JP6901061B2 - メッキ液補充装置 - Google Patents

Description

本発明は、銅メッキ処理を行うメッキ槽に一定の濃度のメッキ液を補充するためのメッキ液補充装置に関する。

特許文献１（特開平９−１３７２９８号公報）は、酸化銅の溶解性の改善や、瞬時に溶解できない超微粉のメッキ槽への流入を防止、さらに微粉状の酸化銅の作業環境汚染を防止する電気銅メッキ用補充液の製造方法であって、水、酸、アルカリ溶液若しくは有機溶媒に、特定の粒径の酸化銅粉末を混合し、この混合溶液中の酸化銅粉末を湿式粉砕機によりさらに微粉末に粉砕し、この微粉末混合溶液に、メッキ液の一部を加え、酸化銅を溶解するようにした製造方法を開示する。

特許文献２（特開２００３−１６６１００号公報）は、電解銅メッキ処理するときに銅イオン材料として好適な、電解液への溶解力の高い同分を提供することを目的とするものであるが、被メッキ体に銅メッキ処理を施す手法として不溶解性陽極を用いる手法を開示する。この手法は、陽極として例えばチタンの表面に触媒をコーティングしたものを用い、メッキ槽と、銅の溶解槽とを用意し、溶解槽にて銅メッキ材料、例えば酸化銅や炭酸銅、金属銅等を溶解して、これをメッキ槽中の電解液に供給し、不溶性陽極と陰極をなす被メッキ体との間で通電してメッキ処理を行うことが開示される。さらに、特許文献２には、溶解槽が撹拌手段を備え、ホッパから銅粉が所定量補給されることが開示される。

特許文献３（特開２００４−１６２０７８号公報）は、電解メッキ法で銅メッキをする際に、電解液の銅イオン濃度を高精度に制御して良好な銅メッキを行うことを目的として、メッキ槽中の銅の濃度を、比色計によって検知し、その検出値により酸化銅を補給する構成を開示する。この特許文献３では、メッキ槽に熱気液を補充するためにメッキ液に酸化銅を溶解するための溶解槽を、仕切部材によって３つの液貯留部に区分けし、第１の液貯留部において酸化銅をメッキ槽からの電解液に添加して撹拌し、第１の液貯留部から第２の液貯留部及び第３の液貯留部に順次越流させることで、酸化銅が溶解した上澄み液を取得するようにしたものである。

特開平９−１３７２９８号公報 特開２００３−１６６１００号公報 特開２００４−１６２０７８号公報

上述したように、不溶性陽極による銅メッキ設備において、最も手間のかかる作業として効率化が検討されているのが、メッキ槽に一定の濃度のメッキ液を供給するためにメッキ液に酸化銅粉を溶解させるためのメッキ液補充装置において、メッキ液に酸化銅粉を効率的に溶解させることであり、上述した特許文献では、酸化銅を微粉末に粉砕し、攪拌機によって撹拌することが開示されている。さらに、この攪拌機による物理的な酸化銅の溶解の他には、エアブロアを用いたバブリングによる溶解方法や、ポンプを用いての液循環撹拌による溶解方法等、機械的に撹拌する溶解方法が公知である。

上述したように、従来のメッキ液補充装置においては、特許文献１乃至３に開示されているように、酸化銅等の銅粉を混合槽に付加する場合に、ホッパの下部の設けられた開閉機構を手動若しくは自動によって開閉して混合槽に落下させる構造であることから、銅粉等が吸湿することによって凝固する虞があるため、凝固防止策が必要となるという不具合がある。

さらに、特許文献３に開示されるメッキ液補充装置においては、溶解槽を仕切部材によって複数の液貯留部を設けることで、酸化銅が溶解した電解液を上澄み液として取得するものであるが、それぞれの液貯留部において異物が混入したり、銅の結晶化が生じたり、それぞれの液貯留部に沈殿物が発生する虞があり、結晶物や沈殿物の除去を行う必要があるという不具合が生じる。

このため、本発明は、省スペース化のために特別な溶解槽を設けず、且つ、酸化銅を効率的にメッキ液に溶解させることのできるメッキ液補充装置を提供することにある。

本発明は、銅メッキを行うメッキ槽からメッキ液を吸引して酸化銅を添加し、メッキ槽に回帰させる循環ラインを具備するメッキ液補充装置において、前記循環ライン上に配置され、前記メッキ槽からメッキ液を吸引して循環ライン上のメッキ液を循環させるポンプ手段と、前記循環ライン上に配置され、前記メッキ液に酸化銅粉体を混合するエジェクタと、前記エジェクタの下流側に配置され、前記メッキ液への酸化銅粉体の溶解を促進させるためのインラインミキサとを少なくとも具備することにある。

