JPS6277494A - プリント基板のメツキ装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はプリント基板のメッキ装置に係り、特に、多数
のスルーホールを有するプリント基板に通用するのに最
適なプリント基板のメッキ装置に関する＝ 〔発明の背景〕 電子機器等に用いられるプリント基板は、両面又は多層
にプリント基板を設けた場合、両面又は多層間の回路は
スルーホールを用いて接続されるが、このスルーホール
内のメッキは、電子回路の誤動作や不動作を防止するた
めには確実且つ十分に行なわていることが要求される。

特に、スルーホールのメツキネ良は外部から識別するこ
とが難しく、部品等を装着した後ではチェックの方法が
無いため、充分なメッキを事前に施すことは極めて重要
である。

近年、プリント基板に対する需要が広範囲になり、且つ
経済性、信頼性に優れた高密度で高精度のプリント基板
が要求されている。例えば、高密度化に対しては、アス
ペクト比（プリント基板の厚さ／スルーホール径）が従
来の１〜２に対し、５或いは１０程度の高アスペクト比
を有する基板が要求されている。このような極めて小径
のスル−ホール内部をメッキする方法としては、無電解
による化学メッキがある。かかる、化学メッキでは、数
１０μｍのメッキ厚を得るためには長時間を要すること
から、最初にスルーホール内部の絶縁部に無電解メッキ
によって約０．５μｍの厚さにし、その後に電気メッキ
で約３５μｍの厚さにする処理が施されている。しかし
、スルーホールの径が極めて小さいため、メッキ液の供
給が不十分となり、メッキ厚が不均一になるという問題
がある。

また、電気メッキを高速化し、量産性を高めるためには
、電流密度を大きくすることによって達成されるが、メ
ッキ反応（電極反応）においては限界電流密度があるた
め、この値以上に大きくすることができない。この限界
電流密度は電解条件によって変わることから、最適電解
条件を選定し、限界電流密度を大きくしてやることによ
り、高速化を図ることができる。電気メツキ反応におけ
る限界電流密度ｉｄは、金属イオンの拡散に基づく濃度
分極によって決り、次式で表わされる。

ｉ　ｄ＝ｎｘＦｘＤＸＣ／δ 但し、 ｎ：金属イオンの荷電数（ｅ　ｑ　ｕ　ｉ　ｖ／ｍｏ　
Ｉ）Ｆ：ファラデ一定数　（Ｃｏｕｌ／ｅｑｕｉｖ）Ｄ
：金属イオンの拡散係数（ＣＪ１／　ｓ　ｅ　ｃ　）Ｃ
：バルクの金属イオン濃度（ｍｏｌ／ｃ♂）δ：拡散層
の厚さくａｎ） 前記の式より明らかなように、限界電流密度ｉｄを大き
くするためには、Ｃを大きくするか、もしくはδを小さ
くすることによって実現できる。Ｃはメッキ液中の金属
イオンが上限に設定されているので、変えることはでき
ず、δのみを小さくすることが可能である。このδはメ
ッキ液を攪拌することによって実現できる。

この問題及び前記メッキ厚の不均一の問題を解決するた
め、従来、バブリング装置を設けたプリント基板のメン
キ装置が用いられる。第８図は従来のメッキ装置で、図
に示すようにメッキ電解槽１０には調整した酸性硫酸銅
液（ＣｕＳＯｎ７５ｇ　／　１２　、Ｈｚ　Ｓ　Ｏａを
１９０ｇ／ｊ！、その他の添加剤）等によるメッキ液１
２が満され、電解槽１０の中央にプリント基板１４がメ
ッキ液１２に浸され、クランプ治具１６によって係止さ
れる。又、基板１４はクランプ治具１６を介して電源１
８の陰極に接続される。一方、槽１０内の両側面の付近
にチタンバスケットで形成され銅ボールが挿入される陽
極板２０が設けられ、電源１８に接続される。これによ
り、電流が陽極板２０からプリント基板１４に流れ、プ
リント基板１４が電気メッキされる。又、この時に槽１
０の底面に設けたバブリング攪拌袋Ｗ２２によってメッ
キ液は攪拌される。

又、プリント基板１４は、第９図に示すように、エポキ
シ樹脂等を用いた絶縁板２４（内部に銅箔２６が多層に
形成されている）にスルーホール２８が形成され、その
外表面及びスルーホール２８内には化学銅メッキ層３０
が施され、更に、該メッキ層３０の表面に電気銅メッキ
層３２が施される。

しかしながら、前記装置による場合には、スルーホール
２８内のメッキ厚は、化学銅メッキ層３０が一定である
のに対し、電気銅メッキ１３２は、メッキ液の移動が無
いためにスルーホール２８のエツジ部にメッキが集中し
、厚みが不均一になる。又、プリント基板に垂直あるい
は斜め方向から高速水流を噴射したり、プリント基板に
機械的振動を加え、槽内でプリント基板を揺動させたり
、槽内で超音波振動を発生させ、プリント基板の表面の
液を振動させたりしても不具合は解消されない。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ス
ルーホール内のメッキを均一に且つ高速に行なうことの
できるプリント基板のメッキ装置を提案することを目的
としている。

