JP2019085606A - めっき装置及びめっき方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、より多くの被めっき物とめっき液との組み合わせで、目的の部位以外へのめっき膜の形成を抑制することを目的とするものである。【解決手段】被めっき物3の下面には、円筒状の噴流ノズル4が対向している。噴流ノズル4は、被めっき物3にめっき液を噴出する。噴流ノズル4の先端部には、円筒状のカバー17が設けられている。カバー17は、被めっき物3のめっき対象領域以外へのめっき液の飛散及び流出を防ぐ。また、カバー17は、噴流ノズル4の先端部を囲んでいる。噴流ノズル4の先端部の外周面と、カバー17の内周面との間には、リング状の返し流路18が形成されている。【選択図】図3
Description
この発明は、被めっき物にめっき液を噴射する噴流ノズルを有しているめっき装置、及びそのめっき装置を用いためっき方法に関するものである。
被めっき物の所望の被めっき部位に部分めっき膜を形成する場合、めっき前の準備として、被めっき物の被めっき部位以外の部分にマスキングが施される。これにより、被めっき部位以外にめっき膜が形成されることが抑制される。マスキング材としては、例えば、絶縁テープ又はレジストが用いられる。
しかし、この方法では、マスキング作業によってリードタイムが増加し、生産の整流化が妨げられる。
これに対して、ノズルの開口部から導電性を有する基材にめっき液を噴射するとともに、めっき液を介してノズルと基材との間に電圧を印加し、任意の被めっき部位に部分めっき膜を形成する方法がある(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記のような従来のめっき方法では、被めっき物に対して置換析出性を持つめっき液を用いる場合、又は自己触媒型のめっき液を用いた無電解めっきを実施する場合に、めっき液が接触した箇所全体にめっき膜が形成され、目的の部位だけに成膜することができない。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、目的の部位以外へのめっき膜の形成を抑制することができるめっき装置及びめっき方法を得ることを目的とする。
この発明に係るめっき装置は、被めっき物にめっき液を噴射する噴流ノズルと、噴流ノズルの先端部を囲み、被めっき物のめっき対象領域以外へのめっき液の飛散及び流出を防ぐ筒状のカバーとを備えている。
この発明のめっき装置は、噴流ノズルの先端部を囲む筒状のカバーにより、被めっき物のめっき対象領域以外へのめっき液の飛散及び流出が防がれるので、目的の部位以外へのめっき膜の形成を抑制することができる。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるめっき装置を示す概略の構成図であり、一部を透視して示している。図1において、めっき槽1内には、ステージ2が設けられている。ステージ2の下面には、被めっき物3が固定されている。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるめっき装置を示す概略の構成図であり、一部を透視して示している。図1において、めっき槽1内には、ステージ2が設けられている。ステージ2の下面には、被めっき物3が固定されている。
被めっき物3の下面には、円筒状の噴流ノズル4が対向している。噴流ノズル4は、めっき槽1内に配置されている。また、噴流ノズル4は、被めっき物3にめっき液を噴出する。噴流ノズル4は、使用するめっき液で溶解したり、形状が変化したりしない材料、例えば、塩化ビニルを主成分とする材料で構成されている。
噴流ノズル4と被めっき物3との間には、めっき液を介して、電源5により電圧が印加される。このとき、噴流ノズル4側が陽極とされ、被めっき物3側が陰極とされる。但し、無電解めっき処理を行う場合は、電圧を印加する必要がない。
めっき槽1の下部には、排出口1aが設けられている。排出口1aには、排出管6を介してリザーブ槽7が接続されている。リザーブ槽7には、噴流ノズル4に供給されるめっき液が収容されている。また、排出口1aから排出されためっき液は、リザーブ槽7に回収される。
リザーブ槽7内には、ヒータ8及びアジテータ9が設けられている。ヒータ8は、リザーブ槽7内のめっき液を加熱する。アジテータ9は、リザーブ槽7内のめっき液を撹拌し、めっき液の温度を均一化する。
リザーブ槽7には、ポンプ接続配管10を介して、送液ポンプ11が接続されている。ポンプ接続配管10には、槽側バルブ12が設けられている。槽側バルブ12により、リザーブ槽7から送液ポンプ11へのめっき液の流量が調節される。
送液ポンプ11は、供給配管13を介して噴流ノズル4に接続されている。即ち、送液ポンプ11は、噴流ノズル4とリザーブ槽7との間に設けられている。供給配管13には、ノズル側バルブ14が設けられている。
