JP6247557B2

JP6247557B2 - 基板めっき治具

Info

Publication number: JP6247557B2
Application number: JP2014026288A
Authority: JP
Inventors: 吉岡　潤一郎; 潤一郎吉岡; 村山　隆史; 隆史村山; 昭男堀内
Original assignee: JCU Corp
Current assignee: JCU Corp
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-02-14
Also published as: JP2015151577A

Description

本発明は、角型基板の電解めっきを行う場合に該基板を保持するめっき治具に関するものである。

基板に電解めっきを行う場合、基板を保持するめっき治具は、基板を保持した状態で、基板の導電膜に通電ピンが接触するように構成されている。そして該めっき治具に基板を保持した状態で、めっき液槽の電解めっき液中に基板を治具ごと浸漬し、該通電ピンを通して電流を流して電解めっきを行うようになっている。

従来のめっき治具では、かかる通電ピンがシールされず、めっき液が付着したり析出するなどの問題があったため、通電ピンをめっき液から保護するために、基板面と該基板を保持する保持部材の双方にまたがるシールパッキンを使用し、該シールパッキンを複数のボルトで締め付けることにより、均等に面圧を加えてシールする方法が採用されている。

ところが、かかる複数のボルトを締め付けるシール方法の場合、作業性が悪いうえ、ボルトの締め付け力が不均一の場合、めっき液がシールパッキン内に浸透するおそれがあった。

そこで、特許文献１には、かかる課題を解決すべく、締め付けリングと第１保持部材で第２保持部材を締め付け可能に構成し、シールパッキンに均等に面圧が加わり、シール性がよくなると同時に、シールのための作業が容易なめっき治具が開示されている。

しかしながら、このものは締め付けリングを所定量回転して基板を締め付けシールするというものであり、あくまでも円形状の基板に適用されるものであって、四角形状の基板には対応できないものであった。

特開平１１−２０４４５９

そこで本発明は、従来の基板めっき治具のかかる欠点を克服し、四角形状の基板について適用可能であり、シールパッキンに均等に面圧が加わり、シール性がよくなると同時に、シールのための作業が容易な基板めっき治具の提供をその課題とするものである。

本発明は、上記課題を解決するものであり、上面に四角形状の基板を収容するための基板収容部を有するとともに、該基板収容部の周囲には複数の爪部を備えた基板ホルダと、該基板ホルダとともに基板を挟み込んで保持し、基板を保持した状態において基板の被めっき面を露出させる角型開口を有するとともに、基板収容部の周囲に設けられた通電部材および基板周縁部を被覆するシールパッキンを備えた基板ホルダカバーと、該基板ホルダカバー上面に所定の範囲で回転自在に取り付けられ、基板を保持した状態において基板の被めっき面を露出させる角型開口を有するとともに、その外周縁から複数の係止突起が突設するクランプリングを備えた基板めっき治具であって、前記爪部は基板収容部の略中心を中心点とする複数の同心円上に設けられるとともに基板方向を向く凹溝が設けられ、前記クランプリングを所定の範囲回転したときに、前記係止突起が対応する該凹溝内に収容されることを特徴とする基板めっき治具である。

本発明に係る基板めっき治具は、クランプリングの係止突起が基板ホルダカバーの爪部の凹溝内に収容されることによりシールがなされるが、かかる爪部を複数の同心円上に設けることで、基板の周縁部により近い部分でクランプリングを締め付けてシールパッキンに押圧をかけることができる。その結果、四角形状の基板に対してもシールパッキンに均等に面圧が加わり、シール性がより向上する。

