JPH11279767A - 表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面処理装置内に浸漬された被処理物近傍で、
均一な処理液の流れと均一な気泡の流れを形成すること
のできる表面処理装置を提供する。 【解決手段】処理槽４内に収容した処理液５中に、被処
理物８を浸漬し、被処理物８表面の洗浄やめっき等の表
面処理を行うための表面処理装置において、処理槽４内
の被処理物８の設置領域よりも下部に処理液導入口１を
設け、導入口１から処理液５を処理槽４内に連続的に導
入するとともに、処理液導入口１と被処理物８設置領域
との間に、処理液導入口１側から被処理物８設置領域側
に貫通するように形成された複数の貫通孔１４と、被処
理物８設置領域側表面に形成された複数の気泡発生孔１
５を備えた整流板３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面処理槽内に収
容した表面処理液中に被処理物を浸漬し、その被処理物
表面の洗浄やめっき等の表面処理に用いる表面処理装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の表面処理装置における表面処理槽
部分の断面図を図６に示す。図６において、３１は処理
液導入口、３２は気泡発生用ガスの導入口、３３は表面
処理槽、３４は処理液、３５はオーバーフロー部、３６
は表面処理槽３３の開口部及びそこに形成される処理液
３４の液表面、３７は被処理物、３８は被処理物３７を
処理液３４に浸漬するための治具、３９は気泡である。

【０００３】このような従来の表面処理装置によれば、
処理液導入口３１を通じて処理液３４が、表面処理槽３
３内に連続的に供給され、表面処理槽３３の開口部３６
に達する。さらに、処理液導入口３１から供給される処
理液３４の増加により開口部３６から溢れ出た処理液３
４は、開口部３６の周囲に設けられたオーバーフロー部
３５に流れ落ち、オーバーフロー部３５に設けられた処
理液回収手段（図示せず）を通じて回収、ポンプ、フィ
ルター、温度調整装置（いずれも図示せず）等を経て、
再び処理液導入口３１を通じて表面処理槽３３内に供給
される。

【０００４】また、気泡発生用ガスの導入口３２から導
入されたガスは、導入口３２にあけられた穴列を通じて
表面処理槽３３に供給され、気泡３９となって表面処理
槽３３の開口部３６に達し、空気中へ放出されるか、ガ
ス回収手段（図示せず）により回収、処理される。

【０００５】一方、治具３８によって複数の被処理物３
７が支持固定された状態で表面処理槽３３内に収納され
る。この時、被処理物３７は、処理液導入口３１と気泡
発生用ガスの導入口３２の上側に設置され必要時間浸漬
することにより表面処理が行われる。また、治具３８は
気泡３９やめっき反応等で生じた微小な気泡の被処理物
３７への付着を防ぐために振動発生手段（図示せず）に
より揺動されることもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す従来の表面
処理装置では、処理液３４の処理液導入口３１からの吹
き出し方向に沿って流れが集中してしまうという問題が
ある。例えば図６のような吹き出しの場合、被処理物３
７を浸漬している領域の中央部と両端部に開口部３６へ
向かう上昇流が集中する。開口部３６に到達した処理液
３４の多くはそのままオーバーフロー部３５に流れ落ち
るが、一部は開口部３６付近から折り返して開口部３６
へ向かう流れの間を通って処理槽３３の底部へ向かう緩
やかな下降流を形成する。

【０００７】このような上昇流と下降流の入り交じる状
態では、被処理物３７の浸漬されている領域において淀
みや渦状流が発生するなど、著しく乱れた流れが形成さ
れてしまう。さらに、気泡発生用ガスの導入口３２より
吹き出す気泡３９による処理液３４の撹拌効果等により
このような傾向はさらに助長される。

【０００８】したがって、被処理物３７表面近傍の処理
液３４の流速は著しく不均一となり、被処理物３７表面
近傍の処理液３４の流速がめっき厚みや洗浄程度等に影
響を与えるため、被処理物３７に施されるめっきの厚み
や洗浄の程度等に大きなバラツキが発生してしまうとい
う問題があった。

