JPS5852034B2 - 部分メツキ方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被メッキ面に対してメッキ液を噴射し、特定
微小部分のみをメッキする部分メッキであって、被メッ
キ面とメッキ噴射ノズルとの間に生じるメッキ液の淀み
を強制排除し、メッキ電流密度を向上してメッキ効率を
改善するようにした部分メッキ方法及びその装置に関す
る。

通常、集積回路素子のリードフレームや微小型化した電
子部品の接点等に、金や白金等の貴金属を部分メッキす
る場合は、被メッキ面にメッキ液を噴射する手段が一般
的であるが、従来の部分メッキ手段では、メッキ品位や
作業性が悪く、又、メッキ処理費や設備費が嵩むと云う
不都合な問題があった。

この問題点を解決するものとして、特願昭５４年第１０
０７７２号（特開昭５６−１０２５９０号）に係る「微
少面積のメッキ方法及びその装置」が提供されている。

この発明は、被メッキ材の微少面積部分をマスキングす
る過程と、外気導入手段及び流体排除手段を有しこのマ
スキング部内を密閉する過程と、このマスキング部内の
密閉空間内にて被メッキ材に対向するノズルを配置する
過程を有し、且つノズル及び被メッキ材をアノード及び
カソードとし、微少面積部分のメッキを行ない且つ余分
なメッキ液を密閉空間内雰囲気と外気導入手段による空
気と共に吸引排除するものである。

これにより、メッキ処理境界面に於けるハレーションを
防止し、又金属析出速度も安定して高品位のメッキが得
られるようになった。

このように高精度のメッキが多量に且つ低置に処理でき
るが、ノズルから噴射されたメッキ液柱がそれと対向す
る被メッキ面に衝突する際に、流体の粒子に作用するベ
クトルは、メッキ液柱の頂部で垂直（＋ＺＺ軸方向のベ
クトルが零となり、被メッキ面（マスク）の内面に沿っ
てその速度のベクトルを変えて流れる。

しかし、流体の中でも特定のものは、被メッキ面の１点
で交わりそこからラジアル方向に、被メッキ面に沿って
滑り乍ら下方に流れて行く。

この交点は、淀み点と称するものであり、又、上記流体
の特性曲線は、ラプラス方程式を解くことにより第１図
に図示のようになる。

即ち、メッキ液流の流線りは、被メッキ面Ｔに対し略平
行に向きを変えることから、ノズルＮより噴射したメッ
キ液柱はＺ軸方向への運動量が減少する。

つまり、常時−Ｚ軸方向に減少した運動量に等しい力が
発生していて、メッキ液の持つ液圧に対する背圧が生じ
た状態になる。

この状態に於いて、Ｘ軸方向に流れ去るメッキ済液の排
除が充分でないと、後から噴射されて来たメッキ液がノ
ズルＮの先端と被メッキ面Ｔの間の空間に溜り、更に後
から噴射して来るメッキ液に対する抵抗となり背圧が増
加する。

その結果、噴射メッキ液の流速が低下して被メッキ面Ｔ
１即ちカソード面にメッキ液の淀みが発生する。

このためメッキ拡散層の厚みが増大化し、メッキ電流が
減少して電流密度が小さくなりメッキ効率が大巾に低下
すると云う不都合な問題があった。

本発明は、叙上の問題点に鑑み成されたもので、カソー
ド面に生じるメッキ済液の淀みを強制的に排除し、ノズ
ルから新たに噴射されて来るメッキ液に対する背圧を無
くしてメッキ電流密度を高める目的で威されたものであ
る。

即ち、具体的には、被メッキ面に密閉空間を形成し、そ
の内部でメッキ液を噴射して特定部分のみをメッキした
後メッキ済液を吸引排除する部分メッキに於いて、噴射
メッキ液柱の外周に、その噴射方向と平行で逆向きの気
体を外部から供給して気柱を形成することにより、被メ
ッキ面とメッキ液噴射ノズルの先端間に生じるメッキ液
の淀みを強制排除して、メッキ電流密度を向上するよう
にした部分メッキ方法の提供を第１目的とするものであ
る。

又、本発明の他の目的とする処は、メッキ済液の排除効
率を高めると共にノズルによるマスキング機能を損わな
いようにした部分メッキ装置を提供せんとするものであ
って、具体的には、被メッキ面に対峙するマスク本体及
び／又はマスク取付台に、被メッキ面とメッキ液噴射ノ
ズルに対応して透孔を穿設し、且つこの透孔の近傍には
噴射ノズルと平行な外気導入路を形成して成るマスクを
具備した部分メッキ装置の提供にある。

