー12がめっき槽2へ処理物14を持ち込む前に、上記動作は行われる。
このように、給電レールから被処理物に給電するための給電部材を、スイッチ機構により搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には給電位置へ切り替えて被処理物に給電し、被処理物が取り付けられていない場合には非給電位置へと切り替えて被処理物に給電しないようにしたので、被処理物が吊り下げられていないクランプや治具に電流集中することがなく、金属粉の発生を防止することができ、製品の信頼性を高めることができる。
次に、本発明に係るめっき装置における給電装置の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同等の部材には同一符号を付し説明を省略することがある。この実施の形態は、第1の実施の形態の変形例で、図3に示すように、搬送ハンガー12に導電性の給電部材18が摺動自在に嵌め込まれていて、該給電部材18の上端部には突起18cが形成されている。また、搬送ハンガー12は中間が一部絶縁物材12cで構成されており、その他の部分は導電部材で形成されている。搬送ハンガー12が被処理物14をめっき槽2内に没入した位置になると、搬送ハンガー12の端部は給電レール20と必ず接触する。なお、図中の符号12dは絶縁物で搬送ハンガー12がめっき装置の筐体と導通状態になるのを防ぐためのものである。
搬送ハンガー12の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ16に被処理物14が吊り下げられている場合は、センサ40が被処理物の存在を検出してスイッチ機構30に信号が送られる。この信号に基づき、シフト用のエアシリンダー35のロッド35aが伸張して、ロッド35aに設けられた係止板35bが給電部材18の突起18cを押し出し、給電部材18が搬送ハンガー18の絶縁部12cを跨ぎ、搬送ハンガー12の両側を導通状態にする。このため、搬送ハンガー12の端部が接触している給電レール20からの陰極電圧は絶縁物12cを回避し給電部材18を介して被処理物14に印加する。
一方、搬送ハンガー12の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ16に被処理物14が吊り下げられていない場合は、センサ40が被処理物が無いことを検出してスイッチ機構30に信号が送られる。この信号に基づき、シフト用のエアシリンダー35のロッド35aが収縮して、ロッド35aに設けられた係止板35bが給電部材18の突起18cを引き込み、給電部材18が搬送ハンガー12の絶縁部12cの位置から外れ、搬送ハンガー12の両側は導通状態とはならない。このため、搬送ハンガー12の端部が接触している給電レール20からの陰極電圧は絶縁物12cによって遮断され被処理物14に印加しない。
次に、本発明に係るめっき装置における給電装置の第3の実施の形態について説明する。なお、第1または2の実施の形態と同等の部材には同一符号を付し説明を省略することがある。
この実施の形態は、第1または2の実施の形態の変形例で、図4に示すように、第1の実施の形態と同様、給電部材18はハンガー12に配置されているガイド棒12bを摺動自在となるように嵌装したもので、給電部材18は被処理物14を保持する治具16と給電線18dで接続されている。
搬送ハンガー12の先端に設けられている吊り下げ用の治具またはクランプ16に被処理物14が吊り下げられている場合は、センサ40が被処理物の存在を検出してスイッチ機構30に信号が送られる。この信号に基づき、めっき処理前にシフト用のエアシリンダー35のロッド35aが収縮して、ロッド35aに設けられた係止板35bが給電部材18の給電スライダー18aを給電レール20のある位置にセットし、被処理物14がめっき槽2内に没入されたとき、給電レール20→給電部材18→給電線18d→治具16→被処理物14のように通電され印加する。
一方、被処理物14が吊り下げられていない場合は、シフト用のエアシリンダー35のロッド35aが伸張して、ロッド35aに設けられた係止板35bが給電スライダー18aを押し出し、ロッド35aに設けられた係止板35bが給電部材18の給電スライダー18aを給電レール20のある位置から二点鎖線で示す位置に外し、被処理物14がめっき槽2内に没入されたとき、給電レール20の陰極電圧が治具16に印加しないようにしている。
続いて、本発明に係るめっき装置における給電装置の第4の実施の形態について説明する。なお、第2の実施の形態と同等の部材には同一符号を付し説明を省略することがある。この実施の形態は、第2の実施の形態の変形例で、図5に示すように、搬送ハンガー12の上面に導電性の給電部材18が配置されており、該給電部材18には導電性からなる回転自在な回転アーム18eが設けられている。また、搬送ハンガー12は一部が絶縁物材12cで構成されており、その他の部分は導電部材で形成されている。搬送ハンガー12が被処理物14をめっき槽2内に没入した位置になると、搬送ハンガー12の端部は給電レール20と接触する。
搬送ハンガー12に被処理物14が吊り下げられている場合は、シフト用のエアシリンダー35のロッド35aが伸張して、ロッド35aに設けられた係止板35bが給電部材18の回転アーム18eの回転レバーを回動させ、給電部材18が搬送ハンガー18の絶縁部12cを跨ぎ、搬送ハンガー12の両側を導通状態にする。このため、搬送ハンガー12の端部が接触している給電レール20からの陰極電圧は給電部材18を介して被処理物14に印加する。
一方、搬送ハンガー12に被処理物14が吊り下げられていない場合は、シフト用のエアシリンダー35のロッド35aが収縮して、ロッド35aに設けられた係止板35bが給電部材18の回転アーム18eを回動させ、給電部材18の回動アーム18の一端が搬送ハンガー18から離れ、搬送ハンガー12の両側は非通電状態になる。このため、搬送ハンガー12の端部が接触している給電レール20からの陰極電圧は被処理物14に印加しない。
