JPH11117076A - メッキ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メッキ槽内部のメッキ液の流動状態を変える
ことにより、メッキ槽によるメッキ処理の量的及び質的
なばらつきを極力解消することのできる新規のメッキ処
理装置の構造を提供する。 【解決手段】 メッキ槽１０の背面側には送液室１４が
設けられ、背面側壁の略中央部にはメッキ槽１０と送液
室１４とを連通する仕切ネット１５が取り付けられてい
る。送液室１４の内部には３つの送液ファン１６が水平
に配列され、駆動モータ１７により回転駆動される。メ
ッキ槽１０の背面側壁の内面に沿って帯状の制流板２１
が上下に３つ取り付けられ、背面側壁の内面上からメッ
キ槽１０の内部中央に向かって下方に傾斜した姿勢で固
定される。正面側壁の内面にも水平に伸びる帯状の制流
板２２が上下に３つ取り付けられ、正面側壁の内面上か
らメッキ槽１０の内部中央に向かって下方に傾斜した姿
勢で固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はメッキ処理装置に係
り、特に、無電解メッキを行うために好適な処理装置の
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、無電解メッキは、メッキ槽内にメ
ッキ液を収容し、メッキ液を液面上方からほぼ垂直に挿
入した撹拌子にて撹拌したり、メッキ液の中にエアを導
入して気泡によりメッキ液を撹拌したりしながら、被処
理物であるプリント回路基板などをメッキ槽内に浸漬す
る方法により行われている。このようにメッキ槽内にお
いてメッキ液を撹拌する理由は、無電解メッキは置換反
応や還元反応などの化学反応によりメッキ液から金属を
析出させ、基板などに金属を堆積させる方法であるた
め、メッキ液内の温度分布や金属成分の濃度分布その他
の条件の変化によりメッキ層の堆積状態が大きく影響さ
れるからである。

【０００３】また、無電解メッキを行う際のメッキ処理
装置には、メッキ液をメッキ槽から排出して循環ポンプ
により再びメッキ槽内に戻すことにより、メッキ槽内の
メッキ液を常に循環させ、メッキ液の均一性を確保する
方法や、プリント基板などの被処理物をメッキ液内に浸
漬させた状態で上下左右に揺動させる方法なども多く採
用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
無電解メッキ方法においては、メッキ槽内のメッキ液に
おける温度のばらつきや金属成分その他の成分の濃度の
ばらつき、特にメッキ液の液深方向の温度や濃度の不均
一性を充分に解消することができないため、メッキ槽内
に浸漬したプリント基板を途中で引き上げ、プリント基
板の上下を逆さまにして再びメッキ槽内に浸漬させるこ
とにより、プリント基板の上下方向のメッキ層の厚さや
質のばらつきを低減するという対症療法的な方法を取ら
ざるを得ないという問題点がある。

【０００５】また、近年のプリント基板の微細構造化や
高精度化の要求に答えるためには、上記のような処理の
ばらつきのある装置及び方法や対症療法的な方法では対
処できなくなっており、製造時の歩留まりや製品の性能
を充分に確保することはできない。

【０００６】さらに、上述のような方法では、メッキ処
理装置に付属機構を多く備え付ける必要があり、装置の
製造コストや管理、維持コストが増大するという問題点
もある。

【０００７】特に、比重の重い金属の無電解メッキを行
う場合においては、メッキ液の温度をある程度高める必
要があるため、メッキ槽内の液深方向の温度差が大きく
なるとともに、金属の比重により液深方向の金属成分の
濃度差も大きくなるという問題点がある。

【０００８】そこで、本発明は上記問題点を解決するも
のであり、その課題は、メッキ槽内部のメッキ液の流動
状態を変えることにより、メッキ槽によるメッキ処理の
量的及び質的なばらつきを極力解消することのできる新
規のメッキ処理装置の構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、上部又は下部のいずれか一方
にメッキ液を導入する入液部を備えるとともに他方に前
記メッキ液を排出する排液部を備えたメッキ槽と、前記
メッキ槽内の前記メッキ液に略水平方向の流動を促すた
めの流動促進手段とを設けたことを特徴とするメッキ処
理装置である。