供給配管13の送液ポンプ11とノズル側バルブ14との間の部分からは、戻り配管15が分岐されている。戻り配管15は、送液ポンプ11から送り出されためっき液の少なくとも一部をリザーブ槽7に導く。戻り配管15には、戻りバルブ16が設けられている。
ノズル側バルブ14及び戻りバルブ16を調節することにより、噴流ノズル4からのめっき液の噴射量と流速とが制御される。
図2は図1のステージ2、被めっき物3、及び噴流ノズル4を拡大して示す斜視図であり、ステージ2及び被めっき物3を透視して示している。また、図3は図2の噴流ノズル4の軸線に沿う断面図である。
噴流ノズル4の先端部には、円筒状のカバー17が設けられている。カバー17は、被めっき物3のめっき対象領域以外へのめっき液の飛散及び流出を防ぐ。また、カバー17は、噴流ノズル4と同軸に配置されている。さらに、カバー17は、噴流ノズル4の先端部を囲んでいる。噴流ノズル4の先端部の外周面と、カバー17の内周面との間には、リング状の返し流路18が形成されている。
カバー17は、返し流路18を塞がない構造で噴流ノズル4に固定されている。図2の例では、複数の細い支柱19を介して、カバー17の内周面と噴流ノズル4の外周面とが部分的に連結されている。
また、カバー17は、ステージ2側の端面であるカバー先端17aを有している。噴流ノズル4は、ステージ2側の端面であるノズル先端4aを有している。カバー先端17aは、ノズル先端4aよりもステージ2側に位置している。また、実施の形態1では、めっき処理時にカバー先端17aが被めっき物3の下面、即ち被めっき面3aに接触している。
カバー17と被めっき面3aとの密着性を向上させるため、図2に示す軟質材料製のパッキン20をカバー先端17aに設けてもよい。また、カバー17を軟質材料で構成してもよい。軟質材料としては、例えば軟質塩化ビニルを用いることができる。
噴流ノズル4及びカバー17は、被めっき物3に対して近付けたり離したりする方向へ移動可能になっている。
噴流ノズル4の先端部には、メッシュ状のノズル側電極21が設けられている。ステージ2には、ステージ側電極(図示せず)が設けられている。ノズル側電極21及びステージ側電極は、電源5に接続されている。これにより、めっき液を介して、被めっき物3とノズル側電極21との間での通電が可能になっている。
ノズル側電極21は、対象となるめっき液に溶解しない、又は溶解し難い材料で構成されている。そのような材料としては、例えば、白金(Pt)、チタン−白金(Ti−Pt)、チタン−酸化イリジウム(Ti−IrO2)、ステンレス鋼(SUS)、及びカーボン(C)が挙げられる。
ノズル側電極21の開口率は、めっき液の噴射を妨げないように、10%以上であるのが好適である。ノズル側電極21は、被めっき物3に対して間隔をおいて対向している。
次に、上記のめっき装置を使用しためっき方法について、各工程を詳しく説明する。なお、ここでは、汎用性が高いめっき処理として、銅合金上への電気銀めっきについて説明する。しかし、上記のめっき装置を使用しためっき方法は、銀めっきに限定されるものではない。
<脱脂工程>
まず、形状を加工した銅合金製の被めっき物3を準備する。次に、被めっき物3の脱脂処理を行う。そして、被めっき物3の表面から、有機異物等の表面汚染物を除去し、液ぬれ性を確保する。脱脂処理剤としては、水酸化ナトリウム系、又は炭酸ナトリウム系の市販のアルカリ脱脂剤を使用することができる。
まず、形状を加工した銅合金製の被めっき物3を準備する。次に、被めっき物3の脱脂処理を行う。そして、被めっき物3の表面から、有機異物等の表面汚染物を除去し、液ぬれ性を確保する。脱脂処理剤としては、水酸化ナトリウム系、又は炭酸ナトリウム系の市販のアルカリ脱脂剤を使用することができる。
<酸洗浄工程>
次に、酸洗浄処理を行い、被めっき物3の表面から、無機異物等の表面汚染物、及び酸化膜を除去する。これにより、活性な金属表面を露出させ、液ぬれ性を向上させ、後のめっき工程で形成されるめっき膜22と被めっき物3との密着性を確保する。酸洗浄剤としては、硝酸又は硫酸を希釈したエッチング液を使用することができる。また、酸洗浄剤として、市販の酸洗浄剤を使用することもできる。
次に、酸洗浄処理を行い、被めっき物3の表面から、無機異物等の表面汚染物、及び酸化膜を除去する。これにより、活性な金属表面を露出させ、液ぬれ性を向上させ、後のめっき工程で形成されるめっき膜22と被めっき物3との密着性を確保する。酸洗浄剤としては、硝酸又は硫酸を希釈したエッチング液を使用することができる。また、酸洗浄剤として、市販の酸洗浄剤を使用することもできる。
<めっき工程>
次に、銀めっき処理工程において、被めっき物3の所望の部位にめっき膜22を形成する。即ち、銀めっき処理工程は、先に説明しためっき装置を使用し、被めっき物3の所望の部位にめっき液を噴射し、めっき膜22を形成する工程である。
次に、銀めっき処理工程において、被めっき物3の所望の部位にめっき膜22を形成する。即ち、銀めっき処理工程は、先に説明しためっき装置を使用し、被めっき物3の所望の部位にめっき液を噴射し、めっき膜22を形成する工程である。
