JPS591693A - メツキ方法 - 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】 本発明は、特に複雑な形状の面にも均一なメッキを短時
間に施し得るようにした、従ってまた所定微細パターン
等の部分メッキを高速で行い得るようにしたメッキ方法
に関する。

凹凸に富む複雑な形状の被メッキ面に均一なメ１．キを
短時間に施すことは電気メッキ、化学メッキ等のいずれ
を問わず困難である。即ち、このような被メッキ面にメ
ッキを施そうとすると、突出部、特に鋭角をなして突出
する稜部にはメッキ層が厚く発達するが凹部、溝内或い
はその角部や隅部等にはメッキがほとんど付かないとい
う問題点があった。

また、被メッキ面の一部に選択的にメッキを行うには、
いちいち複雑、面倒なマスキング手段を講する必要があ
り、効率的な部分メ・ツキが行えず、しかも寸法的にも
限度があると共にその加工に時間がかかる等の問題点も
有していた。

本発明は畝上の観点にたってなされたものであって、そ
の目的とするところは、被メッキ面に均一または所望の
厚さのメッキ層或いはまた所望のパターンを短時間で施
し得るメッキ方法を提供しようとするものである。

而して、その要旨とするところは、メ・ツキ浪またはさ
らに彼メッキ体を圧力容器内に密閉して収容し、上記圧
力容器内を少な（とも２気圧以上、好ましくは３〜５気
圧前後又はこれ以上の高圧力に保つと共に、メッキを施
す被メ・ツキ体の表面番こ所定のビームスポット状の熱
線、好ましくはレーザ光線を照射し、上記熱線を上記被
メッキ体上において順次数値制御装置により制御しつつ
移動せしめ、上記被メッキ体に対する熱線の照射領域に
選択的にメッキを施すものである。

以下、図面により本発明の詳細を具体的に説明する。

第１図は本発明にがかるメ・ンキ方法を実施するための
装置の一実施例を示す説明図、第２図は第１図の装置に
使用されるパイプ状電極の一部拡大断面図、第３図はパ
イプ状電極の他の実施例を示す説明図、第４図は本発明
にかかるメッキ方法を実施するための他の実施例装置を
示す説明図、第５図は本発明にかかるメッキ方法を利用
したプリント板製造装置の一実施例を示す説明図、第６
図はまた他の本発明実施例装置の構成を説明する正断面
図である。

まず、第１図、第２図および第３図により説明する。

第１図、第２図および第３図中、１は例えば３次元形状
のメッキすべきキャビティを有する被メッキ体、２はメ
ッキ槽、３．３はメッキＭ！Ｉ２の壁体上に設けられた
レール、４は一対の１ビームを平行に結合してなる車体
５、車輪６．６、車軸°１１駆動用モータ８、チェーン
ホイール９および１０、チェーン１１等から成るＸ軸方
向走行台車、１２は車体１３、車輪１４．１４、駆動用
モータ１５その他から構成され、電極昇降装置１６を搭
載してＸ軸方向走行台車４の上でその長手方向に走行す
るＹ軸方向走行台車、１Ｂは導電性のパイプ状電極、１
９はレーザ光線源、２０はレーザ光線源１９の下端に固
定して設けられ、上記パイプ状電極１８を支承する電極
ホルダ、２１はパイプ状電極１８の先端に取り付けられ
た光学素子で、例えば２１は透明若しくは半透明の凸レ
ンズ、２１ａは素通しのガラス、２２はメッキ液、２３
は上記メッキ槽２全 被メッキ体１とパイプ状電極１８間に所定の極性の直流
電圧または電圧パルスを供給するメ・ンキ電源回路、２
５は電磁式の開閉弁、２６は減圧弁、２７は不活性ガス
供給ボンベ、２８はメ・ツキ液供給タンク、２９はメッ
キ液供給ポンプ、３０は予め定められたプログラムに基
づいて、メ・ツキ槽２内の圧力、メッキ液２２の供給量
、熱線のビームスポットの大きさおよびオン・オフ等の
駆動条件を一括制御する位置および輪郭制御の数値制御
装置を含む制御装置、３１および３２は）寸ツキング、
３３および３４はボルト、３５および３６はナツトであ
る。