【００１０】この手段によれば、メッキ槽において入液
部から排液部へと上方若しくは下方にメッキ液を導くよ
うに構成されているとともに、流動促進手段により略水
平方向の流動を発生させるように構成されていることに
より、入液部から導入されたメッキ液がメッキ槽内を流
動促進手段による流動に沿ってゆっくりと排液部へと対
流しながら徐々に向かうようにすることができるので、
乱流や滞留部の発生を抑制しつつ、メッキ槽内のメッキ
液の温度分布や主要成分の濃度分布、特にメッキ液の液
深方向の温度差や濃度差を低減することができる。

【００１１】たとえば、メッキ槽の入液部を１の側面部
に設け、排液部を他の側面部に設けるとメッキ液はメッ
キ槽内を１の側面部から他の側面部へと移動するが、こ
のままではメッキ槽内のメッキ液には、液深方向の温度
分布や濃度分布が発生してしまう。この場合に、メッキ
液を多少撹拌してもメッキ液の比重に起因する液深方向
の分布を解消することは困難であり、撹拌運動量を増大
させてメッキ液の均一性を高めようとするとメッキ液の
乱流により部分的にメッキ液の滞留部が発生してメッキ
液の交代が阻害されたり、あるいは乱流によりメッキ処
理自体に支障が生ずる可能性もある。

【００１２】一方、メッキ槽の入液部を上部に配置し、
排液部を下部に配置した場合には、入液部から導入され
た新しいメッキ液の温度が高いとそのままメッキ槽の上
部からゆっくりと降下するので液深方向の分布を解消す
ることはできず、導入されたメッキ液の温度が低いとそ
のまま降下して排出されてしまうためメッキ液の滞留が
起こりメッキ液の交代に支障が出る。この場合、メッキ
液の上下の撹拌を行うと上述と同様に効果を得にくく、
滞留部の発生、メッキ液の交代の阻害、乱流によるメッ
キ処理の障害が生ずる可能性がある。

【００１３】逆に、入液部を下部に配置し、排液部を上
部に配置する場合には、導入されたメッキ液の温度が高
いとそのまま上昇して排出されてしまうためメッキ液の
滞留が起こりメッキ液の交代に支障が出てしまい、導入
されたメッキ液の温度が低いと下部からゆっくりと上昇
するので液深方向の分布を解消することはできない。こ
の場合にも、メッキ液の上下の撹拌をしても上述と同様
の支障がある。

【００１４】上記の状況に対して本発明によれば、流動
促進手段により略水平方向のメッキ液の流動を発生させ
るため、導入された新たなメッキ液はこの流動に巻き込
まれて対流しながらゆっくりと排液部へ向けて移動する
ので、メッキ液が導入された順にほぼ移動して排出され
るためメッキ液の滞留を抑制し、メッキ液の交代性を確
保できるとともに、比重差に起因するメッキ液の移動を
抑制するので、液深方向の温度及び濃度の分布が発生し
にくくなり、メッキ処理の均一性を高めることができ
る。

【００１５】ここで、前記流動促進手段による前記メッ
キ液の流動方向を該流動方向の上流側において前記入液
部から前記排液部へと向かう方向とは逆方向に斜めに規
制する制流板を前記メッキ槽内に設けることが好まし
い。

【００１６】この手段によれば、流動促進手段によるメ
ッキ液の流動を制流板により入液部から排液部へと向か
う方向とは逆方向に斜めに規制することにより、メッキ
液の排液部へ向かう直接的な流れを抑制して滞留部をさ
らに低減し、メッキ液の交代性を高めることができる。
また、流動を斜めに規制するために円滑にメッキ液を対
流させることができるため、乱流や滞留部の発生を抑制
することができる。したがって、より均一かつ高品位の
メッキ処理を施すことができる。

【００１７】この場合にはまた、前記入液部は前記メッ
キ槽の下部にあり、前記排液部は前記メッキ槽の上部に
あることが望ましい。

【００１８】この手段によれば、制流板は導入されたメ
ッキ液が直接的に上昇して排液部に向かうことを抑制す
るので、メッキ槽内に槽内よりも温度の高いメッキ液を
導入する場合においては、比重差による導入メッキ液の
上昇を抑制することも可能になり、メッキ液の温度や濃
度の分布の形成をさらに抑制することができる。

【００１９】これらの場合においては、前記流動促進手
段による前記メッキ液の流動方向を該流動方向の下流側
において前記入液部から前記排液部へと向かう方向に斜
めに規制する他の制流板を備えることが望ましい。

