(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に導電性を有する基材粒子のメッキ装置であって、メッキユニットを備え、
前記メッキユニットは、
前記基材粒子が接触しつつ周回可能な底面を有する基底部と、前記基底部の底面に相対するように開口が設けられた筒状の周壁面を有する本体部との直接的または間接的な結合により形成されるとともに、当該結合により前記底面と前記周壁面とで構成され、前記基材粒子を含む粒子群とメッキ液とを収納可能なメッキ室を有し、
さらに、前記メッキ室の底面の上方に開口する供給口を有し前記メッキ室の周壁面に沿い旋回するように前記供給口からメッキ液を供給する供給管と、前記メッキ室に開口する排出口を有する排出管と、前記メッキ室の底面に配置された前記基材粒子に接触する陰極と、前記メッキ室に収納されたメッキ液に浸漬する位置に配置された陽極と、前記陰極および陽極に接続された電源とを有し、
さらに、前記本体部に対して前記基底部を相対移動させる移動手段を有する、メッキ装置。
【請求項２】
前記底面は円形状であるとともに前記周壁面は前記メッキ室の底面に向い縮径した円錐形状をなし、前記排出管は前記周壁面の軸芯と同軸に配置されている請求項１に記載のメッキ装置。
【請求項３】
前記基底部はその底面に立設した筒状の周壁面を備え、前記本体部と前記基底部が直接的または間接的に結合することにより両者の周壁面が連結し前記メッキ室が構成される請求項１または２のいずれかに記載のメッキ装置。
【請求項４】
前記底面の近傍に排出口が開口する下部排出管を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のメッキ装置。
【請求項５】
前記下部排出管は前記底面において前記基材粒子の周回経路の中央にその排出口が開口するよう前記底面を貫通して配置されている請求項４に記載のメッキ装置。
【請求項６】
複数のメッキユニットを備える請求項１乃至５のいずれかに記載のメッキ装置。
【請求項７】
前記基材粒子を洗浄する洗浄ユニットを備える請求項１乃至６のいずれかに記載のメッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に導電性を有する基材粒子のメッキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に導電性を有する基材粒子にメッキを施す技術の一例として、Ｃｕを主体としたコアボールの表面に半田をメッキして半田被覆Ｃｕコアボール（以下Ｃｕコアボールと略して記載する。）を形成する技術がある。なお、従来技術の問題点を明らかにするために、Ｃｕコアボールを例としてメッキ技術を説明するが、本発明はＣｕコアボールに限定されない。
【０００３】
近年の多ピッチ化・狭ピッチ化による高密度実装の進むＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｌｌａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）などの半導体パッケージでは、入出力端子用バンプとして小径のＣｕコアボールが適用されている。Ｃｕコアボールは、そのコアボールがリフロー時に溶融しないため、半導体素子と基板との間に一定の距離を維持でき、半導体素子の起動・停止により生じる熱サイクル負荷等に対する接続信頼性を確保することができる。
【０００４】
Ｃｕコアボール製造技術として、メッキ液が流通可能な多数の開口を有するバレル内にコアボールを収納し、バレルをメッキ浴に配置し自転させることで半田を被覆するバレル電気メッキ法が周知である。しかしながら、特に直径が１００μｍ以下の小径のＣｕコアボールを製造する場合には、バレルの自転にともなうコアボールの転動によるコアボールの攪拌が不十分となる。その結果、コアボール同士がメッキ層を介して連結し凝集したり、メッキ層の表面が粗面化したり、メッキ層の厚みが部分的に不均一となり、歩留まりが低下するという問題が生じていた。
【０００５】
このバレル式電気メッキ法の問題を解消する技術の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１には、充分かつ均一なメッキ層を短時間で得るため、「上端が開放した下開き椀形の樹脂ドームの外周部下面と、樹脂底板の外周部上面の間に被めっき物が回転中に押付けられるコンタクトリングと、処理液が流通飛散するポーラスリングを一体に結合してセルを形成し、上記セルを相対回転不能に支持しコンタクトリングと通電する導電ロータリープレートの中央部下面に垂直な導電駆動シャフトの上端を固定し、上記シャフトにコンタクトブラシを押圧してマイナス極に接続し、上記ドーム内に陽極バスケットを配置し、セルを覆うカバーを設けた」、小物の回転メッキ装置が記載されている。そして、かかる構成の回転メッキ装置によれば、セル内に収納された被メッキ物は、セルの回転により生ずる遠心力の作用によりコンタクトリングに強制的に押し付けられ、セルの回転と、停止又は減速を繰り返すことにより均一に混合され、被メッキ物の表面におけるメッキ液の更新も活発となり、均一な厚みのメッキ層を形成することができると記載されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の回転メッキ装置は工業生産上効率の面での問題があった。すなわち、この回転メッキ装置は、被メッキ物を攪拌してその表面にメッキ液を充分に流通させるために、セルの回転、停止又は減速を繰り返す必要がある。そして、被メッキ物への実際のメッキ処理は、セルが回転し遠心力でコンタクトリングに被メッキ物が接触している間にのみ行われ、停止又は減速している間は行われないため、メッキ処理時間に比して全体の製造時間が長くなる。さらに、メッキ処理中にはボールの攪拌力が作用しないため、特に半導体パッケージに使用される直径が１００μｍ以下の小径のＣｕコアボールの場合には、セル内におけるコアボールの凝集が顕著となり、メッキ処理されたＣｕコアボールの表面の平滑性も劣化する。この凝集を解くためにセルの回転、停止又は減速を頻繁に繰り返す方法もあるがメッキ効率が更に低下するという問題が招来する。
【０００７】
また、バレル式電気メッキ法の問題を解消する技術の他の例が特許文献２に記載されている。特許文献２には、特に曲がり易い性質を持ったワークのメッキ時の変形等を防止することを目的とし、「上面開口としたメッキ槽と、そのメッキ槽の上面開口を閉塞する着脱蓋とを有し、前記メッキ槽の底面に陰極を備え、着脱蓋の裏面に陽極を備えるとともに、前記メッキ槽の底面沿いの周壁に、その周壁の内面方向に向けたメッキ液の噴射ノズルを備えていることを特徴とする」、メッキ装置が記載されている。そして特許文献２には、かかる構成を採用することにより、メッキ槽内に投入されたワークは噴射ノズルから噴射されるメッキ液とともにメッキ槽内を回り、その回転を伴いながらメッキ処理が施されるため、曲がりや変形を与える程の衝突等がなくなり、すべてのワークが原形を保持したままメッキ加工処理を終了できる、と記載されている。
【０００８】
しかしながら、かかる特許文献２のメッキ装置は均一な厚みのメッキ層を基材粒子に形成するという点では不十分である。すなわち、特許文献２のメッキ装置で基材粒子をメッキした場合、メッキ槽内を旋回するメッキ液で基材粒子は攪拌されながら旋回運動するが、粒子は液流に乗って移動するため、底面に配置された電極と粒子とが接触する確率が小さく、その確率も粒子毎に不均一となる。その結果、個々の基材粒子ごとにメッキ層の厚みが異なってしまうという問題が生じる可能性がある。
【０００９】
