JPH03277795A - 電気めっき法およびその装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気回路基板あるいは飾り板等への電気めっき
層の形成、更に詳しくは均一な膜厚の電気めっき層の形
成に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から電気回路基板等での電気めっきで均一な膜厚の
電気めっきを行うために、種々の試みがなされている。

例えば、被めっき物に凹凸がある場合、電極構造を特殊
なものにするとか電極を移動させてめっき効率を上昇さ
せ、膜厚の均一なめっきを行うようにする試みも行われ
ている。

通常のめっき槽を用いる電気めっき法においては極間距
離は通常５０〜１００ｍｍであり、それより近づけると
表面かぶり、あるいは膜厚の不均一といったことが発生
する。それを解決するためムこ補助陽極あるいは補助陰
極を使用して改善することはある程度可能であるが装置
が大要になる。

極間の距離を一定にして電気めっきを行っても、めっき
を行っていく内に陽極が次第に溶解し、陽極と被めっき
物との間隔が時間とともに変わって（る。このようにし
て極間距離が大きくなってくると、形成される膜厚が変
わるとともに電圧上昇をもたらしロスの増大になる。従
っである時間間隔毎に極間距離を修正する方法も提案さ
れているが、被めっき物の面積についてまでは考慮され
ていないため膜厚の均一性は不十分である。

極間距離調整方法において、特開昭６１−１８３４９３
にも提案されているように、電極に被めっき物を把持し
電極を循環させて電気めっきを行い、その際に陽極に設
けた厚さ測定装置により陽極の厚みを測定し、その測定
値から極間距離をコントロールすることも行われている
。

光沢めっきにおいて光沢面を得ると共に、均一な膜厚の
めっきを得ようとすると電解液の攪拌が不可欠である。

攪拌には空気攪拌が用いられるが、空気噴出ノズル径が
一定であり微妙なコントロールが難しい。

これらの従来の電気めっきにおいては、めっき厚みのば
らつきが平均値に対し１００％程度ばらつくことは珍し
くなく、電気回路基板等のファインな製品においては問
題になる性能である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、以上述べたような従来の電気めっきにおける
膜厚の不均一という問題を解決し、均一な膜厚で低コス
トの電気めっき法を提供することを目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段〕 本発明は上記のような目的を達成するために次のような
手段を有するものである。

即ち、電気めっきを行う方法においては、被めっき物の
めっき面積によって極間距離を変え、前記被めっき物の
片面又は両面に電気めっき層を形成することを特徴とす
る電気めっき法とするものであり、 あるいは、最終的ムこ電気めっき層を形成するパターン
に対して逆パターンの、導電性の材料からなるマスクを
電気めっきを施す面に設けて、前記パターン、および前
記マスク上に前記電気めっき層を形成し、その後、前記
マスク上の前記電気めっき層を除去することを特徴とす
る電気めっき法とするものである。

又、電気めっきを行う装置としては、電気めっき用の陽
極に対し平行で、前記陽極から離れるほど断面積が大き
くなるめっき槽を備え、前記陽極を前記めっき槽の前記
断面積の最も小さい部分に設け、被めっき物のめっき面
積によって極間距離を変えて電気めっきを行うようにし
たことを特徴とする電気めっき装置とするものであり、
あるいは、めっき液撹拌用空気を噴出するための噴出口
を有する筒体に、調整口を有する調整体を重ね、重ね位
置を変えることにより噴出空気量を変えて前記めっき液
の攪拌の強弱を調整するようにしたことを特徴とする電
気めっき装置とするものである。

〔作用〕

被めっき物のめっき面積によって、最も膜厚のばらつき
が少なくなる極間距離が存在することは、これまで知ら
れていなかった。本発明の発明者等は各種実験から最適
極間距離の存在を見出すと共に、電気回路基板の回路パ
ターンでの回路パターンに起因する電気めっき膜厚の不
均一、および均一な膜厚に深く関係するめっき液の攪拌
ム二ついても改善して、より均一な膜厚の得られる電気
めっき法を提供するものである。つまり、被めっき物の
めっき面積によって極間距離を最適値に調整して電気め
っきを行い、電気回路基板等での回路パターンめっきに
おいては、パターンの影響をなくするために逆パターン
のマスクを設けて、全面へのめっきと同じようにするこ
とにより、膜厚のばらつきを最小にしようとするもので
ある。一方、めっき液の攪拌については、めっき液の攪
拌用空気の噴出量を簡単に精度よくコントロールして、
攪拌の強弱を変えることができるような、電気めっき装
置を提供するものである。

