(57)【要約】【課題】被めっき材の幅方向端部への電流集中を抑制するとともに、被めっき材の表面においてめっき液を十分に流動させることができ、厚さの均一なめっき層を安定して形成することが可能な電解めっき装置、及び、電解めっき方法を提供する。【解決手段】被めっき材３の表面にめっき層を形成する電解めっき装置１０であって、めっき液が貯留されるめっき処理槽１１と、めっき処理槽１１内に配置されたアノード１と、めっき処理槽１１内において被めっき材３をアノード１に対向して配置する被めっき材支持部と、を有し、前記被めっき材支持部は、被めっき材３をアノード１に対向した位置で揺動させる揺動機構を有しており、アノード１と被めっき材３との間において、被めっき材３の両端側にはそれぞれ移動式遮蔽板１６，１６が配設されており、移動式遮蔽板１６は、被めっき材３に同期して揺動する構成とされている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被めっき材の表面にめっき層を形成する電解めっき装置であって、
めっき液が貯留されるめっき処理槽と、前記めっき処理槽内に配置されたアノードと、前記めっき処理槽内において前記被めっき材を前記アノードに対向して配置する被めっき材支持部と、を有し、
前記被めっき材支持部は、前記被めっき材を前記アノードに対向した位置で揺動させる揺動機構を有しており、
前記アノードと前記被めっき材との間において、前記被めっき材の両端側にはそれぞれ移動式遮蔽板が配設されており、前記移動式遮蔽板は、前記被めっき材に同期して揺動する構成とされていることを特徴とする電解めっき装置。
【請求項２】
前記アノードと前記被めっき材との間に、前記移動式遮蔽板に加えて、開口部を有する固定式遮蔽板が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電解めっき装置。
【請求項３】
前記アノードに対向して配置された前記被めっき材に対して、前記めっき液を噴射する噴流手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電解めっき装置。
【請求項４】
被めっき材の表面にめっき層を形成する電解めっき方法であって、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電解めっき装置を用いて、前記被めっき材の揺動によって前記めっき液を前記被めっき材の表面に流動させるとともに、前記移動式遮蔽板によって前記被めっき材の両端部への電流集中を抑制することにより、前記被めっき材の表面に前記めっき層を形成することを特徴とする電解めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリント基板や半導体基板等の被めっき材の表面にめっき層を形成する際に用いられる電解めっき装置、及び、電解めっき方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、上述の電解めっき装置としては、めっき液が貯留されためっき処理槽内に、アノードが配設されるとともに、基板等の被めっき材が前記アノードに対向するように配置され、これらアノード及び被めっき材に給電されることにより、被めっき材の表面にめっき層が形成される構成とされている。
ここで、上述の電解めっき装置においては、アノードからの電流線が基板の幅方向両端部に回り込んで電流集中が生じてしまい、被めっき材の幅方向両端部に形成されるめっき層の厚さが厚くなり、均一な厚さのめっき層を形成できなかった。このため、めっき層の厚さ分布ムラが生じ、さらにはめっきの光沢ムラやめっき焼けが生じることがあった。
【０００３】
そこで、従来、基板等の被めっき材の幅方向端部に電流線が回り込むことを抑制する各種手段が提案されている。
例えば特許文献１には、被めっき材の幅方向両側にＶ形状フレームを配置し、基板及びＶ形状フレームを、アノードが配設されためっき層内で搬送することで、めっき層を形成する構成としたものが提案されている。
また、特許文献２には、アノードと被めっき材との間に、主遮蔽板と従遮蔽板とを配設し、これら主遮蔽板と従遮蔽板によって、電流線の遮蔽パターンを変更する構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０４２１７０号公報
【特許文献２】特開２００９−２９３１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１においては、被めっき材の幅方向両側にＶ形状フレームを配設していることから、被めっき材の表面におけるめっき液の流動が阻害されてしまい、めっき層を安定して形成することができないおそれがあった。