めっき工程に用いるめっき液としては、銀めっきのための従来公知のめっき液を使用することができる。具体的には、金属塩として1wt%以上5wt%以下の銀イオン、30wt%以上40wt%以下のヨウ化カリウム、及び1wt%以上5wt%以下のメタンスルホン酸を用いて建浴しためっき液を使用することができる。また、金属塩として0.1wt%以上5wt%以下の銀イオン、及び30wt%以上50wt%以下のシアン化カリウムを用いて建浴しためっき液を使用することもできる。但し、めっき液はこれらに限定されない。
電気銀めっき条件において、被めっき物3へのめっき液の噴射時間及び液温は、所望の膜厚の銀めっき皮膜が得られるように、適宜設定できる。例えば、液温30℃以上50℃以下、電流密度3A/dm2、めっき時間5分とすることで、厚さ8μmの銀めっき皮膜が得られる。銀めっき処理を行う場合は、上記温度範囲を用いることが好ましい。但し、被めっき物3の状態、及びめっき液の組成に合わせて、液温を適宜調整してもよい。
次に、電気銀めっき処理を行う場合のめっき装置の操作について説明する。初めに、上記のめっき液を準備する。建浴を終えためっき液は、リザーブ槽7に供給する。
この後、めっき液の温度を所望の温度まで上昇させるため、ヒータ8をオフ状態からオン状態に変更する。同時に、めっき液の温度を均一にするため、アジテータ9をオフ状態からオン状態に変更する。そして、めっき液を撹拌しながら、所望の温度に到達するまで待機する。
めっき液の温度が所望の温度に到達すると、めっき装置の立上げが完了となる。なお、めっき装置に使用するヒータ8は、温度調整機能を有し、一定温度を保持できることが好ましい。
次に、酸処理及び水洗処理が完了した被めっき物3をステージ2に取り付ける。この後、電源5をオフ状態からオン状態に変更する。また、カバー17を被めっき物3に密着させる。これにより、被めっき物3のめっき対象領域以外へのめっき液の飛散及び流出を防ぐことができる。
この後、送液ポンプ11を作動させる。なお、被めっき物3をステージ2に取り付ける前に送液ポンプ11の空運転を行い、めっき液の流量調整を行うことが好ましい。
送液ポンプ11を作動させることで、リザーブ槽7内のめっき液が、供給配管13を通り、噴流ノズル4に到達し、噴流ノズル4から被めっき面3aに向けて噴射される。
噴射されためっき液が被めっき面3aに到達した瞬間に、めっき液を介して噴流ノズル4と被めっき物3との間の通電が開始され、銀めっきが開始される。このとき、めっき膜22の均一電着性を向上させるため、ノズル側電極21は、被めっき領域全体を覆うように取り付けられていることが望ましい。ここでは、カバー17の開口面積の全体にノズル側電極21が設けられている。
被めっき面3aに接触しためっき液は、返し流路18からカバー17の下方へ落ちるため、被めっき物3のめっき対象領域以外に接触することはない。カバー17から排出されためっき液は、排出口1a及び排出管6を通ってリザーブ槽7へと戻る。
目的の部位の形状に合わせ、噴流ノズル4又は被めっき物3を移動させることで、カバー17の開口面積よりも大きい線状又は面状のめっき膜22を成膜することができる。
例えば、100mm×10mmの範囲でめっき膜22を形成する場合、液温を30℃以上50℃以下とし、電流密度を15A/dm2とする。また、被めっき物3に対する噴流ノズル4の移動速度を50mm/secとする。さらに、めっき液の流速を2m/sec、めっき液の噴射時間を5分とする。これにより、厚さ5μmの銀めっき皮膜を得ることができる。
φ5mm以上φ15mm以下の管径の噴流ノズル4を使用した場合、めっき液の流速を0.5m/sec以上5m/sec以下に調整することが好ましい。
めっき液の流速を0.5m/secよりも低くした場合、めっき膜22の成膜レートが低下する。また、カバー先端17aが上向きの状態では、カバー17内のめっき液の充填が不十分となり、所望の形状のめっきを得られない恐れがある。
所望の領域にめっき膜22を形成した後、必要に応じて後処理を行い、水洗工程を経ることで、めっき処理が完了する。
このようなめっき装置及びめっき方法では、噴流ノズル4の周囲に配置されたカバー17により、めっき対象領域以外へのめっき液の飛散及び流出が防止される。このため、目的の部位以外へのめっき膜22の形成を抑制することができる。
また、より多くの被めっき物3とめっき液との組み合わせで、目的の部位以外へのめっき膜22の形成を抑制することができる。例えば、置換析出性を持つ被めっき物3とめっき液との組み合わせ、及び自己触媒型の無電解めっきに対しても、部分めっきを実施することができる。
さらに、他の部分めっき手法である筆めっき法と比べ、電極へのめっき液の供給速度を上げることができる。このため、金属イオンの供給量を増加させることができ、より高い電流密度で良好なめっき膜22を得ることができる。
さらにまた、めっき液を介して被めっき物3とノズル側電極21との間での通電が可能になっているため、電気めっきを行うことができる。
実施の形態2.
