JP7236783B2

JP7236783B2 - 表面処理装置

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Description

本発明は、ワークにメッキなどの表面処理を施す表面処理装置に関する。

回路基板等のワークをメッキする装置では、特許文献１に示すように、メッキ液中に垂下されたワークに向けて、メッキ液中にて縦設されたノズル管の縦方向に沿って配列された複数のノズルよりメッキ液を噴射させている。

回路基板や半導体ウエハ等のワークをメッキする装置では、特許文献２及び３に示すように、ノズル管に代えて、処理液を攪拌するパドルを用いている。特許文献２のパドルは攪拌棒であり、特許文献３のパドルは複数の縦長孔が貫通形成された矩形板であり、これらパドルはワークの主面と平行に往復移動される。特許文献1のノズルを特許文献２または３のパドルに設けることは、特許文献４～６に開示されている。

特開２０１２－０４６７８２号公報（図５）特開２００６―０４１１７２号公報（図１－５）特開２０１４－１８５３７５号公報（図１、３－４、６）特開２００４－１６１２９号公報（図１－４）特開昭５６－４２９７６号公報（図１－３）特開平１０－８８３９７号公報（図１－２）

しかし、特許文献１のノズル管はワークの幅方向で間隔をあけて配置され、しかも、各ノズル管には縦方向で間隔をあけてノズルが配置されるので、ワークに均一にメッキ液を吐出することが困難である。一方、特許文献２のパドルはメッキ液を撹拌するだけである。特許文献４～６では、液噴射ポンプで圧送される処理液が、移動するパドルからワークに向けて噴出されるが、ノズルの位置に依存して処理の面内均一性が改善されないことは特許文献１と同様である。しかも、特許文献４～６ではパドルを移動するため駆動源に加え液噴射ポンプも必要となる。

本発明は、液噴射ポンプを要することなく、ワークに向けて噴出される処理液の面内不均一性を低減して、ワークの表面処理の面内均一性を高め、しかもスループットを高めることができる表面処理装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の一態様は、
処理液が収容される処理槽と、
前記処理槽内に配置される陽極と、
前記処理液に浸漬されるワークを垂下させて保持し、かつ、前記ワークを陰極に設定する治具と、
前記陽極と前記ワークとの間で前記処理液中に配置される液噴出部材と、
前記液噴出部材を、前記ワークに対して移動させる移動機構と、
を有し、
前記液噴出部材は、前記陽極と前記ワークとの間で前記ワークに向かう延在方向に沿って形成され、かつ、前記延在方向と交差する方向で離間して配置される少なくとも一対の板材を含み、前記液噴出部材の移動により流動する前記処理液を、前記少なくとも一対の板材間で案内して前記ワークに向けて噴出させる表面処理装置に関する。

本発明の一態様によれば、処理液中に垂下されるワークに対して液噴出部材を移動することで、ノズル管を用いずに、ワークに向けて処理液を噴射することができる。つまり、液噴出部材の移動により処理槽内で流動する処理液を、少なくとも一対の板材間で案内して前記ワークに向けて噴出させる。それにより、処理液がワークと衝突することで、陽極付近にある表面処理成分が豊富なフレッシュな処理液をワークに供給することができ、スループットが向上する。また、移動される液噴出部材の少なくとも一対の板材間により処理液をワークに噴出できるので、ノズル管の複数のノズルから処理液を噴出させるものと比較して、ワーク面内の処理の均一性が向上する。

（２）本発明の一態様（１）では、
前記移動機構は、前記ワークと平行な往復方向に前記液噴出部材を移動させ、
前記液噴出部材は、
前記往復方向と交差する二面を有する第１ガイド体と、
前記第１ガイド体の前記二面とそれぞれ間隙を介して配置される第２ガイド体及び第３ガイド体と、
を含み、
前記少なくとも一対の板材は、
前記第１ガイド体と前記第２ガイド体とで形成される第１の一対の板材と、
前記第１ガイド体と前記第３ガイド体とで形成される第２の一対の板材と、を含み、
前記液噴出部材が前記往復方向のうちの往動方向に移動する時に、前記第１ガイド体で堰き止められる処理液を、前記第１の一対の板材間に沿って案内して、前記ワークに向けて噴出させ、
前記液噴出部材が前記往復方向のうちの復動方向に移動する時に、前記第１ガイド体で堰き止められる処理液を、前記第２の一対の板材間に沿って案内して、前記ワークに向けて噴出させる表面処理装置に関する。

こうすると、液噴出部材の例えば往動時には第１、第２ガイド体で形成される第１の一対の板材間に沿って案内される処理液がワークに噴出され、液噴出部材の例えば復動時には第１、第３ガイド体で形成される第２の一対の板材間に沿って案内される処理液がワークに噴出される。

（３）本発明の一態様（２）では、前記陽極は、前記ワークの両側に配置される第１陽極及び第２陽極を含むことができ、前記液噴出部材は、前記第１陽極と前記ワークとの間に配置される第１液噴出部材と、前記第２陽極と前記ワークとの間に配置される第２液噴出部材と、を含むことができ、前記移動機構は、前記第１液噴出部材を移動する第１移動機構と、前記第２液噴出部材を移動する第２移動機構と、を含むことができる。こうして、ワークの両面を処理することができる。