また、特許文献２においては、主遮蔽板と従遮蔽板は、これらの相対位置を調整した後は固定されるため、被めっき材を搬送した際には、被めっき材の幅方向端部に電流線が回り込むことを抑制することができず、厚さの均一なめっき層を安定して形成することができないおそれがあった。
【０００６】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、被めっき材の幅方向端部への電流集中を抑制するとともに、被めっき材の表面においてめっき液を十分に流動させることができ、厚さの均一なめっき層を安定して形成することが可能な電解めっき装置、及び、電解めっき方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の電解めっき装置は、被めっき材の表面にめっき層を形成する電解めっき装置であって、めっき液が貯留されるめっき処理槽と、前記めっき処理槽内に配置されたアノードと、前記めっき処理槽内において前記被めっき材を前記アノードに対向して配置する被めっき材支持部と、を有し、前記被めっき材支持部は、前記被めっき材を前記アノードに対向した位置で揺動させる揺動機構を有しており、前記アノードと前記被めっき材との間において、前記被めっき材の両端側にはそれぞれ移動式遮蔽板が配設されており、前記移動式遮蔽板は、前記被めっき材に同期して揺動する構成とされていることを特徴としている。
【０００８】
この構成の電解めっき装置によれば、前記被めっき材支持部が、前記被めっき材を前記アノードに対向した位置で揺動させる揺動機構を有しているので、被めっき材を揺動させることにより、めっき液の攪拌を行うことができ、被めっき材の表面においてめっき液を十分に流動させることが可能となる。
そして、前記アノードと前記被めっき材との間において、前記被めっき材の両端側にはそれぞれ移動式遮蔽板が配設されており、前記移動式遮蔽板が前記被めっき材に同期して揺動する構成とされているので、被めっき材を揺動させても移動式遮蔽板と被めっき材との相対位置を維持することができ、移動式遮蔽板によって、被めっき材の幅方向端部に電流線が回り込むことを抑制することができる。
よって、被めっき材の表面に、厚さの均一なめっき層を安定して形成することが可能となる。
【０００９】
ここで、本発明の電解めっき装置においては、前記アノードと前記被めっき材との間に、前記移動式遮蔽板に加えて、開口部を有する固定式遮蔽板が配置されていてもよい。
この場合、固定式遮蔽板が配置されているので、被めっき材と同期して揺動する移動式遮蔽板のサイズを小さくしても、電流線の回り込みを抑制することが可能となる。よって、移動式遮蔽板を安定して被めっき材と同期して揺動させることができ、被めっき材の幅方向端部に電流線が回り込むことを確実に抑制することができる。また、揺動機構を簡略化することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の電解めっき装置においては、前記アノードに対向して配置された前記被めっき材に対して、前記めっき液を噴射する噴流手段が設けられている構成としてもよい。
この場合、前記めっき液を噴射する噴流手段によって、めっき液が十分に攪拌されることになり、被めっき材の表面においてめっき液をさらに十分に流動させることができ、厚さの均一なめっき層をさらに安定して形成することが可能となる。
【００１１】
本発明の電解めっき方法は、被めっき材の表面にめっき層を形成する電解めっき方法であって、上述の電解めっき装置を用いて、前記被めっき材の揺動によって前記めっき液を前記被めっき材の表面に流動させるとともに、前記移動式遮蔽板によって前記被めっき材の両端部への電流集中を抑制することにより、前記被めっき材の表面に前記めっき層を形成することを特徴としている。
【００１２】
この構成の電解めっき方法によれば、前記被めっき材の揺動によって前記めっき液を前記被めっき材の表面に流動させるとともに、前記移動式遮蔽板によって前記被めっき材の両端部への電流集中を抑制する構成とされているので、被めっき材の表面に、厚さの均一なめっき層を安定して形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被めっき材の幅方向端部への電流集中を抑制するとともに、被めっき材の表面においてめっき液を十分に流動させることができ、厚さの均一なめっき層を安定して形成することが可能な電解めっき装置、及び、電解めっき方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電解めっき装置の概略図である。