次に、図4はこの発明の実施の形態2によるめっき装置を示す概略の構成図、図5は図4のステージ2、被めっき物3、及び噴流ノズル4を拡大して示す斜視図、図6は図5の噴流ノズル4の軸線に沿う断面図である。
次に、図4はこの発明の実施の形態2によるめっき装置を示す概略の構成図、図5は図4のステージ2、被めっき物3、及び噴流ノズル4を拡大して示す斜視図、図6は図5の噴流ノズル4の軸線に沿う断面図である。
実施の形態2のめっき装置の基本的な構成は、実施の形態1と同様である。但し、ステージ2の上下方向位置が微調整可能になっている。また、実施の形態2では、被めっき物3とカバー17との間に間隔をおいて、被めっき物3の真下に噴流ノズル4を配置する。この状態で、めっき液を噴流ノズル4から鉛直上向きに噴射し、めっき処理を行う。
次に、具体的なめっき方法について説明する。なお、ここでは、汎用性が高いめっき処理として、銅合金上への電気銀めっきについて説明する。しかし、実施の形態1と同様、上記のめっき装置を使用しためっき方法は、銀めっきに限定されるものではない。
また、実施の形態1では、脱脂工程、酸洗浄工程、及びめっき工程について説明した。これに対し、実施の形態2では、めっき工程のみ、実施の形態1と異なるため、脱脂工程及び酸洗浄工程については説明を省略する。
<めっき工程>
めっき工程に用いるめっき液は、実施の形態1と同じである。また、めっき液のリザーブ槽7への供給、温度調整、及び被めっき物3の酸洗浄までの工程は、実施の形態1と同様である。
めっき工程に用いるめっき液は、実施の形態1と同じである。また、めっき液のリザーブ槽7への供給、温度調整、及び被めっき物3の酸洗浄までの工程は、実施の形態1と同様である。
送液ポンプ11を作動させ、準備運転をし、鉛直上向きに噴射されためっき液の最高到達点を記録する。このとき、最高到達点におけるめっき液の形状及び位置が安定するように流量を調整することが望ましい。例えば、カバー17からのめっき液の最高到達点の高さを、0.1mm以上150mm以下とすることで、最高到達点におけるめっき液の形状及び位置を安定させることが容易となる。
送液ポンプ11の稼動を停止し、被めっき面3aが鉛直下向きになるように被めっき物3をステージ2に取り付ける。また、被めっき面3aの高さが、準備運転時に記録しためっき液の最高到達点に一致するように、被めっき物3の位置を調整する。
被めっき面3aの位置は、めっき液の最高到達点に完全に一致する必要はなく、最高到達点よりも0mmから15mm低くてもよい。また、被めっき面3aの位置は、噴流ノズル4及びカバー17に被めっき面3aが接触しない範囲であれば、適宜調整してもよい。
被めっき面3aの位置をめっき液の最高到達点よりも高い位置にすると、めっき液噴射時にめっき液が被めっき面3aに接触せず、めっき膜22を成膜することができない。また、被めっき面3aの位置を、めっき液の最高到達点から15mm低い位置よりも下にすると、めっき液噴射時に被めっき面3aからめっき液が飛散し、部分めっきができない。
被めっき物3の位置を調整した後、電源5をオフ状態からオン状態に変更する。この後、送液ポンプ11を準備運転時と同一の出力で作動させることで、めっき液がその最高到達点で被めっき面3aに接触する。これにより、めっき液が接触した領域のみにめっき膜22が成膜される。
所望の領域にめっき膜22を形成した後、必要に応じて後処理を行い、水洗工程を経ることで、めっき処理が完了する。
このようなめっき装置及びめっき方法では、めっき液がその最高到達点で被めっき面3aに接触する。このため、めっき対象領域以外へのめっき液の飛散及び流出が起こりにくく、目的の部位以外へのめっき膜22の形成を抑制することができる。
また、より多くの被めっき物3とめっき液との組み合わせで、目的の部位以外へのめっき膜22の形成を抑制することができる。例えば、置換析出性を持つ被めっき物3とめっき液との組み合わせ、及び自己触媒型の無電解めっきに対しても、部分めっきを実施することができる。
さらに、めっき液を介して被めっき物3とノズル側電極21との間での通電が可能になっているため、電気めっきを行うことができる。
さらにまた、実施の形態1と異なり、被めっき面3aにカバー17が接触しないため、被めっき面3aの損傷及び変形を防ぐことができる。
なお、本実施の形態においては、必ずしも噴流ノズル4にカバー17を設ける必要はない。
実施の形態3.
