JPH02225689A - めっき方法及びめっき装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電気アルミニュウムめっき等の非水性のめっ
き液を用いて対象物に電気めっきを行なうめっき方法及
びめっき装置に関するものである。

（従来の技術） たとえば、サーマルプリンターヘッドに用いられ・るセ
ラミック基板から成る回路部品は、厚さが約１鵬程度の
平板を成し、片面にアルミニュウム等を導体として回路
が形成されている。

このようなアルミニュウムを導体とした回路部品には、
セラミック基板の他に、ガラス−エポキシ積層板、ガラ
ス基板等が用いられ、各種の電子製品の重要部品となっ
ていることは周知のとおりである。

これらの基板にアルミニュウムを導体とした回路を形成
するのに、従来は、蒸着等の乾式の方法が採用されてい
たが、最近になって、電気めっきの採用の可否が検討さ
れるようになった。

すなわち、数μｍ以上のアルミニュウムの膜厚を得るの
に、蒸着法等では時間がかかるのに対し、電気めっき法
では短時間で済むという利点が注目され、電気アルミニ
ュウムめっきの方法及び装置の開発が始められている。

電気アルミニュウムめっきを行なうには、周知のとおり
、水溶液のめっき液からアルミニュウムを析出させるこ
とが困難なことから、非水性の有機電解液から成るめっ
き液を用いることが一般的で、特開昭６２−７０５９２
号や特開昭６２−７０５９３号にはめっき液が示されて
いる。

しかしながら、このようなアルミニュウムのめっき液に
は、空気中の水分や酸素との接触によって化学変化を起
こし、めっき性能が著しく低下するという問題がある。

そのため、特公昭５８−５４１９６号公報に示されため
っき装置では、空気中の水分や酸素からめっき液を保護
するために、めっき槽の上部に予備室（スルース室）を
設け、めっき槽と予備室の間に開閉蓋を゛設けるととも
に、予備室と外部の間にゲートを設け、めっき槽と予備
室を密閉できるようにするとともに、めっき槽と予備室
に不活性ガスを供給することができるようにし５、めっ
き槽には常に不活性ガスを充満させておき、ゲートを開
いてめっきを行なう対象物を予備室に入れた後、ゲート
で予備室を密閉し、予備室に不活性ガスを充満させた後
、開閉蓋を開いて対象物を予備室からめっき槽に入れ、
再び開閉蓋を閉じてめっきを行なうという繁雑な操作を
行なっている。

また、めっきに際しては、対象物及びアノード（陽極）
の表面のめっき液を均一に撹拌する必要があるが、電気
アルミニュウムめっきに用いるめっき液は、非水性の有
機電解液であるため、水溶液のめっき液に比べて、粘性
が高いのが一般的で、従来のような、対象物の回転、ポ
ンプによるめっき液の循環、プロペラによる撹拌では、
対象物やアノードの表面に対するめつき液の撹拌が不十
分となったり、不均一となったりし易く、均一なめっき
厚さ及び外観を得難くなったり、アノードの溶解が困難
になったり、アノード表面の酸化により電気抵抗が増加
したりするという問題かある。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、電気アルミニュウムめっき等の非水性
のめっき液を用いる場合には、めっき液を空気中の水分
や酸素から保護するために、めっき装置の構造が複雑に
なるとともに、対象物をめっき液に入れたり出したりす
るのに繁雑な操作が必要になるという問題があり、また
、めっき液の撹拌が不十分となったり、不均一となった
りし易く、めっき特性、アノードの溶解性、電気抵抗の
増加等の問題が発生する。

（発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明の請求項１は、非水性のめっき液を用いて対象物
に電気めっきを行なうめっき方法に関するものであって
、めっき液に不活性ガスを注入し、この不活性ガスの気
泡によって対象物の近傍とアノードの近傍のめっき液を
撹拌するとともに、この不活性ガスによってめっき槽の
内部のめっき液上の空間をめっき槽の外部よりも高い圧
力に維持するものである。

本発明の請求項２は、非水性のめっき液を用いて対象物
に電気めっきを行なうめっき装置に関するものであって
、対象物を出入れする開口部を小さくした半密閉状態の
めっき槽と、このめっき槽の内部のめっき液中の対象物
及びアノードのＦ方に位置して設けられた不活性ガスの
散気管とを具備したものである。