（４）本発明の一態様（３）では、前記第１移動機構に駆動力を付与する第１駆動源と、前記第２移動機構に駆動力を付与する第２駆動源とをさらに有し、前記第１液噴出部材と前記第２液噴出部材とは非同期で駆動されても良い。第１、第２液噴出部材がワークを挟んで正対すると、ワークの同一領域にてその両面に向けて処理液が噴出されることになる。ワークが両面に貫通するスルーホールを有する場合、処理液がスルーホールを通り抜け難くなる。第１、第２液噴出部材の一往復移動中において第１、第２液噴出部材が正対する位置は、第１、第２液噴出部材を同期して移動させるとワークに対して常に同じになるが、第１、第２液噴出部材を非同期で移動させることでワークに対して毎回異ならせることができる。これにより、処理液がスルーホールを通り抜け易くなる。

（５）本発明の一態様（３）または（４）では、前記処理槽は、前記ワークを保持した前記治具が前記処理槽の上方から降下されて装着されることで、第１槽と第２槽とに区画されても良い。こうして、第１液噴出部材は第１槽内の処理液を撹拌し、第２液噴出部材は第２槽内の処理液を撹拌することができ、しかも、一方の槽での撹拌が他方の槽に与える悪影響を排除できる。

（６）本発明の一態様（５）では、前記処理槽は、前記往復方向で両端に位置する２つの側壁部の外側に、前記第１槽及び前記第２槽に連通して前記処理液を収容するバッファ槽をそれぞれ含むことができる。こうすると、第１液噴出部材及び第２液噴出部材によって処理槽の両端に押し寄せられた処理液をバッファ槽に逃がすことができる。こうして、処理槽の両端にて発生する処理液の反射波の影響を低減できる。また、バッファ槽を介して、第１槽と第２槽との間での処理液の流通を確保することもできる。

（７）本発明の一態様（５）では、前記処理槽は、前記往復方向と平行な方向で連結され、かつ、第１バッファ槽により区画される第１処理槽と第２処理槽とを含むことができる。前記治具は、第１ワークを保持して前記第１処理槽を前記第１槽と前記第２槽とに区画する第１治具と、第２ワークを保持して前記第２処理槽を前記第１槽と前記第２槽とに区画する第２治具と、を含むことができる。前記第１バッファ槽は、前記第１処理槽の前記第１槽と、前記第２処理槽の前記第１槽と、前記第１処理槽の前記第２槽と、前記第２処理槽の前記第２槽との間で前記処理液を流通させることができる。前記第１処理槽は、前記往復方向の一端に位置する第１側壁部の外側に、前記第１処理槽中の前記第１槽及び前記第２槽の間で前記処理液を流通させる第２バッファ槽を含むことができる。前記第２処理槽は、前記往復方向の他端に位置する第２側壁部の外側に、前記第２処理槽中の前記第１槽及び前記第２槽の間で前記処理液を流通させる第３バッファ槽を含むことができる。こうして、第１ワーク及び第２ワークを同時に処理することができ、その際に、本発明の一実施形態（６）と同様の作用・効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態に係る表面処理装置の平面図である。表面処理装置の断面図である。液噴出部材の構造及び動作を説明するための図である。治具の正面図である。治具の背面図である。図６（Ａ）～図６（Ｃ）は、それぞれは整流器とクランパーとの関係を示す図である。本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の平面図である。

以下の開示において、提示された主題の異なる特徴を実施するための多くの異なる実施形態や実施例を提供する。もちろんこれらは単なる例であり、限定的であることを意図するものではない。さらに、本開示では、様々な例において参照番号および／または文字を反復している場合がある。このように反復するのは、簡潔明瞭にするためであり、それ自体が様々な実施形態および／または説明されている構成との間に関係があることを必要とするものではない。さらに、第１の要素が第２の要素に「接続されている」または「連結されている」と記述するとき、そのような記述は、第１の要素と第２の要素とが互いに直接的に接続または連結されている実施形態を含むとともに、第１の要素と第２の要素とが、その間に介在する１以上の他の要素を有して互いに間接的に接続または連結されている実施形態も含む。また、第１の要素が第２の要素に対して「移動する」と記述するとき、そのような記述は、第１の要素及び第２の要素の少なくとも一方が他方に対して移動する相対的な移動の実施形態を含む。

１．第１実施形態
図１は、本実施形態に係る表面処理装置例えば電解メッキ装置の概略図である。電解メッキ装置１は、ワークＷを保持する平板状の治具１０と、この治具１０が設置される表面処理槽１００Ａと、を有する。ワークＷは、表裏の関係にある第１主面（例えば表面）Ｗ_Ｆ及び第２主面（例えば裏面）Ｗ_Ｂの少なくとも一方を被処理面とし、本実施形態では双方を被処理面としている。