本発明に係る基板めっき治具の正面図本発明に係る基板めっき治具の一部拡大断面図本発明に係る基板めっき治具の分解斜視図（Ａ）本発明に係るめっき治具の基板ホルダの正面図、（Ｂ）同側面図、（Ｃ）同斜視図（Ａ）本発明に係るめっき治具の基板ホルダカバーの正面図、（Ｂ）同側面図、（Ｃ）同斜視図、（Ｄ）同一部拡大断面図（Ａ）異なる実施態様の基板ホルダカバーの正面図、（Ｂ）同側面図、（Ｃ）同一部拡大断面図（Ａ）本発明に係るめっき治具のクランプリングの正面図、（Ｂ）同側面図、（Ｃ）同斜視図（Ａ）本発明に係るめっき治具の回転板の正面図、（Ｂ）同側面図、（Ｃ）同斜視図（Ａ）本発明に係る基板めっき治具のクランプリングを締め付ける前の状態を表す正面図、（Ｂ）本発明に係る基板めっき治具のクランプリングを締め付けた後の状態を表す正面図

以下、本発明の基板めっき治具の実施態様を、図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施態様に何ら制約されるものではない。

図１は本発明の基板めっき治具の正面図、図２は本発明のめっき治具の一部拡大断面図、図３は本発明のめっき治具の構成を示す分解斜視図である。本発明のめっき治具は、上面に基板収容部１４を備えた基板ホルダ１と、該基板ホルダ１に取り付けられ、基板ホルダ１とともに基板を挟み込んで保持する基板ホルダカバー２と、該基板ホルダ２上において所定範囲で回転自在に取り付けられたクランプリング３とを備え、そのほかに、クランプリング３の締め付け用として開閉板４およびハンドル５を備える。以下、各部材について説明する。

図４は、本発明にかかるめっき治具の基板ホルダ１の（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図および（Ｃ）斜視図である。図に示すように、基板ホルダ１は、八角形の板状に形成された本体部１１と、該本体部１１の上端より上方へ延伸するアーム部１２と、該アーム部１２の上端に水平状態に取り付けられたハンガー部１３からなる。本体部１１の上面には四角形状の基板を収容するための収容部１４が本体部１１よりも一段突出した台状に形成されている。

本実施態様の基板収容部１４は略正方形に形成されており、その外周縁を取り囲むように複数の爪部１５が形成されている。爪部１５は、その中央に凹溝１５１を有した側面視で略コの字状に形成され、凹溝１５１が基板方向を向くように配置されている。複数の爪部１５は、基板収容部１４の略中心を中心点とする２つの同心円（図４では一点鎖線で示す）上に設けられ、中心点からより離れた同心円上であって、収容部１４の角部付近には、８個の爪部１５ａが設けられている。また、中心点により近い同心円上であって、収容部１４の辺部中央付近には、４個の爪部１５ｂが設けられている。このように、複数の大きさの異なる同心円上に複数の爪部１５を設けることで、同一の同心円上に設けたときよりも、基板により近接した部分に配置することができる。なお、爪部１５の配置する場所については、基板収容部１４の略中心を中心点とする３つ以上の同心円上に配置しても良い。さらに、収容部１４の周囲で、後述する基板ホルダカバー２のシールパッキン６によりシールされる領域には、第一通電部材１６が４箇所設けられており、外部電極に通ずる導電体が接続されている。

基板ホルダ１の本体部１１とアーム部１２の境界付近には孔部１７が貫穿され、アーム部１２の上部には基板ホルダカバー２を取り付けるためのヒンジ部１８が設けられている。ハンガー部１３は、その両端部がめっき槽の壁面に掛着できるように、本体部１１よりも左右に突出して形成されており、その一部に外部電極端子が設けられている。そして、該外部電極端子には、ハンガー部１３からアーム部１２、本体部１１内を介して第一通電部材１６に通じる導電体が接続されている。

図５は、本発明にかかるめっき治具の基板ホルダカバー２の（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図（Ｃ）斜視図および（Ｄ）一部拡大断面図である。図に示すように、基板ホルダカバー２は、略正方形に形成され、基板の被めっき面を露出させる角型開口２３を備えた枠部２１と、該枠部２１の上端より上方へ延伸するアーム部２２からなる。枠部２１は、基板を保持したときに基板の周縁部を被覆するように、枠部２１の内寸（開口寸法）が基板外寸より小さく、且つ、枠部２１の外寸が基板外寸より大きくなるように形成されている。また、枠部２１の外側面には、クランプリング３を保持するためのＬ字形状の係止部２４が取り付けられている。