次に、図7はこの発明の実施の形態3によるめっき装置を示す概略の構成図である。このめっき装置において、めっき処理を実施する部分は、図5及び図6に示す実施の形態2と同様である。実施の形態3では、めっき液とは異なる処理液を収容する第1ないし第3の処理液槽31A,31B,31Cを有している。
次に、図7はこの発明の実施の形態3によるめっき装置を示す概略の構成図である。このめっき装置において、めっき処理を実施する部分は、図5及び図6に示す実施の形態2と同様である。実施の形態3では、めっき液とは異なる処理液を収容する第1ないし第3の処理液槽31A,31B,31Cを有している。
第1ないし第3の処理液槽31A,31B,31Cには、互いに異なる種類の処理液が収容されている。そして、めっき液及び3種類の処理液のうち、噴流ノズル4から被めっき物3に噴射する液体を切り替え可能になっている。
第1ないし第3の処理液槽31A,31B,31Cの構造は、それぞれリザーブ槽7と同様である。また、第1ないし第3の処理液槽31A,31B,31C内には、ヒータ8及びアジテータ9がそれぞれ設けられている。
排出管6のめっき槽1とは反対側の端部は、4つに分岐されている。排出管6の分岐された端部は、それぞれリザーブ槽7及び処理液槽31A,31B,31Cに接続されている。
排出管6のリザーブ槽7への接続部には、めっき液排出バルブ23が設けられている。排出管6の処理液槽31A,31B,31Cへの接続部には、それぞれ第1ないし第3の処理液排出バルブ32A,32B,32Cが設けられている。
第1の処理液槽31Aには、ポンプ接続配管33Aを介して送液ポンプ34Aが接続されている。ポンプ接続配管33Aには、槽側バルブ35Aが設けられている。槽側バルブ35Aにより、処理液槽31Aから送液ポンプ34Aへの処理液の流量が調節される。
供給配管13のノズル側バルブ14よりも噴流ノズル4側の部分には、処理液共通配管36が接続されている。処理液共通配管36には、処理液個別配管37Aが接続されている。処理液個別配管37Aは、送液ポンプ34Aに接続されている。
処理液個別配管37Aには、ノズル側バルブ38Aが設けられている。処理液個別配管37Aの送液ポンプ34Aとノズル側バルブ38Aとの間の部分からは、戻り配管39Aが分岐されている。戻り配管39Aは、送液ポンプ34Aから送り出された処理液の少なくとも一部を処理液槽31Aに導く。戻り配管39Aには、戻りバルブ40Aが設けられている。
ノズル側バルブ38A及び戻りバルブ40Aを調節することにより、噴流ノズル4からの処理液の噴射量と流速とが制御される。
第2の処理液槽31Bと、噴流ノズル4及び送液ポンプ34Bとの接続構造は、第1の処理液槽31Aの場合と同様であり、図7では符号にBを付して示している。第3の処理液槽31Cと、噴流ノズル4及び送液ポンプ34Cとの接続構造も、第1の処理液槽31Aの場合と同様であり、図7では符号にCを付して示している。
本実施の形態では、リザーブ槽7にめっき液を、第1の処理液槽31Aにアルカリ脱脂液を、第2の処理液槽31Bに酸洗浄液を、第3の処理液槽31Cに水洗水をそれぞれ投入する。
但し、処理液槽31A,31B,31Cの数は3つに限らず、処理工程に必要な処理液に応じて、変更又は追加してもよい。処理液としては、例えば、脱脂液、酸処理液、アルカリ洗浄液、中和液、エッチング液、触媒付与液、ジンケートめっき液、ストライクめっき液、陽極酸化処理液、化成皮膜処理液、及び水洗水が挙げられる。
次に、具体的なめっき方法について説明する。なお、ここでは、汎用性が高いめっき処理として、銅合金上への電気銀めっきについて説明する。しかし、実施の形態1、2と同様、上記のめっき装置を使用しためっき方法は、銀めっきに限定されるものではない。
<脱脂工程>
まず、バルブ32A,35A,38A,40A、を開き、他のバルブを全て閉じる。そして、噴流ノズル4を鉛直上向きになるように配置する。次に、送液ポンプ34Aを稼動させ、準備運転をし、鉛直上向きに噴射されたアルカリ脱脂液の最高到達点を記録する。このとき、アルカリ脱脂液の最高到達点の形状及び位置が安定するように流量を調整することが望ましい。
まず、バルブ32A,35A,38A,40A、を開き、他のバルブを全て閉じる。そして、噴流ノズル4を鉛直上向きになるように配置する。次に、送液ポンプ34Aを稼動させ、準備運転をし、鉛直上向きに噴射されたアルカリ脱脂液の最高到達点を記録する。このとき、アルカリ脱脂液の最高到達点の形状及び位置が安定するように流量を調整することが望ましい。
この後、送液ポンプ34Aの稼動を停止し、被めっき面3aが鉛直下向きになるように被めっき物3をステージ2に取り付ける。被めっき面3aの位置が、準備運転時に記録したアルカリ脱脂液の最高到達点に一致するように、被めっき物3の位置を調整する。
