JP2009074126A

JP2009074126A - めっき方法およびその装置

Info

Publication number: JP2009074126A
Application number: JP2007243239A
Authority: JP
Inventors: Seiji Ochiai; 聖史落合; Masami Saito; 大未齊藤; Yukio Hiraoka; 幸雄平岡
Original assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Current assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】マスクベルトのようなマスク部材を使用して被めっき材の一部にめっきを施す場合にめっき膜厚の均一性を向上させることができる、めっき方法およびその装置を提供する。
【解決手段】搬送される被めっき材としての帯板状の条材２０の両面のめっきを施さない部分（非めっき領域）に一対の無端環状マスクベルト２２を順次密着させて覆いながら、連続的に条材２０に向けてめっき液を流して、条材２０の一部にめっきを施す際に、条材２０の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けて、好ましくは条材の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°だけ傾けて、条材２０に向けてめっき液を流す。
【選択図】図１

Description

本発明は、めっき方法およびその装置に関し、特に、被めっき材の一部にめっきを施すめっき方法およびその装置に関する。

従来、被めっき材の一部にめっきを施す方法として、予め被めっき材のめっきを施さない部分（非めっき領域）にテープを貼り、このテープによって被めっき材の一部がマスキングされた状態で被めっき材にめっきを施し、めっき後にテープを除去する方法が知られている。

しかし、この方法では、消耗品としてテープが必要になり、また、テープを貼る工程とテープを除去する工程が必要になるので、被めっき材の全面にめっきする場合と比べてコストが高くなり、また、めっき後の被めっき材にテープの粘着剤が残留する不良が生じる場合もある。

そのため、テープを使用しないで被めっき材の一部にめっきを施す方法として、めっき浴槽内で搬送される帯板状の条材の両面の非めっき領域に無端環状マスクベルトを順次密着させてマスクしながら、連続的にめっきを施すことにより、帯板状の条材の両面にストライプ状のめっきを施す方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１９２２８０号公報（段落番号００３４−００３８）

しかし、特許文献１のようにマスクベルトを使用して条材の一部にめっきを施す方法では、条材の非めっき領域に近い部分（マスクベルト近傍の部分）に施されためっきが、他の部分に施されためっきよりも薄くなり、十分に均一な厚さのめっきを施すことができないという問題がある。

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、マスクベルトのようなマスク部材を使用して被めっき材の一部にめっきを施す場合にめっき膜厚の均一性を向上させることができる、めっき方法およびその装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、搬送される被めっき材の一部に、マスク部材を順次密着させて覆いながら、連続的に被めっき材に向けてめっき液を流して、被めっき材の一部にめっきを施す方法において、被めっき材の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けてめっき液を流すことにより、めっき膜厚の均一性を向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明によるめっき方法は、搬送される被めっき材の一部に、マスク部材を順次密着させて覆いながら、連続的に被めっき材に向けてめっき液を流して、被めっき材の一部にめっきを施す方法において、被めっき材の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けてめっき液を流すことを特徴とする。このめっき方法において、所定の角度が、被めっき材の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°であるのが好ましい。また、被めっき材が帯板状の条材であり、マスク部材が一対の無端環状マスクベルトであり、被めっき材の両面の一部に無端環状マスクベルトを順次密着させて覆いながら、連続的に被めっき材に向けてめっき液を流すのが好ましい。

また、本発明によるめっき装置は、搬送される被めっき材の一部に、マスク部材を順次密着させて覆いながら、めっき液噴出部から連続的に被めっき材に向けてめっき液を流して、被めっき材の一部にめっきを施す装置において、めっき液噴出部と被めっき材との間に、被めっき材の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けてめっき液を流す整流板を設けたことを特徴とする。このめっき装置において、所定の角度が、被めっき材の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°であり、整流板が、被めっき材の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°だけ傾けて配置された板状部材であるのが好ましい。また、被めっき材が帯板状の条材であり、マスク部材が一対の無端環状マスクベルトであり、被めっき材の両面の一部に無端環状マスクベルトを順次密着させて覆いながら、連続的に被めっき材に向けてめっき液を流すのが好ましい。

本発明によれば、マスクベルトのようなマスク部材を使用して被めっき材の一部にめっきを施す場合にめっき膜厚の均一性を向上させることができる。

本発明によるめっき方法の実施の形態では、搬送される被めっき材としての帯板状の条材の両面のめっきを施さない部分（非めっき領域）にマスクベルトのようなマスク部材を順次密着させて覆いながら、連続的に条材に向けてめっき液を流して、条材の一部にめっきを施す際に、条材の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けて、好ましくは条材の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°だけ傾けて、条材に向けてめっき液を流すようになっている。