〔実施例〕

次に本発明の実施例につき詳細に説明する。

本発明の電気めっき法における電気めっきの工程は第４
図にフロー図で示すものである。つまり、全面めっきを
行うものにあっては、被めっき物にはステンレス板（Ｓ
ＵＳ３０４）のめっき面を研磨紙＃１５００で研磨した
ものを用いた。このように研磨した被めっき物を液の温
度４０°Ｃ１濃度が５重量％のアルカリ脱脂液に５分間
浸漬した後、水洗し更に常温で硫酸濃度が１０％の液中
に１０秒間浸漬し酸洗した後、再度水洗したものに電気
めっきを行った。めっき液は硫酸銅めっき液でありその
組成は次のようなものである。

ＣｕＳＯ４・５Ｈｚ　０　　　５５ｇ／４２Ｈｚ　Ｓ　
Ｏ４１７０ｇ／　ｆ 塩素（Ｃ７！−）　　　　　　　６０ｍｇ／ｆ光沢剤　
　　　　　　　　　２０　ｍ　ｌ　／　Ｉ。

その時の電気めっきの条件は次のようなものである。

液温　　　　　　　　　２５±２°Ｃ 電流密度　　　　　　　　　　３Ａ／ｄｒｎ”時間　　
　　　　　　　　　３０分 電気めっきを終わった後で被めっき物を乾燥してめっき
厚みの測定を行った。

ステンレス板の面積が３種類のものにつき第１図に示す
ような、それぞれの面積に応じた断面積のめっき槽１１
を準備した。更に、陽極１２側には同じ面積の含燐銅板
を用い、めっき槽１１の底面に設けた空気噴出口１６を
備えた空気噴出バイブ１５によってめっき液１３の均一
な空気攪拌を行い、おのおの８水準の極間距離でめっき
を行ってその時の膜厚のバラツキを調べた。尚、攪拌用
の空気は被めっき物１４からｌＱｍｍの位置で、直径１
．５ｍｍの噴出口１６が、ピンチ１０ｍｍで並んだ空気
噴出パイプ１５から噴出させた。作成した電気めっき層
の平均膜厚は３５μｍである。又、第２図には板の両面
にめっきをする時の極間距離可変のめっきを行う装置を
示したものであり、同様の構成としたものである。

その結果の一例を示したのが第３図である。この第３図
において横軸が極間距離ｄ、＠ｉ軸が膜厚のばらつきａ
を示したものである。このようにばらつきａが最小にな
る、ある極間路ｊｌ　ａ　ｏが有ることがわかる。これ
ら膜厚のばらつきａが最小になる極間距離ｄ０を被めっ
き物１４の面積Ｓに対してグラフ化したのが第６図、第
７図である。第６図は陽極１２に前述のように含燐銅板
を使用した場合のものであり、第７図は同形状のネット
状容器に同材質のポールを入れた陽極１２を使用した場
合のものである。このようにめっき膜厚のばらつきａが
最小になる極間路Ｈａｏと被めっき物１４のめっき面積
Ｓとの間の関係は第６図の陽極１２が含燐銅板の場合は
概略２次曲線の関係となり、第７図の陽極１２が含燐鋼
ボールの場合は直線関係となる。

一方、プリント回路等の回路パターン上にめっきを行う
パターンめっきにあっては、第５図に示すように被めっ
き物１４は絶縁層の表面全面に化学めっきによって１μ
ｍ程度の銅の層を形成したものを使用する。その被めっ
き物１４上に回路パターン状のめっきをするだめのマス
クを形成し、その面に前記のめっき条件で電気めっきを
行う。

尚、マスクの形成には、通常のめっきレジスト剤を印刷
して形成する。電気めっきをした後、マスクを剥離除去
し、更にめっきによって析出した銅の表面を全面にわた
ってエツチングして表面層を少しだけ除去することによ
り、電気めっきの析出していない部分の化学めっき銅は
なくなり、独立した回路パターンが形成される。この方
法は一般的にセミアデイティブ法と呼ばれている方法で
ある。