被めっき面3aの位置は、アルカリ脱脂液の最高到達点に完全に一致する必要はなく、最高到達点よりも0mmから15mm低くてもよい。即ち、被めっき面3aの位置は、噴流ノズル4及びカバー17に被めっき面3aが接触しない範囲であれば、適宜調整してもよい。
送液ポンプ34Aを準備運転時と同一の出力で作動させることで、アルカリ脱脂液がその最高到達点で被めっき面3aに接触し、アルカリ脱脂液が接触した領域のみが脱脂処理される。
脱脂処理剤としては、水酸化ナトリウム系又は炭酸ナトリウム系の市販のアルカリ脱脂剤を使用することができる。また、ノズル側電極21と被めっき物3との間で通電することにより、電解脱脂を行うことができる。
脱脂後、送液ポンプ34Aの稼動を停止し、バルブ32C,35C,38C,40Cを開き、他のバルブを全て閉じる。ステージ2を噴流ノズル4から十分に遠ざけた後、送液ポンプ34Cを稼動させ、準備運転を行うとともに、配管内部を水洗する。そして、鉛直上向きに噴射された水洗水の最高到達点を記録する。
液体の種類によって比重が異なり、同じ出力でも最高到達点が異なるため、液体を変更する度に最高到達点の記録作業は必要となる。送液ポンプ34Cの稼動を停止した後、被めっき面3aの位置が準備運転時に記録した水洗水の最高到達点に一致するように、被めっき物3の位置を調整する。
被めっき面3aの位置は、水洗水の最高到達点に完全に一致する必要はなく、最高到達点よりも0mmから15mm低くてもよい。即ち、被めっき面3aの位置は、噴流ノズル4及びカバー17に被めっき面3aが接触しない範囲であれば、適宜調整してもよい。
送液ポンプ34Cを準備運転時と同一の出力で作動させることで、水洗水がその最高到達点で被めっき面3aに接触し、水洗水が接触した領域のみが水洗される。水洗後、送液ポンプ34Cの稼動を停止する。
<酸洗浄工程>
次に、バルブ32B,35B,38B,40Bを開き、他のバルブを全て閉じる。被めっき物3をステージ2から取り外した後、脱脂工程と同様に、鉛直上向きに配置した噴流ノズル4から酸洗浄液を噴射し、その最高到達点を記録する。次に、送液ポンプ34Bの稼動を停止し、被めっき面3aが鉛直下向きになるように被めっき物3をステージ2に取り付ける。
次に、バルブ32B,35B,38B,40Bを開き、他のバルブを全て閉じる。被めっき物3をステージ2から取り外した後、脱脂工程と同様に、鉛直上向きに配置した噴流ノズル4から酸洗浄液を噴射し、その最高到達点を記録する。次に、送液ポンプ34Bの稼動を停止し、被めっき面3aが鉛直下向きになるように被めっき物3をステージ2に取り付ける。
この後、脱脂工程で脱脂した領域が準備運転時に記録した酸洗浄液の最高到達点と一致するように、被めっき物3を配置する。送液ポンプ34Bを準備運転時と同一の出力で作動させることで、酸洗浄液が、その最高到達点で、脱脂工程で脱脂処理された領域に接触する。これにより、酸洗浄液が接触した領域のみが酸洗浄処理される。
酸洗浄処理後、送液ポンプ34Bの稼動を停止し、バルブ32C,35C,38C,40Cを開き、他のバルブを全て閉じる。ステージ2を噴流ノズル4から十分に遠ざけた後、送液ポンプ34Cを稼動させ、準備運転を行うとともに、配管内部を水洗する。そして、鉛直上向きに噴射された水洗水の最高到達点を記録する。
送液ポンプ34Cの稼動を停止した後、被めっき面3aの位置が準備運転時に記録した水洗水の最高到達点に一致するように、被めっき物3の位置を調整する。
被めっき面3aの位置は、水洗水の最高到達点に完全に一致する必要はなく、最高到達点よりも0mmから15mm低くてもよい。即ち、被めっき面3aの位置は、噴流ノズル4及びカバー17に被めっき面3aが接触しない範囲であれば、適宜調整してもよい。
送液ポンプ34Cを準備運転時と同一の出力で作動させることで、水洗水がその最高到達点で被めっき面3aに接触し、水洗水が接触した領域のみが水洗される。水洗後、送液ポンプ34Cの稼動を停止する。
<めっき工程>
次に、バルブ12,14,16,23を開き、他のバルブを全て閉じる。被めっき物3をステージ2から取り外した後、脱脂工程及び酸洗浄工程と同様に、鉛直上向きに配置した噴流ノズル4からめっき液を噴射し、その最高到達点を記録する。この後、送液ポンプ11の稼動を停止し、被めっき面3aが鉛直下向きになるように被めっき物3をステージ2に取り付ける。
次に、バルブ12,14,16,23を開き、他のバルブを全て閉じる。被めっき物3をステージ2から取り外した後、脱脂工程及び酸洗浄工程と同様に、鉛直上向きに配置した噴流ノズル4からめっき液を噴射し、その最高到達点を記録する。この後、送液ポンプ11の稼動を停止し、被めっき面3aが鉛直下向きになるように被めっき物3をステージ2に取り付ける。
次に、脱脂工程及び酸洗浄工程で処理した領域が準備運転時に記録しためっき液の最高到達点と一致するように、被めっき物3を配置する。被めっき物3を配置した後、実施の形態2のめっき工程と同様に通電及び送液ポンプ11の稼動を行い、めっき液が接触した領域のみにめっき膜22を成膜する。