【０００９】また処理液３４が無電解めっき液からなる
場合、気泡３９の供給が処理液３４の自己分解反応抑制
のために表面処理槽３３中の酸素等の溶存量を保持する
目的で行われている場合には、前記の下降流や渦状流の
存在により、被処理物３７の近傍には気泡３９による酸
素などの供給後長時間経過した処理液３４が滞留する可
能性が高くなるため、被処理物３７の近傍の処理液３４
中で自己分解反応抑制に必要な酸素などの溶存量が欠乏
し、自己分解反応が起こり、被処理物３７表面に付着す
るなどしてめっき厚みのバラツキやめっき品質の著しい
悪化を引き起こしてしまう場合があった。

【００１０】従って、バラツキが少なく品質の良い表面
処理を実現するためには、表面処理装置内で均一な処理
液の流れと均一な気泡の流れを同時に与えることが求め
られる。

【００１１】このような問題に対し、特開昭６２−２９
４１８２号においては、多孔板からなる整流板を設ける
ことが提案されているが、この方法では、整流板の穴の
空け方などを調整することで、処理液の流れを均一にす
ることは可能であるが、気泡の流れを同時に均一化する
ことができないものであった。

【００１２】また、特開平２−２９０９７６号では、被
処理物の下部からの均一な気泡の発生手段を提案してい
るが、処理液の流れについては何ら検討されておらず、
その結果、処理液の淀み等により均一な気泡を発生して
も処理槽内全体において気泡の分布が不均一となる場合
がある。

【００１３】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は表面処理装置内に浸漬され
た被処理物近傍で、均一な処理液の流れと均一な気泡の
流れが同時に存在し、互いの均一性を損なわない状態を
作り出すことのできる表面処理装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の表面処理装置
は、処理槽内に収容した処理液中に、被処理物を浸漬
し、該被処理物表面の洗浄やめっき等の表面処理を行う
ためのものであって、前記処理槽内の前記被処理物の設
置領域よりも下部に処理液導入口を設け、該導入口から
処理液を連続的に処理槽内に導入するとともに、前記処
理液導入口と前記被処理物設置領域との間に、前記処理
液導入口側から前記被処理物設置領域側に貫通するよう
に形成された複数の貫通孔と、前記被処理物設置領域側
表面に形成された複数の気泡発生孔を備えた整流板を設
けたことを特徴とするものである。

【００１５】本発明の表面処理装置によれば、表面処理
槽底部付近の処理液導入口と、表面処理槽内に収容した
処理液中に浸漬された被処理物との間に、板の裏表を貫
通する多数の貫通孔と、気泡発生孔を多数設けた整流板
を設けることにより、整流板上部の被処理物近傍で、整
流板の貫通穴による処理液の均一な上昇流と、整流板の
内部を通じて供給されたガスを整流板上側の気泡発生孔
を通じて処理液中に導入される気泡流の均一な流れを互
いに干渉し合うことなく同時に発生させることができ、
その結果、被処理物表面の条件を均一かつ良好とする事
で、均一かつ品質に優れためっきや洗浄などの表面処理
を実現できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の表面処理装置Ａに
ついて図を参照して説明する。図１は、本発明の表面処
理装置Ａの処理液の流れ状態を説明するための断面図、
図２は、本発明の表面処理装置Ａの気泡の流れ状態を説
明するための断面図である。

【００１７】図１及び図２において、１は処理液導入
口、２は気泡発生用ガス導入管、３は整流手段と気泡発
生手段を兼備した整流板、４は表面処理槽、５は処理
液、６はオーバーフロー部、７は表面処理槽４の開口部
及びそこに形成される処理液５の液表面、８は被処理
物、９は被処理物８を処理液５に浸漬するための治具、
１０は処理液５が開口部７へ向かう流れ、１１は処理液
５中に生じる渦状流れ、１２は気泡、１３は気泡が処理
液中を開口部７へ向かう流れである。