本発明によれば、ポンプ手段によって吸引されたメッキ液が循環する循環ライン上に配置されたエジェクタによって酸化銅粉体をメッキ液に混合させ、さらにインラインミキサによって、メッキ液に酸化銅粉体を溶解させるようにしたので、溶解槽を設ける必要がなくなるため、省スペース化を達成できると共に、酸化銅の溶解効率を向上させることができるものである。

さらに、前記エジェクタは、前記メッキ液を噴霧して減圧される吸入空間と、前記吸入空間に前記酸化銅粉体を吸入する吸入口を有すると共に、該吸入口に吸引される酸化銅粉体を空気と共に吸引され、吸入空間において酸化銅粉体をバブリングによってメッキ液に混合させることが望ましい。

これによって、前記エジェクタの吸入空間へメッキ液を噴霧することによって吸入口から酸化銅粉体と共に空気を吸引してメッキ液に混合させ、吸入した空気のバブリングによって酸化銅粉体を効率的にメッキ液に混合溶解させることができるものである。

さらに、前記ポンプ手段は、前記エジェクタ及びインラインミキサの上流側に配置される押しポンプと、前記エジェクタ及びインラインミキサの下流側に配置される引きポンプとによって構成されることが望ましい。

以上のように、循環ラインにメッキ液を循環させるポンプ手段を、エジェクタ及びインラインミキサにメッキ液を押し出す押しポンプと、エジェクタ及びインラインミキサにメッキ液を通過させるために引きポンプとによって構成したので、引きポンプによってエジェクタに引き圧を発生させることができるため、エジェクタの吸気機能を向上させることができるものである。

さらに、インラインミキサを設けることによって、１００％の液撹拌を行うことができるため、酸化銅粉体の溶解促進及び溶け残しをなくすことができるものである。

以上の構成により、本発明のメッキ液補充装置によれば、酸化銅粉体と空気とをエジェクタを介してメッキ液に混入させると共に、インラインミキサによって混合溶解を促進できるために、溶解槽を設けなくても確実に酸化銅粉体をメッキ液に効率的に素早く溶解させることができるものである。

本発明の実施例に係るメッキ液補充装置の概略構成図である。 本発明の実施例に係るメッキ液補充装置のエジェクタの一例を示した概略構成図である。 本発明の実施例に係るメッキ液補充装置のインラインミキサの一例を示した概略構成図である。

以下、本発明の実施例について、図面により説明する。

本発明にかかるメッキ液補充装置１は、例えば図１に示すように、メッキ液Ｂが収容されるメッキ槽Ａに接続され、内部に収容されるメッキ液Ｂに酸化銅粉末等からなる銅粉を付加してメッキ槽Ａに回帰させる循環ライン２を具備し、さらに図示しない制御装置によって、メッキ槽Ａに収容されているメッキ液Ｂの濃度を検出し、そのメッキ液Ｂの濃度を所定の値に維持するように、循環ライン２を稼働させるものである。

前記メッキ液補充装置１は、前記循環ライン２の上流側に配置された押しポンプ３及び下流側に配置された引きポンプ４からなるポンプ手段を具備し、このポンプ手段によって、メッキ槽Ａからメッキ液Ｂを吸引すると共に、吸引されたメッキ液Ｃに銅粉が付加され溶解されたメッキ液Ｅをメッキ槽Ａに戻すものである。

また、前記循環ライン２上の前記押しポンプ３の下流側には、押しポンプ３によって押し出され引きポンプ４によって引かれたメッキ液Ｃに銅粉を混入させるためのエジェクタ５が配置される。このエジェクタ５には、銅粉定量供給機６が設けられる。例えばこの銅粉定量供給機６は、図示しない制御装置によって前記メッキ液Ｂの検出された銅イオン濃度に基づいて決定された銅粉量が前記エジェクタ５に供給されるものである。

エジェクタ５は、例えば図２に示すもので、内部に吸入空間５１を画成するハウジング５０と、前記吸入空間５１に吸引されたメッキ液Ｃを噴霧するノズル部５２と、銅粉Ｐ及び空気Ｇの混合体Ｆが吸引される吸入口５３とによって構成される。前記ノズル部５２の内部空間５４は、前記押しポンプ３によって押圧されて高圧となり、吸入空間５１は、前記引きポンプ４によって減圧されるため、メッキ液Ｃが吸入空間５１に噴霧されることによって吸入空間５１が負圧となるため、吸入口５３が銅粉Ｐ及び空気Ｇの混合体Ｆが吸引され、メッキ液Ｃに混合されるものである。