（作用） 本発明の請求項１のめっき装置は、めっき液に不活性ガ
スを注入することにより、この不活性ガスの気泡をめっ
き液中で上昇させ、これを利用して、対象物の近傍とア
ノードの近傍のめっき液を撹拌し、さらに、めっき液上
に上昇した不活性ガスをめっき槽の内部のめっき液上の
空間に充満させるとともに、この不活性ガスによりめっ
き槽の内部の空間をめっき槽の外部よりも高い圧力に維
持し、これによって、不活性ガスが常にめっき槽の内部
から外部に流出する状態にして、外部からめっき槽の内
部に空気が進入するのを阻止するものである。

本発明の請求項２のめつき装置は、散気管からめっき液
中に不活性ガスを散気すると、不活性ガスの気泡がめつ
き液中で対象物とアノードに上昇して、対象物とアノー
ドの近傍のめつき液を撹拌し、さらに、めっき液上に上
昇した不活性ガスが、半密閉状態のめっき槽の内部のめ
つき液上の空間に充満して、めつき槽の内部の空間をめ
つき槽の外部よりも高い圧力に維持し、これによって、
不活性ガスが常にめっき槽の内部から開口部を介して外
部に流出する状態にして、外部からめつき槽の内部に空
気が進入するのを阻止するものである。

（実施例） 本発明のめっき方法及びめっき装置の実施例を図面を参
照して説明する。

電気めっきを行なう対象物は、銅、ニッケル、鉄等の金
属はもちろん、セラミック等の絶縁物に対しても、間接
的に行なうことができる。

以下に、サーマルプリンターヘッドに用いるセラミック
基板に予め約０．５μｍのアルミニュウムの蒸着皮膜を
形成しておき、この蒸着皮膜の上に回路導体として約５
μｍのアルミニウムのめっき皮膜を形成する例を説明す
る。

第１図において、１はめっき槽で、このめっき槽１は、
平板状の対象物２を出入れする開口部３を除いてほぼ密
閉状態で、開口部３も、平板状の対象物２を垂直状態で
上方から出入れするようにして最小のスリット状とし、
開口面積を小さくしてあり、全体として半密閉状態とな
っている。

そして、上記めっき槽１の内部には、塩化アルミニュウ
ム及びブチルピリジウムクロライドをそれぞれ１モルず
つ溶融した非水性のめっき液６が、上部に空間７を残し
た状態で、入れられているとともに、板状のアルミニュ
ウムのアノード８が、プラス側の通電支持部材９を介し
て垂直に設置され、めっき液６に浸漬されている。

また、上記対象物２は、マイナス側の通電支持部材１Ｇ
に垂直に支持されて、上記開口部３からめっき槽１内に
入れられ、めっき液６に浸漬された状態で、その垂直な
めっき面１１を上記アノード８に平行に対向するように
なっている。

そして、上記めっき槽１内に入れらた対象物２とアノー
ド５の間のめっき槽１の底部は散気管１４が配設され、
この散気管１４にはバルブ１５を介して不活性ガスとし
て水分を除去した窒素ガスが供給されるようになってお
り、また、めっき槽１の上部には供給口１６が形成され
、この供給口１Ｇにもバルブ１７を介して不活性ガスと
して水分を除去した窒素ガスが供給されるようになって
いる。

そうして、このような構成により、対象物２のめっき面
目にアルミニュウムめっきを行なう際には、通電支持部
材９．１０に所定の電力を供給するとともに、バルブ１
５を開いて散気管１４に窒素ガス１９を供給する。

すると、散気管１４に形成された多数の微細な小孔から
めっき液６中に窒素ガス１ｇが散気され、窒素ガス１ｇ
が、多数の気泡２Ｇとなって、めっき液６中で対象物１
１とアノード８の表面に上昇し、対象物１１とアノード
８の近傍のめっき液６に上昇流を起こしながら、めっき
液６を撹拌する。