１．１．表面処理槽
図１及び図２において、処理液例えばメッキ液２が収容される表面処理槽１００Ａは、ワークＷを垂直状態で保持する治具１０を着脱自在に支持する支持部１１０、１２０を有する。下部支持部１１０は、治具１０の下端部が挿入されるスリットを有する。上部支持部１２０も、治具１０の側縁部が挿入されるスリットを有する。治具１０は、表面処理槽１００Ａの上部開口から降下されて、支持部１１０、１２０により垂直状態で保持される。上部支持部１２０は、治具１０の後述する端子群３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂと接触する端子群（図示せず）を有する。それにより、治具１０が上方より降下されて上部支持部１２０に支持されることで、治具１０の端子群３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂを、表面処理槽１００Ａの外部にある整流器（図示せず）に接続することができる。ここで、支持部１１０、１２０と、その支持部１１０、１２０に支持される治具１０と、治具１０に保持されるワークＷとにより、表面処理槽１００Ａが図１及び図２に示すように第１槽１０１及び第２槽１０２に区画される。なお、第１槽１０１及び第２槽１０２は、必ずしも液密にシールされる必要はない。表面処理槽１００Ａは、その下部に、図１及び図２に示すように、開口１０３、１０４を有する。開口１０３は第１槽に臨んで形成され、開口１０４は第２槽１０２に臨んで形成される。表面処理槽１００Ａには、例えば上部開口から調整されたメッキ液２が供給され、開口１０３、１０４から排出される。排出されたメッキ液２は、フィルター処理、各主成分の補充等により調整された後に表面処理槽１００Ａに繰り返し供給される。なお、メッキ液２は、開口１０３、１０４から供給され、例えばオーバーフローしたメッキ液を排出しても良い。

表面処理槽１００Ａは、図１及び図２に示すように、ワークＷの表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂとそれぞれ対向する陽極部例えば第１陽極ボックス１４０及び第２陽極ボックス１５０を有する。第１陽極ボックス１４０はワークＷの表面Ｗ_Ｆと対向する第１陽極１４２を保持し、第２陽極ボックス１５０はワークＷの裏面Ｗ_Ｂと対向する第２陽極１５２を保持する。電解メッキを実施するために、少なくとも一つの整流器は、第１陽極１４２及び第２陽極１５２に接続され、かつ、治具１０を介してワークＷを陰極に設定する。

表面処理槽１００Ａは、図１及び図２に示すように、ワークＷと陽極１４２，１５２との間に液噴出部材２００（２００Ａ及び２００Ｂ）を有する。液噴出部材２００（２００Ａ及び２００Ｂ）は、ワークＷの主面Ｗ_Ｆ，Ｗ_Ｂと平行な往復方向に移動される。液噴出部材２００（２００Ａ及び２００Ｂ）の詳細については後述する。

１．２．ワーク
ワークＷは例えば矩形の回路基板であり、電解メッキ装置１により例えば銅メッキされる。ただし、メッキの種類は問わない。回路基板Ｗは、表面Ｗ_Ｆ及び／又は裏面Ｗ_Ｂにビアホールを有することができ、表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂに貫通するスルーホールを有することができる。この場合、ビアホール及びスルーホールの内壁もメッキされる。また、ワークＷは、表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂでの各メッキ面積が大きく異なっても良い。

１．３．治具
ワークＷを保持する治具１０を、治具１０の正面図である図４と、治具１０の背面図である図５を用いて説明する。治具１０へのワークＷの着脱は、例えば自動機により行うことができる。治具１０は、例えば絶縁材から成る平板で形成される治具本体１２を有する。治具本体１２は、矩形ワークＷの面積よりもわずかに大きい面積の矩形の穴１４を有する。ワークＷは、穴１４に配置される。治具１０は、矩形の穴１４の周囲４辺に沿って、図４に示す電極１５Ａ～１５Ｄ及び図５に示す電極１５Ｅ～１５Ｈを有する。これら電極１５Ａ～１５Ｈは互いに絶縁される。各電極１５Ａ～１５Ｈには、複数のクランパー２０が保持される。クランパー２０は、ワークＷをその表裏から挟んでクランプする。クランパー２０は、図４及び図５に示すように、ワークＷの上縁部をクランプするクランパー２１と、ワークＷの左側縁部をクランプするクランパー２２と、ワークＷの下縁部をクランプするクランパー２３と、ワークＷの右側縁部をクランプするクランパー２４とを含むことができる。ここで、クランパー２１は、ワークＷの表面Ｗ_Ｆと接触するクランプ片３１（図４）と、ワークＷの裏面Ｗ_Ｂと接触するクランプ片４１（図５）とを含む。本実施形態では、クランプ片３１とクランプ片４１とは電気的に絶縁される。同様に、クランパー２２は電気的に絶縁されたクランプ片３２、４２を含み、クランパー２３は電気的に絶縁されたクランプ片３３、４３を含み、クランパー２４は電気的に絶縁されたクランプ片３４、４４を含む。また、クランプ片３１は電極１５Ａと、クランプ片３２は電極１５Ｂと、クランプ片３３は電極１５Ｃと、クランプ片３４は電極１５Ｄと、クランプ片４１は電極１５Ｅと、クランプ片４２は電極１５Ｈと、クランプ片４３は電極１５Ｇと、クランプ片４４は電極１５Ｆと、それぞれ導通している。こうして、クランプ片３１～３４及び４１～４４は互いに絶縁されることにより、ワークＷの表裏で異なり、かつ、表裏の各々４辺から異なる電流を流すことができる。

絶縁材の治具本体１２には、図４及び図５に示すように、クランパー２０と電気的に接続される導電パターン３１Ａ，３２Ａ１，３２Ａ２，３３Ａ，３１Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ１，３４Ｂ２が形成される。治具本体１２の表面の左領域では、図４に示すように、複数のクランパー２１のうち左領域にあるクランパー２１Ｌのクランプ片３１Ｌは、電極１５Ａを介して導電パターン３１Ａと接続される。複数のクランパー２２のうち上領域にあるクランパー２２Ｕのクランプ片３２Ｕは、電極１５Ｂを介して導電パターン３２Ａ１と接続される。複数のクランパー２２のうち下領域にあるクランパー２２Ｌのクランプ片３２Ｌは、電極１５Ｂを介して導電パターン３２Ａ２と接続される。複数のクランパー２３のうち左領域にあるクランパー２３Ｌのクランプ片３３Ｌは、電極１５Ｃを介して導電パターン３３Ａと接続される。これらの導電パターン３１Ａ，３２Ａ１，３２Ａ２，３３Ａは、例えば治具本体１２の上部にて幅方向に突出する突出部１６Ａに形成された端子群３５Ａと、例えば配線３６Ａを介して接続される。