以下、本発明の数実施例について、第２図以下を参照し
乍ら説明する。

メッキ液を噴射するノズル１は、所定容量のチャンバー
２及びこれと連通ずる排除管３を備えた外套管４の底部
に、ノズル保持具５を介して着脱自在且つ昇降調節自在
に配設しである。

この外套管４の頂部にはマスク６を着脱自在に配設して
あり、マスク６は、マスク本体７とマスク取付台８で構
成しである。

このマスク本体７とマスク取付台８の中心には、ノズル
１と対向し且つその内周面を末広り状のテーパー面とし
た透孔９を垂直軸方向（Ｚ軸方向）に穿設してあり、こ
の透孔９を中心とした同心円線上に、円弧状の外気導入
路１０をノズル１と平行方向（Ｚ軸方向）に４本等間隔
で穿設しである。

上記マスク本体７は、セラミック等で形成してあり、透
孔９の形成面と、外気導入路１０が形成されている面と
は段差を設けてあって、外気導入路１０を外気と連通又
は図示しない配管に接続可能としである。

この配管は、必要に応じて加圧気体（空気や不活性ガス
）を上記外気導入路１０に供給する時に用いるものであ
る。

又、前記排除管３は、排気ポンプ（図示せず）に連結し
、メッキ処理に際してはこれを駆動してチャンバー２内
を負圧状態にするものである。

尚、マスク本体７と対設する被メッキ面１１を直流電源
の（−）極に接続してカソード（イ）側とする一方、ノ
ズル１を（＋）極に接続してアノード（４）側とする。

叙上の構成に於いてメッキ処理をする場合は、先ず排気
ポンプを駆動することによりチャンバー２乃至排除管３
内を負圧状態と成し、次いでアノード（４）とカソード
■間に直流電圧を印加する。

一方、ノズル１からは加圧メッキ液を被メッキ面１１に
向って噴射せしめ、必要に応じて配管からは加圧気体を
供給する。

ノズル１から噴射したメッキ液は、ノズル１の内径と略
近似の外径の柱状となりマスク６を介して被メッキ面１
１に衝突し、そこに金属を析出して透孔９に対応した部
分メッキが行なわれる。

一方、排除管３乃至チャンバー２内が負圧であるため、
メッキ済液や余分なメッキ液は気液混合状態で外部へ速
やかに強制排除される。

而かも被メッキ面１１（固相）とメッキ液（液相）との
境界には、常に新鮮な液相があるため、この境界に生じ
易い拡散層の厚みが極めて薄くなってイオン濃度が均一
となり、メッキ液固有の電気的比抵抗のみで形成された
電解液柱を形成したことと同じになって、電流値が定常
安定化するから金属の析出速度も安定し高品位のメッキ
が得られる。

然るに、メッキ液は、かなり粘性の高い液体であるから
、マスク６の内表面乃至被メッキ面１１の表面を流れる
場合、その粘性抵抗によりその流速は著しく低下してく
る。

従って、被メッキ面１１とノズル１を対峙させただけで
は、両者の空間内には前記したようにメッキ済液の淀み
が生じて後続のメッキ液に対して背圧となり、結果的に
はメッキ電流密度が低下するため、連続メッキ処理の場
合は次第にメッキ機能が低下してしまう。

而して、本発明に於いては、外気導入路１０から外気又
は加圧気体が差圧によりマスク６乃至チャンバー２内に
流入し、又、それがメッキ液柱と平行で且つ逆向き（即
ち、−２軸方向）に作用するため、メッキ液柱の周囲に
柱状気流が形成される。

この結果、メッキ液柱の側圧が小さくなり、Ｘ軸方向に
拡散するメッキ液がベルヌーイの法則で理論づけられる
ようにこの柱状気流の方に吸い込まれたり、或いは直接
柱状気流に触れて排除管３の方に強制移送され排除され
る。

即ち、対向する空気流と、ノズル１から噴射されたメッ
キ液の間に生じる摩擦により、強制的に、噴射されて来
たメッキ液の淀みを排除する。

従って、粘性の高いメッキ液が、カソードに面で淀み状
態となっていても、外気導入路１０からの気体又は加圧
気体により強制的に排除されるため、背圧を生じる惧れ
は全くなくなり、連続的なメッキ処理を行なっても常時
メッキ電流密度は高い水準で維持され高品位のメッキ処
理が多量に行なえる。