したがって、供給する窒素ガス１９の量を制御すること
によって、粘度の高い非水性のめっき液６に対しても強
い撹拌作用を得ることができ、しかも、この撹拌は、多
数の気泡２０によって行なわれるが、個々の気泡２０は
、単調に垂直方向に浮上するのではなく、形を変えなが
ら水平方向にも遊動するので、撹拌が均一かつ確実とな
り、これによって、対象物２のめっき面１１に均一な膜
厚のアルミニュウムのめっき皮膜を形成することができ
るとともに、めっき皮膜の外観も良好になり、そして、
アノード８が溶解し易くなり、アノード８表面の酸化に
よる電気抵抗の増加も少なくなり、めっき皮膜を効率的
に形成することができる。

さらに、めっき液６を撹拌した窒素ガス１９の気泡２０
は、めっき液６上に上昇し、スリット状の開口面積の小
さい開口部３のみを開口した半密閉状態のめっき槽１の
内部のめっき液６上の空間７に充満する。

したがって、めっき槽１の内部の空間７が窒素ガス１ｇ
によりめつき槽１の外部よりも高い圧力となり、窒素ガ
ス１９の供給を続けることにより、空間７が高い圧力に
維持され、これによって、窒素ガス１ｇが常にめつき槽
１の内部から開口部３を介して外部に流出する状態とな
り、外部からめつき槽１の内部に空気が進入するのを阻
止して、めっき液６を空気中の水分や酸素から保護する
ことができ、めっき性能の低下を最少限に押えることが
できる。

そして、所定の膜厚のめつき皮膜が得られたら、通電を
止め、通電支持部材１０を上昇し、対象物２を、めっき
液６から引上げ、開口部３から取出し、この後、次のめ
っき作業を行なう場合には、通電支持部材１０に支持し
た新たな対象物２を、開口部３からめっき槽１に入れて
めっき液６に浸漬し、通電を再開する。

また、次のめっき作業を行なわない場合には、バルブ１
７を開いて供給口１６に窒素ガス１９を供給し、この後
、バルブ１５を閉じて散気管１４に対する窒素ガス１ｇ
の供給を止める。

すると、めっき槽１の内部の空間７が、散気管１４から
の窒素ガス！９に代わって、供給口１６からの窒素ガス
１９により、めつき槽１の外部よりも高い圧力に維持さ
れ、これによって、窒素ガス１９が常にめっき槽１の内
部から開口部３を介して外部に流出する状態となり、外
部からめつき槽１の内部に空気が進入するのを阻止して
、めっき液６を空気中の水分や酸素から保護することが
でき、めっき性能の低下を最少限に押えることができ、
この状態で、めっき液６をめつき槽１内に保管すること
ができる。

なお、めっき作業を行なわない状態では、開口部３に蓋
を設けると、供給口１６から供給する窒素ガス１９の量
を少な（したり、供給口１６からの窒素ガス１９の供給
を停止することができ、めっき作業を行なっている場合
でも、開口部３に通電支持部材３を囲む蓋を設けると、
めっき液６の撹拌に支障をきたさないことを条件に、散
気管１４から供給する窒素ガス１９の量を少なくするこ
とができる。

このように、窒素ガス１９により、めっき液６の撹拌が
でき、そして、撹拌に用いた窒素ガス１ｇにより、めっ
き槽１内の圧力を高めることができるので、厳密な気密
構造が不要になるとともに、厳密な気密環境下での対象
物２の移動操作が不要となり、めっき装置の構造及びめ
っき作業が極めて簡単になる。

なお、この実施例では、浴温的２５℃、電流密度的ＩＡ
／ｄｔｒｆで、５μｍのアルミニウムのめっき皮膜を形
成するのに要する時間は約２５分である。

また、アルミニュウムのめっきに先だって、対象物２の
めっき面１１のアルミニュウムの蒸着皮膜を脱水したト
ルエン等の有機溶剤に浸漬して洗浄したり、対象物２の
めっき面１１のアルミニュウムの蒸着皮膜の一部をめっ
き液６中で陽極電解して電解エツチングを行なうと、蒸
着皮膜に対するめっき皮膜の密着性が向上する。

第２図は第１図に示した実施例の変形例で、そのまま第
１図の■−■視断面断面図ることができる。

この変形例は、めっき槽１の底部に仕切り壁２５を設け
、仕切り壁２５の一側部をめっき液溜り２６としてめっ
き液６を入れ、仕切り壁２５の他側部を洗浄液溜り２７
としてベンゼン、トルエン、キシレン等の有機溶剤を洗
浄液２８として入れ、開口部３をめっき液溜り２６の上
部から洗浄液溜り２７の上部まで形成した構造である。