【００２０】この手段によれば、一旦、上述の制流板に
より入液部から排液部へと向かう方向とは逆方向に斜め
にメッキ液を導いた後、他の制流板により入液部から排
液部へと向かう方向に斜めにメッキ液を導くようにした
ので、メッキ液を円滑に対流させることができ、乱流や
滞留部の発生によるメッキ液の交代性の阻害をさらに低
減することができる。

【００２１】上記各手段において、前記制流板は前記流
動方向の規制をその傾斜角度により実現するように構成
され、前記傾斜角度を変更可能に取り付けられているこ
とが望ましい。

【００２２】この手段によれば、制流板の傾斜角度を調
節することにより、メッキ槽の形状、入液部や排液部の
配置、メッキ液の組成、温度、メッキ槽へのメッキ液の
導入量などの装置毎に異なる状況に応じてメッキ液の対
流を適宜に最適化することができ、メッキ処理の均一性
をさらに向上させることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係るメッキ処理装置の実施形態について説明する。図
１、図２及び図３は、本実施形態におけるメッキ処理装
置の主要部の構造を示す平面図、正面図及び一部断面側
面図である。この実施形態において、矩形の横断面を備
えたメッキ槽１０が設けられており、このメッキ槽１０
の正面側壁の上部には、横長の越流ゲート口１１が形成
されている。この越流ゲート口１１の外側には排液室１
２が形成されており、越流ゲート１１から流出したメッ
キ液を集めて排液管１３から排出するように構成されて
いる。

【００２４】メッキ槽１０の背面側には送液室１４が設
けられ、メッキ槽１０の背面側壁の略中央部には送液室
１４に連通する開口部が形成されている。メッキ槽１０
と送液室１４との間の上記開口部には通液性を有する網
目状の仕切ネット１５が取り付けられている。送液室１
４の内部には３つの送液ファン１６が水平に配列されて
いる。この送液ファン１６は、駆動モータ１７によりプ
ーリ、ベルトなどを介して回転駆動されるようになって
いる。

【００２５】メッキ槽１０の底面は正面側に設けられた
ドレン口１８に向けて左右側面部及び背面部の３方から
僅かに下方へ向けて傾斜した形状に構成されている。ド
レン口１８は図示しないドレンバルブに接続されてい
る。メッキ槽１０の底面上には、水槽の左右上方から挿
入された給液管１９に連結された複数の入液管２０が配
設されており、これらの入液管２０には、給液管１９か
ら供給されたメッキ液をメッキ槽１０内に導入する多数
の導入口２０ａが形成されている。

【００２６】給液管１９は図示しない給液装置に接続さ
れており、給液装置にてメッキ液は既定の温度に制御さ
れ、メッキ残差などが除去された後に給液装置内に備え
られた循環ポンプにより給液管１９からメッキ槽１０内
に導入される。そして、メッキ槽１０内を上昇した後、
メッキ槽１０の上記越流ゲート口１１から溢れ出たメッ
キ液は、排液室１２を通過して排液管１３を介して給液
装置に戻される。このようにして、メッキ槽１０には、
循環するメッキ液が常時所定速度で通過するように構成
されている。

【００２７】本実施形態においては、メッキ槽１０の背
面側壁の内面及び上記仕切ネットに沿って、水平に伸び
る帯状の制流板２１が上下に３つ取り付けられている。
この制流板２１は、背面側壁の内面上からメッキ槽１０
の内部中央に向かって下方に傾斜した姿勢で固定されて
いる。一方、背面側壁に対向する正面側壁の内面にも水
平に伸びる帯状の制流板２２が上下に３つ取り付けられ
ている。この制流板２２もまた、正面側壁の内面上から
メッキ槽１０の内部中央に向かって下方に傾斜した姿勢
で固定されている。これらの制流板２１，２２の傾斜角
度は、メッキ槽１０のサイズや制流板の間隔により異な
るが２０〜７０度の範囲内の角度であることが好まし
い。

【００２８】本実施形態では、図３に示すように、底面
上の下部に配置された入液管２０から導入されたメッキ
液は上昇して上部の越流ゲート口１１から排出される。
ここで、通常は、メッキ液の温度が周囲よりも高ければ
上昇し、メッキ液の温度が周囲よりも低ければ下降する
ため、一般にメッキ槽１０内において上部のメッキ液は
温度が高く、下部のメッキ液は温度が低くなる。また、
メッキ液の内部に含まれる金属成分の比重により上部の
メッキ液中の金属成分の濃度は薄く、下部のメッキ液中
の金属成分の濃度は濃くなる。

