JPH06108292A - 電着塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電着塗装方法において、通電を開始する場所に
おいて被塗装物に電流が集中するために発生する塗膜不
良を防止すること。 【構成】被塗装物の複数個を電着槽に順次浸漬し、電着
槽中の対向する一対の電極間を間欠的または連続的に移
動させながら被塗装物の両面に塗膜を形成させた後、被
塗装物を順次取り出す電着塗装方法において、前記一対
の電極の極間距離を、被塗装物の浸漬側が取り出し側よ
り大きくしたことを特徴とする電着塗装方法。 【効果】本発明によれば、電着塗装時の異常析出および
小径スルーホールのつまりの発生並びに塗膜の肌荒れお
よび塗膜厚のバラツキ等を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電着塗装方法、特に良
質な電着塗膜を効率よく析出させ、電着塗膜の生産性を
向上させた電着塗装方法に関するものである。この電着
塗装方法は、特にプリント配線板等の板状の被塗装物上
に感光性レジスト膜を形成する場合に最適である。

【０００２】

【従来の技術】電気製品、電子機器の小型化・高性能化
に伴い、プリント配線板の配線パターンは年々、細密化
・高密度化してきている。一方、プリント配線板の製造
工程も年々、自動化が進んでいる。プリント基板にレジ
スト膜を形成させる場合、現在主流となっている感光性
フィルムを積層する方法ではファインパターンの形成に
は限界があることが知られている。そこで新たな方法と
して電着塗装により感光性レジスト膜を形成する方法が
開発・実用化された。

【０００３】しかし、現在実用化されている電着塗装方
法は、図５に示すように被塗装物３の主面とその対極と
なる一対の電極２は平行関係で行うもので、そのため１
枚または複数枚の被塗装物を治具にて一平面状に保持
（以下「一平面掛け」と称する。）させた治具１個分の
被塗装物しか一度に電着槽に浸漬することができない。
このため被塗装物の単位面積当たりの電着液量が多くな
り不経済であるばかりでなく、１ターンオーバーの時間
が長くなり、電着液が劣化し、良質な電着塗膜を得るこ
とができない。

【０００４】また、生産能力を上げるためには電着槽の
数を多くするか、もしくは一平面掛けの面積を大きくし
て一度に多くの被塗装物を掛けられるように電着槽を大
きくするしかなく、電着液が多くなり液管理が難しくな
るばかりでなく、設備費用も大幅に増え、更にこのよう
にしても生産能力の向上には限界があった。

【０００５】そこで、新たな電着塗装装置が提案された
（特開平１−１７２５９５号）。この発明は、被塗装物
の主面とその対極となる一対の電極は垂直関係にあり、
そのため電着槽一槽に、主面が平行に配列された板状の
被塗装物を複数枚同時に浸漬し電着することができるも
のである。

【０００６】しかし、この発明には次のような欠点があ
った。即ちこの方法では、図６に示すように板状の被塗
装物を複数枚同時に搬送する手段としてかご状の治具１
３を使用するが、かご状の治具は未反応の電着液の付着
量が多く、電着槽からの持ち出し量が多くなり不経済で
あるばかりでなく、液だれの原因となり、その固着物が
電着液に再混入する恐れがあった。また水洗効率の低下
を招き易く、主面が平行に配列された板状の被塗装物を
複数枚同時に水切りすることは難しく、乾燥も不完全に
なり易かった。更にこの発明では、生産能力を上げるた
めに同時に浸漬する板状の被塗装物の枚数を増加してい
けば、電着槽だけではなく水洗槽等も大きくする必要が
あり、また治具の構造からも同時に浸漬する枚数には限
度があり、従って生産能力の向上には限界があった。

【０００７】これらの問題を解決するため、本発明者等
は、既に新たな電着塗装方法を提案した（特願平４−１
７３７６２号）。この発明は図７に示すように被塗装物
の主面とその対極となる一対の電極を垂直関係になるよ
うに配設した電着槽を用い、被塗装物の複数個を電着槽
の、該主面と向き合う一方の側（以下「前側壁の近傍」
と称する。）に順次浸漬し、電着槽中の対向する一対の
電極間を間欠的または連続的に移動させながら被塗装物
の両面に塗膜を形成させた後、電着槽の該主面と向き合
う他方の側（以下「後側壁の近傍」と称する。）から、
被塗装物を順次取り出すようにしたもので、生産性がよ
く、製造コストの安い、しかも、良質かつ均一な電着塗
膜を提供することができる。