基板ホルダカバー２は、アーム部２２の上端の取付部２６において、基板ホルダ１のヒンジ部１８に回動自在に取り付けられている。そして、基板ホルダカバー２を閉じて基板ホルダ１上に重ねることにより、基板を挟み込んで保持することができる。また、基板ホルダカバー２を閉じたときに基板ホルダ１の爪部１５ｂを出現させるための開口２５が、枠部２１とアーム部２２の境界付近に貫穿されている。

図２および図５（Ｄ）に示すように、枠部２１は断面略Ｌ字形状に形成されており、その裏面に断面略コの字形状に成形されたシールパッキン６が枠部２１の全周に渡って設けられている。かかるシールパッキン６は、基板ホルダ１と基板ホルダカバー２により基板を保持したときに、基板の周縁部と第一通電部材１６を被覆してシールするように形成されている。さらに、シールパッキン６の下面には、シールパッキン６の全周に渡って第二通電部材７が設けられている。該第二通電部材７の任意の箇所からは、基板を保持したときに基板表面に接するように電極接点７１が突設している。

なお、基板ホルダカバーに取り付けられるシールパッキンについては、図５の態様の成形パッキンの代わりに、一般的なＯリング等のシール部材を用いても良い。例えば、図６の態様の基板ホルダカバーの場合、基板ホルダカバー２の枠部２１の裏面の外周縁側と内周縁側に、それぞれ溝部２７ａおよび溝部２７ｂが凹設されている。かかる溝部２７ａ、２７ｂには弾性素材からなるＯリングがその一部を溝部外へ露出するように取り付けられており、かかるＯリングによって、通電部材をめっき液から確実にシールすることができる。なお、溝部２７ａ、２７ｂ内に挿入される弾性素材はＯリングに限定されず、その他の弾性材を適宜利用することができる。

図７は、本発明にかかるめっき治具のクランプリング３の（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図および（Ｃ）斜視図である。図に示すように、クランプリング３は、基板の被めっき面を露出させる角型開口３２を備え、該角型開口３２の角部付近に形成された外周得縁３３と、角型開口３２の辺部中央寄りに形成された外周縁３４により外周縁部が構成される枠部３１からなる。外周縁３３および外周縁３４は、それぞれ基板収容部１４の略中心を中心点とする大きさの異なる２つの同心円の円弧で形成され、同心円の径がより大きい外周縁３３が外側へ突出した形となっている。なお、クランプリング３の外周縁部については、基板収容部１４の略中心を中心点とする３つ以上の同心円の円弧で形成しても良い。

１箇所の外周縁３３には、その左右両側に２個の係止突起３３１が外方向へ突設されている。また、１箇所の外周縁３４には、１個の係止突起３４１が外方向へ突設されている。これら複数の係止突起３３１、３４１は外方向へ放射状に突設され、クランプリング３を締めたときに、それぞれ爪部１５ａ、１５ｂに対応する位置に設けられている。なお、本実施態様では、係止突起３４１は、係止突起３３１のように独立して突設する突起片に形成されておらず、突設した係止突起３４１の先端部がそのまま連続して外周縁３４２を形成するが、これを係止突起３３１のように独立した突起片としても良く、その場合、係止突起３４１の左右両側は同じ径の外周縁３４により構成されることになる。また、枠部３１の任意の部分には、開閉板４を取り付けるためのボルト孔３５が形成されている。