〔発明の概要〕 本発明は前記目的を達成する為に、プリント基板を移動
させながら直流電圧を印加して電気メッキを施すプリン
ト基板のメッキ装置に於いて、前記プリント基板を保持
して移動方向に沿って移動させるコンベアと、プリント
基板の移動方向に沿ってプリント基板の両側に配置した
電解セルとから構成され、電解セルの側面にプリント基
板のスルーホール内に向けてスプレするメッキ液のノズ
ル孔を形成すると共に両側のノズル孔はプリント基板の
スルーホールと交互に位置合わせされていることを特徴
とする。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本考案に係るプリント基板のメ
ッキ装置の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係るプリント基板のメッキ装置の斜視
図である。第１図で示すようにプリント基板のメッキ装
置には相互に対向して筐体状の電解セル３６Ｌと電解セ
ル３６Ｒとが設けられる。

各電解セル３６Ｌ、３６Ｌ、３６Ｌ・・・、３６Ｒ１３
６Ｒ１３６Ｒ・・・は連設され、電解セル３６Ｌと電解
セル３６Ｒとの離間部はプリント基板１４の移動通路３
４を形成する。各電解セル３６Ｌ、３６Ｒには供給管３
８が接続され、メッキ液１２は供給管３８から各電解セ
ル３６Ｌ、３６Ｒ内に供給される。各電解セル３６Ｌ、
３６Ｒ間の移動通路３４に面する側壁には多数のノズル
孔４０が上下及び横方向に一定間隔に形成され、供給メ
ッキ液１２はノズル孔４０から移動通路３４のプリント
基板１４に向けてスプレされる。プリント基板１４はク
ランプ１６の下端部に挟持され、クランプ１６の上端は
移動コンベア４１に保持される。コンベア４１はプリン
ト基板１４の移動通路３４に沿って上方に架設され、複
数枚のプリント基板１４を連続又は間欠的に第１図に示
す矢印Ａの方向に移動させてメッキ処理をする。

第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う断面図で、プリント基
板１４は第１図に於ける連設された電解セルのうち第１
番目（左端）の電解セル３６Ｌと電解セル３６Ｒとの間
に位置している。第２図に示すように左側の電解セル３
６Ｌのノズル孔４０はプリント基板１４の上下及び横方
向に沿って一定間閑に形成されたスルーホール２Ｂに対
向して配置されており、電解セル３６Ｌからのスプレメ
ッキ液１２はスルーホール２８にスプレされる。

スルーホール２８にスプレされたメッキ液１２には第３
図に詳細に示すようにスルーホール２８内で左から右方
向に通流する。一方、電解セル３６Ｒのノズル孔４０は
第２図に示すように基板１４のスルーホール２８からず
らして配置されているので、電解セル３６Ｒからのスプ
レメッキ液１２はスルーホール２８内にスプレされない
。

第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図で、プリン
ト基板１４は第１図に於いて連設された電解セルのうち
２番目の電解セル３６Ｌ、３６Ｒとの間に位置している
。第４図に示すように左側の電解セル３６Ｌのノズル孔
４０は基板１４のスルーホール２８からずらして配置さ
れている。このため電解セル３６Ｌからのスプレメッキ
液１２はスルーホール２８内にスプレされない。一方、
右側の電解セル３６Ｒのノズル孔４０はスルーホール２
８に対向して配置され、電解セル３６Ｒからのスプレメ
ッキ液１２はスルーホール２８内にスプレされて右から
左方向に通流する。

このような第１図に於ける１番目の電解セル３６Ｌ、３
６Ｒの構成と２番目の電解セル３６Ｌ、３６Ｒとの関係
は後段の連設電解セル３６Ｌ、３６Ｌ・・・、３６Ｒ１
３６Ｒ・・・に於いても通用され、３番目以降の電解セ
ル３６Ｌ、３６Ｒは交互にノズル孔４０がずらして配置
されている。

これにより、一定の速度で移動するプリント基板１４の
スルーホール２８は左側と右側とから交互に周期的にス
プレメッキ液１２を受け、メッキ液１２は交互に液流方
向を反転してスルーホール２８内を通流することになる
。

尚、プリント基板１４は連続的又は間欠的に複数枚移動
処理されるが、移動コンベア３２に吊り下げられた基板
１４は１つ置きに吊り下げ位置が一定に低くしてあり、
スルーホール２８の高さは１つ置きに変えである。この
ように基板１４を１つ置きに変えたのは、第１図に於け
る１番目の右側の電解セル３６Ｒ及び２番目の左側の電
解セル３６Ｌの利用されなかったスプレメッキ液１２を
高さを変えて低（した基板１４のスルーホール２８に適
用するためである。

又、プリント基板１４の移動通路３４に沿って下方には
調整槽４２が設けられ、調整槽４２にはスルーホール２
８を通流したメッキ液１２が流れ落ちる。調整槽４２の
メッキ液には回収管４４を介して図示しない吸引ポンプ
に吸引されて吸引ポンプから再び供給管３８を通って各
電解セル３６Ｌ、３６Ｒに供給されている。