【００１８】図１の表面処理装置Ａによれば、表面処理
槽４には、処理液５を連続的に導入し、処理液の流れを
発生させるための処理液導入口１が処理槽４の底部に設
けられている。この処理液導入口１は、表面処理槽４の
底部において、表面処理槽４内への流れを均一化するた
めに２箇所以上に設けられていることが望ましい。

【００１９】また、被処理物８は、治具９によって支持
固定された状態で、表面処理槽４の処理液導入口１の上
方の領域に設置されている。また、治具９は気泡やめっ
き反応で生じた微小な気泡の被処理物８への付着を防ぐ
ために振動発生手段（図示せず）により揺動されること
もある。

【００２０】そして、被処理物８が設置された領域と、
処理液導入口１が設けられた底部との間には、図３、図
４に示すような、処理液が通過する貫通孔１４と、気泡
発生孔１５を具備する整流板３が設けられており、表面
処理槽４の内部は、整流板３によって、処理液導入口１
設置領域と、被処理物設置領域の２つの領域に完全に分
断されている。

【００２１】かかる構成によれば、処理液導入口１から
表面処理槽４に導入された処理液５は、整流板３にあけ
られた貫通孔１４を通過した後、被処理物８の間を流れ
て表面処理槽４の開口部７に達する。さらに、処理液導
入口１から供給される処理液５の増加により開口部７か
ら溢れ出た処理液５は、開口部７の周囲に設けられたオ
ーバーフロー部６に流れ落ち、オーバーフロー部６に設
けられた処理液回収手段（図示せず）を通じて回収、ポ
ンプ、フィルター、温度調整装置（いずれも図示せず）
等を経て、再び処理液導入口１から表面処理槽４に供給
される。

【００２２】また、気泡発生用ガスの導入口２から導入
されたガスは、整流板３内部を経て整流板３の被処理物
設置領域側の表面に形成された気泡発生穴１５を通じて
表面処理槽４に供給され、気泡１２となって被処理物８
の間を流れたのち、表面処理槽４の開口部７に達し、空
気中へ放出されるか、ガス回収手段（図示せず）により
回収、処理される。

【００２３】整流板３の具体的な構造例として、開口部
７の方向から見た平面図である図３に、また、図３のＸ
−Ｘ断面構造を示す斜視図である図４によれば、整流板
３には、処理液導入口１側から被処理物設置領域側に貫
通するように、複数の貫通孔１４が設けられている。ま
た、整流板３内部には、気泡発生用ガスを導入するため
の空洞部１６が設けられており、その空洞部１６には、
整流板３の空洞部１６に気泡発生用ガスを導入するため
のガス導入管２が取り付けられている。そして、空洞部
１６の被処理物設置領域側表面に気泡発生孔１５が形成
されている。

【００２４】この整流板３は、処理液導入口１から表面
処理槽４に導入される処理液５の流れを少なくとも被処
理物８の近傍で開口部７へ向かう均一な流れとなるよう
整える作用をなす。図１によると、整流板３に設けられ
た貫通孔１４を処理液５が通過することにより処理液５
の均一な流れ１０が形成される。整流板３によって均一
な流れが形成されるのは、整流板３の処理液導入口１側
の不均一な流れが貫通孔１４による流動抵抗によって整
流化されるのである。

【００２５】整流板３全体としての流動抵抗は、貫通孔
１４の口径、孔の個数及び整流板３の厚さ（すなわち貫
通孔１４の長さ）に依存し、貫通孔１４の口径が小さい
ほど、貫通孔１４の個数が少ないほど、また整流板３が
厚いほど、流動抵抗は高くなる。流動抵抗が高いほど貫
通孔１４から吹き出す流れは均一となるが、反面、貫通
孔１４から吹き出す処理液５の流速が過大となって被処
理物８に悪影響を及ぼしたり、処理液５を表面処理槽４
に送り込むためのポンプ（図示せず）に過大な負荷がか
かる等の問題が発生する。