本実施例においてはメッキ槽２と蓋体２３により被メッ
キ体１とイッキ液２２を密閉収容する圧力容器が構成さ
れている。

而して、パイプ状電極１８は昇降装置１６により昇降自
在に支承されており、同装置１１６に内蔵されている図
示されていないモータや駆動機構により被メッキ体１の
メッキキャビティの形状や照射光線の集中拡散条件等に
応じて昇降制御せしめられる。

Ｘ軸方向およびＹ軸方向走行台車４および１２を走行さ
せるモータ８および１５、並びにパイプ伏型＠１８を昇
降させるモータは、数値制御を含む制御装置３０により
制御されるようになっている。

パイプ状電極１８の先端部分には透明若しくは反透明な
凸レンズ２１または素通しのガラス２１８が取り付けら
れ、そしてパイプ状電極１８はレーザ光線［１９の下端
に設けられている電極ホルダ２０に取り付けられている
。

而して、レーザ光線１１１１９からのレーザ光線は、パ
イプ状電極１８の内部を通過して凸レンズ２１で焦点が
絞られ−、メッキ槽２内に固定された被メッキ体１のメ
ッキを施す部分に所定のビームスポットとして選択的に
投光せしめられるように構成されている。

蓋体２３はメッキ槽２にバッキング３１および３２を介
してボルト３３．３４およびナツト３５．３６によって
メッキ槽２内が密閉するように取り付けられていて、こ
のメッキ槽２の内部には空気または窒素等の不活性ガス
がコンプレッサまたは不活性ガス供給ボンベ２７から減
圧弁２６および電磁式の開閉弁２５を介して送り込まれ
る。また、メッキ液供給タンク２８からはメッキ液２２
がポンプ２９を介してメッキ槽２内に加圧供給されてい
る。なお、この時、メッキ槽２内の圧力およびメッキ液
２２の流速は、予め定められたプログラムに従って制御
装置３０が電磁式の開閉弁２５およびポンプ２９をそれ
ぞれ適宜に制御することによって、所定の状態に保たれ
るようになっている。

而して、本発明にかかる実施例装置により加工が行なわ
れる場合には、最初に窒素等の不活性ガスが蓋体２３で
覆われたメッキ槽２内に送り込まれ、上記メッキ槽２内
の圧力が所望の、例えば約５気圧になると制御装置３０
が電磁式の開閉弁２５を遮断して不活性ガスの供給が停
止される。然る後、室温またはこれ以下環のメッキ金属
および液の種類等に応する所定のメッキ温度以下の温度
に設定されたメッキ液２２が約２０ｃ１１／３前後の流
速でメッキ槽２内に送り込まれると共に、電源回路２４
からパイプ状電極１８と被メツキ体１間に従来慣用の条
件における電圧の前後以下のメッキが極ゐて遅い速度か
、または殆どメッキが進行しない状態に設定された電圧
が供給される。また、この時、被メッキ体１のメッキを
施す部分にはレーザ光線１１１１９からメッキ金属およ
びメッキ液の種頬組み合わせに応じ、例えば、ニッケル
をスルホン酸ニッケル液を用いてメッキする場合はメッ
キ液による光吸収の少ない波長約５０００人のアルゴン
ガスレーザ光線がパイプ状電極１８の内部を通過し、凸
レンズ２１で焦点が絞られ、ビームスポットの大きさが
約０．１　ｅ１ｍφとされてその部分に照射されると、
その被メッキ体ｌの表面またはその付近のメッキ液２２
の温度は例えば約４５〜６０℃またはそれ以上のメッキ
に最適な温度に加熱され、従って、当該部分が活性化さ
れて析出効率が向上すると共に、その部分の電流密度が
大幅に上昇し、当該レーザ光線照射部分のみに略選択的
にメッキが施されることになるのである。しかも、この
場合、そのメッキ加工速度も１秒間に例えば約５μの厚
さのメッキ加工を施すことができた。