次に第２実施例について第４図以下を参照し乍ら説明す
る。

本実施例は、マルチ方式に係るもので、被メッキ面が多
数連設している状態の時、これを一度に部分メッキ処理
をする態様である。

マスク２１は、セラミック製の長方形薄板状のマスク本
体２２に、メッキ対象に対応した透孔２３を所定数連設
してあって、各透孔２３共その断面形状は漏斗状に形成
してあり、且つ各々の透孔２３に対応して所定距離の処
に等間隔で円筒状の外気導入路２４を多数穿設しである
。

この外気導入路２４の形状は、平面円形に限定されるも
のではなく、長円や楕円形成いは長いスｊット状でも良
く、数も任意であって、全部の透孔２３に対応できれば
良い。

本実施例ではマスク本体２２のみに透孔２３及び外気導
入路２４を形威しであるが、外気導入路２４は、マスク
本体２２を保持する台（図示せず）に穿設しても良いこ
とは勿論である。

上記構成に係るマスク２１の作用効果は、前記実施例と
同一であるため、その説明は省略する。

尚、前記及び上記実施例共、外気導入路１０゜２４の形
態や数、配置間隔等はメッキ対象や種類に応じて適宜決
定するものであって、例えば直線や曲線状のスリットと
して透孔９，２３に対応させてもその効果は変らない。

又、透孔の内周面も、テーパー状に限定されず例えば第
６図に図示の如く内周面が半球面状の透孔２３′として
、カソードにとアノードＡ間の容量を大きくすると共に
メッキ済後のメッキ液が流出する際その流線りに無理の
ない状態とし、その半球面内に外気導入路２４′を垂直
方向に臨ませても良い。

叙上の如く本発明によれば、マスクに穿設された透孔即
ちメッキ液の淀み点の近傍に、ノズルから噴射されるメ
ッキ液柱と平行な方向に、任意形態及び任意数の外気導
入路を形成し、そこから流入せしめた加圧気体によりマ
スク内に於いてＸ軸方向に流れるメッキ液を、Ｘ軸面か
ら強制的に弓き剥がすことにより、メッキ済液を強制的
に排除し背圧の発生を防止するようにしであるから、電
流密度が著しく高くなり、特に連続的なメッキ処理に際
してもメッキ効率が低下しないので高品位なメッキ処理
が成し得ると云う著効を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は在来の部分メッキ手段に於いて被メッキ面に衝
突した後のメーツキ液の流れを示す説明図、第２図以下
は本発明の実施例に係るものであり、第２図は単一の透
孔が穿設されたマスクの平面図、第３図は同上Ｉ−Ｉ線
縦線面断面図４図はマルチ方式のマスクの平面図、第５
図は同上■−■線縦線面断面図６図は他の実施例に係る
マスクの縦断面図である。 １・・・・・・ノズル、３・・・・・・排除管、４・・
・・・・外套管、６．２１．２１’・・・・・・マスク
、７，２２，２２’・・・・・・マスク本体、８・・・
・・・マスク取付台、９，２３゜２３′・・・・・・透
孔、１０，２４，２４’・・・・・・外気導入路、１１
・・・・・・被メッキ面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被メッキ面にマスクを用いて密閉空間を形成し、そ
   の内部でメッキ液を噴射して特定部分のみをメッキする
   部分メッキに於いて、噴射メッキ液柱の外周に、その噴
   射方向と平行で逆向きの気体を外部から供給して柱状気
   流を形成することにより、被メッキ面とメッキ液噴射ノ
   ズルの先端間に生じるメッキ液の淀みを強制排除して、
   メッキ電流密度を向上するようにしたことを特徴とする
   部分メッキ法。 ２ 被メッキ面に対峙するマスク本体及び／又はマスク
   取付台に、被メッキ面とメッキ液噴射ノズルに対向して
   透孔を穿設し、且つこの透孔の近傍には噴射ノズルと平
   行な外気導入路を形成したマスクと、内部にこのマスク
   と対向するメッキ液噴射ノズルを配設し且つ上記マスク
   を固着することにより密閉空間を形成する外套管と、該
   外套管に連通しその内部を負圧にしメッキ済液を排除す
   る排除管とを具備して成る部分メッキ装置。 ３ マスクの外気導入路は、単一の透孔を中心としその
   同心円線上に任意数穿設したことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の部分メッキ装置。 ４ マスク本体に多数連設した透孔の全部に対向して、
   前記外気導入路を任意数並設したことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の部分メッキ装置。 ５ 前記外気導入路は、直線乃至曲線の裂は目状に形成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第４項
   のいづれかに記載した部分メッキ装置。