【０００８】即ち、この方法によれば、単位面積当たり
の電着液量が少なく、電着槽より持ち出す電着液量も少
なくできるから製造コストが安くなる。また電着液の１
ターンオーバー時間が短くなり、被塗装物を順次取り出
すから、後工程の水洗、水切りおよび乾燥が効率良くで
き、かつ電着槽に浸漬する枚数もより多くできるため、
生産性が著しく向上し、現像・エッチング装置等の処理
スピードにも追従でき、これらの装置と連続自動化も可
能となる。更に液だれによる電着液の汚れも少なくなる
ので、良質な電着塗膜を得ることができる。

【０００９】しかし、この方法には、次の欠点があるこ
とがわかった。即ち、被塗装物の主面とその対極となる
一対の電極が垂直関係になるように配設されているた
め、電着槽に浸漬され通電される被塗装物の側端部と、
電極との距離はすべて等しくなる。従って、通電を開始
する場所における被塗装物は塗膜が形成されていない
分、既に長時間通電された場所における被塗装物に比し
て電気抵抗が小さく、従って電極からの電流は、通電を
開始する場所における被塗装物に集中することになる。
その結果、異常析出および小径スルーホールのつまりの
発生、並びに塗膜の肌荒れおよび塗膜厚のバラツキを招
き易くなる。また、銅の溶出も多くなり、電着液の劣化
が早くなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な実状に鑑みてなされたものであり、その解決しようと
する課題は、被塗装物の主面とその対極となる一対の電
極を垂直関係になるように配設した電着槽を用い、被塗
装物の複数個を電着槽に順次浸漬し、電着槽中の対向す
る一対の電極間を間欠的または連続的に移動させながら
被塗装物の両面に塗膜を形成させた後、被塗装物を順次
取り出す前記電着塗装方法における次の点である。即
ち、通電を開始する場所における被塗装物に電流が集中
するために、異常析出および小径スルーホールのつまり
の発生並びに塗膜の肌荒れおよび塗膜厚のバラツキを招
き易く、また銅の溶出も多くなり、電着液の劣化が早く
なる点である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、被塗装物とそ
の対極となる電極との距離を、通電を開始する場所では
大きくし、それ以降は除々に小さくすること、即ち、極
間距離を被塗装物の浸漬側が取り出し側より大きくした
一対の電極を設置した電着槽を用いることにより上記課
題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【００１２】即ち本発明は、被塗装物の対極となる一対
の電極を垂直にかつ対向させて配設し電着液を満たした
電着槽を用い、前側壁の近傍から板状の被塗装物の複数
個を順次浸漬し、各被塗装物を主面が平行に配列される
ように間隔をあけて、電着槽中の対向する一対の電極間
を間欠的または連続的に移動させながら、通電して各被
塗装物の両面に塗膜を形成せしめた後、電着槽の後側壁
の近傍から被塗装物を順次取り出す電着塗装方法におい
て、前記一対の電極の極間距離を、被塗装物の浸漬側が
取り出し側より大きくしたことを特徴とする電着塗装方
法である。

【００１３】本発明を図面に従って詳しく説明する。図
１および図２に示すように箱型に形成された電着槽１
に、電着液６が一定量貯留されており、均一な液組成を
保つため外部循環ポンプ８で緩やかに攪拌されている。
電着槽には被塗装物の対極となる一対の電極２が、垂直
にかつ対向して配設されている。この一対の電極の極間
距離は、被塗装物の浸漬側が取り出し側より大きくなる
ように、電着槽の該被塗装物の主面と向き合わない内壁
（以下「横側壁」と称する。）に沿って配設されてい
る。

【００１４】自動もしくは手動で前処理より移送されて
きた被塗装物Ａを、電着槽の前側壁４の近傍にて、被塗
装物Ａの主面がその対極となる一対の電極双方に対して
同一角度で、かつ被塗装物の側端部と電極との距離が両
側とも同一になるように電着液に浸漬する。続いて被塗
装物Ａを直流電源供給装置７に接続し、被塗装物Ａに通
電し、被塗装物Ａに塗膜を形成させる。この場合、浸漬
と同時に被塗装物に通電するよりも少し時間をおいて被
塗装物を電着液になじませる方が好ましい。また、次の
被塗装物Ｂが前処理より移送されて電着槽の前側壁の近
傍に浸漬されるまでに、被塗装物Ａを取り出し側に向か
って１間隔分、電着槽中を間欠的または連続的に移動さ
せる。この際、被塗装物は前記一対の電極の中央を移動
させる。