さらに、下記特許文献３には、粒径が０．１μｍ〜１０μｍの範囲の金属、無機物質などの微粉末の表面に金属を電気めっき法で均一にかつ高収率で被覆する装置として、「めっき液を収容する軸を縦方向にした筒状の容器と、この容器の底部に電導表面を横にして配した陰極板と、該めっき液の液面近く配した陽極と、該陰極板と陽極との間に所定の電位を付与する電源装置と、該陰極板と陽極との間の液中に吸込用開口を持つ吸込管と、該陰極板と陽極との間の液中に吐出用開口を持つ吐出管と、該吸込管から吐出管に通ずる流体の循環経路と、この循環経路に介装された流体循環用ポンプとからなり、該吐出管の吐出用開口を陰極板の電導表面の方向に向けて下向きに設置すると共に前記の吸込管の吸込用開口を陽極下端よりもさらに下方に設置し、被めっき品である粒径が０．１μｍから１０．０μｍの範囲の導電性微粉末をめっき液と共に前記の循環経路を循環させつつ該陰極板に連続的に衝突させるようにした微粉末の電気めっき装置」が開示されている。そして、かかるめっき装置によれば、電気めっき液中に微粉末が所定の懸濁濃度をもって懸濁し且つ所定の方向と速度をもった微粉末懸濁液をめっき液中に強制的に形成させ、微粉末懸濁流を陽極には実質的に接触させないで陰極板にだけ所定の速度成分をもって循環衝突させるので、微粉末の一粒づつの表面に均一かつ高収率で電気めっきすることが可能となると記載されている。
【００１０】
しかしながら、かかる特許文献３のめっき装置によっても、微粉末は微粉末懸濁流に乗って流動するのみであるため陰極板と接触する確率が微粉末間で不均一であり、特許文献２のメッキ装置と同様な理由から、均一な厚みのメッキ層を個々の基材粒子に形成するという点では不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−２３９７９９号公報
【特許文献２】実開平７−６２６７号公報
【特許文献３】特開平１−２７２７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされた発明であり、表面に導電性を有する基材粒子に均一な厚みのメッキ層を効率的に形成可能なメッキ装置を提供することを第１の目的としている。加えて、本発明は、当該基材粒子に２層以上のメッキ層を効率的に形成可能なメッキ装置を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明に係わるメッキ装置は、表面に導電性を有する基材粒子のメッキ装置であって、メッキユニットを備えている。このメッキユニットは、基材粒子が接触しつつ周回可能な底面を有する基底部と、その基底部の底面に相対するように開口が設けられた筒状の周壁面を有する本体部との直接的または間接的な結合により形成されるとともに、当該結合により基底部の底面と本体部の周壁面とで構成されたメッキ室を有し、そのメッキ室には基材粒子を含む粒子群とメッキ液とが収納される。さらに、メッキ装置は、メッキ室の底面の上方に開口する供給口を有し当該メッキ室の周壁面に沿い旋回するように供給口からメッキ液を供給する供給管と、メッキ室に開口する排出口を有する排出管と、メッキ室の底面に配置された基材粒子に接触する陰極と、メッキ室に収納されたメッキ液に浸漬する位置に配置された陽極と、陰極および陽極に接続された電源とを有し、さらに、本体部に対して基底部を相対移動させる移動手段を有する。
【００１４】
かかるメッキ装置は、次のような作用を奏する。すなわち、メッキ装置の本体部と基底部との結合により形成されたメッキユニットの有するメッキ室に供給口から供給されたメッキ液は、メッキ室を構成している周壁面に沿い旋回しつつその底面側に向い流下する。そして、メッキ室がメッキ液で満たされると、メッキ室に開口する排出口を通じメッキ液排出管から排出され、メッキ液供給管から新たなメッキ液を供給することによりメッキ室は常に新鮮なメッキ液で満たされる。
【００１５】
メッキ室の底面に達した旋回流動するメッキ液は、メッキ室に収納された粒子群をメッキ室の底面に接触させつつ旋回運動させる。その底面において陰極に接触した基材粒子は、メッキ液に浸漬する位置に配置された陽極との間でメッキ処理され、メッキ層が基材粒子の表面に形成される。ここで、旋回流動するメッキ液により粒子群は分散することなく互いに混合・攪拌されながら底面および底面近傍の周壁面に接触して転動しつつ底面上を旋回運動する。よって、基材粒子の凝集が抑止されるとともに基材粒子の表面の各部位がメッキ液に触れる機会が均等となり、その結果均一な厚みのメッキ層が形成される。
【００１６】
さらに、メッキ液の旋回流により基材粒子をメッキ室の底面および底面近傍の周壁面に接触させつつ転動させるため、基材粒子は他の基材粒子と接触する確率が高まり、よって陰極と接触した基材粒子と高頻度で電気的に接続され、連続メッキに近い処理を行うことが可能となり、基材粒子に効率的にメッキ層を形成することができ、さらに基材粒子同士の接触により形成されたメッキ層が平滑化され、表面が極めて平滑でかつ均一な厚みのメッキ層を形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記説明のとおり、本発明に係るメッキ装置によれば、従来技術の問題を解決し、表面に導電性を有する基材粒子に均一な厚みのメッキ層を効率的に形成可能なメッキ装置を提供するという本発明の目的を達成することができる。なお、上記メッキ装置の好ましい態様及びその効果は以下で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係わる第１態様のメッキ装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１のメッキ装置の平面図である。
【図３】図１のメッキ装置の各ユニットの詳細な構成を示す正面断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図３の平面断面図である。
【図６】図１のメッキ装置の全体の動作を説明する図である。
【図７】図１のメッキ装置の好ましい態様のメッキ装置の部分拡大正断面図である。
【図８】図１のメッキ装置の別の好ましい態様のメッキ装置の部分拡大正断面図およびその平面図である。
【図９】図８のメッキ装置の動作を説明する図である。
【図１０】図８のメッキ装置の変形例である。
【図１１】図１のメッキ装置の別の好ましい態様のメッキ装置の部分拡大正面図およびその平面図である。
【図１２】図１１のメッキ装置の動作を説明する図である。
【図１３】第２実施態様および第３態様のメッキ装置の構成を示す正面図である。
【図１４】第４実施態様のメッキ装置の構成を示す正断面図およびその平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るメッキ装置をその第１〜第４実施態様に基づき図面を参照しつつ説明する。なお、下記第１態様のメッキ装置では、基材粒子であるＣｕを主体とした球形のコアボールの表面に第１層としてニッケルメッキ層、当該ニッケルメッキ層の表面に第２層として半田メッキ層と２層のメッキ層を形成するメッキ装置を例として説明するが、本発明はこれに限定されることなく、例えば基材粒子に１層のメッキ層を形成する場合、金、銅、クロムその他の金属組成の組合せからなる２層のメッキ層を形成する場合、あるいは無電解メッキでニッケル等の導電性を有する金属層を表面に形成した樹脂又はセラミックス粒子その他表面に導電性を有する基材粒子の表面に金属被覆層を電気メッキ法で形成する場合に適用することができる。また、コアボールのように球状の基材粒子のみならず、例えば長軸と短軸を有する針状の基材粒子や形状的特徴のない不定形の基材粒子にも適用することができる。さらに、下記で説明するメッキ装置の各構成要素は、本発明の目的に反しない限り、単独に又は適宜組み合わせて使用することができる。
