JPH02182894A - 電気メツキ装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、電気メッキの装置及び方法に関し、特に、メ
ッキ液から薄膜材料上に連続的に電気メッキを行なう装
置及び方法に関するものである。

Ｂ、従来の技術 電気メッキ技術では、溶液中に電流を供給する陽極を設
けて、電解質を含有する溶液から加工物上に金属を電気
メッキする。

通常、陰極電流は、溶液外にある接点を使って加工物に
印加される。これは、接点自体が加工物となり、接点上
にメッキ材料が堆積するのを防止するためである。加工
物全体の電気抵抗が低い、比較的厚い加工物の場合には
、接点から相当の距離があっても、電流は溶液中を通過
するため、加工物に十分な電流を供給するのに大きな問
題は生じない。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 薄膜材料上にメッキする場合など、加工物が薄＜、シか
も加工物上の材料の体積が小さい場合には、接点からの
距離が遠くなるにつれて、電流が急速に減少するという
問題がある。別の表現をすれば、金属自体が十分に薄く
または小さくて、抵抗が比較的高い場合、電流が導入さ
れる陰極からの距離にかかわらず、メッキの効率はかな
り低くなる。

各種のメッキ装置及び方式が、米国特許第４７２１５５
４号、４６６２９９７号、４４２２９１８号、３８８５
７０１号、４３０５８０４号、４３０４６５３号、３５
７９４３０号、２７０８１８１号、２４９００５５号各
明細書に開示されている。

０１課題を解決するための手段 本発明の目的は、メッキ洛中を移動する細片状の材料へ
の電気メッキの効率を改善する方法及び装置を提供する
ことにある。そのために、本発明では、洛中に少なくと
も１個の電流供給装置を設ける。この装置は、細片状材
料用の入口及び出口を有し、装置全体に延びたスロット
を有する。電流供給装置内の、細片状材料が電流供給装
置を通過する際に細片の表面に接触する位置に、電気接
点手段を設ける。さらに、導電性材料の皮膜がメッキさ
れた細片状の材料は、接点手段と接触しながらスロット
中を通過し、接点手段に電流が供給される。電流供給装
置中のスロットは、スロットに入って接点手段を取り囲
むメッキ浴の毒がきわめて少量に制限されるように構成
する。

Ｅ、実施例 上記のように、電解質から薄膜材料上への電気メッキの
工程では、電流供給装置からの距離が増大するにつれて
、電流効率はきわめて急速に低下する。第２図は、接点
からの距離が様々な値のとき、この電流の急速な減少が
メッキの厚さにどのように影響するかを示す。このグラ
フでは、銅をスパッタリングにより厚さ３０００人に付
着させた細片状の可視性材料を、動かないように固定し
て銅メッキ液に浸漬し、この皮膜に電流を印加した。印
加した電流は、面積３２５ｃｍの皮膜に対して６人であ
る。所定の時間の後、電流を皮膜に印加した場所から様
々な距離の所で、メッキされた銅の厚さを測定した。グ
ラフから分かるように、銅の厚さは接点から２５ｍｍの
所で約８８μであった。１２５ｍｍの所では厚さは約３
８μに減少し、２５０ｍｍに達するまでに２５μより薄
くなり、３８０ｍｍ以上になると１３μより薄くなった
。

これは最悪の場合であるが、電極からの距離が増大する
につれて、特にメッキ工程の始めに、電流密度はきわめ
て急速に減少し、このためメッキ効率が低下することは
明らかである。このように、どの連続工程でも、効果的
なメッキは、陰極電流を印加した場所にきわめて近い所
でしか行なわれない。このため、薄い皮膜をメッキする
際は、薄膜材料を連続的に通過させる一連のセルを設け
、電流を外部から各セルの入口と出口の両方に印加する
ことが行なわれてきた。上述のように、電流印加装置ま
たは電流供給装置自体が加工物として挙動し、その上に
溶液がメッキとして析出するため、従来は液中で電流を
供給することは実用的でなかった。

しかし、本発明の装置及び方法により、電流印加装置を
液中に浸漬し、電流を印加した所に堆積が生じることな
く、また各セルで細片を溶液に入れたり溶液から取り出
したすせずに、材料が溶液中を移動する経路に沿った様
々な位置で、電流を印加できることが判明した。