しかし、この方法では回路パターンの形状による影響が
大きく、回路パターンの面積と電極間距離ｄのみの制御
では、必ずしも充分な膜厚のばらつきにおさめることが
できない。そこで第５図に示すように、通常のめっきレ
ジスト剤を印刷して形成した、最終的に電気めっき層を
形成するパターンに対して逆パターンのマスクの上に、
同形状のステンレス材等のマスクを重ねてその上に電気
めっきを行う。この方法では工程が複雑になるため、最
終的に電気めっき層を形成するパターンに対して逆パタ
ーンのマスクを電気めっき用の絶縁レジストで形成する
のでなく、マスクを導電性のレジストで形成し、ステン
レス材等のマスクを重ねずに電気めっきを行うことも可
能である。

このように最終的に電気めっき層を形成するパターンに
対して逆パターンのマスクを形成した被めっき物１４に
前記の方法により電気めっきを行い、被めっき物１４の
全面に電気めっき層を形成する。このようにして電気め
っきを行うことによって、めっき面積Ｓと極間距離ｄの
関係が有効となり、めっき膜厚のばらつきａの小さい電
気めっきを得ることができる。この後、導電性のレジス
トを除去することによりレジスト上の電気めっき層を取
り除くことができる。この後本来のセミアデイティブ法
と同じように、銅の表面層をエンチング除去することに
より化学めっき層を取り除き独立した回路パターン状の
めっき層を得る。

このような被めっき物８４のめっき面積Ｓに応じて極間
距離ｄを変える電気めっきを効率的に行う装置を示した
のが第８図である。つまりめっき槽８１の陽極８２に対
して平行な断面が、陽極８２に近づくにつれ狭くなるよ
うに設計されたものである。つまり一番断面積の小さい
部分に陽極８２を備え、陽極８２から遠ざかるにつれ断
面積が大きくなるめっき槽８１に何段階もの被めっき物
８４を装着する止め具８８を形成したものである。この
極間距離ｄとめっき槽断面積Ｓの関係は第６図または第
７図に示す極間距離ｄとめっき面積Ｓとの関係と同し関
係になっている。第９図は同じように被めっき物９４の
めっき面積Ｓに応して極間路１１［ｄを変える電気めっ
きを効率的に行う、異なっためっき装置の実施例を示し
た図である。

つまり、めっき液９３はポンプ９７により循環され、循
環バイブ９５の上部から被めっき物９４に向は噴出され
る。めっき槽９１は蛇腹９８により折りたたむことがで
きるようになっている。即ち、被めっき物９４のめっき
面積Ｓに応じて蛇腹９８の折りたたみ量を調整して電気
めっきを行うものである。

第１０図は被めっき物１０４のめっき面積Ｓに応じて、
極間距離ｄをモーター１０９によって、自動的にスライ
ド移動させるようにしたものである。第１０図は被めっ
き物１０４の両面に電気めっきを行うために、２枚の陽
極１０２．１０２′を設け、それぞれの陽極１０２．１
０２′をスライド移動させるようにしている。

均一膜厚の電気めっき層を得るためにはめっき液の撹拌
が不可欠である。めっき液の攪拌には空気攪拌法が一般
的である。めっき液の空気攪拌のための空気噴出部の構
造を示したのが第１１図、第１２図、第１３図である。

攪拌のための空気の噴射量が少ないと液の攪拌が不足し
不均一なめっきの原因となり、多過ぎると液の飛散、液
面の不安定でやはり良いめっきをすることはできない。

従って、空気噴出量の微妙な調整を簡単に行なえる空気
噴出部が要求されている。そのために、第１１図は一定
間隔で円周上に１または複数の調整口１１４を並べて設
けた外筒からなる調整体１１２と、同じピッチで円周上
に１または複数の噴出口１１３を設けた内筒からなる筒
体１１１とから成り筒体ＩＩＩを調整体１１２に挿入嵌
合し、空気噴出部を形成する。尚、筒体１１１の一端に
は空気注入口１１５を設け、もう一方の端は閉じる。こ
のような筒体１１１、調整体１１２の噴出口１１３、調
整口１１４の重なり具合を調整することにより空気噴出
蓋の調整を行う。その調整を簡単に行うために調整体１
１２の端部外周にネジ部１１６を設け、更に噴出部本体
１１７側に調整つまみ１１８を設けそのつまみ１１８を
回して調整するようにする。