電解セル３６Ｌ、３６Ｒ内にはチタンバスケット２０が
配置され、バスケット２０内には銅ボールが収納されて
いる。このバスケット２０は図示しない電源に接続され
、バスケット２０は銅ボールと共に陽極に荷電される。

一方、移動コンベア３２の下方にはカーボンブラシ４６
が通路３４に沿って所定間隔に設けられ、カーボンブラ
シ４６は図示しない電極の陰極に接続されている。基板
１４のクランプ１６は移動に際してカーボンブラシ４６
と摺接し、この摺接によってプリント基板１４は移動し
ながらクランプ１６及びブラシ４６を介して陰極に荷電
される。

このように通電された状態でスプレメッキ液１２がスル
ーホール２８内に吹きつけられて通流されると、スルー
ホール２８内はメッキされる。

前記の如く構成された本発明によればプリント基板１４
はコンベア４１によって移動通路３４を移動し、プリン
ト基板１４のスルーホール２８は基板１４の移動と共に
メッキが施される。移動する基板１４のスルーホール２
８内には左側と右側とから交互に電解セル３６Ｌ、３６
Ｒのメッキ液がスプレされる。左側からのスプレメッキ
液１２はスルーホール２８内を左から右方向に通流し、
右側からのスプレメッキ液１２はスルーホール２８内を
右から左方向に通流する。これにより、一定の速度で移
動通路３４を移動するプリント基板１４に於いてメッキ
液１２は第５図に示すようにスルーホール２８内を周期
的に反転されて往復流通される。このようなメッキ液１
２の周期的往復流れは、スルーホール２８内の拡散層δ
を減少させ、電気メッキを均一、且つ高速に行うことが
できる。

例えばアスペクト比２のプリント基板１４を用いスルー
ホール２８内の通流方向反転周期を１５ｓｅｃ、電流密
度１０Ａ／ｄｒｒｒ、メッキ時間を２０分として電気メ
ッキを行なうと、約３５μｍ厚の均一な電気メツキ層が
スルーホール内２８に形成され、従来の装置に比べて３
倍以上の高速化が図れる。

第６図は本発明に係るプリント基板のメッキ装置の第２
実施例を示す斜視図である。第５図に示すように電解セ
ル３６Ｌと電解セル３６Ｒとはプリント基板１４の移動
通路側方に位置をずらして交互に配置され、電解セル３
６Ｌと電解セル３６Ｒとは相互に対向しないように設け
られている。

電解セル３６Ｌは第７図の断面図に示すようにノズル孔
４０がプリント基板１４のスルーホール２８に対向する
ように電解セル３６Ｌの側面に形成され、ノズル孔４０
からのスプレメッキ液１２は基板１４の全てのスルーホ
ール２８にスプレされ、スルーホール２８内にメッキ液
１２が通流される。又、電解セル３６Ｒは電解セル３６
Ｌと同様にノズル孔４０がすべての全てのスルーホール
２８に対向配置され、メッキ液１２が全てのスルーホー
ル２８にスプレされて流通される。このような構成に於
いて、スルーホール２８内でメッキ液１２は周期的に通
流方向が反転されるので、スルーホール２８内の拡散層
δは小さくなり、第１実施例と同様にスルーホール２８
内は均−且つ高速でメッキされる。

以上においては、プリント基板のスルーホールにメッキ
する場合を例に説明したが、スルーホール以外の物、例
えば、金属板、プラスチック板等に対するメッキにも適
用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るプリント基板のメッキ
装置によれば、プリント基板のスルーホール内にメッキ
液を強制的に流通することができるので、プリント基板
のスルーホール内均−な厚みのメッキを施すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示−す斜視図、第２図
は第１図のｎ−ｎ線に沿う断面図、第３図は第２図のＡ
部の部分拡大断面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線に
沿う断面図、第５図は第１の実施例によるメッキ処理の
説明図、第６図は本発明の第２の実施例を示す斜視図、
第７図は第６図の■−■線に沿う断面図、第８図は従来
のメッキ装置の断面図、第９図は従来のメッキ装置によ
るメッキ処理の説明図である。 １２・・・メッキ液、　　１４・・・プリント基板、　
　２８・・・スルーホール、　３４・・・移動通路、　
３６Ｌ、３６Ｒ・・・電解セル、　４０・・・ノズル孔
、　４１・・・移動コンベア、　　４６・・・カーボン
ブラシ。 日立プラント建設株式会社 第４図 第５図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　プリント基板を移動させながら直流電圧を印加して電
   気メッキを施すプリント基板のメッキ装置に於いて、前
   記プリント基板を保持して移動方向に沿って移動させる
   コンベアと、プリント基板の移動方向に沿ってプリント
   基板の両側に配置した電解セルとから構成され、電解セ
   ルの側面にプリント基板のスルーホール内に向けてスプ
   レするメッキ液のノズル孔を形成すると共に両側のノズ
   ル孔はプリント基板のスルーホールと交互に位置合わせ
   されていることを特徴とするプリント基板のメッキ装置
   。