【００２９】この場合、通常の垂直軸の周りに回転する
撹拌子や気泡などによりメッキ槽内のメッキ液を撹拌し
ても、上下方向の温度差はなかなか解消され難く、却っ
て温度差や濃度差を解消するために撹拌量を増大させる
と乱流や滞留部が発生してメッキ液の温度分布や濃度分
布が悪化する場合もある。したがって、メッキ液の金属
濃度差が発生し、メッキ層の厚さや膜質のばらつきの原
因になる。

【００３０】これに対して本実施形態では、送液ファン
１６を稼働させることによりメッキ槽１０内においてメ
ッキ液の水平方向の流動が促進されるため、入液管２０
から導入されたメッキ液の上下方向への移動が制限さ
れ、ほぼ水平方向に対流しながらゆっくりと越流ゲート
口１１に向かって上昇する。このため、メッキ液の液深
方向の温度差や濃度差は発生しにくくなり、また、乱流
や滞留部の発生も抑制される。

【００３１】そして、送液ファン１６により促進される
ほぼ水平方向の流動は、当該流動の上流側に設けられた
制流板２１によって規制されるので、メッキ液は送液フ
ァン１６により押し出されてから、一旦、斜め下方に向
かって導かれた後、流動の下流側に設けられた整流板２
２によって斜め上方に向かい、メッキ層内のすみずみを
対流しながら徐々に上方に向かって流れていき、最終的
に越流ゲート口１１から排出される。すなわち、上下方
向の対流を送液ファン１６による流動によって抑制する
とともにメッキ液をメッキ槽の内部を広く対流させ、そ
の流動方向に沿ってゆっくりとメッキ液が上昇するよう
に構成したので、下部の入液管２０から導入されたメッ
キ液は、ほぼその導入順にメッキ槽１０の上方へと移動
し、排出される。この結果、メッキ槽１０内の上下方向
の温度分布や濃度分布のばらつきが少なくなり、均一化
される。

【００３２】この場合、上記制流板２１，２２、特に流
動の上流側に配置された制流板２１は、送液ファン１６
によるメッキ液の流動を整えるとともに、送液ファン１
６による流動に逆らって発生する上下方向のメッキ液の
流動を抑制する効果を有するものである。この場合、送
液ファン１６により発生するメッキ液の流動における上
流側の制流板２１を流動をやや下方に向けて導くように
構成していることによって、入液管２０から導入された
メッキ液の上方への直接の移動を抑制できるため、より
効果的である。特に、制流板２１，２２は、送液ファン
１６により生ずるほぼ水平方向のメッキ液の流動を斜め
に導くように配置されているので、乱流や滞留部を生ず
る恐れが少なく、円滑な対流を発生させることができる
ようになっている。

【００３３】ここで、上記実施形態では、制流板２１，
２２を背面側壁及び正面側壁の内面に固定しているが、
送液ファンなどの流動促進手段による流動を妨げる位置
及び姿勢でなければ、メッキ槽１０内の任意の位置に配
置することができる。たとえば、整流板２１，２２を背
面側壁及び正面側壁の内面からやや離して配置すること
も可能である。

【００３４】本実施形態では、電解メッキを行う場合に
も用いることができるが、特に化学反応によりメッキ層
の堆積が行われる無電解メッキにおいてメッキ層の厚さ
及び膜質の均一性の向上を図る上で効果的である。無電
解メッキにおいては、メッキ液の温度、組成などが大き
くメッキ処理に影響するからである。近年プリント基板
上へのメッキ処理としては、パターンの微細化、高密度
化に伴ってリード線のいらない無電解メッキによるニッ
ケル層や金層の形成が主流となっている。この無電解メ
ッキの中でも、比重の大きな金属を堆積する場合にはメ
ッキ液を高温に保持して処理する必要があることから、
メッキ槽内の上下方向、すなわち液深方向の温度差や金
属成分の濃度差が大きくなるため、本実施形態の効果は
きわめて顕著である。