搬送される帯板状の条材の両面のめっきを施さない部分にマスクベルトを順次密着させて覆いながら、連続的に条材に向けてめっき液を流して、条材の一部にめっきを施す場合には、マスクベルトの存在によりめっき液の流れが阻害されたり、めっき液の流れが遅い場合にマスクベルトが条材の両面に押し付けされる部分の近傍へのめっき液の供給が不十分になったり、めっき液の流れが速い場合にマスクベルトが条材の両面に押し付けられる部分の近傍にめっき液が滞留し、条材の表面の近傍の金属イオン濃度が低下して条材の表面にめっき層を形成するのに必要なイオンの供給が不十分になる場合がある。しかし、本実施の形態のめっき方法では、条材の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けて、好ましくは条材の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°だけ傾けて、条材に向けてめっき液を流すことによって、めっき液の流れを調整して、マスクベルトが条材の両面に押し付けされる部分の近傍へのめっき液の供給が不十分になったり、マスクベルトが条材の両面に押し付けられる部分の近傍にめっき液が滞留するのを防止しているので、めっきの膜厚をより均一することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明によるめっき装置の実施の形態について説明する。

図１は、本発明によるめっき装置の実施の形態の長手方向の縦断面を模式的に示す図であり、図２は、図１のめっき装置の横断面を模式的に示す図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態のめっき装置１０は、めっき液を貯留するめっき槽１２と、このめっき槽１２内に収容されためっきセル１４と、このめっきセル１４内に設けられた複数のノズル１６と、めっきセル１４内のノズル１６の上方に配置された整流板支持体１８によって支持された複数の整流板１８ａと、めっきセル１４内に導入された被めっき材としての帯板状の条材２０の一部を両側から挟み込んで条材２０の一部を非めっき領域として覆うために、めっきセル１４内の上部に対向して配置された一対の無端環状マスクベルト２２と、これらのマスクベルト２２を条材２０に押し付ける一対の押圧部材２４とを備えている。なお、めっきセル１４の長手方向両端の側壁の上部には、それぞれ条材２０の導入口および導出口としての一対のスリット１２ａが側壁を貫通して形成されており、これらのスリット１２ａは、帯板状の条材２０の幅方向が鉛直方向になるように鉛直方向に延びている。

めっき槽１２内のめっき液は、（図示しない）ポンプによってめっきセル１４内のノズル１６に汲み上げられた後、ノズル１６から各整流板１８ａの間を通過して条材２０の非めっき領域に向けて噴出され、めっきセル１４からオーバーフローしためっき液がめっき槽１２内に流れ出して循環するようになっている。

整流板支持体１８は、めっきセル１４の長手方向に延びる略矩形の帯体状の部材からなり、所定の間隔、好ましくは等間隔で離間して配置された複数の略矩形の整流板１８ａを支持している。これらの整流板１８ａは、整流板支持体１８の幅方向に延びるとともに、図１において矢印Ａで示す条材２０の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾斜、好ましくは条材２０の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°だけ傾斜するように、整流板支持体１８の長手方向から傾斜して配置されている。したがって、ノズル１６から各整流板１８ａの間を通過して条材２０の非めっき領域に向けて噴出されるめっき液の流れの方向は、条材２０の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°だけ傾斜するようになっている。

本実施の形態のめっき装置によりめっきを行う場合には、一対の無端環状マスクベルト２２を駆動させると同時に、帯板状の条材２０をマスクベルト２２と同じ速度で搬送し、条材２０をマスクベルト２２で挟み込んで、帯板状の条材２０の両面のめっきを施さない部分（非めっき領域）にマスクベルト２２を順次密着させて覆いながら、条材２０の両面のめっきを施す部分である露出部分（めっき領域）をめっき液に浸してめっき層を形成する。

本実施の形態のめっき装置では、条材２０の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けて、好ましくは条材２０の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°だけ傾けて配置された複数の整流板１８ａによって、めっき液の流れを所定の方向（条材２０の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けた方向、好ましくは条材２０の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°だけ傾いた方向）に制御して、マスクベルト２２が条材２０の両面に押し付けされる部分の近傍へのめっき液の供給が不十分になったり、マスクベルト２２が条材２０の両面に押し付けられる部分の近傍にめっき液が滞留するのを防止しているので、めっきの膜厚をより均一することができる。

以下、本発明によるめっき方法およびその装置の実施例について詳細に説明する。

［実施例１］
まず、被めっき材としてＳＵＳ製の帯板状プレス材を用意し、このプレス材にめっきを施す前に、前処理として、アルカリ脱脂、電解脱脂、塩酸による洗浄を行った。この前処理を行った後、下地めっきの密着性を向上させるために、塩化物をベースとしたストライク浴中においてニッケルストライクを行った。その後、下地めっきとして、スルファミン酸をベースとしたニッケルめっき浴中において、電流密度１０Ａ／ｄｍ^２で膜厚０．５〜１．０μｍ程度の無光沢ニッケルめっきを施した。この下地めっきを施した後、アルカノールスルホン酸をベースとした錫めっき浴中において、電流密度３０Ａ／ｄｍ^２で膜厚３μｍになるように幅４．０ｍｍの錫めっきを施した。なお、下地めっきと錫めっきは、上述した実施の形態のめっき装置を使用して、整流板の角度を１５°として行った。

