(57)【要約】【課題】製造コストの増加および生産性の低下を抑えつつ、亜硫酸系金めっき液を連続使用することができる無電解めっき装置および無電解めっき方法を提供する。【解決手段】無電解めっき装置１０は、めっき槽１と、第２循環経路１２と、冷却装置１４とを備えている。めっき槽１は、亜硫酸金ナトリウムを含有する亜硫酸系金めっき液を収納する。第２循環経路１２は、めっき槽１から排出された亜硫酸系金めっき液をめっき槽に戻す。冷却装置１４は、第２循環経路１２において亜硫酸系金めっき液を冷却する。【選択図】図１
2019203179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜硫酸金ナトリウムを含有する亜硫酸系金めっき液を収納するめっき槽と、
前記めっき槽から排出された前記亜硫酸系金めっき液を前記めっき槽に戻す流路と、
前記流路において前記亜硫酸系金めっき液を冷却する冷却装置とを備えた、無電解めっき装置。
【請求項２】
前記冷却装置は、前記冷却装置により冷却された後における前記流路内の前記亜硫酸系金めっき液を前記冷却装置により冷却される前における前記流路内の前記亜硫酸系金めっき液よりも平衡状態に近づけるように冷却するように構成されている、請求項１に記載の無電解めっき装置。
【請求項３】
前記流路は、前記亜硫酸系金めっき液を貯留するバッファー槽を含み、
前記冷却装置は、前記バッファー槽に貯留された前記亜硫酸系金めっき液を冷却するように構成されている、請求項１または２に記載の無電解めっき装置。
【請求項４】
前記バッファー槽に貯留される前記亜硫酸系金めっき液の量は、前記めっき槽に収納される前記亜硫酸系金めっき液の量よりも小さい、請求項３に記載の無電解めっき装置。
【請求項５】
前記流路は、前記亜硫酸系金めっき液を循環させる配管を含み、
前記冷却装置は、前記配管内の前記亜硫酸系金めっき液を冷却するように構成されている、請求項１または２に記載の無電解めっき装置。
【請求項６】
前記配管は、螺旋形状およびＵ字形状の少なくともいずれかを有する冷却部を含み、
前記冷却装置は、前記冷却部内の前記亜硫酸系金めっき液を冷却するように構成されている、請求項５に記載の無電解めっき装置。
【請求項７】
前記冷却装置により冷却された前記亜硫酸系金めっき液に、補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とを補充する補充装置とをさらに備えた、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無電解めっき装置。
【請求項８】
前記補充装置は、前記補充用亜硫酸金ナトリウムと前記添加剤とを混合させる補助装置を含み、
前記冷却装置により冷却された前記亜硫酸系金めっき液に、前記補助装置により混合された前記補充用亜硫酸金ナトリウムと前記添加剤とが補充されるように構成されている、請求項７に記載の無電解めっき装置。
【請求項９】
被めっき物を準備する工程と、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の無電解めっき装置により前記被めっき物にめっき処理を施す工程とを備えた、無電解めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解めっき装置および無電解めっき方法に関し、特に、亜硫酸金ナトリウムを含有する亜硫酸系金めっき液を用いた無電解めっき装置および無電解めっき方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金めっきは、耐食性および電気特性が優れているため、ＬＴＣＣ（Low  Temperature  Co-fired  Ceramics）、プリント基板、半導体素子等の各種電子部品および電気部品に広く利用されている。
【０００３】
従来、金めっき液として安定性に優れるシアン錯体をベースとしたシアン系金めっき液が使用されてきた。近年、シアン系金めっき液に替えて、シアン系金めっき液に比べて環境に与える負荷が小さいノンシアン系金めっき液が提案されている。ノンシアン系金めっき液としては、亜硫酸金ナトリウムなどの亜硫酸金錯体を用いた亜硫酸系金めっき液が主流になってきている。シアン系金めっき液はアルカリ性であるのに対し亜硫酸系金めっき液は中性であるため、亜硫酸系金めっき液はレジストへのダメージ低減の効果も有している。
【０００４】
例えば、特開平７−１１８８６７号公報（特許文献１）には、ノンシアン系金めっき液を用いた無電解金めっき方法が記載されている。この公報には、非シアンの金錯体として亜硫酸金ナトリウムを用いたノンシアン系金めっき液が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１１８８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