【図２】図１の電解めっき装置における基板支持部の正面説明図である。
【図３】図１の電解めっき装置における基板支持部の側面説明図である。
【図４】アノードと基板と移動式遮蔽板の位置関係を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電解めっき装置におけるアノードと基板と移動式遮蔽板の位置関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態である電解めっき装置、及び、電解めっき方法について、添付した図面を参照して説明する。
なお、本実施形態においては、被めっき材として、プリント基板や角型半導体基板等の平板形状の基板を用いており、この基板の表面に、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ等の各種金属のめっき層を形成するものとされている。
【００１６】
本実施形態である電解めっき装置１０は、図１に示すように、めっき液が貯留されるめっき処理槽１１と、このめっき処理槽１１内に配置されたアノード１と、めっき処理槽１１内において、基板３（被めっき材）をアノード１に対向して配置する基板支持部２０と、を有している。
【００１７】
めっき処理槽１１は、図１に示すように、断面矩形状の箱型をなしており、長手方向の一端の上面側に、めっき液の排出口１２が設けられている。また、めっき処理槽１１の底部には、めっき液を噴出する底部噴流パイプ１３が配設されている。
アノード１は、めっき処理槽１１の長辺壁に沿って配設されており、基板支持部２０は、このアノード１に対向するように基板３を配置する構成とされている。よって、アノード１及び基板３の幅方向が、めっき処理槽１１の長手方向に一致することになる。
【００１８】
そして、図２及び図４に示すように、アノード１と基板３との間において、基板３の幅方向両端側にはそれぞれ移動式遮蔽板１６，１６が配設されている。
また、本実施形態においては、アノード１と基板３との間に、開口部を有する固定式遮蔽板１８が配置されており、上述の移動式遮蔽板１６は、固定式遮蔽板１８と基板３との間に配置されている。
さらに、本実施形態においては、図１に示すように、アノード１は、幅方向に分割した構造とされており、分割されたアノードの間には、基板３に対してめっき液を噴射する噴流手段１４がそれぞれ配置されている。
【００１９】
本実施形態においては、基板支持部２０は、支持した基板３をアノード１の対向面に沿って（すなわち、アノード１及び基板３の幅方向に沿って）揺動させる揺動機構２１を有している。
そして、本実施形態である電解めっき装置１０においては、基板３の幅方向両端側に配設された移動式遮蔽板１６が、基板３の揺動に同期して揺動するように構成されている。
【００２０】
ここで、本実施形態における基板支持部２０を図２及び図３に示す。この基板支持部２０においては、支持した基板３の幅方向に延在するガイドバー２２を有し、このガイドバー２２に、基板３を固定する基板固定治具２４が吊り下げられている。また、このガイドバー２２には、移動式遮蔽板１６を固定する移動式遮蔽板固定治具２６が吊り下げられている。
そして、揺動機構２１は、ガイドバー２２に沿って基板固定治具２４を往復移動させるとともに、基板固定治具２４の往復移動に同期して、移動式遮蔽板固定治具２６をガイドバー２２に沿って往復移動させるように構成されている。
なお、図３に示すように、基板３と移動式遮蔽板１６との間に所定の隙間Ｇが生じるように、基板固定治具２４及び移動式遮蔽板固定治具２６が配設されている。
【００２１】
ここで、図４に、上方から見た場合のアノード１と固定式遮蔽板１８と移動式遮蔽板１６と基板３との位置関係を示す。
図４に示すように、アノード１側から順に、固定式遮蔽板１８、移動式遮蔽板１６、基板３が、それぞれ所定の間隔をあけて配設されている。なお、本実施形態では、アノード１の幅Ｗ１は、固定式遮蔽板１８の開口部の幅Ｗ２よりも小さくされている。また、アノード１は幅方向に分割されているが、最も幅方向両側に位置するアノードの端部間距離をアノード１の幅Ｗ１とした。
そして、アノード１と固定式遮蔽板１８は固定されており、これらに対向する位置で、基板３及び移動式遮蔽板１６が幅方向に揺動することになる。
【００２２】
ここで、上述のように基板３と移動式遮蔽板１６との間には所定の隙間Ｇが形成されている。基板３の表面においてめっき液を十分に流動させるためには、この基板３と移動式遮蔽板１６との間の隙間Ｇを５ｍｍ以上とすることが好ましい。