次に、本発明にかかるめっき治具の全体構成について説明する。図１に示すように、本発明にかかるめっき治具は、基板ホルダ１に対し、ヒンジ部１８で基板ホルダカバー２が回動自在に枢設されており、基板を基板ホルダ１に着脱する際には、基板ホルダカバー２をヒンジ部１８で回動して上方へ引き起こして基板収容部１４を完全に露出させる。そして、基板を固定するときは、基板ホルダカバー２をヒンジ部１８で回動して基板ホルダ１上に重ね、基板ホルダ１と基板ホルダカバー２により基板を上下から挟持する。また、基板ホルダカバー２上には、クランプリング３が係止部２４により係合保持されている。該係止部２４は略Ｌ字形状に形成されており、枠部３１の外周縁３４ａ部分に係合することで、クランプリング３が基板ホルダカバー２から脱落しないように保持しているが、クランプリング３の回転方向の運動については規制せず、所定の範囲内において回転を許容する。そして、クランプリング３を締め付けた状態では、基板ホルダ１の収容部１４に設置された基板の被めっき面が、基板ホルダカバー２の角型開口２３とクランプリング３の角型開口３２を介して露出する。

図９（Ａ）は、基板ホルダカバー２を閉じてクランプリング３を締め付ける前の状態、同図（Ｂ）はクランプリング３を締め付けた後の状態を示す。クランプリング３は、締め付け前の状態（Ａ）では、クランプリング３の開口３５が基板ホルダカバー２の開口２３に対して斜めに傾いた状態となっている。そして、係止突起３３１、３４１はいずれも基板ホルダ１の爪部１５の凹溝１５１内には収容されておらず、露出された状態となっている。

クランプリング３を締め付けるには、図９（Ａ）の矢印方向にクランプリング３を所定の範囲で回転させ、クランプリング３の開口３２の角度が基板ホルダカバー２の開口２３に一致し、且つ、基板Ｗの被めっき面領域が開口３２から露出した状態にする。そして、図９（Ｂ）に示すように、係止突起３３１、３４１が対応する爪部１５ａ、１５ｂの位置まで移動すると、係止突起３３１、３４１が凹溝１５１内に滑り込んで収容される。こうして係止突起３３１、３４１が凹溝１５１内に収容されると、クランプリング３が基板ホルダカバー２に押し付けられる形となる。

クランプリング３からの押圧により、基板ホルダカバー２は基板ホルダ１に押し付けられるため、図２に示すように、基板ホルダカバー２の裏面に取り付けられた断面略コの字形状のシールパッキン６の辺部６１の先端が基板Ｗの表面に当接し、さらに、辺部６２の先端が基板ホルダ１の本体部１１の上面に当接する。その結果、基板Ｗを基板ホルダ１上にしっかりと保持しつつ、シールパッキン６によってカバーされる基板Ｗ周縁部を確実にめっき液からシールすることができる。なお、クランプリング３の締め付けを解除するには、図９（Ａ）の矢印方向とは逆方向に所定の範囲でクランプリング３を回転させればよい。これにより、係止突起３３１、３４１が凹溝１５１から外れて、クランプリング３および基板ホルダカバー２が基板ホルダ１に対する押圧力から解放される。

以上のとおり、本発明にかかるめっき治具では、係止突起３３１、３４１が対応する爪部１５ａ、１５ｂの凹溝１５１内に収容されることによりシールがなされるが、爪部１５ａ、１５ｂは複数の同心円上に設けられており、かかる爪部１５に係合する係止突起３３１、３４１も爪部に対応する位置に設けられているため、基板の周縁部により近い部分でクランプリング３を締め付けて平均的な押圧をかけることができ、その結果、四角形状の基板であってもより高いシール性を得ることができる。

次に、本発明のめっき治具における被めっき基板への通電の方法について説明する。まず、外部の電源より、基板ホルダ１のハンガー部１３、アーム部１２および本体部１１に配設された導電体を介して第一通電部材１６へと給電がなされる。そして、基板Ｗを保持した状態において基板ホルダカバー２を閉じると、第一通電部材１６の電極接点１６１が第二通電部材７に接した状態となり、第二通電部材７への給電がなされる。ここにおいて、第二通電部材７の電極接点７１は基板Ｗの表面に接した状態となっているため、基板Ｗへの給電が可能となる。