【００１５】引き続いて、被塗装物Ｂの主面と被塗装物
Ａの主面が１間隔分隔てて平行に配列されるように、被
塗装物Ｂを電着槽に浸漬した後、通電し、塗膜を形成さ
せる。また、次の被塗装物Ｃが電着槽の前側壁の近傍に
浸漬されるまでに、被塗装物ＡおよびＢを取り出し側に
向かって１間隔分、電着槽中の対向する一対の電極間を
間欠的または連続的に移動させる。同様にして、被塗装
物Ｃを電着槽に浸漬した後、通電し、塗膜を形成させ
る。また、次の被塗装物Ｄが浸漬されるまでに、被塗装
物Ａ、ＢおよびＣを取り出し側に向かって１間隔分、電
着槽中の対向する一対の電極間を間欠的または連続的に
移動させる。

【００１６】以上をくり返して、被塗装物を電着槽に順
次浸漬し、電着槽中の対向する一対の電極間を間欠的ま
たは連続的に移動させながら、通電して電着槽の被塗装
物が後側壁の近傍に至るまでに、被塗装物の両面に所定
の厚みの塗膜を形成させる。所定の厚みの塗膜が形成さ
れた被塗装物Ａを電着槽の後側壁の近傍から取り出し、
後処理へ移送する。同様にして、被塗装物Ｂ、Ｃ…を電
着槽の後側壁の近傍から順次取り出し、後処理へ移送す
る。なお電着塗膜の再溶解を防ぐために被塗装物は通電
終了後、速やかに電着槽から取り出すことが好ましい。

【００１７】この様にして、前処理より移送されてきた
複数個の被塗装物を、電着槽の前側壁の近傍から順次浸
漬し、各被塗装物の主面が平行に配列されるように電着
槽中の対向する電極間を間欠的または連続的に移動させ
ながら、通電して各被塗装物の両面に所定の厚みの塗膜
を形成させた後、電着槽の後側壁の近傍から被塗装物を
順次取り出し、後処理へ移送する。

【００１８】上記各被塗装物間の間隔は２０mm以上あけ
ることが好ましく、３０mm以上あけることがより好まし
い。２０mm未満では塗膜厚の均一性が保たれない恐れが
あり、また必要以上に大きくすることは単位面積当たり
の電着液量が多くなり好ましくない。

【００１９】図１に従って説明すると、被塗装物への通
電を開始する場所における被塗装物の側端部と電極との
距離Ｓと、被塗装物への通電を終了する場所における被
塗装物の側端部と電極との距離Ｔの間には次の関係が成
り立つ。 Ｓ＝Ｔ＋（通電開始場所から通電終了場所までの距離）
×ｓｉｎα ここで、αは被塗装物の主面と上下方向に直行する面に
対する各電極の傾き角（以下「傾き角」と称する。）、
即ち、一対の電極をもしそのまま延長することを想定し
た場合に、その交わる角度の１／２の角度である。αは
５〜４５°の範囲が好ましく、更に好ましくは１０〜３
０°である。αが５°未満では電極を傾斜させることに
よる効果が十分に発揮されず、４５°を超える場合に
は、電着槽を大きくしなければならず、また単位面積当
たりの電着液量が多くなり好ましくない。

【００２０】上記Ｔは２０mm以上が好ましい。通常電極
は、隔膜で覆われているため、Ｔが２０mm未満では、隔
膜と被塗装物が接触する恐れがある。一方必要以上に大
きくすることは単位面積当たりの電着液量が多くなり好
ましくない。上記Ｓは、αが１０〜３０°の範囲ではＴ
の２〜６倍が好ましい。ＳがＴの２倍未満であると通電
を開始する場所における被塗装物に電流が集中して品質
の低下を招き易く、また６倍以上であると単位面積当た
りの電着液量が多くなり好ましくない。

【００２１】上記被塗装物を間欠的または連続的に移動
させる時に、被塗装物に間欠的または連続的に、好まし
くは間欠的に衝撃または振動を与えると、孔内壁、凹凸
面にも均一な塗膜を得ることができ好ましい。特にスル
ーホールを有するプリント基板のスルーホール内壁およ
びエッジ部の電着に有効である。