【００３５】次に、図４を参照して、上記実施形態に対
する変形例について説明する。この変形例は、上述の実
施形態とほとんど同様の構造を備えたメッキ処理装置で
あるが、ただ一つ相違する点は、制流板の傾斜角度が可
変に構成され、調整可能になっている点である。図４に
示すように、制流板３１，３２は、背面側壁及び正面側
壁に対してそれぞれ３つずつ複数箇所にて回動自在に取
り付けられており、また、それぞれ３つの制流板３１，
３２の両端部には、共通の駆動軸３３，３４が回動自在
に接続されている。なお、図４には制流板の断面が描か
れているので、駆動軸３３，３４は断面部よりも奥の側
のもののみが示されている。

【００３６】上記駆動軸３３，３４は、その軸線に沿っ
て上下に動かし、かつ任意の位置にて固定できるよう
に、ネジ構造、締付構造、フック構造その他の構造によ
り支持されている。駆動軸３３，３４を上方に引き上げ
ると、制流板３１，３２は時計回りに回動し、逆に駆動
軸３３，３４を下方に引き下げると、制流板３１，３２
は反時計回りに回動するので、整流板３１，３２をそれ
ぞれ任意の傾斜角に調整することができるように構成さ
れている。

【００３７】このような構成により、制流板３１，３２
の傾斜角を変えてメッキ槽１０の内部のメッキ液の流動
状態を制御し、メッキの質的及び量的な均一性を最適化
することができる。

【００３８】上記変形例においては、背面側壁に取り付
けられた制流板３１と、正面側壁に取り付けられた制流
板３２とをそれぞれ３つずつ同一の傾斜角度で変化でき
るように構成されているが、上部、中部、下部の各部３
つの整流板毎に相互に傾斜角度を変えてセッティングし
ておき、これらの傾斜角度の差を保持したまま傾斜角度
を全体として増減できるようにしてもよく、あるいはま
た、各部の整流板の傾斜角度を個別に独立して変えられ
るように構成してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、メ
ッキ槽において入液部から排液部へと上方若しくは下方
にメッキ液を導くように構成されているとともに、流動
促進手段により略水平方向の流動を発生させるように構
成されていることにより、入液部から導入されたメッキ
液がメッキ槽内を流動促進手段による流動に沿ってゆっ
くりと対流しながら排液部へと徐々に向かうようにする
ことができるので、乱流や滞留部を抑制しつつ、メッキ
槽内のメッキ液の温度分布や主要成分の濃度分布、特に
メッキ液の液深方向の温度差や濃度差を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメッキ処理装置の実施形態の主要
部を示す概略平面図である。

【図２】同実施形態の概略正面図である。

【図３】同実施形態の概略一部断面側面図である。

【図４】同実施形態の変形例の構造を示す拡大説明図で
ある。

【符号の説明】

１０ メッキ槽 １１ 越流ゲート口 １２ 排液室 １３ 排液管 １４ 送液室 １５ 仕切ネット １６ 送液ファン １７ 駆動モータ １８ ドレン口 １９ 給液管 ２０ 入液管 ２１，２２，３１，３２ 制流板 ３３，３４ 駆動軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部又は下部のいずれか一方にメッキ液
   を導入する入液部を備えるとともに他方に前記メッキ液
   を排出する排液部を備えたメッキ槽と、前記メッキ槽内
   の前記メッキ液に略水平方向の流動を促すための流動促
   進手段とを設けたことを特徴とするメッキ処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記流動促進手段に
   よる前記メッキ液の流動方向を該流動方向の上流側にお
   いて前記入液部から前記排液部へと向かう方向とは逆方
   向に斜めに規制する制流板を前記メッキ槽内に設けたこ
   とを特徴とするメッキ処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記入液部は前記メ
   ッキ槽の下部にあり、前記排液部は前記メッキ槽の上部
   にあることを特徴とするメッキ処理装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３において、前記流
   動促進手段による前記メッキ液の流動方向を該流動方向
   の下流側において前記入液部から前記排液部へと向かう
   方向に斜めに規制する他の制流板を備えることを特徴と
   するメッキ処理装置。
5. 【請求項５】 請求項２乃至請求項４のいずれか１項に
   おいて、前記制流板は前記流動方向の規制をその傾斜角
   度により実現するように構成され、前記傾斜角度を変更
   可能に取り付けられていることを特徴とするメッキ処理
   装置。