なお、上記パイプ状電極１８の先端部分に取り付けられ
る透明若しくは半透明の凸レンズ２１は、照射部分の形
状等があまり複雑でな（ビームスポットの調整等を必要
としない場合には、素通しのガラス２１ａに変更できる
ものであり、また、場合によっては、凸レンズ２１を適
宜調整してビームスポットの大きさに応じた領域に限定
してメッキを施すことも可能である。更にまた、パイプ
状電極１Ｂ先端の液中挿入長さが短い場合には、上の測
定用電極、３８ａは上記測定用電極３８の表記光学素子
をパイプ状電極１８の軸方向の適宜の位置に設けて熱線
の集中、拡散或いはビームスポットの大きさ等を設定制
御するするようにしても良く、また場合によっては上記
パイプ状電極１８内の一部または全部を１本以上の光学
ファイバグラスの挿設により導光路とするように構成す
ることが推奨される。

次に、第４図について説明する。

第４図中、第１図、第２図および第３図と同一の番号を
附したものは同一の構成要素を示しており、３７は測定
用電極昇降装置、３８は被メツキ体表−に施されたメッ
キ層の厚さを測定するため面を覆っている絶縁性部材で
ある。

而して、本実施例装置においては、Ｙ軸方向走行台車１
２は車体１３、車輪１４．１４駆動用モータ１５その他
からなり、電極昇降装置１６および測定用電極昇降装置
３７を搭載して、Ｘ軸方向走行台車４の上でその長手方
向に走行するように構成されている。

測定用電極３８はパイプ状電極１８と同様に測定用電極
昇降装置３７により昇降自在に支承されており、同装置
３７に内蔵されている図示されていないモータにより設
定測定プログラム等によるシーケンス制御の昇降がせし
められるように構成されている。

電極移動を行う場合の理想的な様式は、パイプ状電極１
８の中心部が常時被メッキ体１の表面の゛法線と一致せ
しめられ、且つ、上記パイプ状電極１８の先端と上記被
メッキ体１の表面とのギャップが常時標準極間１１ｎｊ
ｉｌに等しく保たれるようにパイプ状電極１８の位置お
よびその姿勢を制御すると共に、被メッキ体１の表面各
部に対する滞留時間が均斉等任意に設定制御し得るよう
にパイプ状電極１８の先端を移動させるようにすること
である。（但し、ここで標準極間距離は、例えば、平面
にメッキを施す際に適切とされる極間距離である。） この極間距離が大きいと巨視的にはメッキは均一・にさ
れるが、電力損失が増大する上、被メッキ面の起伏、凹
凸等によってメッキ層の厚みに不均一が生ずるという問
題がある。

これに反して、極間ｌＩＩ！離をあまり小さくしすぎる
と、電極パスの全長が長くなり、数値制御プログラムも
冗長となるばかりでなく、電極バスに沿ったうねりが生
じる。従って、常に適切な極間距離が保たれるように適
性な制御を行わなければならない。

然しなから、このような制御を行うためには複雑で高価
な電極制御装置を必要とするばかりでなく、数値制御プ
ログラムの作成にも繁雑な計算を必要とするので、この
方法は実用的なものとはいえないのである。

本実施例装置においては、被メッキ体１の表面のメッキ
が施された部分に測定用電極３８が所定の位置より接触
するまで測定用電極昇降装置３７が駆動し、その移動距
離が測定される。この測定値は制御装置３０において基
準値となる被メッキ体１の表面にメッキが施される以前
の同位置まで測定用電極３８の移動距離と比較され、こ
の比較値に応じて予め定められたプログラムに従ってＸ
軸方向およびＹ軸方向走行台車４および１２を走行させ
るモータ８および１５、並びにパイプ状電極１Ｂおよび
測定用電極３８を昇降させるモータ、被メッキ体１とパ
イプ状電極１８に所定の極性の直流電圧若しくは電圧パ
ルスを供給する電源回路、メッキ槽２内の圧力およびメ
ッキ槽２内に供給されるメッキ液２２の流速等を適宜に
制御装置３〇−が制御するので、被メッキ体ｌの加工部
分の電流密度が上昇し、上記被メッキ体１の形状等を問
わずその表面には略均−な厚さのメッキ加工による所定
のパターン等を短時間で施すことができるのである。