【００２２】上記被塗装物は治具にて一平面掛けたもの
を用いることが好ましい。生産性を更に向上させるた
め、かご状の治具に複数個の被塗装物を設置することも
可能ではあるが、液だれの原因となり、また水切りも不
完全になるので好ましくない。その場合は、むしろ被塗
装物を一平面掛けした治具を複数枚同時に搬送する方が
良い。一平面掛けは、治具の構造が簡単で液だれを最小
限に抑えることができる。また、水切りも完全に行うこ
とができる。更に、電着槽以外の水洗槽等を大きくする
必要がないので、装置をコンパクトにでき経済的であ
る。

【００２３】本発明の電着塗装方法は、アニオン電着法
にもカチオン電着法にも適用できる。また電着液として
はネガ型電着レジスト液もポジ型電着レジスト液も使用
できる。

【００２４】

【作用】本発明によれば、被塗装物の対極となる電極と
して、垂直でかつ極間距離を被塗装物の浸漬側が取り出
し側より大きくした一対の電極を用いるため、従来の被
塗装物の主面とその対極となる電極を垂直関係になるよ
うに配設した装置を用いる方法に比べ、通電を開始する
場所における被塗装物への電流の集中を防ぐことができ
るので、より品質の良い塗膜を形成させることができ
る。

【００２５】

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明を詳しく説明
する。 実施例１ 図１および図２に示すように箱型に形成され、オーバー
フロー構造を有する電着槽１に、電着液６（ネガ型電着
レジスト液；東亞合成化学工業（株）製フォトイマージ
ュＥＤ）を一定量貯留し、均一な液組成を保つため外部
循環ポンプ８にて緩やかに攪拌した。該電着槽には被塗
装物３の対極となる一対の電極２を、垂直にかつ対向さ
せて配設してある。この一対の電極の極間距離は被塗装
物の浸漬側が取り出し側より大きくなるように、傾き角
２５°の角度を設けて配設している。なお該電極は、隔
膜（図示せず）を介して電着槽の両横側壁の内面に沿っ
て配設し、通電終了場所における被塗装物の側端部と電
極との距離Ｔを３０mmとした。なお、本装置には電着液
を回収するため、ＵＦ（ウルトラフィルトレーション）
装置（図示せず）が配設されている。

【００２６】図３に示すように治具１０に取りつけられ
た吊り下げ兼給電用クリップ１１にて被塗装物３（パネ
ルめっきを施されたスルーホールを有するプリント基
板）を１枚、治具に吊り下げ、キャリヤ（図示せず）に
掛けた後、前処理装置にて表面処理および水洗を行い、
電着槽に移送した。前処理より移送されてきた複数の被
塗装物を電着槽の前側壁の近傍にて、その主面が対極と
なる一対の電極双方に対して同一角度でかつ被塗装物の
側端部と両電極間の距離が同一になるように順次浸漬し
た。各被塗装物の主面が平行に配列されるように１間隔
分５０mmづつ、電着槽の後側壁の近傍に至るまで間欠的
に移動させつつ通電し、被塗装物の表面に所定の厚みの
塗膜を形成させた。この際、被塗装物は前記一対の電極
の中央を移動させた。電着槽の後側壁の近傍から被塗装
物を順次取り出し、後処理装置へ移送し、水洗、水切
り、乾燥を行った。得られたプリント基板の電着塗膜
は、スルーホール内壁およびエッジ部も含め、良質かつ
均一なものであった。

【００２７】図４を用いて電着時の工程を更に詳しく説
明する。図４に示すように、Ｂ〜Ｇ点で、治具に通電で
きるような電源供給装置７を設けた。この時、Ｇ点での
被塗装物の側端部と電極との距離が３０mmで、Ｂ点での
被塗装物の側端部と電極との距離は１３５mmとなり、後
者は前者の４．５倍とした。被塗装物を電着槽の前側壁
の近傍Ａに浸漬した。Ａでは通電せず、被塗装物を電着
液になじませるだけとした。この間、Ｂ〜Ｇの被塗装物
に３０秒間、定電圧法にて通電し（２００Ｖ）、塗膜を
形成した。次に電源を切り、Ａ〜Ｇの被塗装物を０．１
秒間（１．５Ｇ相当）でＢ〜Ｈの位置に５０mmづつ移動
させ、スルーホール内の脱泡および液替えを行った。後
側壁の近傍Ｈに移動した被塗装物は、すみやかに後処理
装置へ移送した。該被塗装物はＢ〜Ｇの６カ所で３０秒
間づつ、延べ１８０秒間電着され、所定の塗膜が形成さ
れた。Ｂ〜Ｇに移動した被塗装物に再び通電した。

