JP5610128B2 - メッキ装置 - Google Patents
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Description
本発明にかかるメッキ装置の概略構成を図1に示す。本実施様態のメッキ装置50は、
第1の軸1(以下公転軸1と称す)を軸芯に回転する公転テーブル3と、公転軸1に非平行に配置された第2の軸2(以下自転軸2と称す)を軸芯に回転可能に公転テーブル3上に取り付けられた一対のメッキ容器4と、公転テーブル3の軸芯に設けられて公転テーブル3とともに回転するシャフト5と、一端部が回転電極6を介して電源7に接続されるとともに他端部がメッキ容器4内に配置されて陰極8aと陽極8bを構成する電極8と、メッキ液を流通可能とした中空状のシャフト5に一端が接続されて、他端である開放端からメッキ容器4にメッキ液を供給するメッキ液供給管9と、メッキ容器4からオーバーフローしたメッキ液を回収するメッキ液回収部10とシャフト5の上端に設けられたメッキ液供給口11に接続されてメッキ液の循環を可能にするメッキ液循環装置12とを基本的な構成とする。なお、本実施様態は一対のメッキ容器4が配置されたメッキ装置50であるが、本発明のメッキ装置はこれに限定されない。例えば、メッキ容器4を1個配置してもよいし、公転軸1を中心にして複数個のメッキ容器を等角度で円環状に配置してもよい。
メッキ装置50は、メッキ容器4が公転軸1を軸芯に公転するとともに自転軸2を軸芯に自転するメッキ装置であって、公転軸1に対して自転軸2を非平行に配するところに特徴がある。メッキ槽(メッキ容器)が自公転する従来のメッキ装置では公転軸と自転軸が平行であり、被メッキ物はメッキ液中で回転方向に沿った一方向にしか流動せず、厚みが均一なメッキ層を形成するのに不十分な流動状態であった。本発明は、メッキ容器4の自転軸2を公転軸1に対して非平行に配し、方向の異なる2つの流動を誘発することにより、従来のメッキ装置の不十分な流動状態を改善できる。
図1のメッキ装置50では、円筒形状の内壁を有する有底のメッキ容器4を用い、円筒の回転対称軸を自転軸2と一致させるとともに開口部が公転軸1側になるように内傾させてホルダ14に固定している。しかし、本発明に用いることが可能なメッキ容器4は必ずしもこの形状に限定されなく、メッキ中に複数のコアボール19を収納でき、ある軸に回転対称な内壁部分を有し、回転対称軸の一方の側に開口部を設け他方の側に底部を設けた形状であればよい。すなわち、図3(a)のような丸底フラスコ型や、図3(b)の三角フラスコ型のメッキ容器4を用いてもよい。
メッキ装置50は、公転テーブル3とメッキ容器4の回転数を検出して自転駆動モータ15と公転駆動モータ18の回転数を帰還制御し、公転テーブル3とメッキ容器4を安定的に高速回転させることが可能な装置にするのが好ましい。ここで言う高速回転とは、概ね100rpm以上の回転を指す。
図1のメッキ装置50では、陰極8aをメッキ容器4の開口部から挿入してメッキ容器4における公転最外周側の内壁部分に寄せ集められた複数のコアボール19に接触させることでコアボール19への電気的導通を可能とし、陽極8bに接続したSnブロックを円柱形状にして陰極8aの周囲に配することでメッキ液への電気的導通を実現している。陰極8aと陽極8bとは一体に組み立てられて電極8を形成するが、両極間に直接電気が流れないように絶縁され、それぞれが回転電極6を介して外部の電源7に接続されて両極間の電圧印加が可能になる。このように陰極8aと陽極8bとが一体化した電極8は構造上簡単であり、電極に付着した膜除去等のメンテナンスも容易であるので、製造装置の構成要素として好ましい。
図1のメッキ装置50では、メッキ液循環装置12から送出されたメッキ液20は、シャフト5の上端に設けられたメッキ液供給口11に供給され、シャフト5の内部を通ってメッキ液供給管9からメッキ容器4に供給される。そして、メッキ容器4からオーバーフローしたメッキ液20がメッキ液回収部10で回収されて再びメッキ液循環装置12に戻って循環を繰り返す。本循環方式は、メッキ容器4周りの構造が非常に簡単な点で好ましい。
以下、メッキ装置50の動作について説明する。まず準備工程において複数のコアボール19とコアボール19全てが浸漬される程度のメッキ液20をメッキ容器4に収納する。ここで、複数のコアボール19は予め酸で表面酸化層を除去するのが好ましく、必要に応じて表面にニッケルメッキ下地層を形成したコアボール19を用いてもよい。また、メッキ容器4に収納する粒子は必ずしもコアボール19に限定されず、例えば、コアボール19の流動を促進する流動促進体として、例えば半田や鋼を主体とした導電性ダミーボール、樹脂やセラミックス等を主体とした非導電性ダミーボールを適量加えても良い。その後メッキ容器4をホルダ14に固定し、電極8を取り付けて準備工程を完了する。
本発明に係わる図1のメッキ装置50に、直径50μmのコアボールを50万個投入し、厚み20μmを目標値として、上記説明した方法により所定の条件でメッキ処理し、Sn−Ag−Cu系のメッキ層を形成したCuコアボールを得た。メッキ装置50でメッキした場合のCuコアボールおよび先行技術文献1のメッキ装置でメッキした場合のCuコアボールの外観写真および断面写真を図7に示す。
2 第2の軸(自転軸)
3 公転テーブル
4 メッキ容器
5 シャフト
5a 自転駆動シャフト
6 回転電極
7 電源
8 電極
8a 陰極
8b 陽極
9 メッキ液供給管
10 メッキ液回収部
11 メッキ液供給口
12 メッキ液循環装置
13 ベアリング
14 ホルダ
15 自転駆動モータ
16a、16b、16c、16d、16e プーリ
17a、17b、17c ベルト
18 公転駆動モータ
19 コアボール
20 メッキ液
21 電極部
22 導電性ローラ
23 メッキ液排出孔
50 メッキ装置
71 プラテン
72 電解セル
73 ドーム
74 集合体
Claims (4)
- 導電性を有する基材粒子の表面にメッキ層を形成するメッキ装置において、
前記基材粒子および前記基材粒子にメッキ層を形成するためのメッキ液を収納でき、
第1の軸を軸芯にして公転するとともに第2の軸を軸芯にして自転し、前記メッキ容器の内壁が前記基材粒子に形成されるメッキ層より硬い材料で形成されているメッキ容器と
前記メッキ容器に収納された基材粒子に通電可能に配された陰極と、
前記メッキ容器に収納されたメッキ液に浸漬して前記基材粒子と離れた位置に配された陽極と、
前記陰極および陽極に接続された電源とを有し、
前記第1の軸に対して前記第2の軸が非平行に配されたことを特徴とするメッキ装置。 - 前記第2の軸が前記第1の軸の側に内傾して配されたことを特徴とする請求項1に記載のメッキ装置。
- 前記メッキ容器が第3の軸に回転対称な内壁部を有するとともに、前記第3の軸の軸芯上における一方の側に開口部を設け、他方の側に底部を設けた形状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のメッキ装置。
- 前記メッキ容器が前記第3の軸と第2の軸とを一致して配されているとともに、前記開口部が前記底部に対して公転の内周側に位置するよう内傾して配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。
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