治具本体１２の表面の右領域では、図４に示すように、複数のクランパー２１のうち右領域にあるクランパー２１Ｒのクランプ片３１Ｒは、電極１５Ａを介して導電パターン３１Ｂと接続される。複数のクランパー２４のうち上領域にあるクランパー２４Ｕのクランプ片３４Ｕは、電極１５Ｄを介して導電パターン３４Ｂ２と接続される。複数のクランパー２４のうち下領域にあるクランパー２４Ｌのクランプ片３４Ｌは、電極１５Ｄを介して導電パターン３４Ｂ１と接続される。複数のクランパー２３のうち右領域にあるクランパー２３Ｒのクランプ片３３Ｒは、電極１５Ｃを介して導電パターン３３Ｂと接続される。これらの導電パターン３１Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ１，３４Ｂ２は、例えば治具本体１２の上部にて幅方向に突出する突出部１６Ｂに形成された端子群３５Ｂと、例えば配線３６Ｂを介して接続される。こうして、矩形ワークＷの表面Ｗ_Ｆでは、上下左右の最大４分割で独立して電流制御することができる。

一方、治具本体１２の裏面の右領域では、図５に示すように、複数のクランパー２１のうち右領域（表面から見て左領域）にあるクランパー２１Ｒのクランプ片４１Ｒは、導電パターン４１Ａと電極１５Ｅを介して接続される。複数のクランパー２２のうち上領域にあるクランパー２２Ｕのクランプ片４２Ｕは、導電パターン４２Ａ１と電極１５Ｈを介して接続される。複数のクランパー２２のうち下領域にあるクランパー２２Ｌのクランプ片４２Ｌは、導電パターン４２Ａ２と電極１５Ｈを介して接続される。複数のクランパー２３のうち右領域（表面から見て左領域）にあるクランパー２３Ｒのクランプ片４３Ｒは、導電パターン４３Ａと電極１５Ｇを介して接続される。これらの導電パターン４１Ａ，４２Ａ１，４２Ａ２，４３Ａは、治具本体１２の突出部１６Ａに形成された端子群４５Ａと、例えば配線３７Ａを介して接続される。

治具本体１２の裏面の左領域では、図５に示すように、複数のクランパー２１のうち左領域にあるクランパー２１Ｌのクランプ片４１Ｌは、電極１５Ｅを介して導電パターン４１Ｂと接続される。複数のクランパー２４のうち上領域にあるクランパー２４Ｕのクランプ片４４Ｕは、電極１５Ｆを介して導電パターン４４Ｂ１と接続される。複数のクランパー２４のうち下領域にあるクランパー２４Ｌのクランプ片４４Ｌは、電極１５Ｆを介して導電パターン４４Ｂ２と接続される。複数のクランパー２３のうち左領域にあるクランパー２３のクランプ片４３は、電極１５Ｇを介して導電パターン４３Ｂと接続される。これらの導電パターン４１Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ１，４４Ｂ２は、治具本体１２の突出部１６Ｂに形成された端子群４５Ｂと、例えば配線３７Ｂを介して接続される。こうして、矩形ワークＷの裏面Ｗ_Ｂでも、上下左右の最大４分割で独立して電流制御することができる。

治具１０の表裏面に形成される導電パターン４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ１，４２Ａ２，４３Ａ，４３Ｂ，４４Ｂ１，４４Ｂ２は、絶縁コーティングされることで、メッキが付着することを防止することができる。また、図４に示す電極１５Ａ～１５Ｄ及び図５に示す電極１５Ｅ～１５Ｈは、ワークＷの周縁付近に配置され、ワークＷの周縁で発生する電界集中に起因するメッキ厚の異常いわゆるドックボーンを解消するダミー電極として機能させることができる。図４に示す電極１５Ａ～１５Ｄ及び図５に示す電極１５Ｅ～１５Ｈは、メッキが付着することを防止するためと、電極露出量を調整するために、隣り合う２つのクランパー間の領域にて電極露出部分を可変とする位置調整可能な絶縁体１７Ａ～１７Ｄで覆うことができる（本願出願人による特願２０１９－１５８２７号参照）。

なお、クランパーは、治具１０の穴１４のうちワークＷの周囲に形成されるわずかな隙間を覆ってワークＷを保持することができるものであっても良い。こうして、治具１０及びワークＷと、表面処理槽１００Ａの支持部１１０、１２０とにより、表面処理槽１００Ａ内をワークＷの表裏に位置する第１槽１０１と第２槽１０２とに、ほぼ完全に仕切ることができる。