なお、測定用電極３８の周壁部は合成樹脂等の絶縁部材
３８ａで覆われていて、上記測定用電極３８がメッキ液
２２により腐蝕することがないように保護されてい。

次に、第５図について説明する。

図中、３９はメッキ槽、４０および４１は回転ドラム、
４２および４３はピンチローラ、４４はブレーキローラ
、４５．４６および４７はガイドリーラ、４８は通電ロ
ーラ、４９はキャプスタン、５０および５１は圧着ロー
口、５２は回転ローラ、５３および５４は洗浄装置、５
５．５６は乾燥装置、５７はエンドレスの被メツキ金属
板で、メッキ金属が易剥離性か、そのような処理が容易
に可能のステンレススチール帯板、５８はプリント板、
５９はレーザ照射装置、６０は透明若しくは半透明のガ
ラス、６１は電極、６２はメッキ液、６３は通電ローラ
４８と電極６１間に所定の極性の直流電圧または電圧パ
ルスを供給する電源回路、６４はメッキ液供給タンク、
６５はメッキ液供給ポンプ１，６６はイオン濃度検出装
置、６７はイオン濃度制御装置、６８は予め定められた
プログラムに基づいて、被メツキ金属板５７の送り速度
、メッキ液６２の供給量およびその流速、レーザ照射装
置５９から照射されるレーザ光線のビームスポットの大
きさ並びにその強度、オン・オフ等の駆動条件を一括制
御する位Ｉ！および輪郭制御の数値制御装置を含む制御
装置である。

而して、本発明方法を実施するための装置は約３気圧前
後以上約５気圧程度の圧力が与えられる圧力室内に設置
されて使用されるものであり、エンドレスの被メツキ金
属板５７は回転ドラム４０、ピンチローラ４２およびブ
レーキローラ４４を通りガイドローラ４５、回転ドラム
４１、通電リーラ４８、ガイドローラ４６からピンチロ
ーラ４３およびキャプスタン４９、ガイドローラ４７、
圧着ローラ５０をへて一定の速度でエンドレスに回転せ
しめられるよになっている。

メッキ槽３９には透明若しくは半透明のガラス６０がは
め込まれていて、レーザ照射装置５９からのレーザ光線
が上記ガラス６０を介して被メ・ツキ金属板５７に照射
されるようになっている。

而して、本発明方法によりプリント板が加工される場合
には、メッキ液６２がメッキ液供給タンク６４からメッ
キ液供給ポンプ６５を介して液擾乱が起らず、且つ、約
２０ｃｏ＋／ｌｉ前後の流速となるように送り込まれ、
送り込まれた上記メッキ液６２はメッキ槽３９内を静か
に流動する。

メッキ液６２の温度は当該使用メッキ液の使用条件とし
て最適な、またはメッキが効率よく行われる温度よりも
低く設定されていると共に、電源回路６３の電圧も従来
慣用の条件における電圧前後以下または電界強度以下に
設定されているので、メッキが極めて遅い速度か、また
は殆どメッキが進行しない状態に保たれている。然る後
、被メツキ金属板５７に約０．１　ａｍφ程度以下のビ
ームスポットの大きさに絞られた所定強度（好ましくは
、少なくとも約１０２Ｗ／ｃｄ程度以上、１０°Ｗ／−
以下）のレーザ光線が照射され、被メツキ金属板５７の
ビームスポット照射部分またはその表面近くのメッキ液
５７の温度が上昇して、当該レーザ光線照射部分のみに
選択的に配線パターンのメッキが施される。この時、特
に被メツキ金属板５７の加工部分の電流密度が上昇する
ので、従来の装置に比べ加工時間が大幅に短縮されるの
である。