【００２０】
［第１実施態様］
本発明に係わる第１態様のメッキ装置１０の全体構成について、その正面図である図１、図１のメッキ装置を上方から見た平面図である図２（ａ）、図１のＡ矢視である図２（ｂ）を参照しつつ説明する。メッキ装置１０は、ベースプレート１０ｔの四隅に立設された支柱１０ｓの上部に固定された矩形状の固定部材１０ｂに配置された本体部１ｘ〜４ｘと、回転テーブル１０ｅに配置された基底部１ｙ〜４ｙとの結合によりなるメッキユニット１および３並びに洗浄ユニット２および４（以下、メッキユニットおよび洗浄ユニットを総称してユニットと言う場合がある。）と、基底部１ｙ〜４ｙが配置された回転テーブル１０ｅを軸心Ｌの周りに回転させるとともに昇降させて本体部１ｘ〜１ｙに対し基底部１ｙ〜４ｙを位置決めし、両者を結合せしめる移動手段１０ｋを有している。以下、ユニット１〜４、移動手段１０ｋの順にその構造を詳細に説明する。
【００２１】
［メッキユニット、洗浄ユニット］
ユニット１〜４の正断面図である図３に示すように、メッキユニット１・３はメッキ処理を行うため電極以外の要素は基本的にメッキ液に対し耐食性を有する非導電性の絶縁物である樹脂等で構成され、洗浄ユニット２・４は電極が不要で、さらにその要素を構成する材料についてはメッキ液への耐性に関する以外は特段の制限がない点で両者は相違するが、第１態様のメッキ装置１０のユニット１〜４は基本的に同一の構造を有している。すなわち、本体部１ｘ〜４ｘと基底部１ｙ〜４ｙとの結合によりなるユニット１〜４は、上記結合により底面１ｐ〜４ｐと周壁面１ｑ〜４ｑとで形成され、コアボールを含むボール群とメッキ液または洗浄液とを収納可能な同一構造のメッキ室１ｍ・３ｍおよび洗浄室２ｍ・４ｍを有している。以下、Ｎｉメッキ処理を行うメッキユニット１を例としてユニット１〜４の構造を説明するが、洗浄ユニット２および４においては「メッキ」を「洗浄」と読み替えればよい（例えばメッキ液は洗浄液と、メッキ室は洗浄室と読み替える。）。また、ユニット１〜４が含む構成要素をユニット毎に区別するため、各ユニットに属する構成要素の符号には、例えばメッキユニット１のメッキ液の供給管は符号１ｅ、メッキユニット３の供給管は符号３ｅのように、当該ユニットの符号を最初に付している。
【００２２】
メッキユニット１の正面図を図３（ａ）に、同図の密閉蓋１Ｌを取り外した状態の平面図を図５に示す。なお、図４（ａ）は、図３（ａ）の基底部１ｙの周辺部分の拡大図であるが、本体部１ｘと基底部１ｙが別離した状態を示している。図３（ａ）に示すように、本体部１ｘと基底部１ｙとが結合されてなるメッキユニット１は、周壁面１ｑと底面１ｐとを有するメッキ室１ｍと、メッキ液をメッキ室１ｍに供給する供給管１ｅ及び排出する排出管１ｃを介してメッキ室１ｍに接続されたメッキ液（処理液）循環手段１ｂと、陽極１ｏおよび陰極１ｎと、それらに接続された直流電源回路１ｈとを備えている。以下、メッキユニット１の各構成要素について詳細に説明する。
【００２３】
（基底部）
基底部１ｙにおいて、符号１ｐは、コアボール９１が周回可能な円形状の底面である。符号１ｔは、底面１ｐの外周縁に沿い上方に伸び、上方に円形状の開口１ｕを有する円筒状の周壁面である。かかる周壁面１ｔを備えることにより、メッキ処理後のコアボール９１の保持が容易となる。符合１０ｈは、半径方向において周壁面１ｔの上端から外側に伸びる平坦な円環状の結合面であり、基底部１ｙが本体部１ｘと結合する際に本体部１ｘの結合面１ｒと密着する。符号１０ｕは、メッキ液Ｌの漏出を防止するため結合面１０ｈに形成された円環状の装着溝に装着されたＯリングである。
【００２４】
ここで、コアボールの表面に第１層としてニッケルメッキ層、第２層として半田メッキ層を形成する第１態様のメッキ装置１０は、メッキユニット１がコアボールの表面にニッケルメッキ層を形成し（Ｎｉメッキ工程）、洗浄ユニット２がニッケルメッキ層が形成されたコアボールを洗浄し（第１の洗浄工程）、メッキユニット３がニッケルメッキ層の表面に半田メッキ層を形成し（半田メッキ工程）、洗浄ユニット４が半田メッキ層が形成されたコアボールを洗浄する（第２の洗浄工程）よう構成されている。そのため、各ユニット１〜４は、図１に示すように正面視においてはそれぞれの軸心Ｍはメッキ装置１０の軸心Ｌと平行で、図２に示すように平面視においては軸芯Ｌを中心とし同一平面上に９０°の等角度ピッチでそれらの軸心Ｍが位置するとともに左回りにメッキユニット１−洗浄ユニット２−メッキユニット３−洗浄ユニット４の順序となるよう配置されている。そして、基底部１ｙ〜４ｙは、底面１ｐが上方に向き水平な姿勢となるよう、上記ユニット１〜４の配置に対応し円板状の回転テーブル１０ｅに一体的に組み込まれている。
【００２５】
なお、基底部１ｙの周壁面１ｔは、好ましい要素として第１態様のメッキ装置１０に組み込まれたものであり、必ずしも必要ではない。すなわち、底面１ｐにおいてコアボール９１を保持することが可能であれば、図４（ｂ）に示す基底部１３ｙのように周壁面を設けず、底面１ｐを結合面１０ｈと同一の高さまたは結合面１０ｈよりも上方に設けてもよい。また、対象となる基材粒子の特性またはメッキ条件等に応じ底面１ｐを硬質のセラミックスや軟質の樹脂で構成しても構わない。
【００２６】
（本体部）
図３（ａ）の本体部１ｘにおいて、符号１ｋは、本体部１ｘが基底部１ｙと結合した状態において基底部１ｙの底面１ｐに向かい縮径した円錐台形状となる周壁面１ｑを有する筒部であり、符号１Ｌは、上部開口を閉塞するように筒部１ｋの上面に密着された密閉蓋である。筒部１ｋの周壁面１ｑは、基底部１ｙの底面１ｐに相対するとともに基底部１ｙの開口１ｕと同径の円形状の開口１ｓを有している。さらに、筒部１ｋは、その周壁面１ｑの下端から径方向において外側に伸びる平坦な円環状の結合面１ｒを有している。互いに軸芯を合わせて結合面１ｒと１０ｈが密接して本体部１ｘと基底部１ｙとが結合することにより両者の周壁面１ｑと１ｔとが連結することにより、周壁面１ｑ・１ｔと底面１ｐとでメッキ室１ｍが形成される。そして、この密閉されたメッキ室１ｍには多数のコアボール９１を含むボール群（粒子群）９と所定量のメッキ液Ｌが収納される。各本体部１ｘ〜４ｘは、図３に示すように、周壁面１ｑ〜４ｑの開口１ｓ〜４ｓが下方に向き水平な姿勢となるよう、上記ユニット１〜４の配置に対応して形成された固定部材１０ｂの孔部１０ｗに挿入され、固定部材１０ｂに固定されている。
【００２７】
（メッキ液供給管・メッキ液排出管）
図３（ａ）に示すように、供給管１ｅは、本体部１ｘと基底部１ｙとの結合により形成されたメッキ室１ｍの周壁面１ｑの接線方向にその軸心が沿い、メッキ室１ｍの上部に供給口１ｆが開口するように筒部１ｋにその一端が水平に接続され、排出管１ｃは、密閉蓋１Ｌの中央部においてメッキ室１ｍの軸芯と同軸に排出口１ｄがメッキ室１ｍに開口するように密閉蓋１Ｌにその一端が接続され、それぞれの他端はメッキ液循環手段１ｂに接続されている。メッキ液循環手段１ｂは、図示しないメッキ液貯蔵タンク、メッキ液循環用ポンプ、メッキ液浄化用フィルタ及び流量制御弁等で構成されており、メッキ液循環手段１ｂから送り出されたメッキ液Ｌは、供給管１ｅを流通して供給口１ｆからメッキ室１ｍに供給され、図３（ａ）において破線ａで示すようにメッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿い旋回流下する。また、メッキ液循環手段１ｂのメッキ液循環用ポンプや流量制御弁を調整してメッキ室１ｍに供給されるメッキ液Ｌの流速や流量を経時的に変化させることができる。なお、メッキ液循環手段１ｂは、供給管１ｅを通じメッキ液Ｌを供給するだけではなく、排出管１ｃを通じメッキ室１ｍからメッキ液Ｌを吸引可能なよう構成してもよい。以上の構成によりメッキ液Ｌは、図３（ａ）に示すように、下方に傾斜した周壁面１ｑに沿い旋回流動しつつ螺旋状に流下し、メッキ室１ｍの底面１ｐに達し、その後図において破線ｂで示すように上昇流となり排出口１ｄを通じて排出管１ｃから排出されメッキ液循環手段１ｂに戻る。