１．４．整流器
本実施形態では、少なくともワークＷの表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂに流れる電流を独立して設定するために、図６（Ａ）～図６（Ｃ）に示すように、複数の整流器を設けることが好ましい。図６（Ａ）では、２つの整流器３００Ａ、３００Ｂが設けられ、整流器３００ＡはワークＷの表面Ｗ_Ｆと接触するクランプ片３１～３４と電気的に接続され、整流器３００ＢはワークＷの裏面Ｗ_Ｂと接触するクランプ片４１～４４と電気的に接続される。２つの整流器３００Ａ、３００Ｂを独立して制御することで、ワークＷの表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂに流れる電流を独立して設定することができる。こうして、ワークＷは、表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂでの各メッキ面積が大きく異なっても、メッキ面積やメッキ箇所に応じて電流を調整することができる。なお、この場合には、２つの整流器３００Ａ、３００Ｂが第１陽極１４２及び第２陽極１５２に電気的に接続される接点は、例えば、第１陽極１４２及び第２陽極１５２の各中心に配置される。

図６（Ｂ）では、４つの整流器３１０Ａ～３１０Ｄが設けられ、整流器３１０ＡはワークＷの表面Ｗ_Ｆの上領域と接触するクランプ片３１，３２Ｕ，３４Ｕと電気的に接続され、整流器３１０ＢはワークＷの表面Ｗ_Ｆの下領域と接触するクランプ片３３，３２Ｌ，３４Ｌと電気的に接続され、整流器３１０ＣはワークＷの裏面Ｗ_Ｂの上領域と接触するクランプ片４１，４２Ｕ，４４Ｕと電気的に接続され、整流器３１０ＤはワークＷの裏面Ｗ_Ｂの下領域と接触するクランプ片４３，４２Ｌ，４４Ｌと電気的に接続される。こうすると、ワークＷの表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂの各々で、ワークＷの上領域及び下領域の２領域、つまり表裏で計４領域に流れる電流を独立して制御することが可能となる。なお、この場合には、４つの整流器３１０Ａ～３１０Ｄが第１陽極１４２及び第２陽極１５２に電気的に接続される接点は、第１陽極１４２の上領域、第１陽極１４２の下領域、第２陽極１５２の上領域及び第２陽極１５２の下領域の計４領域に対応して配置される。

図６（Ｃ）では、８つの整流器３２０Ａ～３２０Ｈが設けられ、整流器３２０ＡはワークＷの表面Ｗ_Ｆの左上領域と接触するクランプ片３１Ｌ，３２Ｕと電気的に接続され、整流器３２０ＢはワークＷの表面Ｗ_Ｆの左下領域と接触するクランプ片３２Ｌ，３３Ｌと電気的に接続され、整流器３２０ＣはワークＷの表面Ｗ_Ｆの右上領域と接触するクランプ片３１Ｒ，３４Ｕと電気的に接続され、整流器３２０ＤはワークＷの表面Ｗ_Ｆの右下領域と接触するクランプ片３３Ｒ，３４Ｌと電気的に接続され、整流器３２０ＥはワークＷの裏面Ｗ_Ｂの左上領域と接触するクランプ片４１Ｌ，４４Ｕと電気的に接続され、整流器３２０ＦはワークＷの裏面Ｗ_Ｂの左下領域と接触するクランプ片４３Ｌ，４４Ｌと電気的に接続され、整流器３２０ＧはワークＷの裏面Ｗ_Ｂの右上領域と接触するクランプ片４１Ｒ，４２Ｕと電気的に接続され、整流器３２０ＨはワークＷの裏面Ｗ_Ｂの右下領域と接触するクランプ片４２Ｌ，４３Ｒと電気的に接続される。こうすると、ワークＷの表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂの各々で、ワークＷの左上領域、左下領域、右上領域及び右下領域の４領域、つまり表裏で計８領域に流れる電流を独立して制御することが可能となる。なお、この場合には、８つの整流器３２０Ａ～３２０Ｈが第１陽極１４２及び第２陽極１５２に対して電気的に接続される接点は、第１陽極１４２の左上領域、左下領域、右上領域及び右下領域と、第２陽極１５２の左上領域、第１陽極１４２の上領域、第１陽極１４２の下領域、第２陽極１５２の上領域及び第２陽極１５２の下領域と、の計８領域に対応して配置される。ただし、表裏で計８分割を超えて分割しても良い。

１．５．液噴出部材
液噴出部材２００は、ワークＷの表面Ｗ_Ｆと第１陽極１４２との間に配置される第１液噴出部材２００Ａと、ワークＷの裏面Ｗ_Ｂと第２陽極１５２との間に配置される第２液噴出部材２００Ｂと、を含むことができる。第１液噴出部材２００Ａは、第１往復移動機構２７０（第１移動機構）Ａにより、ワークＷの表面Ｗ_Ｆと平行な往復方向に移動される。第２液噴出部材２００Ｂは、第２往復移動機構（第２移動機構）２７０Ｂにより、ワークＷの裏面Ｗ_Ｂと平行な往復方向に移動される。第１、第２往復移動機構２７０Ａ、２７０Ｂは、スライダ・クランク機構、偏心カム等の各種の回転運動－往復直線運動変換機構を利用することができ、ここでは詳細な説明は省略する。

本実施形態では、ワークＷの表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂに対して各一つの液噴出部材２００Ａ、２００Ｂを設けている。液噴出部材２００Ａ、２００Ｂは、ワークＷの幅よりも長い移動ストロークで往復移動されることが好ましい。こうすると、ワークＷの幅方向の端部と重なった位置で液噴出部材２００Ａ、２００Ｂが折り返すことがなくなる。よって、液噴出部材２００が陰極―陽極間での電界の影となる時間が、ワークＷの両端と両端以外の位置とで異なることがなくなる。ワークＷの表面Ｗ_Ｆ及び裏面Ｗ_Ｂの各面に対して、複数の液噴出部材を設けても良い。こうすると、各一つの液噴出部材の移動ストロークは短くできる。ただし、陽極１４２，１５２に対して液噴出部材２００が電界の影となる時間が、ワークＷの領域（例えば両端と中央）によって異なる点で不利となる。