所望の領域にめっき膜22を形成した後、水洗工程を経ることでめっき処理が完了する。なお、めっき後の水洗処理は、本装置を用いずに行ってもよい。
このようなめっき装置及びめっき方法では、脱脂工程、酸洗浄工程、めっき工程、及び各工程間の水洗処理において、処理液でぬれる箇所を一致させ、所望の領域以外が処理液でぬれないようにすることができる。このため、めっき対象領域以外にめっき液がぬれ広がりにくくなり、部分成膜性を向上させることができる。
また、図7に示すように、配管のうち、めっき液及び各処理液が共通して通る配管、例えば処理液共通配管36全体を水洗水が通るように配置することで、各処理液の混合を防ぐことができる。
さらに、図7に示すように、被めっき物3を設置し、脱脂、酸洗浄、水洗、及びめっき処理を実施する箇所を共通化することで、装置を小型化できる。また、被めっき物3の付け外し作業を省略することができる。従って、短時間でめっき処理を行うことができる。
なお、めっき処理を行う前の工程としては、脱脂工程、酸処理工程、洗浄工程、中和工程、エッチング工程、触媒付与工程、ジンケート工程、ストライクめっき工程、陽極酸化処理工程、化成皮膜処理工程、及び水洗工程の少なくともいずれか1つの工程が挙げられる。上記の工程を、被めっき物のめっき処理を施す箇所にのみに行うことで、めっき処理時に、目的の部位以外へのめっき液のぬれ拡がりを抑制することができる。
以下、この発明の実施例及び比較例を説明する。なお、この発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
実施例1は、上記の実施の形態1に基づくものである。具体的には、被めっき物として、無酸素銅(C35A1材)製の平板を用いた。また、被めっき物の大きさは、60mm×100mm×0.3mmである。この被めっき物に対して、実施の形態1のめっき装置及びめっき方法により、めっきを行った。
実施例1は、上記の実施の形態1に基づくものである。具体的には、被めっき物として、無酸素銅(C35A1材)製の平板を用いた。また、被めっき物の大きさは、60mm×100mm×0.3mmである。この被めっき物に対して、実施の形態1のめっき装置及びめっき方法により、めっきを行った。
カバーの外径は18mm、カバーの内径は15mmとした。噴流ノズルの外径は12mm、噴流ノズルの内径は10mmとした。ノズル側電極としては、55メッシュの白金(Pt)材を使用した。
また、以下の手順で脱脂及び酸洗浄を行った。まず、界面活性剤を添加した水酸化カリウムを含むアルカリ性の薬液(ASAHI製 SC-90)中に、被めっき物を浸漬して表面を脱脂した。薬液温度は60℃、処理時間は5分とした。
脱脂後、被めっき物を純水槽に浸漬し、水洗した後、希硫酸を含む酸性の薬液(ASAHI製 サンエースZ-316)に浸漬し、酸処理を行った。薬液温度は25℃、処理時間は3分とした。
酸処理後、被めっき物を水洗しステージに取り付けた。次に、実施の形態1にて説明しためっき方法により、銀めっき膜を成膜した。銀めっき膜においては、ノンシアン銀めっきダインシルバーAG−PL30(大和化成(株))を用いて、実施の形態1に示した標準条件で処理した。
銀めっき膜を形成した後、水洗工程を経ずに実施の形態1にて説明した後処理を実施した。後処理では、被めっき物を、後処理剤AG−SAT20(大和化成(株))に浸漬した後、純水に浸漬して1分間放置した。
この後、被めっき物を乾燥させ、銀めっきの膜厚均一性の評価を実施した。膜厚均一性の評価では、スポット状の銀めっき膜の中心を通る直線に沿って、蛍光X線膜厚装置を用いた膜厚測定を実施した。
<実施例2>
実施例2は、上記の実施の形態2に基づくものである。実施例2では、実施例1と同様の被めっき物を使用した。この被めっき物に対して、実施の形態2のめっき装置及びめっき方法により、めっきを行った。
実施例2は、上記の実施の形態2に基づくものである。実施例2では、実施例1と同様の被めっき物を使用した。この被めっき物に対して、実施の形態2のめっき装置及びめっき方法により、めっきを行った。
噴流ノズルの外径は18mm、噴流ノズルの内径は15mmとした。めっき液の最高到達点の高さは1mmとした。高さ方向の被めっき面の位置は、めっき液の最高到達点に一致させた。脱脂処理から酸洗浄処理までは、実施例1と同様である。その後、実施の形態2で説明しためっき方法によって、膜厚が8μmの銀めっき膜を成膜した。以降の後処理及びめっき後の評価方法も実施例1と同様である。
<実施例3>
実施例3は、上記の実施の形態3に基づくものである。実施例3でも、実施例1、2と同様の被めっき物を使用し。この被めっき物に対して、実施の形態3のめっき装置を使用して、実施の形態2のめっき方法により、めっきを行った。
実施例3は、上記の実施の形態3に基づくものである。実施例3でも、実施例1、2と同様の被めっき物を使用し。この被めっき物に対して、実施の形態3のめっき装置を使用して、実施の形態2のめっき方法により、めっきを行った。