【００２８】
（陰極）
符号１ｎは、基底部１ｙの上部に配置された円環状の陰極であり、陰極１ｎの上面がメッキ室１ｍの底面１ｐとなるよう構成されている。直流電源回路１ｈの負極に接続された陰極１ｎは、例えばステンレススチール、チタン、白金メッキされたチタン等で形成されている。ボール群９は、メッキ室１ｍを旋回流動するメッキ液Ｌにより、図において符号Ｃで示すように外周端から半径方向に所定の範囲の中で底面１ｐと接触しつつ旋回運動し、これによりコアボール９１は底面１ｐの上を攪拌されながら転動する。
【００２９】
（陽極）
図３（ａ）において符号１ｏは、メッキ室１ｍの上部に陰極１ｎと相対して配置された錫を含む陽極である。陽極１ｏは、メッキ室１ｍを満たすメッキ液Ｌに浸漬する位置に位置するよう、ステンレススチール、チタン、白金メッキされたチタン等の支持部材１ｒを介して密閉蓋１Ｌに固定され、直流電源回路１ｈの正極に接続されている。
【００３０】
（下部排出管）
図３（ａ）において符号１ｖは、メッキ室１ｍの底面１ｐの近傍に排出口が開口する下部排出管である。図３（ａ）に示す好ましい態様の下部排出管１ｖは、開閉バルブを介してメッキ室１ｍの底面１ｐにおいてボール群９の周回経路の中央にその排出口が開口するよう底面１ｐを貫通して配置されている。この下部排出管１ｖは、メッキ室１ｍからメッキ液Ｌを排出するために設けられており、メッキ液Ｌの排出とともに底面１ｐに配置されたボール群９が流出しないよう下部排出管１ｖの端は底面１ｐから突出し、その排出口は、底面１ｐに配置されたボール群９よりも高い位置に設けられている。この下部排出管１ｖは、メッキ処理後、メッキ室１ｍに残留したメッキ液Ｌを排出するものであり、例えば別途設けたメッキ液吸引手段をメッキ室１ｍに挿入しメッキ液Ｌを排出する場合には必ずしも必要ではない。また、周壁面１ｐに開口するように排出管を設けてもよい。
【００３１】
［移動手段］
図１に示す移動手段１０ｋにおいて、符号１０Ｌは、基底部１ｙ〜４ｙが配置された回転テーブル１０ｅの中央に接合された回転軸であり、支持フレーム１０ｏに設けられた軸受部１０ｍで回転自在に支持されている。符号１０ｎは、図示しない制御手段により回転角度および回転速度が制御されつつ回転するインデックス用のパルスモータである。支持フレーム１０ｏに配置されたパルスモータ１０ｎは、回転継手を介して回転軸１０Ｌに接続され、図２（ｂ）に示すように軸芯Ｌを中心として回転テーブル１０ｅを矢印ｂ方向に回転させるとともに平面視において所定の回転角度で回転テーブル１０ｅを保持する。第1態様のメッキ装置１０では、この回転テーブル１０ｅの角度割出をより正確に行うため、図１に示すように、回転テーブル１０ｅの上面には位置決めピン１０ｊが立設され、当該位置決めピン１０ｊが嵌合する４個の位置決め孔１０ｃが９０°の等角度ピッチで固定部材１０ｂの下面に形成されている（図２（ａ）参照）。
【００３２】
図１に示す移動手段１０ｋにおいて、符号１０ｑは、四隅の支柱１０ｓの側面に固定子であるレールが、支持フレーム１０ｏの側面に可動子が配置された直動案内部材としてのリニアガイドであり、符号１０ｒは支持フレーム１０ｏの下面にロッドが固定された昇降手段としての空気圧等で駆動されるシリンダである。この直動案内部材１０ｑおよび昇降手段１０ｒは必ずしもメッキ装置１０に組み込む必要はないが、本体部１ｘ〜４ｘに基底部１ｙ〜４ｙが結合しまたは別離するときに密着している両者の結合面１ｒおよび１０ｈ（図３（ａ）参照）が損傷し、または磨耗することを防止する点では有効である。
【００３３】
上記移動手段１０ｋによれば、各ユニット１〜４の本体部１ｘ〜４ｘに対し、基底部１ｙ〜４ｙは次のようにして相対的に移動されて位置決めされる。すなわち、図１のように結合した状態から基底部１ｙ〜４ｙを本体部１ｘ〜４ｘから別離させる際には、シリンダ１０ｒを下降せしめて回転テーブル１０ｅを降下させ、図４（ａ）に示すように本体部１ｘ〜４ｘの結合面１ｒ〜４ｒから基底部１ｙ〜４ｙの結合面１０ｈを距離ｇだけ離間させる。この際、図１に示すシリンダ１０ｒは、位置決めピン１０ｊが位置決め孔１０ｃから抜け出る位置まで下降している。次いで、パルスモータ１０ｎを所定量だけ回転せしめ、図２（ｂ）に示すように、軸心Ｌを中心として回転テーブル１０ｅを矢印ｂの方向に９０°回転させ、次いでシリンダ１０ｒを上昇せしめ、位置決めピン１０ｊおよび位置決め孔１０ｃにより回転テーブル１０ｅの角度位置を正確に定めつつ結合面１ｒ〜４ｒと１０ｈを密着させて本体部１ｘ〜４ｘに基底部１ｙ〜４ｙを結合させる。
【００３４】
ここで、理解のため便宜的に基底部１ｙ〜４ｙを実線で本体部１ｘ〜４ｘを二点鎖線で表した図６に示すように、この９０°ピッチの回転テーブル１０ｅの回転位置決めにより、初期位置において本体部１ｘと結合してメッキユニット１を構成していた基底部１ｙ（図６（ａ））は、本体部２ｘ（同図（ｂ））、本体部３ｘ（同図（ｃ））、本体部４ｘ（同図（ｄ））の順序で本体部１ｘ〜４ｘと結合して順次ユニット１〜４を構成する。そして基底部１ｙは、図３（ａ）に示すように、その底面１ｐでコアボール９１を保持するように構成されているので、メッキユニット１によるニッケルメッキ処理、洗浄ユニット２による第１の洗浄処理、メッキユニット３による半田メッキ処理、洗浄ユニット４による第２の洗浄処理をこの順序で連続的に実施することが可能となる。また、図６に示すように他の基底部２ｙ〜４ｙも基底部１ｙと同様に動作するので、回転テーブル１０ｅの回転位置決めの毎にメッキユニット１のメッキ室にコアボールを投入すれば、上記一連の処理が絶え間なく連続して継続されるため、非常に効率的にコアボールのメッキ処理を実施できる。
【００３５】
図１〜６を参照して上記構成のメッキ装置１０の動作を説明する。まず、準備工程である。準備工程では、図１および図２（ｂ）に示すように、回転テーブル１０ｅは回転方向において初期位置に位置決めされ、シリンダ１０ｒで上昇されており、図６（ａ）に示すように、本体部１ｘ−基底部１ｙ、本体部２ｘ−基底部２ｙ、本体部３ｘ−基底部３ｙ、本体部４ｘ−基底部４ｙの各結合によりユニット１〜４が構成されている。この状態において、図３（ａ）に示すメッキユニット１の密閉蓋１Ｌを開け、そのメッキ室１ｍの底面１ｐ（陰極１ｎの上面）に所定数のコアボール９１を載置する。このメッキ室１ｍに投入するコアボール９１としては、酸洗処理を施してその表面を清浄化したものを使用することが望ましく、清浄化ユニットをメッキユニット１の前段に設けてコアボール９１の清浄化処理を行うことができる。また、ボール群９を構成する粒子はコアボール９１に限定されず、例えばボール群９の攪拌を促進するための攪拌促進体として、例えば半田や鋼を主体とした導電性ダミーボール、樹脂やセラミックス等を主体とした非導電性ダミーボールを適量加えてもよい。
【００３６】