なお、他の実施形態として、図6に示すように、搬送ハンガー12面上に回転レバー18f付きで該回転レバー18fと一体に回転する給電スライダー18aが形成された給電部材18を設置しても良い。被処理物が吊り下げられていない時には、めっき槽に送り込まれる前にシフト用シリンダー35のロッド35aを収縮させて、回転レバー18fを回転させることにより、給電スライダー18aを二点鎖線で示すように回転移動させ、めっき槽に送り込まれた状態で給電スライダー18aが給電レール20に接触しないようにする。
被処理物が吊り下げられている時には、めっき槽に送り込まれる前にシフト用シリンダー35のロッド35aを伸張させて、回転レバー18fを回転させることにより、給電スライダー18aを実線で示すように回転移動させ、めっき槽に送り込まれた状態で給電スライダー18aが給電レール20に接触するようにする。
また、図7に示すように、搬送ハンガー12面上に昇降レバー18g付きで該昇降レバー18gと一体に昇降する給電スライダー18aが形成された給電部材18を設置しても良い。被処理物が吊り下げられていない時には、めっき槽に送り込まれる前にシフト用シリンダー35のロッド35aを収縮させて、昇降レバー18gを引き上げることにより、給電スライダー18aを二点鎖線で示すように上昇させ、めっき槽に送り込まれた状態で給電スライダー18aが給電レール20に接触しないようにする。
被処理物が吊り下げられていなる時には、めっき処理前にシフト用シリンダー35のロッド35aを伸張させて、昇降レバー18gを下降させることにより、給電スライダー18aを実線で示すように下降させ、めっき槽に入った状態で給電スライダー18aが給電レール20に接触するようにする。
本発明に係るめっき装置における給電装置の第1の実施の形態を示しためっき槽断面図である。 図1に示す給電装置の細部を示す図である。 本発明に係るめっき装置における給電装置の第2の実施の形態を示した図である。 本発明に係るめっき装置における給電装置の第3の実施の形態を示した図である。 本発明に係るめっき装置における給電装置の第4の実施の形態を示した図である。 本発明に係るめっき装置における給電装置の上記以外の他の実施の形態を示した図である。 同じく、本発明に係るめっき装置における給電装置の上記以外の他の実施の形態を示した図である。
符号の説明
1 めっき装置
2 めっき槽
3 陽極電極
4 めっき液
10 給電装置
12 搬送ハンガー
18 給電部材
18a 給電スライダー
18b バネ
20 給電レール
30 スイッチ機構
32 昇降用エアシリンダー
34 シフト用エアシリンダー
40 センサー

Claims (3)

  1. めっき装置の処理槽に沿って配置された給電レールと、被処理物を取り付け該被処理物を前記処理槽に投入・引上げ及び搬送する搬送ハンガーと、前記給電レールから前記被処理物に給電するための給電部材と、前記搬送ハンガーが前記処理槽のめっき液に没入される際に、前記搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には前記給電部材を給電位置へ切り替えて給電し、被処理物が取り付けられていない場合には前記給電部材を非給電位置へ切り替えて給電しないようにするスイッチ機構とを備え
    前記スイッチ機構は、係止板と、前記係止板に取り付けられ該係止板を水平方向へ移動するためのシフト用エアシリンダーと、前記係止板が取り付けられた前記シフト用エアシリンダーごと昇降するための昇降用エアシリンダーを有しており、
    前記シフト用エアシリンダー及び前記昇降用エアシリンダーを移動させることによって前記係止板が前記給電部材に当接して該給電部材が移動され、給電位置では該給電部材を前記給電レールに接触させて給電し、非給電位置では該給電部材を前記給電レールに接触させずに給電しないようにすること
    を特徴とするめっき装置における給電装置。
  2. めっき装置の処理槽に沿って配置された給電レールと、被処理物を取り付け該被処理物を前記処理槽に投入・引上げ及び搬送する搬送ハンガーと、前記給電レールから前記被処理物に給電するための給電部材と、前記搬送ハンガーが前記処理槽のめっき液に没入される際に、前記搬送ハンガーに被処理物が取り付けられている場合には前記給電部材を給電位置へ切り替えて給電し、被処理物が取り付けられていない場合には前記給電部材を非給電位置へ切り替えて給電しないようにするスイッチ機構とを備え
    前記搬送ハンガーは中間が絶縁物材でその他の部分が導電部材で形成され、前記給電部材は導電部材で該搬送ハンガーの絶縁部分を跨いで該搬送ハンガーの導電部分同士を繋ぐ形状で形成され、
    前記スイッチ機構は、係止板と、前記係止板に取り付けられ該係止板を所定の位置に移動するためのシフト用エアシリンダーを有しており、
    前記給電部材は前記係止板が当接して移動され、給電位置では該給電部材を該搬送ハンガーの絶縁部を跨いで該搬送ハンガーの導電部分同士を繋いで前記搬送ハンガー全体が導通可能な位置に切り替えて給電し、非給電位置では前記給電部材を前記係止板によって該搬送ハンガーの絶縁部を跨がない位置へ切り替えて該搬送ハンガーを非導通状態にすることによって給電しないようにすること
    を特徴とするめっき装置における給電装置。
  3. 前記スイッチ機構は、搬送ハンガーに被処理物が取り付けられているか否かを判断するセンサーの信号に基づき切り替え作動することを特徴とする請求項1又は2記載のめっき装置における給電装置。
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