液噴出部材２００（２００Ａ及び２００Ｂ）は、図３に示すように、往復方向と交差例えば直交する二面を有する第１ガイド体２１０と、第１ガイド体２１０の例えば両側にて、第１ガイド体２１０の二面と間隙を介してそれぞれ配置される第２ガイド体２２０及び第３ガイド体２３０と、を含む。第１～第３ガイド体２１０～２３０のうち隣り合う各２つのガイド体は、陽極１４２，１５２とワークＷとの間でワークＷに向かう延在方向に沿って形成され、かつ、その延在方向と交差する方向で離間して配置される各一対の板材を構成する。図２に示すように、ワークＷの少なくとも垂直長さに亘って伸びる高さを有する。第１ガイド体２１０と第２ガイド体２２０とで形成される第1の一対の板材間に、第１通路２０１が形成される。第１ガイド体２１０と第３ガイド体２３０とで形成される第２の一対の板材間に、第２通路２０２が形成される。第１ガイド体２１０は、第２ガイド体２２０及び第３ガイド体２３０よりも例えば長く形成され、その両端部が第２ガイド体２２０及び第３ガイド体２３０の対応する端部よりも突出している。また、第１ガイド体２１０のワークＷと対向する端部は例えば先細り形状となっている。第１ガイド体２１０は、陽極ボックス１４０、１５０に近い側の端部が、ワークＷと例えば平行に延びる基端部２４０に固定される。第２ガイド体２２０及び第３ガイド体２３０は、基端部２４０と例えば平行に延びる第４ガイド体２５０をさらに有することができる。第２ガイド体２２０から延びる第４ガイド体２５０と基端部２４０との間に第３通路２０３が形成される。第３通路２０３は、第１通路２０１と連通され、第１通路２０１へ処理液を導く。同様に、第３ガイド体２３０から延びる第４ガイド体２５０と基端部２４０との間に第４通路２０４が形成される。第４通路２０４は、第２通路２０２と連通され、第２通路２０２へ処理液を導く。第１ガイド体２１０と、第２ガイド体２２０及び第３ガイド体２３０とは、平板のスペーサー２６０により一定の間隔を保って連結される。このスペーサー２６０は、図２に示すように、高さ方向で間隔をあけて複数設けることができる。

第１液噴出部材２００Ａは、例えばその基端部２４０が、例えば第１駆動源２８０Ａによって駆動力が付与される第１往復移動機構２７０Ａに連結されることで、図２の往復方向Ａ、Ｂに移動される。同様に、第２液噴出部材２００Ｂは、例えばその基端部２４０が、例えば第２駆動源２８０Ｂによって駆動力が付与される第２往復移動機構２７０Ｂに連結されることで、図２の往復方向Ａ、Ｂに移動される。液噴出部材２００（２００Ａ及び２００Ｂ）が図２の往復方向Ａ、Ｂのうちの図３の往動方向Ａに移動する時に、第１ガイド体２１０で堰き止められるメッキ液を、第１ガイド体２１０と第２ガイド体２２０とで形成される第1の一対の板材間の第１通路２０１に沿って案内して、ワークＷに向けて噴出させる。液噴出部材２００Ａが往復方向Ａ、Ｂのうちの復動方向Ｂに移動する時に、第１ガイド体２１０で堰き止められるメッキ液を、第１ガイド体２１０と第３ガイド体２３０とで形成される第２の一対の板材間の第２通路２０２に沿って案内して、ワークＷに向けて噴出させる。第２液噴出部材２００Ｂも、第１液噴出部材２００Ａと同様に、往動方向Ａに移動する時に第１通路２０１を介してメッキ液をワークＷに向けて噴出させ、復動方向Ｂに移動する時に第２通路２０２を介してメッキ液をワークＷに向けて噴出させる。なお、第１通路２０１及び第２通路２０２の双方を必ずしも設ける必要はない。液噴出部材２００（２００Ａ及び２００Ｂ）の往復方向Ａ、Ｂの移動のいずれの場合でも、少なくとも一対の板材間の共通通路に処理液を案内するように、第３通路２０３及び第４通路２０４が、例えば傾斜または湾曲する等の他のガイド体によって形成されてもよい。

こうして、処理液２がワークＷと衝突することで、ワークＷの主面Ｗ_Ｆ、Ｗ_Ｂ近傍の処理液を攪拌して処理液の滞留を防止し、しかも、陽極ボックス１４０、１５０付近にあるメッキ成分が豊富なフレッシュな処理液２をワークＷに供給することができる。それにより、メッキ処理が促進される。また、液噴出部材２００（２００Ａ及び２００Ｂ）は、図２の縦方向において、スペーサー２６０を除いて均一に処理液２をワークＷに向けて噴出することができる。スペーサー２６０は薄板状に形成できるので、ワークＷの処理の面内均一性を損なうことはない。