各ユニット１〜４のメッキ液循環手段１ｂ・３ｂおよび洗浄液循環手段２ｂ・４ｂの処理液貯蔵タンクにメッキ液または洗浄液を格納する。メッキユニット１において使用するニッケル（Ｎｉ）メッキ液としては、硫酸Ｎｉと塩化Ｎｉを主成分とした５０℃程度のＷＡＴＴ浴を使用でき、洗浄ユニット２・４において使用する洗浄液としては純水を使用することができる。また、メッキユニット３において使用する半田（Ｓｎ）メッキ液としては、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の液組成を有する大和化成製の商品名「ＤＡＩＮ  ＴＩＮＳＩＬ  ＳＢＢ  ２」やローム＆ハース製の商品名「ＳＯＬＤＥＲＯＮ  ＢＰ  ＳＡＣ５０００」等に添加剤を添加して、例えばホウフッ化浴など周知のメッキ浴に適宜調整して使用することができる。
【００３７】
次いで、Ｎｉメッキ工程である。図３（ａ）に示すように、メッキユニット１の密閉蓋１Ｌを閉じてメッキ室１ｍを密閉空間にした後、メッキ装置１０を作動させる。メッキ装置１０は、メッキ液循環手段１ｂを作動させてメッキ液供給管１ｅを通じてメッキ室１ｍへ所定の流量でＮｉメッキ液Ｌを供給する。メッキ室１ｍがＮｉメッキ液Ｌで満たされると、Ｎｉメッキ液Ｌは、メッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿い旋回するとともに周壁面１ｑの傾きに沿い底面１ｐに向い螺旋状に流下する旋回流ａとなる。なお、Ｎｉメッキ液Ｌの供給の初期段階ではＮｉメッキ液Ｌの流れが不安定であるため、不安定なＮｉメッキ液Ｌの流れに乗りメッキ室１ｍの外にコアボール９１が流出する場合がある。このコアボール９１の流出を防止するためには、準備工程においてメッキ室１ｍに予めＮｉメッキ液Ｌを満たしておき、その後メッキ室１ｍにＮｉメッキ液Ｌを供給するようにすれば好ましい。また、Ｎｉメッキ液Ｌの供給の初期段階ではＮｉメッキ液Ｌの流量を小さくしておき、徐々に所定の流量に増加するようにすれば好ましい。
【００３８】
下方に向い縮径する円錐台形状をなすメッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿いメッキ室１ｍを旋回流下するＮｉメッキ液Ｌは底面１ｐに近づくに従い旋回速度が増加し、底面１ｐに達する。底面１ｐに達したＮｉメッキ液Ｌの旋回流ａは、底面１ｐに接触しているボール群９を当該底面１ｐに押し付けつつ攪拌しながら旋回運動させる。ここで、ボール群９に含まれるコアボール９１は、底面１ｐ、すなわち直流電源回路１ｈの負極に接続された陰極１ｎの上面に接触しているので、陽極１ｏとの間でＮｉメッキ処理され、コアボール９１の表面にはＮｉメッキ層が形成される。そして、メッキ室１ｍの底面１ｐに達したＮｉメッキ液Ｌは、底面１ｐの中央部で上昇流ｂとなりメッキ液排出口１ｄを通じてメッキ液排出管１ｃから排出されメッキ液循環手段１ｂに戻るため、常に新鮮なＮｉメッキ液Ｌがメッキ室１ｍに供給され、メッキ室１ｍの中のＮｉメッキ液Ｌの状態を常に一定とすることができ、その結果コアボール９１の表面に均一な厚みのＮｉメッキ層が形成される。
【００３９】
メッキ室１ｍの底面１ｐに接触しつつ旋回運動するコアボール９１は底面１ｐの上を転動し、コアボール９１同士が擦り合うように衝突するので、コアボール９１同士が付着しがたくコアボール９１の凝集が防止され、かつ転動によりコアボール９１の表面が底面１ｐに触れる機会が均等になるので、均一な厚みのＮｉメッキ層が形成される。また、コアボール９１を充分に転動させ、コアボール９１同士が擦り合うように衝突させることにより、コアボール９１の表面の一部に形成されたＮｉメッキ層を、転動する他のコアボール９１で擦り合わせて押し広げるというＮｉメッキ層の表面の平滑化効果が生じて表面の一部に選択的にＮｉメッキ層が形成されることを防止し、表面が極めて平滑でＮｉメッキ層の内部にボイドの少ない均一な厚みのＮｉメッキ層を形成することができる。この作用は、後述する半田メッキ工程においても同様に作用し、その結果、均一な厚みのＮｉメッキ層および半田メッキ層を有し極めて真球度の高く、さらに表面が非常に平滑なＣｕコアボールが形成される。このようなＣｕコアボールは、フリップチップ用の接続部材として使用される場合に特に好適である。
【００４０】
上記の状態で所定時間、コアボール９１をＮｉメッキ処理し、概ね１〜５μｍの厚みのＮｉメッキ層を有するコアボールが形成される。なお、メッキ液循環手段１ｂのメッキ液循環用ポンプや流量調整弁を適宜調整し、Ｎｉメッキ処理中に供給されるＮｉメッキ液Ｌの流量や流速を経時的に変化させたり、容器を介して加振手段でボール群９に振動を付与すれば、コアボール９１ａの凝集防止の観点から有利である。
【００４１】
Ｎｉメッキ処理が完了した後、メッキ装置１０は、下部排出管１ｖに接続された開閉バルブを開け、メッキ室１ｍに残留するメッキ液Ｌを排出する。メッキ室１ｍからＮｉメッキ液が排出された後、Ｎｉメッキ層が形成されたコアボール９１はごく少量のＮｉメッキ液とともに底面１ｐの上に載置された状態で基底部１ｙに保持されている。
【００４２】
次いで、第１の洗浄工程である。メッキ装置１０は、図１に示すシリンダ１０ｒにより回転テーブル１０ｅを降下させ、次いで図２（ｂ）に示すようにパルスモータ１０ｎにより矢印ｂ方向に回転テーブル１０ｅを９０°回転位置決めし、その後シリンダ１０ｒにより回転テーブル１０ｅを上昇させる。すると、図６（ｂ）に示すように、本体部１ｘ−基底部４ｙ、本体部２ｘ−基底部１ｙ、本体部３ｘ−基底部２ｙ、本体部４ｘ−基底部３ｙが結合した状態となっており、Ｎｉメッキ処理が施されたコアボール９１を保持している基底部１ｙは本体部２ｘと結合して、図３（ｂ）に示す洗浄ユニット２を構成している。この洗浄ユニット２において、上記メッキユニット１におけるＮｉメッキ工程と同様に、洗浄液Ｌの旋回流を利用してＮｉメッキ処理がされたコアボール９１が洗浄処理される。すなわち、洗浄液循環手段２ｂを作動させて洗浄液供給管２ｅを通じて洗浄室２ｍへ所定の流量で洗浄液Ｌを供給すると、洗浄液Ｌは洗浄室２ｍの周壁面２ｑに沿い旋回するとともに周壁面２ｑの傾きに沿い底面２ｐに向い螺旋状に流下する旋回流ａとなる。底面２ｐに達した洗浄液Ｌの旋回流ａは、底面２ｐに接触しているボール群９を当該底面２ｐに押し付けつつ攪拌させながら旋回運動させ、Ｎｉメッキ層が形成されたコアボール９１を洗浄する。
【００４３】
なお、コアボール９１の洗浄処理については上記に限定されることなく、例えばメッキ室２ｍに収納した洗浄液Ｌに超音波振動を付与するよう洗浄ユニット２を構成して超音波振動を利用してコアボール９１を洗浄処理したり、洗浄室２ｍに洗浄液Ｌを供給することで生じる遊動流を利用しコアボール９１を洗浄処理してもよく、さらにはこれらを組み合わせて洗浄処理してもよい（洗浄ユニット４について同じ）。
【００４４】
ここで、上記のように基底部１ｙが本体部２ｘと結合して洗浄ユニット２が形成されたとき、本体部１ｘには基底部４ｙが結合してメッキユニット１が形成されている（図６（ｂ）参照）。この本体部１ｘと基底部４ｙとの結合によりなるメッキユニット１のメッキ室１ｍに新たなコアボール９１を投入することにより、上記Ｎｉメッキ工程と同様にしてそのコアボール９１にはＮｉメッキ層が形成される。以下、図６に示すように、本体部１ｘと基底部４ｙとの結合によりなるメッキユニット１に新たに投入されたコアボールを「第２次のコアボール９１ｂ」と記載し、本体部１ｘと基底部４ｙとの結合によりなるメッキユニット１に先に投入されたコアボール９１を第１次のコアボール９１ａと記載する場合がある。
【００４５】