第１図は、電流供給装置を取り付けたメッキ槽１０の概
略図である。メッキ槽１０は仕切り１４により複数のセ
ル１２に分割されている。仕切り１４と槽の側壁１６．
１８には、電気接点装置を受は入れるための開口２０が
設けである。陽極２２は、ブラケット２４により各セル
１２に取り付けてあり、電流は従来の方法により接続線
２６を介して供給する。従来のいずれのメッキ液でも、
適当な陽極と共にセル１２内で使用することができる。

この例では、一般に薄い細片状材料に銅をメッキするこ
とに関して本発明を説明するが、本発明はこれだけに限
定されるものではなく、移動する細片状材料上へのいか
なる種類の連続メッキにも適用することができる。メッ
キ液の一例は、Ｈ２Ｓ０４２モルａｃｕｓＯ＋０．２モ
ルに５０ｐｐｍのＨ（ｌを添加したもので、陽極２２は
銅である。

第３図に示すように、細片状の材料２８は、スパッタリ
ングにより銅の薄層３２を付着させたポリイミド等の可
撓性基板のウェブ３０でよい。これは、数千オングスト
ロームの厚さにスパッタリングした銅で、その上にさら
に銅をメ、ツキするための基材として機能する。

各開口２０中に、電気接点装置３４を設けである。第４
図及び第５図に示すように、各電気接点装置３４は、成
型したポリカーボネート等の不活性材料の本体部を含む
。この本体は、従来の方法で製作することができる。特
に好ましい方法の１つは、本体を１対の半片３６．３８
から製作し、ファスナ４０で固定するものである。スロ
ット４２は、接点装置３４の本体の全長にわたって延び
、メッキする細片の幅よりわずかに広い。電気接点装置
３４は、中央部４４、入口部４６、出口部４８の３つの
部分に分かれている。中央部４４には、第６図に示すよ
うな電気ブラシ５０が設けである。

各ブラシ５０は、ねじを切ったステム５４を持つ接触端
５２を有する。ブラシ５０は、中央部４４に形成した開
口５６中に設けられている。ブラシ５０は、ワッシャ６
０の間に係留され、本体の半片３６．３８、及びブラシ
の接触端５２に接着されたコイル・スプリング５８によ
りバイアスされている。刻みつきつまみナツト６２が、
ねじを切ったステム５４にねじ込まれており、このナツ
トの調節により、スロット内のブラシの位置が調節され
る。各ブラシはねじを切ったステム５４の端部にねじ込
まれたねじ６４を有し、ねじ６４は？ネクタ６６を陰極
電流のブラシに電気的に接続する。

本体の各半片３６．３８には、仕切り１４及び側壁１６
．１８の開口中にすべり込むスロット７０を有する、垂
直に延びた溝６８が設けられている。

接点装置３＋を側壁１６．１８中に設ける場合、接点装
置３４は、ワッシャ６０とつまみナツト６２が槽の外側
、すなわち溶液の外側になるような向きにすることがで
きる。これは第１図、第４図、及び第５図に示した構造
で、ブラシは入口端に向けてセットされている。しかし
、装置全体を浸漬する場合には、ブラシ５０をもっと中
央寄りの位置にすることができる。これらの接点装置３
４を仕切り１４中に設け、したがってワッシャ６０とナ
ツト６２が溶液中にある場合、非伝導性のカバーを使っ
てこれらの露出した金属部分を被覆し、その上にメッキ
が行なわれるのを防止することができる。

必要ならば、可撓性のワイパ片７２を接点装置３４の入
口端４６と出口端４８、及びスロットの両側に設けて、
装置に入ったり装置から出たりするときに、細片を拭う
ようにすることができる。

また、メッキ液の流れが接触する部分を冷却する。

メッキの厚さ分布を均一にし、プラスチック基板の加熱
や焼°損を防止し、メッキされるウェブ上に許容できる
付着メタラジを形成するために、印加する電流を槽中の
位置の関数として制御することが望ましい。これは、連
続する接点に印加する電流の量を増大し、槽の始端から
終端まで接点間の距離を徐々に増大することにより、最
も効率的に行なうことができる。たとえば、最初の接点
は３Ａの電流を供給し、第２の接点から３０ｃｍ離れて
おり、最後の接点は５０Ａの電流を供給し、前の接点か
ら１２０ｃｒｒｌｌれている。（ただし、図示の便宜上
、この比は第１図には示されていない。）各接点は常に
、別々の電源に接続される。