ここで、第１駆動源２８０Ａと第２駆動源２８０Ｂとは非同期で駆動することができる。第１、第２液噴出部材２００Ａ、２００ＢがワークＷを挟んで正対すると、ワークＷの同一領域にてその両面に向けて処理液２が噴出されることになる。ワークＷが両面に貫通するスルーホールを有する場合、処理液２がスルーホールを通り抜け難くなる。第１、第２液噴出部材２００Ａ、２００Ｂの一往復移動中において第１、第２液噴出部材が正対する位置は、第１、第２液噴出部材を同期して移動させると常に同じになるが、第１、第２液噴出部材を非同期で移動させることで毎回異ならせることができる。それにより、ワークＷに形成されるスルーホールの位置に拘わらず、スルーホール内へのメッキを確実に実施することができる。また、第１駆動源２８０Ａと第２駆動源２８０Ｂとは、それぞれ速度を異ならせて液噴出部材２００Ａ、２００Ｂを移動させても良い。こうすると、ワークＷに作用する処理液２の圧力が表裏面ＷＦ、ＷＢで異なる。この圧力差を利用して、スルーホールに処理液を通過させ易くすることができる。この場合、第１駆動源２８０Ａと第２駆動源２８０Ｂとを同期して駆動しても良いし、第１、第２駆動源２８０Ａ、２８０Ｂを同一駆動源としても良い。

また、表面処理槽１００Ａは、ワークＷを保持した治具１０が上方から降下されて装着されることで、第１槽１０１と第２槽１０２とに区画される。ここで、第１、第２液噴出部材２００Ａ、２００Ｂを往復移動させると、第２、第３ガイド体２２０、２３０で堰き止められて反発する液流が槽内全体を攪拌する攪拌流となる。この際、第１液噴出部材２００Ａは第１槽１０１内の処理液を撹拌し、第２液噴出部材２００Ｂは第２槽１０２内の処理液を撹拌することができ、しかも、一方の槽での撹拌が他方に与える悪影響を排除できる。

また、表面処理槽１００Ａは、往復方向Ａ、Ｂで両端に位置する２つの側壁部１０５、１０６の外側に、バッファ槽１０７、１０８を有することができる。側壁部１０５に形成された開口１０５Ａは、第１槽１０１とバッファ槽１０７とを連通させる。側壁部１０５に形成された開口１０５Ｂは、第２槽１０２とバッファ槽１０７とを連通させる。側壁部１０６に形成された開口１０６Ａは、第１槽１０１とバッファ槽１０８とを連通させる。側壁部１０６に形成された開口１０６Ｂは、第２槽１０２とバッファ槽１０８とを連通させる。こうすると、液噴出部材２００（２００Ａ及び２００Ｂ）によって処理槽１００Ａの両端の各々に押し寄せられた処理液をバッファ槽１０７、１０８に逃がすことができる。こうして、処理槽１００Ａの両端にて発生する処理液の反射波の影響を低減できる。また、バッファ槽１０７、１０８を介して、第１槽１０１と第２槽１０２との間での処理液の流通を確保することもできる。

２．第２実施形態
図７は、本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の平面図である。図７では、処理槽１００Ｂは、往復方向と平行な方向で連結され、かつ、第１バッファ槽１０９により区画される第１処理槽１００Ｂ１と第２処理槽１００Ｂ２とを含むことができる。治具は、第１ワークＷ１を保持して第１処理槽１００Ｂ１を第１槽１０１と第２槽１０２とに区画する第１治具１０Ａと、第２ワークＷ２を保持して第２処理槽１００Ｂ２を第１槽１０１と第２槽１０２とに区画する第２治具１０Ｂと、を含むことができる。その場合、第１バッファ槽１０９は、第１処理槽１００Ｂ１の第１槽１０１と、第２処理槽１００Ｂ２の第１槽１０１と、第１処理槽１００Ｂ１の第２槽１０２と、第２処理槽１００Ｂ２の第２槽１０２とを互いに連通させる第１～第４開口１０９Ａ１、１０９Ａ２、１０９Ｂ１、１０９Ｂ２を含むことができる。また、第１処理槽１００Ｂ１は、往復方向の一端に設けられる第１側壁部１０５の外側に、第１処理槽１００Ｂ１中の第１槽１０１及び第２槽１０２の間で処理液を流通させる第２バッファ槽１０７を含むことができる。第２処理槽１００Ｂ２は、往復方向の他端に設けられる第２側壁部１０６の外側に、第２処理槽１００Ｂ２中の第１槽１０１及び第２槽１０２の間で処理液を流通させる第３バッファ槽１０８を含むことができる。こうして、第１ワークＷ１及び第２ワークＷ２を同時に処理することができ、図１の処理槽１００Ａと同様の作用・効果を奏することができる。なお、第１バッファ１０９槽に代えて、中央壁を設けても良い。この場合、中央壁は、第１処理槽１００Ｂ１の第１槽１０１と、第２処理槽１００Ｂ２の第１槽１０１と、に連通する第１開口と、第１処理槽１００Ｂ１の第２槽１０２と、第２処理槽１００Ｂ２の第２槽１０２とを連通させる第２開口とを有することができる。ただし、この場合には、第１槽１０１と第２槽１０２とを連通させることはできない。

なお、第２実施形態では、第１治具１０Ａと第２治具１０Ｂとを一体的に構成しても良い。また、２つの第１液噴出部材２００Ａを同一駆動源で駆動し、他の２つの第２液噴出部材２００Ｂを同一駆動源で駆動しても良い。また、表面処理槽は、広義には第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）処理槽を連結して構成することができる。Ｎ≧３の場合には、往復方向での両端に位置する側壁部と平行して（Ｎ－１）個の隔壁が設けられる。