【００２６】したがって、整流板３全体としての流動抵
抗は適当な範囲内にあることが望ましく、その範囲は整
流板３の面積や処理液導入口１の数や位置、処理液５の
流量等にもよるが、流量が１ｃｍ² 当たり、０．０１〜
０．０５リットル／分である場合、貫通孔１４の口径は
１ｍｍ〜１０ｍｍで２００〜８００個の範囲にあること
が望ましい。

【００２７】また、処理液５は、被処理物８の設置領域
を避けて、表面処理槽４と被処理物８の設置領域の間の
被処理物８が設置されていない領域（以下、隙間領域）
へ流れていく傾向がある。そこで、貫通孔１４を整流板
３のどの位置に形成するか配慮されるべきである。

【００２８】整流板３において、貫通孔１４を形成する
領域は、表面処理槽４の上面から平面的にみた場合、被
処理物８の設置領域の最外縁から表面処理槽４の壁面ま
での距離に対して、貫通孔１４の形成される領域の最外
縁から表面処理槽４の壁面までの距離が１／２〜２倍で
あることが望ましい。

【００２９】このことを図５で示すと、貫通孔１４を形
成する領域が最も狭い場合を（ａ）で示す。図５（ａ）
においては、被処理物８の設置領域Ａの最外縁Ａ₁ （図
面では点線で示した）から表面処理槽４の壁面４ａまで
の距離ｘに対して、貫通孔１４の形成される領域Ｂ（斜
線部）の最外縁Ｂ₁ から表面処理槽４の壁面までの距離
ｙが２倍である場合である。

【００３０】図５（ｂ）は、貫通孔１４を形成する領域
が最も広い場合をで示すもので、被処理物８の設置領域
Ａの最外縁（図面では点線で示した）から表面処理槽４
の壁面４ａまでの距離ｘに対して、貫通孔１４の形成さ
れる領域Ｂ（斜線部）の最外縁Ｂ₁ から表面処理槽４の
壁面までの距離ｙがｘ／２となっている。

【００３１】貫通孔１４を形成する領域Ｂが図５（ａ）
より狭いときには、被処理物８の設置領域から隙間領域
へ漏れる処理液５が、被処理物８の設置領域の両端部で
渦を形成し、均一な流れの形成を妨げてしまう。

【００３２】また、貫通孔１４を形成する領域Ｂが図５
（ｂ）より広いときには、隙間領域に処理液８の流れが
集中し、隙間領域から被処理物８の設置領域へ流れ込む
処理液５が、被処理物８の設置領域の両端部で渦を形成
し、均一な流れの形成を妨げる。

【００３３】一方、図２によると、整流板３は、気泡発
生用ガスの導入管２から導入されたガスを、少なくとも
被処理物８の近傍で開口部７へ向かう均一な気泡の流れ
１３として表面処理槽４に供給する作用をなす。整流板
３の上側の気泡発生孔１５は、吹き出されるガスの量が
整流板３の上面で均一になるような大きさ、数である必
要がある。

【００３４】気泡発生孔１５の大きさ、個数は、整流板
３の面積や上側面の厚さ、気泡発生用ガスの流量等にも
よるが、例えばガス流量が１ｃｍ² 当たり０．０１〜
０．０５リットル／分とする場合、整流板３上側の気泡
発生孔１５の口径は０．５ｍｍ〜３ｍｍで２００〜８０
０個の範囲にあることが望ましい。

【００３５】この範囲よりも気泡発生孔１５の口径が小
さいか個数が少ないと整流板３にガスを送り込むコンプ
レッサなどの装置に過大な負荷がかかり、気泡発生孔１
５の口径が大きいか個数が多いとガスの導入口２近くに
集中して気泡が発生したり、１個の気泡の大きさが大き
すぎるなどの問題が発生する。