一方、基板３の幅方向端部への電流線の回り込みを確実に抑制するためには、固定式遮蔽板１８と移動式遮蔽板１６との間の隙間Ｈを２０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２３】
また、移動式遮蔽板１６とめっき処理槽１１との干渉を抑制し、かつ、基板３の幅方向端部への電流線の回り込みを確実に抑制するためには、移動式遮蔽板１６の幅Ａを、めっき処理槽１１の幅Ｗ０、アノード１の幅Ｗ１、固定式遮蔽板１８の開口部幅Ｗ２、基板３の幅Ｗ３、基板３の揺動ストロークＳに対して、以下の式を満足するように構成することが好ましい。
０．５×｛ｍａｘ（Ｗ１，Ｗ２）−（Ｗ３−Ｓ）｝≦Ａ≦０．５×（Ｗ０−Ｗ３−Ｓ）
【００２４】
上述の構成の電解めっき装置１０においては、給電装置（図示なし）からアノード１と基板３とに給電することで、基板３の表面にめっき層が形成されることになる。このとき、基板３を幅方向に揺動させることによって、基板３の表面にめっき液を流動させる。また、基板３と同期にして揺動する移動式遮蔽板１６によって、基板３の幅方向両端部への電流集中を抑制する。
【００２５】
以上のような構成とされた本実施形態である電解めっき装置１０及び電解めっき方法によれば、基板支持部２０の揺動機構２１により、基板３がアノード１の対向面に沿って揺動させる構成とされているので、めっき液の攪拌を行うことができ、基板３の表面においてめっき液を十分に流動させることができる。
【００２６】
そして、アノード１と基板３との間において、基板３の幅方向両端側にそれぞれ移動式遮蔽板１６が配設されており、この移動式遮蔽板１６が、基板３の揺動に同期して揺動する構成とされているので、基板３を幅方向に揺動させても、移動式遮蔽板１６と基板３との相対位置が維持され、基板３の幅方向端部に電流線が回り込むことを移動式遮蔽板１６によって抑制することができる。
よって、基板３の幅方向で厚さが均一なめっき層を安定して形成することができる。
【００２７】
また、本実施形態においては、アノード１と基板３との間に、開口部を有する固定式遮蔽板１８が配置されており、移動式遮蔽板１６が、固定式遮蔽板１８と基板３との間に配置されているので、基板３と同期して揺動する移動式遮蔽板１６のサイズを小さくしても、基板３の幅方向端部への電流線の回り込みを抑制することが可能となる。よって、移動式遮蔽板１６を安定して基板３と同期して揺動させることができる。また、揺動機構を簡略化することが可能となる。
【００２８】
さらに、本実施形態においては、アノード１が幅方向に分割した構造とされており、分割されたアノード間に、基板３に対してめっき液を噴射する噴流手段１４が配設されているので、めっき液が十分に攪拌されることになり、基板３の表面においてめっき液を十分に流動させることができ、厚さの均一なめっき層をさらに安定して形成することが可能となる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、被めっき材として、プリント基板や角型半導体基板等の平板形状の基板を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、他の被めっき材を対象としてもよい。
【００３０】
また、本実施形態では、図１に示す構造のめっき処理槽にアノード及び基板を配設したものとして説明したが、これに限定されることはなく、アノードと基板とが対向して配置される構成であれば、めっき処理槽の構造に特に制限はない。
さらに、本実施形態では、図２及び図３に示す基板支持部を用いるものとして説明したが、これに限定されることはなく、基板と移動式遮蔽板とを同期して揺動することができる構造であれば、他の構成の基板支持部を適用してもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、図４に示すように、アノード１側から順に、固定式遮蔽板１８、移動式遮蔽板１６、基板３が、それぞれ所定の間隔をあけて配設されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、図５に示すように、アノード１側から順に、移動式遮蔽板１６、固定式遮蔽板１８、基板３が、それぞれ所定の間隔をあけて配設されたものであってもよい。この場合、固定式遮蔽板１８と移動式遮蔽板１６との間の隙間Ｈを２０ｍｍ以下とした上で、基板３と固定式遮蔽板１８の隙間Ｆを５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【実施例】