次いで、半田メッキ工程である。メッキ装置１０は、上記と同様に、回転テーブル１０ｅをさらに９０°回転位置決めし、本体部１ｘ〜４ｘと基底部１ｙ〜４ｙとを結合させる。すると、図６（ｃ）に示すように、本体部１ｘ−基底部３ｙ、本体部２ｘ−基底部４ｙ、本体部３ｘ−基底部１ｙ、本体部４ｘ−基底部２ｙが結合した状態となっており、第１の洗浄処理が施された第１次のコアボール９１ａを保持している基底部１ｙは本体部３ｘと結合して、図３（ａ）に示すメッキユニット３を構成している。そして、上記Ｎｉメッキ工程と同様に、コアボール９１ａに形成されたＮｉメッキ層の表面に半田メッキ液Ｌの旋回流を利用して半田メッキ層が形成される。この際、図６（ｃ）に示すように、Ｎｉメッキ処理が完了した第２次のコアボール９１ｂを保持している基底部４ｙは本体部２ｘと結合して洗浄ユニット２を構成しており、このコアボール９１ｂは第１の洗浄処理が施される。さらに、本体部１ｘには基底部３ｙが結合してメッキユニット１が構成されており、このメッキユニット１のメッキ室に、第３次の新たなコアボール９１ｃを投入しＮｉメッキ工程を施すことにより、第３次のコアボール９１ｃにはＮｉメッキ層が形成される。
【００４６】
次いで、第２の洗浄処理である。回転テーブル１０ｅをさらに９０°回転位置決めし、本体部１ｘ〜４ｘと基底部１ｙ〜４ｙとを結合させる。すると、図６（ｄ）に示すように、本体部１ｘ−基底部２ｙ、本体部２ｘ−基底部３ｙ、本体部３ｘ−基底部４ｙ、本体部４ｘ−基底部１ｙが結合した状態となっており、半田メッキ処理が施されたコアボール９１ａを保持している基底部１ｙは本体部４ｘと結合して、図３（ｂ）に示す洗浄ユニット４を構成している。そして、上記洗浄ユニット２における第１の洗浄工程と同様に、洗浄液Ｌの旋回流を利用して半田メッキ処理がされたコアボール９１を洗浄処理する。洗浄処理が完了した後、メッキ装置１０は、洗浄液Ｌを下部排出管４ｖから排出し、回転テーブル１０ｅを降下せしめる。その後、基底部１ｙの底面１ｐに保持されているのＮｉメッキ層および半田メッキ層が形成されたコアボール９１ａ、すなわち製品であるＣｕコアボールを回収する。なお、上記第２次のコアボール９１ｂ、第３次のコアボール９１ｃ、そして本体部１ｘと基底部２ｙとの結合によりなるメッキユニット１に投入された第４次の新たなコアボール９１ｄ（図６（ｄ）参照）についても、第１次のコアボール９１ａと同様にＮｉメッキ工程〜第２の洗浄工程を経てＣｕコアボールが形成される。
【００４７】
なお、上記態様のメッキ装置１０では、移動手段１０ｋで基底部１ｙ〜４ｙを昇降・回転させて本体部１ｘ〜４ｘに対し位置決めすることにより両者を結合させてユニット１〜４を構成しているが、本体部１ｘ〜４ｘを昇降・回転させて基底部１ｙ〜４ｙに対し位置決めするように構成してもよい。また、複数の本体部１ｘ〜４ｘを直列的に配置するとともに、この本体部１ｘ〜４ｘに対し一の基底部１ｙを結合させてユニット１〜４を順次形成し、Ｎｉめっき処理工程から第２の洗浄工程に至る一連の工程を実施するように構成してもよい。
【００４８】
上記第１態様のメッキ装置１０の好ましい態様について図７を参照して説明する。なお、図７において、上記メッキ装置１０と同一の構成要素については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４９】
図７に示すメッキ装置１５は、密閉蓋１Ｌの中央部を貫通しメッキ室１ｍの中に突き出た状態となるようメッキ液排出管５ｃが配置され、メッキ液排出口５ｄを軸芯方向においてメッキ室１ｍの中間部、具体的にはメッキ液排出口５ｄをメッキ液供給口１ｆよりも下方に位置させ、更にメッキ液排出管５ｃを矢印ｄで示すように軸心方向に沿い移動できるようにしたメッキユニット５を有している。図７に示すように、メッキ液排出管５ｃの外周面に陽極５ｏを配置する場合には、メッキ液排出管５ｃの外周面から突出しないように配置することが望ましい。なお、この構造は、メッキユニットのみならず洗浄ユニットにおいても採用することができる。
【００５０】
かかるメッキユニット５を有するメッキ装置１５によれば、メッキ液排出口５ｄはメッキ室１ｍの底面１ｐに近接しているので、メッキ液Ｌの上昇流ｂは底面１ｐの近くで排出され、上昇流ｂが旋回流ａに与える影響が抑制され、底面１ｐにおけるコアボール９１の旋回運動を安定させることが可能となる。更に、メッキ液Ｌの供給の初期段階においてメッキ室１ｍの旋回流ａが安定するまではメッキ液排出管５ｃの密閉蓋１Ｌからの突出長さを短くしておき、旋回流が安定した後にメッキ液排出管５ｃを下方に移動させて密閉蓋１Ｌからの突出長さを長くし所定位置に位置決めすることで、メッキ室１ｍへメッキ液Ｌを導入するメッキ処理前の段階からメッキ処理が完了するまで、メッキ室１ｍの外へのコアボール９１の流出を防止できる。なお、後述するメッキユニット６のようにメッキ室へコアボールを供給する構成を備えたメッキユニットの場合には、メッキ液排出管５ｃは上下方向に移動せず、図示のごとく底面１ｐの上方近傍にメッキ液排出口５ｄが配置されるよう密閉蓋１Ｌに固定されていてもよい。
【００５１】
第１態様のメッキ装置１０の別の好ましい態様について図８を参照して説明する。図８に示すメッキ装置１６は基本的にメッキ装置１０と同様であるが、一連の工程において最初の工程であるＮｉメッキ工程を行うメッキユニット１に替えて組み込まれるメッキユニット６を有し、当該メッキユニット６はメッキ室１ｍにボール群を供給する供給手段６ｑを有する点でメッキ装置１０と相違している。なお、図８において、上記ユニット１〜５と同一の構成要素については同一符号を付し、詳細な説明を省略する（以下図１０および図１１を参照して説明するユニットについて同様である。）。
【００５２】
本体部６ｘと基底部１ｙとが結合してなるメッキユニット６の正面断面図を図８（ａ）に、同図の本体部６ｘから密閉蓋１Ｌを取り外した状態である平面図を同図（ｂ）に示す。メッキユニット６の供給手段６ｑは、メッキ室１ｍに供給すべき多数のコアボール９２を収納する収納部６ｒと、各々の一端が収納部６ｒに接続され他端がメッキ室１ｍに接続されたメッキ液流入管６ｕおよびボール供給管６ｖとを有している。なお、図８（ａ）においてＢ−Ｂ線より上は、同図（ｂ）に示すメッキユニット６の中心線Ｅより上側を見たＣ矢視図、Ｂ−Ｂ線より下は中心線Ｅより下側を見たＤ矢視図である。
【００５３】
収納部６ｒは、多数のコアボール９２を収納可能な容器６ｓと、容器６ｓの上部開口を閉塞する蓋６ｔとで構成されており、蓋６ｔを開閉することによりコアボール９２を容器６ｓに供給する。その収納部６ｒの側壁には、メッキ液流入管６ｕの一端がバルブ６ｗを介して接続されており、さらにメッキ液流入管６ｕの他端はその開口（メッキ液流入口）６ｙがメッキ室１ｍに開口するよう接続されている。ここで、メッキ液流入管６ｕは、その軸心が、メッキ液供給管１ｅとほぼ同一線上、すなわち筒部１ｋの上部であってメッキ室１ｍの周壁面１ｑの接線方向に沿い、そのメッキ液流入口６ｙが旋回するメッキ液の流れａを迎え入れるように配置されている。これにより、図８（ｂ）に示す平面視においてメッキ室１ｍの中心線Ｆを介しメッキ液流入口６ｙとメッキ液供給口１ｆとは相対する状態となるので、図示破線ａで示すようにメッキ液供給口１ｆから周壁面１ｑに沿い旋回するように供給されたメッキ液は、メッキ液流入口６ｙを通じメッキ液流入管６ｕに流入する。
【００５４】
収納部６ｒの底部には、ボール供給管６ｖの一端が接続されており、ボール供給管６ｖの他端はその開口（ボール供給口）６ｚがメッキ室１ｍの底部に開口するよう筒部１ｋに接続されている。ここで、ボール供給管６ｖは、図８（ｂ）に示すように、平面視においてメッキユニット６の中心線Ｅを介しメッキ液流入管６ｕと反対の位置に、その軸心がメッキ室１ｍの接線方向に沿い、そのボール供給口６ｚが旋回するメッキ液の流れａに沿うように配置されている。これにより、メッキ液供給口１ｆから供給され周壁面１ｑに沿い流下し底面１ｐの上を旋回流動するメッキ液の流れａに円滑に乗るようにコアボール９２を供給することができる。なお、図において符号６ｘは、供給すべきコアボール９２を収納部６ｒの中に保持するためのピンチバルブである。この仕切り弁６ｘは、コアボール９２を自動的にメッキ室１ｍへ供給するために設けられた好適な構成であり、手動でコアボールを供給する場合には必ずしも必要ではない。