クランプリング３を締め付ける作業は、手動・自動のいずれでも良いが、手動で締め付ける場合、締め付け用器具を用いることができる。かかる器具の一例として、図８に示すようなクランプリング３に着脱自在に形成された開閉板４を挙げることができる。開閉板４は、中央にハンドル取付部４２が突設され、四隅にボルト孔が形成され、クランプリング３の締め付け作業時には、図２のように、ボルト孔４２の挿入したボルト４４によってクランプリング３のボルト孔３５へ取付け、ハンドル取付部４２にハンドル５を取付け、該ハンドル５を手動で回転させることにより、クランプリング３の締め付け作業を行うことができる。

さらに、本発明にかかるめっき治具において、基板ホルダカバー２の開閉作業を手動ではなく、自動としても良い。その場合、基板ホルダ１に設けられた孔部１７より棒状の部材を自動で出没自在に設け、基板ホルダカバー２を開状態とするときには、かかる棒状部材を上昇させて基板ホルダカバー２の裏面に当接させ、そのまま基板ホルダカバー２を押し上げることにより開くことができる。

１ … … 基板ホルダ
２ … … 基板ホルダカバー
３ … … クランプリング
４ … … 開閉板
５ … … ハンドル
６ … … シールパッキン
７ … … 第二通電部材
１１ … … 本体部
１２ … … アーム部
１３ … … ハンガー部
１４ … … 基板収容部
１５ａ … … 爪部
１５ｂ … … 爪部
１６ … … 第一通電部材
１７ … … 孔部
１８ … … ヒンジ部
２１ … … 枠部
２２ … … アーム部
２３ … … 角型開口
２４ … … 係止部
２５ … … 開口
２６ … … 取付部
２７ａ … … 溝部
２７ｂ … … 溝部
３１ … … 枠部
３２ … … 角型開口
３３ … … 外周縁
３４ … … 外周縁
３５ … … ボルト孔
４１ … … 本体部
４２ … … ハンドル取付部
４３ … … ボルト孔
６１ … … 辺部
６２ … … 辺部
７１ … … 電極接点
１５１ … … 凹部
１６１ … … 電極接点
３３１ … … 係止突起
３４１ … … 係止突起
３４２ … … 外周縁
Ｗ … … 基板

Claims

上面に四角形状の基板を収容するための基板収容部を有するとともに、該基板収容部の周囲には複数の爪部を備えた基板ホルダと、該基板ホルダとともに基板を挟み込んで保持し、基板を保持した状態において基板の被めっき面を露出させる角型開口を有するとともに、基板収容部の周囲に設けられた通電部材および基板周縁部を被覆するシールパッキンを備えた基板ホルダカバーと、該基板ホルダカバー上面に所定の範囲で回転自在に取り付けられ、基板を保持した状態において基板の被めっき面を露出させる角型開口を有するとともに、その外周縁から複数の係止突起が突設するクランプリングを備えた基板めっき治具であって、前記爪部は基板収容部の略中心を中心点とする複数の同心円上に設けられるとともに基板方向を向く凹溝が設けられ、前記クランプリングを所定の範囲回転したときに、前記係止突起が対応する該凹溝内に収容されることを特徴とする基板めっき治具。
前記クランプリングは、角型開口の角部付近に形成された外周縁と、角型開口の辺部中央寄りに形成された外周縁とを備え、それら外周縁は、基板収容部の略中心を中心点とする複数の同心円の円弧で形成されており、それぞれの外周縁からは１個ないし複数個の係止突起が外方向へ放射状に突設されていることを特徴とする請求項１に記載の基板めっき治具。
前記基板ホルダカバーの裏面に取り付けられたシールパッキンが断面略コの字形状に形成されており、その一の辺部の先端が基板に当接し、他の辺部の先端が基板ホルダの本体部上面に当接することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の基板めっき治具。
前記基板ホルダカバーの裏面に取り付けられたシールパッキンが、基板ホルダカバーの枠部の裏面の外周縁側と内周縁側に凹設された溝部に取り付けられた弾性部材であることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の基板めっき治具。