１…表面処理装置、２…処理液、１０、１０Ａ、１０Ｂ…治具、１２…本体プレート、１３Ａ…下部、１３Ｂ…第１側部、１３Ｃ…第２側部、１４…矩形開口、１６Ａ，１６Ｂ…突出片、２１，４１…第１クランパー、２２，４２…第２クランパー、２３，４３…第３クランパー、２４，４４…第４クランパー、３１Ａ～３４Ｂ２、４１Ａ～４４Ｂ２…導電パターン、３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ…端子群、３６Ａ～３７Ｂ…配線、１００Ａ、１００Ｂ…表面処理槽、１０１…第１槽、１０２…第２槽、１０３、１０４…開口、１０５、１０６…側壁部、１０５Ａ、１０５Ｂ、１０６Ａ、１０６Ｂ…開口、１０７、１０８、１０９…バッファ槽、１０９Ａ、１０９Ｂ…第１、第２開口、１１０…下部支持部、１２０…上部支持部、１４２…第１陽極、１５２…第２陽極、２００（２００Ａ，２００Ｂ）…液噴出部材、２０１～２０４…第１～第４通路、２１０…第１ガイド体、２２０…第２ガイド体、２３０…第３ガイド体、２４０…基部、２５０…第４ガイド体、２６０…スペーサー、２７０Ａ、２７０Ｂ…移動機構、２７０Ａ…第１移動機構、２７０Ｂ…第２移動機構、Ｗ…ワーク、Ｗ_Ｆ…第１主面、Ｗ_Ｂ…第２主面

Claims

処理液が収容される処理槽と、
前記処理槽内に配置される陽極と、
前記処理液に浸漬されるワークを垂下させて保持し、かつ、前記ワークを陰極に設定する治具と、
前記陽極と前記ワークとの間で前記処理液中に配置される液噴出部材と、
前記液噴出部材を、前記ワークに対して移動させる移動機構と、
を有し、
前記液噴出部材は、前記陽極と前記ワークとの間で前記ワークに向かう延在方向に沿って形成され、かつ、前記延在方向と交差する方向で離間して配置される少なくとも一対の板材を含み、前記液噴出部材の移動により流動する前記処理液を、前記少なくとも一対の板材間で案内して前記ワークに向けて噴出させ、
前記移動機構は、前記ワークと平行な往復方向に前記液噴出部材を移動させ、
前記液噴出部材は、
前記往復方向と交差する二面を有する第１ガイド体と、
前記第１ガイド体の前記二面とそれぞれ間隙を介して配置される第２ガイド体及び第３ガイド体と、
を含み、
前記少なくとも一対の板材は、
前記第１ガイド体と前記第２ガイド体とで形成される第１の一対の板材と、
前記第１ガイド体と前記第３ガイド体とで形成される第２の一対の板材と、
を含み、
前記液噴出部材が前記往復方向のうちの往動方向に移動する時に、前記第１ガイド体で堰き止められる処理液を、前記第１の一対の板材間に沿って案内して、前記ワークに向けて噴出させ、
前記液噴出部材が前記往復方向のうちの復動方向に移動する時に、前記第１ガイド体で堰き止められる処理液を、前記第２の一対の板材間に沿って案内して、前記ワークに向けて噴出させる特徴とする表面処理装置。
請求項１において、
前記陽極は、前記ワークの両側に配置される第１陽極及び第２陽極を含み、
前記液噴出部材は、前記第１陽極と前記ワークとの間に配置される第１液噴出部材と、前記第２陽極と前記ワークとの間に配置される第２液噴出部材と、を含み、
前記移動機構は、前記第１液噴出部材を移動する第１移動機構と、前記第２液噴出部材を移動する第２移動機構と、を含むことを特徴とする表面処理装置。
請求項２において、
前記第１移動機構に駆動力を付与する第１駆動源と、前記第２移動機構に駆動力を付与する第２駆動源とをさらに有し、前記第１液噴出部材と前記第２液噴出部材とは非同期で駆動されることを特徴とする表面処理装置。
請求項２または３において、
前記処理槽は、前記ワークを保持した前記治具が前記処理槽の上方から降下されて装着されることで、第１槽と第２槽とに区画されることを特徴とする表面処理装置。
請求項４において、
前記処理槽は、前記往復方向で両端に位置する２つの側壁部の外側に、前記第１槽及び前記第２槽に連通して前記処理液を収容するバッファ槽をそれぞれ含むことを特徴とする表面処理装置。
請求項４において、
前記処理槽は、前記往復方向と平行な方向で連結され、かつ、第１バッファ槽により区画される第１処理槽と第２処理槽とを含み、
前記治具は、第１ワークを保持して前記第１処理槽を前記第１槽と前記第２槽とに区画する第１治具と、第２ワークを保持して前記第２処理槽を前記第１槽と前記第２槽とに区画する第２治具と、を含み、
前記第１バッファ槽は、前記第１処理槽の前記第１槽と、前記第２処理槽の前記第１槽と、前記第１処理槽の前記第２槽と、前記第２処理槽の前記第２槽との間で前記処理液を流通させ、
前記第１処理槽は、前記往復方向の一端に位置する第１側壁部の外側に、前記第１処理槽中の前記第１槽及び前記第２槽の間で前記処理液を流通させる第２バッファ槽を含み、
前記第２処理槽は、前記往復方向の他端に位置する第２側壁部の外側に、前記第２処理槽中の前記第１槽及び前記第２槽の間で前記処理液を流通させる第３バッファ槽を含むことを特徴とする表面処理装置。