【００５５】
上記供給手段６ｑ有するメッキユニット６の動作について図９を参照しつつ説明する。図９（ａ）に示す収納部６ｒの蓋６ｔを開けて所定数のコアボール９２を容器６ｓに供給し、その後蓋６ｔを閉じる。この時、バルブ６ｗおよび仕切り弁６ｘは閉じられた状態である。
【００５６】
次いで、メッキ液循環装置を作動させてメッキ液供給口１ｆからＮｉメッキ液Ｌを供給する。一定時間経過してメッキ室１ｍがＮｉメッキ液Ｌで満たされると、図９（ａ）に示すように、Ｎｉメッキ液Ｌは、メッキ室１ｍの周壁面１ｑに沿い旋回するとともに周壁面１ｑの傾斜に沿い底面１ｐに向い螺旋状に流下する安定した旋回流ａとなる。
【００５７】
Ｎｉメッキ液Ｌを供給し一定時間経過しメッキ室１ｍにおけるＮｉメッキ液Ｌの流動状態が安定した後、メッキ装置は、バルブ６ｗを開き、図９（ｂ）において矢印ｅで示すように旋回流動するＮｉメッキ液Ｌの一部をメッキ液流入管６ｕから収納部６ｒにメッキ液流入口６ｙを通じて流入させるとともに、仕切り弁６ｘを開く。すると、収納部６ｒに収納されたコアボール９２は、流入したＮｉメッキ液Ｌにより収納部６ｒから押出され、Ｎｉメッキ液Ｌとともにボール供給管６ｖの管路の中を流れ、矢印ｆで示すようにボール供給口６ｚから排出されメッキ室１ｍへ供給される。メッキ装置は、全てのコアボール９２がメッキ室１ｍへ供給された後、バルブ１１ｗおよび仕切り弁１１ｘを閉じる。ここで、ボール供給管６ｖは上記のとおり配置されているので、ボール供給口６ｚから供給されたコアボール９２はＮｉメッキ液Ｌの旋回流ａに乗り、その後メッキ室１ｍの底面１ｐの上を円滑に旋回運動し、メッキ処理されることとなる。このように、Ｎｉメッキ液Ｌをメッキ室１ｍに供給してから一定時間経過し、メッキ室におけるＮｉメッキ液の旋回流動が安定化した後にコアボール９２をメッキ室１ｍへ自動的に供給するので生産効率が高まり、さらにメッキ室１ｍからコアボール９１が流出することが少なく、高い歩留まりでコアボール９１にＮｉメッキすることが可能となる。
【００５８】
なお、手動でコアボール９２を供給する場合には、ボール供給管６ｖの経路の中に仕切り弁６ｘを設けず、Ｎｉメッキ液Ｌの流動状態が安定化した後、バルブ６ｗを開き、メッキ液流入管６ｕ、収納部６ｒおよびボール供給管６ｖの経路でＮｉメッキ液Ｌを流通させた後に、収納部６ｒに所定数のコアボール９２を供給するようにすればよい。
【００５９】
図１０に示すメッキ装置１７は、供給手段を有するメッキ装置の他の例であり、メッキ液供給管１ｅの経路上に供給手段７ｑが設けられたメッキユニット７を有している。すなわち、供給手段７ｑのメッキ液流入管６ｕの一端はメッキ液供給管１ｅの上流側に接続され、ボール供給管６ｖの一端はメッキ液供給管１ｅの下流側に接続されており、それらの他端はバルブ６ｗおよび仕切り弁６ｘを介して収納部６ｒに接続される構成となっている。かかる供給手段７ｑによれば、メッキ室１ｍにおけるＮｉメッキ液Ｌの流動状態が安定した後にバルブ６ｗおよび仕切り弁６ｘを開くと、メッキ液供給管１ｅを流れるＮｉメッキ液Ｌの一部が、矢印ｊで示すようにメッキ液流入管６ｕを通じて収納部６ｒに流入する。すると、収納部６ｒに収納されているコアボール９２は、流入したＮｉメッキ液Ｌにより押し出され、矢印ｋで示すようにボール供給管６ｖを通じてメッキ液供給管１ｅに流入し、Ｎｉメッキ液Ｌとともにメッキ液供給口１ｆからメッキ室１ｍに供給されることとなる。なお、供給手段７ｑにおいてＮｉメッキ液を円滑に流通させるためには、メッキ液流入管６ｕが接続されるメッキ液供給管１ｅの上流側の内径を太くし、ボール供給管６ｖが接続される下流側の内径を上流側より細くすることが望ましい。さらに、供給手段７ｑの中に滞留することなくコアボール９２をメッキ液供給管１ｅへ流入させるためには、収納部６ｒの底面とメッキ液流入管６ｕおよびボール供給管６ｖとの底面との間には段差がないようにしておくことが好ましい。
【００６０】
第１態様のメッキ装置１０のさらに別の好ましい態様について図１１を参照して説明する。図１１に示すメッキ装置１８は基本的にメッキ装置１０と同様であるが、一連の工程において最後の工程である第２の洗浄工程を行う洗浄ユニット４に替えて組み込まれる洗浄ユニット８を有し、当該洗浄ユニット８は洗浄室４ｍからボール群を回収する回収手段８ａを有する点でメッキ装置１０と相違している。
【００６１】
本体部４ｘと基底部８ｙとが結合してなる洗浄ユニット８の正面断面図を図１１（ａ）に、同図の本体部４ｘから密閉蓋４Ｌを取り外した状態の平面図を同図（ｂ）に示す。洗浄ユニット８において符号８ｎは、基底部８ｙの下部に形成された円筒孔部８Ｌに摺動可能に嵌め合いされた開閉部材であり、円板形状をなすその外周面には洗浄液の漏出を防止するため不図示のＯリングが設けられている。そして、円筒孔部８Ｌには、第２の洗浄工程により洗浄処理が完了したボール群を回収するボール回収管８ｂの一端の開口（ボール回収口）８ｃが開口しており、ボール回収管８ｂの他端は回収容器８ｅに接続されている。なお、メッキユニットに回収手段を設ける場合には、開閉部材８ｎをステンレススチール、チタン、白金メッキされたチタン等で形成し、陰極と兼用させてもよい。
【００６２】
ここで、開閉部材８ｎは、エアシリンダー等の昇降部８ｄにより符号ｈで示す上下方向に円筒孔部８Ｌの中を昇降し、上昇端の位置において洗浄室４ｍの周壁面４ｑの下端縁にその上面８ｐ（洗浄室４ｍの底面ともなる。）が接するとともに、その外周面でボール回収口８ｃを閉じ、下方端の位置においてボール回収口８ｃを開くように構成されている。なお、本態様の回収手段８ａでは、開閉部材８ｎをバルブの弁のごとく用い、開閉部材８ｎを昇降させることによりボール回収口８ｃを開閉させているが、第１態様の洗浄ユニット４のように洗浄室４ｍの底面を固定し、バルブを介して洗浄室にボール回収管を接続するとともにボール回収口が洗浄室に直接開口するよう回収手段を構成し、バルブの開閉によりコアボールを回収するようにしてもよい。この場合には、洗浄室の底面を旋回するコアボールの運動を妨げないよう、ボール回収口は、当該底面より上方に配置することが好ましい。
【００６３】
上記回収手段８ａを有するメッキユニット８の動作について図１２を参照しつつ説明する。図１２（ａ）に示すように、洗浄ユニット８において、ボール群９は洗浄液Ｌの旋回流ａにより洗浄室４ｍの底面４ｐの上を旋回運動し、洗浄処理される（第２の洗浄工程）。このとき、開閉部材８ｎは昇降部８ｄにより上方端に配置されている。洗浄処理が完了すると、メッキ装置１８は、図１２（ｂ）に示すように、昇降部８ｄにより開閉部材８ｎを下降端まで降下させボール回収口８ｃを開く。すると、洗浄処理されたボール群９はボール回収口８ｃを通じて矢印ｉで示すようにボール回収管８ｂに流れ込み、その後回収容器８ｅに回収される。なお、洗浄液排出管５ｃにバルブを設けておき、開閉部材８ｎの下降とともに当該バルブを絞るようにすれば、洗浄液Ｌの多くはボール回収管８ｂを通じて排出されるので、より円滑にボール群９を回収することができる。
【００６４】
［第２実施態様］
本発明に係わるメッキ装置の第２態様について図１３（ａ）を参照し説明する。第２態様のメッキ装置１９は基本的に上記第１態様のメッキ装置１０と同様に本体部１ｘ〜４ｘと基底部１ｙ〜４ｙとの結合により構成されるユニット１〜４を有しているが、矩形板状の一枚の本体部材９０ｂを有し、その本体部材９０ｂのユニット１〜４が配置されるべき位置に貫通孔が加工されて周壁面１ｑ〜４ｑが形成され、密閉蓋１Ｌ〜４Ｌ、排出管１ｃ〜４ｃおよび供給管１ｅ〜４ｅが組み込まれてなる本体部１ｘ〜４ｘを有している点で異なっている。このメッキ装置１９の動作はメッキ装置１０の動作と同様であるので説明を省略する。