【００３６】また、貫通孔１４により生成される処理液
５の均一な流れ１０と整流板３上側の気泡発生孔１５に
より生成される気泡の流れ１３が互いに干渉しないよ
う、流れの発生領域をほぼ同程度にすることが望まし
い。かかる点において、気泡発生孔１５の設置領域を図
５で説明したように、貫通孔１４の設置領域と同様な領
域に形成することが望ましい。

【００３７】なお、整流板３は、図３及び図４のような
構造に限定されず、ガス導入管２から導入されたガスを
整流板３の内部を通って整流板３全体に搬送でき、ガス
を整流板３の上側から均一に吹き出すことができるもの
であれば、材質、構造を特に限定するものではなく、例
えば整流板３の上面に撥水性の多孔性膜を形成してもよ
い。

【００３８】本発明の上記構成によれば、図１、図２に
示したように、均一な処理液５の流れ１０と、均一な気
泡の流れ１３は、互いの流れの障害とならず、発生した
流れ同志も互いの均一性を損なうことがないため、被処
理物８の近傍に均一かつ良好な表面処理条件を与えるこ
とができる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を効果を確認するために以下の
実験を行った。実験では、図１に示す様な表面処理装置
において、被処理物８としてプリント基板を浸漬し、そ
れらの配線部分の無電解銅めっきを実施した。

【００４０】図３、及び図４に示すように、整流板３は
寸法が幅３００ｍｍ、奥行き２８０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ
で、上側板の厚さが５ｍｍの中空構造のものとし、貫通
孔１４の口径は５ｍｍで孔の総数は５００個、整流板３
上側の気泡発生孔１５の口径は１ｍｍで孔の総数は５０
０個とした。また、処理液５の流量は毎分２５リット
ル、気泡発生用ガスの流量は毎分１０リットルとした。

【００４１】また従来の方法として、図５のような装置
で、同様のめっき処理を行い、めっき不良発生率の比較
を行った。その結果、図５の従来の装置では不良発生率
が１０％であったのに対し、本発明の装置では０．２％
となり、極めて良好かつ均一なめっき処理条件が提供で
きることが判った。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の表面処理
装置は、処理液導入口と被処理物設置領域との間に、処
理液導入口側から被処理物設置領域側に貫通するように
形成された複数の貫通孔と、前記被処理物設置領域側表
面に形成された複数の気泡発生孔を備えた整流板を設け
ることにより、処理液の流れと、気泡の流れとが相互の
機能の妨げとなることなく、均一な流れとして被処理物
近傍に供給される結果、被処理物の表面処理の均質化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面処理装置Ａにおける処理液の流れ
状態を説明するための断面図である。

【図２】本発明の表面処理装置Ａにおける気泡の流れ状
態を説明するための断面図である。

【図３】本発明における整流板の具体例の平面図であ
る。

【図４】図３の整流板におけるＸ−Ｘ断面構造を示す斜
視図である。

【図５】本発明における整流板での貫通孔形成領域を説
明するためのもので、（ａ）は形成領域が最も狭い場
合、（ｂ）は最も広い場合である。

【図６】従来の表面処理装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１：処理液導入口，２：気泡発生用ガス導入管、３：整
流板，４：表面処理槽，５：処理液、６：オーバーフロ
ー部、７：開口部又は液表面、８：被処理物、９：治
具、１２：気泡、１４：貫通孔、１５：気泡発生孔、１
６：空洞部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理槽内に収容した処理液中に、被処理物
   を浸漬し、該被処理物表面の洗浄やめっき等の表面処理
   を行うための表面処理装置において、 前記処理槽内の前記被処理物の設置領域よりも下部に処
   理液導入口を設け、該導入口から処理液を連続的に処理
   槽内に導入するとともに、前記処理液導入口と前記被処
   理物設置領域との間に、前記処理液導入口側から前記被
   処理物設置領域側に貫通するように形成された複数の貫
   通孔と、前記被処理物設置領域側表面に形成された複数
   の気泡発生孔を備えた整流板を設けたことを特徴とする
   表面処理装置。