なお、メッキ液６２のイオン濃度はタンク６４への帰還
途中でイオン濃度検出装置６６によって検出され、その
検出イオン濃度によってはイオン濃度制御装置６７を予
め定められたプログラムに従って、制御することにより
所定のイオン濃度値に保持され、また制御装置６８がレ
ーザ照射装置５９から照射さるビームスポットの大きさ
およびその強度、ポンプ６５および電源回路６３等を制
御するので所望の配線パターンの加工が短時間で行われ
るのである。

予め定められたプログラム従って所望の配線パターンの
メッキ加工が施された被メツキ金属板５７は、洗浄装置
５３および５４によってメッキ液６２が洗い流され、然
る後、乾燥装置５５および５６によって乾燥されるので
ある。然しなから、被メツキ金属板５７上に形成された
配線パターンのメッキは上記被メツキ金属板５７上に前
述の如く易剥離性に、即ち、強固に形成されているもの
ではないので、上記被メツキ金属板５７が圧着ローラ５
０および５１によって圧着されることによって、上記配
線パターンのメッキはプリント板５８面上に転写される
ことになる。

プリント板５８に配線パターンが転写される上記被メツ
キ金属板５７は配線パターンが施される以前の状態に戻
るので、また再び上記板面上に配線パターンを形成する
ことができるのである。

本発明は鉄玉の如く構成されるので、本発明による時に
は、被メッキ面に均一または所望の厚さのメッキ層或い
はまた所望のパターンを短時間で施すことができるので
ある。

次に第６図について説明する。

図に於て、７０は当該部分が図中の紙面上下方向に扁平
で表面方向に広がった耐圧メッキ液流路を形成する管体
で、扁平対向面に後述メツキスティシロンを形成する丸
等の適宜の形状の窓７１．７２が設けられ、一方の窓７
２にはパフキング７３を介してレーザ光線の照射透光体
７４が水密に設けられ、前記バッキング７３のメ・ンキ
液と接する管体７０内面側には電極７５が設けられてい
る。

また他方の窓７１には同様にバッキング７６が設けられ
、該バッキング７６によって形成される窓７１の開口を
密閉するように被メッキ体７７が設置され、図示しない
加工手段によりパフキング７６に対して矢符の如く充分
な力で押し付けられる＠１７８はメ・２キ電源、７９は
レーザ照射装置で、図示しない制御装置により照射レー
ザ光線が所定のパターンを描（ように照射方向を変更制
御する装置８０に取り付けられている。？ＯＡは上記管
体７０のメッキ液の流入または供給側、７０Ｂは同使用
済メッキ液の放出側で、該放出側７０Ｂ端には絞り弁８
１が設けられ、メッキ液が所定の流量以上流出しないよ
うに放出量を絞り制限して後述メッキ液供給側との関係
で、管体７０内メツキ液流路、即ち、メッキステイシ破
ン部のメッキ液を所定の圧力状態に保つようにする。８
２は、上記供給側に設けられた耐圧容器で、管体７０内
のメッキ液流路の容積と同等以上の大きな容積を有し、
ここにメッキ液タンク８３からポンプ８４によって弁８
１から流出する流量以上のメッキ液が送り込まれ所定の
圧力を維持させるようにする。８５は前記圧力を調整す
るレリーフパルプ、８６はオフバルブである。

以上の構成によれば、被メッキ体７７のメッキ面、即ち
、レーザ光線が照射されるメッキ領域部分のみが、所定
状態に加熱されて流動するメッキ液と接した状態とする
ことができ、パルプ８１．８６等の操作により、被メッ
キ体７７を簡単に交換することができ、またレーザ光源
と被メツキ体７７間の間隔も小さくでき、メッキ液加圧
下での熱線照射による選択部分メッキを効率よく迅速に
行うことができる。