【００６５】
［第３実施態様］
本発明に係わるメッキ装置の第３態様について図１３（ｂ）を参照し説明する。第３態様のメッキ装置１１は、上記と同様な構成の本体部３ｘおよび４ｘと、図示矢印ｊで示すように図示しない移動手段により水平移動して本体部３ｘおよび４ｘと結合する一の基底部１ｙを有し、本体部３ｘと基底部１ｙとの結合によりコアボールに半田メッキ処理を行うメッキユニット３が、本体部４ｘと基底部１ｙとの結合により洗浄処理を行う洗浄ユニット４が形成されるよう構成されている。かかるメッキ装置１１によれば、メッキユニット３において上記と同様の半田メッキ工程が実施され、半田メッキ工程後に洗浄ユニット４において洗浄工程が実施され、表面が極めて平滑で均一な厚みの半田メッキ層を有するＣｕコアボールを形成することができる。
【００６６】
［第４実施態様］
以下第４態様のメッキ装置について図１４を参照し説明する。なお、図１４（ａ）は、第４態様のメッキ装置のメッキユニット１２の概略構成を示す正面断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ矢視図である。
【００６７】
上記第１〜第３態様のメッキ装置では、コアボールが接触しつつ周回可能なメッキ室の底面として円形状の底面と底面に向い縮径するように底面の周縁に立設した略円錐台形状の周壁面とを備えたメッキ室、断面円形状のメッキ室の接線方向に沿いメッキ液供給口が開口するよう軸心が水平に配置されたメッキ液供給管、メッキ室の軸心に沿い配置されたメッキ液排出管の各構成要素を有するメッキ装置について説明したが、本発明はこれら望ましい態様に限定されることなく、第４態様のメッキ装置でも実現することが可能である。
【００６８】
第４態様のメッキユニット１２は、第１態様のメッキ装置１０のメッキユニット１に替えてメッキ装置に組み込まれるものであり、図１４（ｂ）に示すように、コアボール９１が周回可能な底面として略楕円形状の底面１２ｐを有し、底面１２ｐの周縁に立設する周壁面１２ｑは縦方向において同一断面、すなわち直管状となるようメッキ室１２ｍは形成されている。さらに、メッキ室１２ｍにＮｉメッキ液Ｌを供給するメッキ液供給管１２ｅは、周壁面１２ｑに沿い旋回流下するＮｉメッキ液Ｌの流れを生じさせるため、その軸心を下方に向けた状態でメッキ室１２ｍに接続されている。なお、周壁面１２ｑに対する取付角度を自在に設定可能な継手などを介しメッキ液供給管１２ｅを接続するよう構成すれば、メッキ処理すべきコアボールの大きさや数量などに応じＮｉメッキ液Ｌが旋回流下する角度を適宜設定できるので好ましい。また、メッキ室１２ｍからＮｉメッキ液Ｌを排出するメッキ液排出管１ｃは、メッキ液Ｌの上昇流ｂを円滑にメッキ室１２ｍから排出するためには第１態様のメッキユニット１と同様に密閉蓋１Ｌの中央部に設けられていることが好ましいが、メッキ液排出管の配置はこれに限定されることなく、図示破線で示すメッキ液排出管１２ｃのように密閉蓋１Ｌの外周よりに設けメッキ室１２ｍからオーバーフローするＮｉメッキ液Ｌを排出させてもよい。
【００６９】
上記メッキユニット１２の動作を説明する。メッキ室１２ｍの底面１２ｐにボール群９を載置し、その後密閉蓋１Ｌを閉じてメッキ室１２ｍを密閉空間にする。メッキ装置は、メッキ液供給管１２ｅを通じてメッキ室１２ｍへＮｉメッキ液Ｌを供給する。メッキ室１２ｍがＮｉメッキ液Ｌで満たされると、上記のように配置されたメッキ液供給管１２ｅから供給されるＮｉメッキ液Ｌは、メッキ室１２ｍの周壁面１２ｑに沿い螺旋状に旋回流下する旋回流ａとなる。旋回流下しつつ底面１２ｐに達したＮｉメッキ液Ｌは、底面１２ｐに接触しているボール群９を当該底面１２ｐに押し付けつつ旋回運動させ、コアボール９１の表面にメッキ層を形成させる。上記第１態様のメッキ装置１０と同様に、メッキ室１２ｍの底面１２ｐに接触しつつ旋回運動するコアボール９１は底面１２ｐの上を転動するので、コアボール９１同士が付着しがたく凝集が防止され、かつ転動によりコアボール９１の表面が底面１２ｐに触れる機会が均等になるので、均一な厚みのＮｉメッキ層が形成される。メッキ室１２ｍに供給されたＮｉメッキ液Ｌは、メッキ液排出管１ｃから排出されるので、常に新鮮なＮｉメッキ液Ｌがメッキ室１２ｍに供給され、もって均一な厚みのＮｉメッキ層が形成される。
【００７０】
以上本発明について、その好ましい態様である第１〜第４態様に基づいて説明したが、本発明に係わる表面に導電性を有する基材粒子のメッキ装置は、基材粒子が接触しつつ周回可能な底面を有する基底部と、基底部の底面に相対するように開口が設けられた筒状の周壁面を有する本体部との直接的または間接的な結合により形成されるとともに、当該結合により基底部の底面と本体部の周壁面とで構成されたメッキ室を有するメッキユニットと、メッキ室の底面の上方に開口する供給口を有しメッキ室の周壁面に沿い旋回するように供給口からメッキ液を供給する供給管と、メッキ室に開口する排出口を有する排出管と、メッキ室の底面に配置された基材粒子に接触する陰極と、メッキ室に収納されたメッキ液に浸漬する位置に配置された陽極と、前記陰極および陽極に接続された電源とを備えていれば足りる。そして、かかる構成により、表面に導電性を有する基材粒子に均一な厚みのメッキ層を効率的に形成可能なメッキ装置を提供するという本発明の第１目的を達成することができ、さらに第１〜第４態様のメッキ装置のように構成することにより、第１目的に加えて、基材粒子に２層以上のメッキ層を効率的に形成可能なメッキ装置を提供するという第２目的を達成することができる。
【００７１】
また、既に述べたが、第１〜第４態様のメッキ装置に組み込む洗浄ユニットは必ずしもメッキユニットと同一の構造とする必要はなく、超音波洗浄や揺動洗浄など周知の洗浄機構を有する洗浄ユニットを組み込むことができる。さらに、本発明に係わるメッキ装置は、上記説明したメッキユニットや洗浄ユニットに限らず、基材粒子自身や所定の処理が施されてなる基材粒子に対し、酸洗処理を施す酸洗ユニット・乾燥する乾燥ユニット・その表面に所定の物質を塗布する塗布ユニット・その表面の平滑性や球状度を高める平滑化ユニット又は球形化ユニット・その表面の硬度を高める表面改質ユニットその他各種の処理ユニットを有していてもよい。それらの処理ユニットは、上記メッキユニットや洗浄ユニットと同一または類似した構成を備え、気体、液体その他流体を旋回させてなる旋回流を利用して基材粒子を処理するよう構成してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１（３、５、６、７、１２）：メッキユニット
２（４、８）：洗浄ユニット
１０（１１、１５、１６、１７、１８、１９）：メッキ装置
１ｘ（２ｘ〜４ｘ、５ｘ、６ｘ、１２ｘ）：本体部
１ｙ（２ｙ〜４ｙ、８ｙ、１２ｙ、１３ｙ）：基底部
１ｍ（３ｍ、１２ｍ）：メッキ室
２ｍ（４ｍ）：洗浄室
１ｂ（２ｂ〜４ｂ）：メッキ液循環手段
１ｃ（２ｃ〜４ｃ）：メッキ液排出管
１ｅ（２ｅ〜４ｅ）：メッキ液供給管
１ｈ（３ｈ）：直流電源回路
１ｑ（２ｑ〜４ｑ、１２ｑ）：周壁面
１ｐ（２ｐ〜４ｐ、１２ｐ）：底面
１０ｂ：固定部材
１０ｅ：回転テーブル
１０ｋ：移動手段
９１：コアボール
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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