このようにして部分的に錫めっきが施された被めっき材について、外観を観察し、膜厚分布、めっき効率および成膜速度を求めた。外観の観察は、錫めっきが施された部分を目視で検査することによって行い、錫めっきの表面に白曇りや色むらがない場合に良好とした。膜厚分布については、錫めっきが施された部分の幅方向中央付近と、マスクベルトによって保護されて錫めっきが施されていない部分と錫めっきが施された部分との境界から０．５ｍｍだけ離れた錫めっきが施された部分（界面近傍の部分）について、下地めっきを含むめっきの膜厚を蛍光Ｘ線によって測定し、中央付近のめっきの膜厚に対する界面近傍のめっきの膜厚の比率を膜厚分布とした（膜厚分布＝界面近傍の膜厚／中央付近の膜厚）。めっき効率については、電流効率を１００％としたときに所定の膜厚の錫めっきを得るために必要な理論めっき時間を算出し、その膜厚の錫めっきを得るための実際のめっき時間で除して百分率とした値をめっき効率（％）とした。成膜速度については、単位時間、単位電流密度当たりに得られる膜厚の理論値に、錫めっきを施した際の電流密度（３０Ａ／ｄｍ^２）とめっき効率（％）を乗じた値を成膜速度とした。これらの結果を表１に示す。

［実施例２〜６］
整流板の角度をそれぞれ２０°、２５°、３５°、４０°、５０°とした以外は、実施例１と同様の方法により錫めっきを施し、得られた被めっき材について、実施例１と同様の方法により、外観を観察し、膜厚分布、めっき効率および成膜速度を求めた。その結果を表１に示す。

［比較例１］
整流板の角度を５°とした以外は、実施例１と同様の方法により錫めっきを施し、得られた被めっき材について、実施例１と同様の方法により、外観を観察し、膜厚分布、めっき効率および成膜速度を求めた。その結果を表１に示す。

［比較例２］
整流板を使用しなかった以外は、実施例１と同様の方法により錫めっきを施し、得られた被めっき材について、実施例１と同様の方法により、外観を観察し、膜厚分布、めっき効率および成膜速度を求めた。その結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜６のように、上述した実施の形態のめっき装置を使用し、整流板の角度を１５°〜５０°にして錫めっきを施すと、めっき効率および成膜速度の低下もなく、外観が良好で膜厚がほぼ均一な錫めっきが部分的に施された被めっき材を得ることができた。

本発明によるめっき装置の実施の形態の縦断面図を模式的に示す図である。図１のめっき装置の横断面を模式的に示す図である。

符号の説明

１０めっき装置
１２めっき槽
１２ａスリット
１４めっきセル
１６ノズル
１８整流板支持体
１８ａ整流板
２０条材
２２無端環状マスクベルト
２４押圧部材

Claims

搬送される被めっき材の一部に、マスク部材を順次密着させて覆いながら、連続的に被めっき材に向けてめっき液を流して、被めっき材の一部にめっきを施す方法において、被めっき材の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けてめっき液を流すことを特徴とする、めっき方法。
前記所定の角度が、前記被めっき材の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°であることを特徴とする、請求項１に記載のめっき方法。
前記被めっき材が帯板状の条材であり、前記マスク部材が一対の無端環状マスクベルトであり、前記被めっき材の両面の一部に無端環状マスクベルトを順次密着させて覆いながら、連続的に被めっき材に向けてめっき液を流すことを特徴とする、請求項１又は２に記載のめっき方法。
搬送される被めっき材の一部に、マスク部材を順次密着させて覆いながら、めっき液噴出部から連続的に被めっき材に向けてめっき液を流して、被めっき材の一部にめっきを施す装置において、めっき液噴出部と被めっき材との間に、被めっき材の搬送方向と逆方向に所定の角度だけ傾けてめっき液を流す整流板を設けたことを特徴とする、めっき装置。
前記所定の角度が、前記被めっき材の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°であり、前記整流板が、前記被めっき材の搬送方向と逆方向から１５°〜５０°だけ傾けて配置された板状部材であることを特徴とする、請求項４に記載のめっき装置。
前記被めっき材が帯板状の条材であり、前記マスク部材が一対の無端環状マスクベルトであり、前記被めっき材の両面の一部に無端環状マスクベルトを順次密着させて覆いながら、連続的に被めっき材に向けてめっき液を流すことを特徴とする、請求項４または５に記載のめっき装置。