【００２８】この様にして、ほぼ３０秒に１枚の割で浸
漬および取り出しを繰り返し電着を行った。得られた塗
膜の性能等の評価結果を表１に示した。なお、今回はＢ
〜Ｇの６箇所で電着したが、更に電着箇所を増やせばタ
クト時間は、さらに短縮可能である。例えば、電着箇所
を１２箇所にすれば、１５秒タクトも可能であった。

【００２９】比較例１ 図７に示すような被塗装物の主面と対極となる一対の電
極が垂直関係になるように配設された電着槽を用いた以
外は、実施例１と同じ条件で電着塗膜を形成させた。な
お、被塗装物の側端部と電極との距離は８０mmとした。
得られた塗膜の性能等の評価結果を表１に示した。塗膜
性能は、電着槽のｐＨを厳密に管理すれば実施例１と極
端な差は現れなかったが、浴管理を怠ると塗膜の品質に
大きく影響を及ぼし、浴管理幅が狭いことがわかった。

【００３０】なお、実施例１および比較例１で得られた
電着塗膜の性能等は次の方法で評価した。異常析出およ
び小径スルーホールのつまりは目視で観察した。塗膜表
面の平滑性および塗膜厚の均一性は、実施例および比較
例で得られた塗膜をそれぞれ光沢計および膜厚計で測定
し、両者の値を比較した。また銅の溶出は、得られた塗
膜中の銅イオンの量の測定値とした。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、被塗装物を一度に多く
電着でき、かつ単位面積当たりの電着液量が少なく、ま
た電着槽より持ち出す電着液量が少ないという効果を有
する。更に本発明の電着塗装方法によれば、通電を開始
する場所における被塗装物に電流が集中しないため、塗
膜厚のバラツキ、ピンホールの発生および塗膜の肌荒れ
を防止することができ、より品質の良い塗膜を形成させ
ることができる。また銅の溶出も少なくなり電着液の劣
化を防ぐことができるので、電着液の寿命を長くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電着塗装方法で使用する装置の一例の
概略構成を示す平面図である。

【図２】本発明の電着塗装方法で使用する装置の一例の
概略構成を示す側面の概略断面図である。

【図３】本発明の実施例および比較例で使用した治具の
概略図である。

【図４】本発明の実施例１の工程を説明するための概略
図である。

【図５】被塗装物の主面とその対極となる電極が平行関
係にある、従来の電着塗装装置の概略を示す平面図であ
る。

【図６】被塗装物を複数枚一度に浸漬、電着、取り出す
方式の、従来の電着塗装装置の概略を示す平面図であ
る。

【図７】被塗装物の主面と電極を垂直関係に配設し、被
塗装物を電着槽に順次浸漬し、電着槽中を移動させて電
着し、順次取り出す方式の、従来の電着塗装装置の概略
を示す平面図である。

【図８】本発明の電着方法に前処理および後処理を加え
た構成の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 電着槽 ２ 電極 ３ 被塗装物 ４ 前側壁 ５ 後側壁 ６ 電着液 ７ 電源供給装置 ８ 外部循環ポンプ ９ オーバーフロー槽 １０ 治具 １１ クリップ １２ 治具支持構造体 １３ かご状の治具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗装物の対極となる一対の電極を垂直
   にかつ対向させて配設し電着液を満たした電着槽を用
   い、板状の被塗装物の主面が向き合う一方の側から、複
   数個の該被塗装物を順次浸漬し、各被塗装物を主面が平
   行に配列されるように間隔をあけて、電着槽中の対向す
   る一対の電極間を間欠的または連続的に移動させなが
   ら、通電して各被塗装物の両面に塗膜を形成せしめた
   後、電着槽の該主面と向き合う他方の側から被塗装物を
   順次取り出す電着塗装方法において、前記一対の電極の
   極間距離を、被塗装物の浸漬側が取り出し側より大きく
   したことを特徴とする電着塗装方法。