実施例3では、実施の形態3のめっき装置を用いて脱脂及び酸洗浄処理を行った。脱脂、酸洗浄、めっき処理時の処理液の最高到達点、及び被めっき面の位置は、実施例2と同様とした。脱脂及び酸洗浄処理に用いた処理液は、実施の形態1で示したものと同じである。実施の形態3で示した方法によって、膜厚8μmの銀めっき膜を生膜した。以後の後処理及びめっき後の評価方法も実施例1、2と同様である。
図8は実施例1〜3のめっき膜の膜厚分布を示すグラフである。図8から、各実施例において、部分めっきができていることがわかる。また、実施例2よりも実施例3の方が、部分成膜性が良いことがわかる。
なお、実施の形態3では、実施の形態2のめっき装置及びめっき方法を適用したが、実施の形態1のめっき装置及びめっき方法を適用してもよい。
また、実施の形態1〜3では、噴流ノズル及びカバーの開口部の形状を円形とした。しかし、噴流ノズル及びカバーの開口部の形状は、円形以外であってもよい。即ち、めっき対象領域の形状に対応した形状のカバーを用いるとともに、カバー形状に対応した形状の噴流ノズルを用いることができる。
また、実施の形態1〜3では、噴流ノズル及びカバーの開口部の形状を円形とした。しかし、噴流ノズル及びカバーの開口部の形状は、円形以外であってもよい。即ち、めっき対象領域の形状に対応した形状のカバーを用いるとともに、カバー形状に対応した形状の噴流ノズルを用いることができる。
ここで、図9は噴流ノズル4の変形例を示す斜視図、図10は図9の噴流ノズル4の軸線に沿う断面図である。この変形例の噴流ノズル4は、外筒24と、外筒24の中心に配置されたロッド25とを有している。ロッド25の先端には、円板状のノズル側電極26が固定されている。外筒24の内周面とノズル側電極26の外周面との間には、開口が形成されている。このような噴流ノズル4を実施の形態1〜3に適用してもよい。
3 被めっき物、3a 被めっき面、4 噴流ノズル、17 カバー、17a カバー先端、21,26 ノズル側電極、31A 第1の処理液槽、31B 第2の処理液槽、31C 第3の処理液槽。
Claims (9)
- 被めっき物にめっき液を噴射する噴流ノズルと、
前記噴流ノズルの先端部を囲み、前記被めっき物のめっき対象領域以外への前記めっき液の飛散及び流出を防ぐ筒状のカバーと
を備えているめっき装置。 - 前記噴流ノズルの先端部にノズル側電極が設けられており、前記めっき液を介して前記被めっき物と前記ノズル側電極との間での通電が可能になっている請求項1記載のめっき装置。
- 前記めっき液とは異なる処理液を収容する処理液槽をさらに備え、
前記めっき液及び前記処理液のうち、前記噴流ノズルから前記被めっき物に噴射する液体を切り替え可能になっている請求項1又は請求項2に記載のめっき装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれ1項に記載のめっき装置を使用し、前記カバーの先端を前記被めっき物に密着させた状態で、前記めっき液を前記噴流ノズルから前記被めっき物に噴射し、めっき処理を行うめっき方法。
- 請求項2に記載のめっき装置を使用し、前記ノズル側電極を陽極とし、前記被めっき物を陰極として、通電を行うとともに、前記めっき液を前記噴流ノズルから前記被めっき物に噴射し、めっき処理を行うめっき方法。
- 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のめっき装置を用いて、前記被めっき物と前記カバーとの間に間隔をおいて、前記被めっき物の真下に前記噴流ノズルを配置した状態で、前記めっき液を前記噴流ノズルから鉛直上向きに噴射し、めっき処理を行うめっき方法。
- 前記被めっき物の被めっき面の上下方向位置を、前記めっき液の最高到達点よりも0mmから15mm低い位置とする請求項6記載のめっき方法。
- 前記めっき処理を行う前に、脱脂工程、酸処理工程、洗浄工程、中和工程、エッチング工程、触媒付与工程、ジンケート工程、ストライクめっき工程、陽極酸化処理工程、化成皮膜処理工程、及び水洗工程の少なくともいずれか1つの工程を、前記被めっき物の前記めっき処理を施す箇所にのみに行う請求項4から請求項7までのいずれか1項に記載のめっき方法。
- 噴流ノズルから被めっき物にめっき液を噴射してめっき処理を行うめっき方法であって、
前記被めっき物と前記噴流ノズルとの間に間隔をおいて、前記被めっき物の真下に前記噴流ノズルを配置した状態で、前記めっき液を前記噴流ノズルから鉛直上向きに噴射し、
前記被めっき物の被めっき面の上下方向位置を、前記めっき液の最高到達点よりも0mmから15mm低い位置とするめっき方法。
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-
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