【００３２】
以下に、前述した本発明の電解めっき装置、及び、電解めっき方法について評価した評価試験の結果について説明する。
【００３３】
（本発明例１）
上述の実施形態の欄に記載した電解めっき装置を用いて、電解めっきを実施した。ここで、基板として、幅４１０ｍｍ、高さ５１５ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの銅箔付きガラスエポキシ樹脂板を用いた。また、めっき液３０には、メタンスルホン酸錫及びメタンスルホン酸の混合水溶液に、酸化防止剤としてのカテコール等を混合させたものを使用する。
そして、めっき処理槽の幅Ｗ０を８５５ｍｍ、アノードの幅Ｗ１を５６８ｍｍ、固定式遮蔽板の開口幅Ｗ２を５２０ｍｍ、移動式遮蔽板の幅Ａを１００ｍｍ、揺動ストロークＳを１８０ｍｍとして、電解錫めっきを実施し、目標厚さ４μｍのめっき層を形成した。
【００３４】
（本発明例２）
上述の本発明例１の電解めっき装置において、固定式遮蔽板を取り除き、その他の条件は本発明例１と同等として、電解めっきを実施した。
【００３５】
（本発明例３）
上述の本発明例１の電解めっき装置において、固定式遮蔽板と移動式遮蔽板の位置を入れ替え、アノード、移動式遮蔽板、固定式遮蔽板、基板という順番で配設とし、その他の条件は本発明例１と同等として、電解めっきを実施した。
【００３６】
（比較例１）
上述の本発明例１の電解めっき装置において、基板と同期して揺動する移動式遮蔽板及び固定式遮蔽板を取り除き、その他の条件は本発明例１と同等として、電解めっきを実施した。
【００３７】
（比較例２）
上述の本発明例１の電解めっき装置において、基板と同期して揺動する移動式遮蔽板を取り除き、その他の条件は本発明例１と同等として、電解めっきを実施した。
【００３８】
上述のようにしてめっき層を形成した基板において、基板の幅方向の複数の箇所（１０ｍｍ間隔で４２点）でめっき層の厚さを測定し、めっき厚の最大値ｔｍａｘ、めっき厚の最小値ｔｍｉｎ、めっき厚の平均値ｔａｖｅから、以下の式で定義されるめっき厚の均一性指数を評価した。評価結果を表１に示す。なお、このめっき厚の均一性指数においては、０に近づくほどめっき厚が均一となる。
（めっき厚の均一性指数）＝（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）／ｔａｖｅ
【００３９】
【表１】
2020147831.tif 000003
【００４０】
固定式遮蔽板及び移動式遮蔽板を取り除いた比較例１においては、めっき厚の均一性指数が０．６４となり、めっき厚が大きくばらついた。基板の幅方向端部において電流集中が発生し、幅方向端部においてめっき層が厚く形成されたためと推測される。
固定式遮蔽板のみを配設した比較例２においては、めっき厚の均一性指数が０．５０となり、比較例１に比べてばらつきは小さくなったものの、均一性は不十分であった。固定式遮蔽板のみでは、十分に、基板の幅方向端部における電流集中を抑制できなかったためと推測される。
【００４１】
これに対して、基板の揺動に同期して揺動する移動式遮蔽板のみを配設した本発明例２においては、めっき厚の均一性指数が０．４１となり、さらに固定式遮蔽板を併設した本発明例１においては、めっき厚の均一性指数が０．１３となり、同期揺動する移動式遮蔽板と固定式遮蔽板の位置を入れ替えた本発明例３においては、めっき厚の均一性指数が０．３２となり、比較例１，２に比べて、めっき厚のばらつきが十分に抑えられた。基板の揺動に同期して揺動する移動式遮蔽板によって、基板の幅方向端部における電流集中を十分に抑制できたためと推測される。
【００４２】
以上のことから、本発明によれば、被めっき材の幅方向端部への電流集中を抑制するとともに、被めっき材の表面においてめっき液を十分に流動させることができ、厚さの均一なめっき層を安定して形成することが可能な電解めっき装置、及び、電解めっき方法を提供可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００４３】
１  アノード
３  基板（被めっき材）
１０  電解めっき装置
１１  めっき処理槽
１４  噴流手段
１６  移動式遮蔽板
１８  固定式遮蔽板
２０  基板支持部（被めっき材支持部）
２１  揺動機構  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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