第１２図は同様の考えで噴出口１２３、調整口１２４が
小さく、更に噴出口１２３の種類を円周上で変化させ空
気量の調整を行うようにするものである。

第１３図は同し目的の異なった実施例を示したもので断
面が矩形のの筒体１３２の平面に噴出口１３４を設け、
その上に重ねる平板からなる調整体１３１に略三角形状
の調整口１３３を設けたもので調整体１３１を動かして
空気噴出量の調整をしようとするものである。この実施
例においてもつまみ１３Ｂによって簡単に調整できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は、被めっき物のめっき面積に
よって極間距離を変え、前記波めっき物の片面又は両面
に電気めっき層を形成することを特徴とする電気めっき
法としたことにより、あるいは、最終的に電気めっき層
を形成するパターンに対して逆パターンの、導電性の材
料からなるマスクを電気めっきを施す面に設けて、前記
パターン、および前記マスク上に前記電気めっき層を形
成し、その後、前記マスク上の前記電気めっき層を除去
することを特徴とする電気めっき法としたことにより、 あるいは、電気めっき用の陽極に対し平行で、前記陽極
から離れるほど断面積が大きくなるめっき槽を備え、前
記陽極を前記めっき槽の前記断面積の最も小さい部分に
設け、被めっき物のめっき面積によって極間距離を変え
て電気めっきを行うようにしたことを特徴とする電気め
っき装置としたことにより、 あるいは、めっき液撹拌用空気を噴出するための噴出口
を有する筒体に、調整口を有する調整体を重ね、重ね位
置を変えることにより噴出空気量を変えて前記めっき液
の攪拌の強弱を調整するようにしたことを特徴とする電
気めっき装置としたことにより、 均一な膜厚の電気めっき層を形成することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気めっき法の実施例を説明するため
の電気めっき装置、第２図は同じく本発明の電気めっき
法の実施例を説明するための電気めっき装置、第３図は
極間距離と膜厚のばらつきの関係の一結果を示すグラフ
、第４図は電気めっきの工程を示すフロー図、第５図は
プリント回路等の回路パターン上にめっきを行う電気め
っきの工程を示すフロー図、第６図は陽極に含燐銅板を
使用した場合の極間距離と被めっき物の面積との関係を
実験よりもとめたグラフ、第７図は同じく陽極に含燐鋼
ボールを使用した場合のグラフ、第８図は本発明の電気
めっき装置の実施例を示す装置図、第９図は本発明の異
なった電気めっき装置の実施例を示す装置図、第１０図
は本発明の更に異なった電気めっき装置の実施例を示す
装置図、第１１図は本発明の電気めっき装置の空気噴出
部の実施例を示す分解図、第１２図は同じく異なった空
気噴出部の実施例を示す分解図、第１３図は同じく更に
異なった空気噴出部の実施例を示す分解図である。 １１．２１．８１．９１．１０１・・・めっき槽１２．
２２．２２’、８２．９２．１０２．１０２′・・・陽
極　　１４．２４．８４．９４．１０４・・・被めっき
物　　ｄ、ｄｏ・・・極間路Ｍ　　ａ・・・膜厚のばら
つき　　Ｓ・・・めっき面積　　１１１゜１２１．１３
２・・・筒体　　１１２．１２２．１３１・・・調整体
　　１１３．１２３．１３４・・・噴出口１１４．１２
４．１３３・・・調整口 図 １′） １１２図 ２ ＠３１１ １１５ 図 ｌ６１１１ １７１１ １１２図 ＊１３ｍ ｎ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被めっき物のめっき面積によって極間距離を変え
   、前記被めっき物の片面又は両面に電気めっき層を形成
   することを特徴とする電気めっき法。
2. （２）最終的に電気めっき層を形成するパターンに対し
   て逆パターンの、導電性の材料からなるマスクを電気め
   っきを施す面に設けて、前記パターン、および前記マス
   ク上に前記電気めっき層を形成し、その後、前記マスク
   上の前記電気めっき層を除去することを特徴とする電気
   めっき法。
3. （３）電気めっき用の陽極に対し平行で、前記陽極から
   離れるほど断面積が大きくなるめっき槽を備え、前記陽
   極を前記めっき槽の前記断面積の最も小さい部分に設け
   、被めっき物のめっき面積によって極間距離を変えて電
   気めっきを行うようにしたことを特徴とする電気めっき
   装置。
4. （４）めっき液攪拌用空気を噴出するための噴出口を有
   する筒体に、調整口を有する調整体を重ね、重ね位置を
   変えることにより噴出空気量を変えて前記めっき液の攪
   拌の強弱を調整するようにしたことを特徴とする電気め
   っき装置。