そして、この変形例では、めっき前に対象物２を洗浄液
溜り２７の洗浄液２８に浸漬することによって、対象物
２の洗浄を行ない、この後、図示矢印２９のように、通
電支持部材１０を移動することにより、洗浄後の対象物
２を、窒素ガス１ｇによる不活性雰囲気下から取出すこ
となく、めっき液溜り２６のめっき液６に移動してその
ままめっきを行なうことができ、さらに、めっき後の対
象物２を、窒素ガス１９による不活性雰囲気下から取出
すことなく、洗浄液溜り２７の洗浄液２８に移動してそ
のまま洗浄を行なうことができるので、めっき皮膜をよ
り一層良好に形成することができる。

また、このように、めっき液溜り２６と洗浄液溜り２丁
を複数設けると、大量生産に容易に対応することができ
る。

次に、第３図及び第４図はこの実施例でアルミニュウム
のめっきを行なうサーマルプリンターヘッド用のセラミ
ック基板を示すものである。

このサーマルプリンターヘッドは、約５μｍのアルミニ
ュウムのめつき皮膜を施した共通電極３１と個々の発熱
回路群３２を約０．８■の厚さのセラミック基板３３に
多層形成したもので、発熱部３４は、グレーズ層３５上
に個々の発熱回路群３２として形成され、真空スパッタ
リングによるタンタル及びその酸化物から成る抵抗膜３
６とアルミニュウムの皮膜３７等が用いられる。

そして、電気アルミニュウムめっきによるめっき皮膜は
、スパッタリングされたアルミニュウムの皮膜３７の上
に高容量の導体すなわち共通電極３１として用いられる
。

なお、めっきを行なう対象物としては、セラミック基板
に限らず、ガラス、半導体、金属等でもよく、また、対
象物の形状も平板状に限らず、めっき液６中で気泡２０
が溜るような下向きの凹部ができなければ、様々に形状
のものに適用することができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、非水性のめっき液を
用いて対象物に電気めっきを行なう際に、不活性ガスの
気泡により、めっき液を撹拌し、撹拌に用いた不活性ガ
スにより、めっき槽内の圧力を高めて、めっき液を空気
中の水分や酸素から保護するので、厳密な気密構造が不
要になるとともに、厳密な気密環境下での対象物の移動
操作が不要となり、めっき装置の構造及びめっき作業が
極めて簡単になり、そして、気泡によるめっき液の撹拌
は、供給する不活性ガスの量を制御することによって、
粘度の高い非水性のめっき液に対しても強い撹拌作用を
得ることができ、しかも、この撹拌は、多数の気泡によ
って行なわれるが、個々の気泡は、単調に垂直方向に浮
上するのではなく、形を変えながら水平方向にも遊動す
るので、撹拌が均一かつ確実となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のめつき方法及びめっき装置の実施例を
示す縦断面図、第２図はその変形例を示す第１図の■−
■視に対応する縦断面図、第３図はめっきを行なう対象
物としてのサーマルプリンターヘッド用のセラミック基
板の斜視図、第４図はその断面図である。 １・・めっき槽、２・・対象物、３・・開口部、６・・
めっき液、７・・空間、８・・アノード、１４・・散気
管、１９・・不活性ガスとしての窒素ガス、２Ｇ・・気
泡。 Ｔ「 Ｏ 竿！困

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非水性のめっき液を用いて対象物に電気めっきを
   行なうめっき方法であって、 めっき液に不活性ガスを注入し、この不活性ガスの気泡
   によって対象物の近傍とアノードの近傍のめっき液を撹
   拌するとともに、この不活性ガスによってめっき槽の内
   部のめっき液上の空間をめっき槽の外部よりも高い圧力
   に維持することを特徴とするめっき方法。
2. （２）非水性のめっき液を用いて対象物に電気めっきを
   行なうめっき装置であって、 対象物を出入れし不活性ガスが流出する開口部をスリッ
   ト状にした半密閉状態のめっき槽と、このめっき槽の内
   部のめっき液中の対象物及びアノードの下方に位置して
   設けられた不活性ガスの散気管とを具備したことを特徴
   とするめっき装置。