なお、本発明は畝上の実施例に限定されるものはない。

即ち、例えば、本実施例では高圧力をかけるのに窒素等
の不活性ガスを使用したが、これらと同様な性質を有す
るものであれば他のガスであっ″てもよく、照射する光
線も加工形状等によってはレーザ光綿に限定されず赤外
線等の実質上の熱光を照射するものであれば他のものも
利用できるものである。また、被メッキ体が小さいもの
である時には、光源およびその制御装置を圧力容器以外
に置き透明窓を通して光を照射することもあり、その他
熱線の照射方法およびその移動の仕方等も本発明の目的
の範囲内で自由に設針変更できるものであって、本発明
はそれらの総てを包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるメッキ方法を実施するための装
置の一実施例を示す説明図、第２図は第１図の装置に使
用されるパイプ状電極の一部拡大断面図、第３図はパイ
プ状電極の他の実施例を示す説明図、第４図は本発明に
かかるメッキ方法を実施するための他の実施例装置を示
す説明図、第５図は本発明にかかるメッキ方法を利用し
たプリント板製造装置の一実施例を示す説明図、第６図
はまた他の本発明実施例装置の構成を説明する正断面図
である。 １・−・−・・・−・・・・−・−・−−−−一部メツ
キ体２．３９・−・−〜−−−−−・−・−メッキ槽３
−−−−−−−−−−−・−・・−−−一−−−レール
４−・−・−−−一−−−−・−・−−−−−−Ｘ軸方
向走行台車５．１３−・−−−−−−−−・・−車体１
２−−−−−−−−・−一−−−・・−・−Ｙ軸方向走
行台車１８・−・−−−−・・・−・−・・−−−−−
−パイプ状電極１９−・−・−−−−・−−−−−・−
・−レーザ光線源２１・−・−−−一・・−・・−・−
・−−−一部レンズ２１ａ−・−・−・−−−一−−−
−・・素通しのガラス２３−−−−−・−・−・−・−
・−・−・−蓋体２４−−−−−−−−・−・−−−−
・・−・電源回路２５−・・−一−−−・−−−−ｍ−
−−・−開閉弁２６−・・・・−・−・−・・−・・−
・減圧弁２７−・−−−−−−−−−−−−・・−一一
−−不活性ガス供給ボンベ２８−・−・−・−・・・−
・・・−メッキ液供給タンク２９−・−・−・−・−−
−−・・−・・−メッキ液供給ポンプ３０−・−一−−
−・−・−・〜−−−・−制御装置３７−−−−・−・
・・−−一−−−・−一−−測定用電極昇降装置３゛８
−・・・−・−−−−・−・・・−・・−測定用電極３
８ａ・−・・−・−・・−・−・−絶縁性部材６６・−
・・・・・・−・・・−・−・・・−・・イオン濃度検
出装置６７−・−・・−・−・−・−・−・・−イオン
濃度制御装置特許出願人　株式会社井上ジャパンクス研
究所代理人（７５２４）最上正太部 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）メッキを施す被メッキ体と電極間にメッキ液を供給
   介在させ、上記被メッキ体と上記電極間に所定の通電を
   行ない、且つ、必要に応じて上記被メッキ体に熱線を照
   射しつつ加工を行うメッキ方法において、上記メッキ液
   を圧力容器内に密閉して収容し、上記圧力容器内を高圧
   力に保ち、前記熱線が照射される被メッキ体の領域を前
   記容器内のメッキ液と接触させた状態でメッキを施すよ
   うにしたことを特徴とする上記のメッキ方法。 ２）上記熱線がレーザ光線である特許請求の範囲第１項
   記載のメッキ方法。 ３）上記熱線がクセノン光線である特許請求の範囲第１
   項記載のメッキ方法。 ４）上記圧力容器内の圧力が約５気圧である特許請求の
   範囲第１項記載のメッキ方法。 ５）上記光線の照射量および移動速度が所望のメッキ厚
   さに基づいて制御される特許請求の範囲第１項、ｗ４２
   項、第３項および第４項のうちのいずれか−に記載のメ
   ッキ方法。