尚、図２において、例えば銅粉定量供給機６から所定の量が決定された供給された銅粉Ｐは、供給用ノズル６０を介して供給ライン６１に、前記吸入空間５１の吸引力によって供給ライン６１内に引き込まれる際に空気Ｇと混合されて銅粉Ｐ及び空間Ｇの混合体Ｆとなるものである。これによって、前記吸入空間５１では、メッキ液Ｃ内に空気Ｇによるバブルが発生してメッキ液Ｃが撹拌されるため、銅粉Ｐがメッキ液Ｃに効率的且つ均一に混合され、これによって混合メッキ液Ｄが得られるものである。

尚、図１において、７は流量計、８は圧力調整用レギュレータである。流量計７は、押しポンプ３及び押しポンプ４による吸引／吐出量を制御するためのパラメータの１つとして循環ライン２を流れる流量を検出するためのものであり、圧力調整用レギュレータは、循環ライン２を流れるメッキ液にかかる圧力を適正に維持するために設けられるものである。

前記圧力調整用レギュレータ８の下流側には、複数のインラインミキサ９（この実施例では３つ）が直列に設けられる。このインラインミキサ９は、例えば図３に示すように、通路９１を画成するハウジング９０を具備すると共に、前記通路９１内にテーパ状に延出すると共に前記混合メッキ液Ｄが通過する複数の細孔９２を有する混合エレメント９３を具備し、混合エレメント９３の細孔９２を混合メッキ液Ｄが通過するときに圧縮されて拡散され、さらに乱流を生じることから混合された銅粉の効果的な溶解を促進することができるもので、この実施例では、直列接続された３つのインラインミキサ９によって３回同様の混合溶解作用が実行され、銅粉が溶解したメッキ液Ｅが得られるものである。

これによって得られたメッキ液Ｅは、十分な量の銅イオンを含有するものであり、引きポンプ４によって吸引押し出されてメッキ槽Ａに供給されるものである。

以上のように、本発明に係るメッキ液補充装置１によれば、メッキ槽Ａに循環ライン２の両端の配管を接続し、押しポンプ３及び引きポンプ４とを稼働させることによって、循環ライン２にメッキ槽Ａに収容されたメッキ液Ｂに、エジェクタ５を介して銅粉Ｐを効率的に添加することができると共に、エジェクタ５に銅粉Ｐと共に吸引される空気Ｇのバブリング作用及びインラインミキサ９によって、メッキ液に銅粉を効果的に溶解させることができるものである。また、これよって得られた銅粉Ｐが溶解されたメッキ液Ｅを再びメッキ槽Ａに戻すことから、従来の溶解槽を設ける必要がなくなるため、省スペース化を達成できるものである。

１ メッキ液補充装置
２ 循環ライン
３ 押しポンプ
４ 引きポンプ
５ エジェクタ
６ 銅粉定量供給機
７ 流量計
８ 圧力調整用レギュレータ
９ インラインミキサ
Ａ メッキ槽
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ メッキ液
Ｇ 空気
Ｐ 銅粉

Claims (3)

1. 銅メッキを行うメッキ槽からメッキ液を吸引して酸化銅を添加し、メッキ槽に回帰させる循環ラインを具備するメッキ液補充装置において、
   前記循環ライン上に配置され、前記メッキ槽からメッキ液を吸引して循環ライン上のメッキ液を循環させるポンプ手段と、
   前記循環ライン上に配置され、前記メッキ液に酸化銅粉体を直接混合するエジェクタと、
   前記エジェクタの下流側に配置され、前記メッキ液への酸化銅粉体の溶解を促進させるためのインラインミキサとを少なくとも具備することを特徴とするメッキ液補充装置。
2. 前記エジェクタは、前記メッキ液を噴霧して減圧される吸入空間と、前記吸入空間に前記酸化銅粉体を吸入する吸入口を有すると共に、該吸入口に吸引される酸化銅粉体を空気と共に吸引され、吸入空間において酸化銅粉体をバブリングによってメッキ液に混合させることを特徴とする請求項１記載のメッキ液補充装置。
3. 前記ポンプ手段は、前記エジェクタ及びインラインミキサの上流側に配置される押しポンプと、前記エジェクタ及びインラインミキサの下流側に配置される引きポンプとによって構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のメッキ液補充装置。
   

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