上記の理由により、工程の始めから終りまでウェブの表
面の電流密度を増大することも、最も効率的である。た
とえば、１６０　Ａ　／　ｍ　２の電流密度を槽の最初
の数十ｃｍの所にあるウェブの表面に印加し、４３０　
Ａ　／　ｍ　２の電流を槽の最後の数十ｃｍの所に印加
することができる。

本発明の重要な特徴の１つは、スロット４２の厚みを制
御することである。スロット４２は、メッキされた材料
を含む細片の出入りができるだけの厚みを有し、しかも
ブラシの所で電解質がスロットに入ることを制限するの
に十分薄（する必要がある。この厚みとしては、約１．
３ｍｍが好ましいことが判明した。また、ブラシ５０と
入口開口４６及び出口開口４８との間に十分な距離をお
く必要がある。これらの寸法が重要である理由は下記の
とおりである。

ブラシの所で電解質中を流れる電流の量をできるだけ小
さく制限して、溶液から加工物ではなくブラシにメッキ
されることを防止する必要がある。

スロットの厚さを最小に保ち、スロットの入口端及び出
口端とブラシとの距離を比較的長くとることにより、溶
液の電気抵抗を高くして、溶液中からブラシ上に金属が
析出しないように、電流密度をきわめて小さくすること
ができる。もちろん、スロット及びブラシの周囲からす
べての電解質を除去する必要はない。単に、接点上にメ
ッキされる量が最小量に減少するように、この領域の溶
液の抵抗を増大させるだけでよい。これは、実際の断面
積を制限し、溶液中を通ってブラシに達するのに必要な
電流通路を長くすることによって行なう。

スロット４２はまた、メッキ中に可撓性材料２０が様々
なセルを通過するときの、案内及び支持体としても機能
する。

また、任意の槽及び任意のメッキ操作で、必要な最終メ
ッキ層の厚さ、金属層の厚さ等に応じてセル１２の数を
変えることができる。またセルの長さは、特定の電流供
給装置の両側にどれだけの距離まで有効なメッキ電流が
流せるかによって決まる。これらの要因は、すべて通常
の実験により決定することができる。

Ｆ０発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、溶液の抵抗を富く
することにより、接点手段の周囲の電流が小さくなり、
接点上に金属が付着することが実質的に防止される。こ
のため、接点手段の両側にかなりの距離があっても、電
流が細片状の材料に供給されるので、メッキ浴の細片上
へのメッキ能力が高くなり、しかも接点手段へのメッキ
が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電流供給装置を組み込んだメッキ浴
の概略斜視図である。 第２図は、可視性基板上の厚さ３０００人の銅層に電流
を印加する電流印加装置について、メッキされた銅の厚
さと接点からの距離の関係を示すグラフである。 第３図は、メッキされる細片状材料の断面図である。 第４図は、本発明による電流供給装置の側面図である。 第５図は、第３図の線５−５にほぼ沿った断面図である
。 第６図は、電流供給装置に使用する銅ブラシの詳細図で
ある。 １０・・・・メッキ槽、１２・・・・セル、１４・・・
・仕切り、１６．１８・・・・側壁、２２・・・・陽極
、３４・・・・接点装置、５０・・・・ブラシ。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　山　　本　　仁　　朗（外１名） ト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中を貫通して延びる、電気メッキされる皮膜を受
   けて案内するのに十分な大きさのスロットを有し、中央
   部、入口部、及び出口部を有するハウジング・アセンブ
   リと、 上記スロットの中央部の、材料が上記のスロットを通過
   するとき、材料の皮膜の少なくとも１つの側面に接触す
   るような位置に設けられた電気接点手段と、 上記電気接点手段に電力を供給する手段とを含み、 スロット中の溶液の電気抵抗が、接点に材料が大量にメ
   ッキされるのを防止するのに十分な高さになるように、
   上記スロットが十分薄くかつ十分長くなっている、 電気メッキ液内を連続的に移動する薄い皮膜に材料を電
   気メッキするのに用いる浸漬可能な電流供給装置。
2. （２）メッキ浴中に、入口及び出口開口を持つ少なくと
   も１つのスロットを有する電流供給装置を設けるステッ
   プ、 上記電流供給装置内に電気接点手段を設け、細片を接点
   手段に接触させて上記のスロットを通過させるステップ
   、 電流を上記接点手段に供給するステップ、及び溶液の電
   気抵抗が、接点にメッキが行なわれるのを防止するのに
   十分な高さになるように、上記接点手段の周囲のメッキ
   浴の量を制限するステップを含む、 メッキ浴から細片状の材料上への電気メッキの効率を改
   良する方法。