亜硫酸系金めっき液はシアン系金めっき液に比べ安定性が低いため、亜硫酸系金めっき液ではめっき液の管理が難しい。そのため、亜硫酸系金めっき液ではめっき液を連続使用することは困難である。特に無電解めっきの場合、めっき液が連続使用されると、めっきの析出レートが低下する。したがって、めっき液が連続使用されると、めっき液が連続使用される前のめっきの析出レートに基づいて設定されためっき時間では、めっきの膜厚は狙いの膜厚に到達しない。そのため、例えば基板がめっきされる場合には、直前にめっきされた基板の膜厚の測定結果をもとに次に処理される基板のめっき時間を決定する必要がある。また、処理された基板が増加するとともに、めっき時間が長くなるため、生産性が低下する。電解めっきではめっき時の電流密度によりめっき膜厚を想定することが可能であるが、無電解めっきではめっきの処理状況からめっき膜厚の変化を予測することは困難である。したがって、めっき液交換を頻繁に行う必要があるため、製造コストが増加するとともにめっき液交換作業により生産性が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストの増加および生産性の低下を抑えつつ、亜硫酸系金めっき液を連続使用することができる無電解めっき装置および無電解めっき方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無電解めっき装置は、めっき槽と、流路と、冷却装置とを備えている。めっき槽は、亜硫酸金ナトリウムを含有する亜硫酸系金めっき液を収納する。流路は、めっき槽から排出された亜硫酸系金めっき液をめっき槽に戻す。冷却装置は、流路において亜硫酸系金めっき液を冷却する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の無電解めっき装置によれば、冷却装置が流路において亜硫酸系金めっき液を冷却することにより亜硫酸系めっき液を流路で平衡状態に戻してからめっき槽に戻すことができる。これにより、めっき槽において亜硫酸系金めっき液の平衡状態が保たれるため、製造コストの増加および生産性の低下を抑えつつ、亜硫酸系金めっき液を連続使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における無電解めっき装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１における変形例１の無電解めっき装置の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１における変形例２の無電解めっき装置の概略図である。
【図４】本発明の実施の形態２における無電解めっき装置の概略図である。
【図５】本発明の実施の形態３における無電解めっき装置の概略図である。
【図６】本発明の実施の形態４における無電解めっき装置の概略図である。
【図７】本発明の実施の形態４における冷却装置の概略図である。
【図８】本発明の実施の形態４における配管の変形例の概略図である。
【図９】本発明の実施の形態５における無電解めっき装置の概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態６における無電解めっき装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下においては、同一または相当する部分に同一の符号を付すものとし、重複する説明は繰り返さない。
【００１２】
実施の形態１．
図１を参照して、本発明の実施の形態１における無電解めっき装置１０の構成について説明する。図１は本発明の実施の形態１における無電解めっき装置の構成を概略的に示す概略図である。
【００１３】
本実施の形態における無電解めっき装置１０は、めっき槽１と、オーバーフロー槽２と、第１循環経路１１と、第２循環経路（流路）１２と、冷却装置１４とを有している。めっき槽１は被めっき物１００にめっき処理を施すためのものである。めっき槽１にはめっき液６が収納されている。本実施の形態のめっき液６は、亜硫酸金ナトリウムを含有する亜硫酸系金めっき液である。めっき槽１の底部には排液のためのドレイン５ａが接続されている。
【００１４】
オーバーフロー槽２はめっき槽１からオーバーフローしためっき液６を回収するように構成されている。第１循環経路１１および第２循環経路１２の各々は、オーバーフロー槽２に接続されている。第１循環経路１１および第２循環経路１２の各々は、めっき槽１から排出されためっき液６をめっき槽１に戻すように構成されている。第１循環経路１１および第２循環経路１２の各々は、めっき槽１からオーバーフロー槽２にあふれためっき液６をめっき槽１に戻すようにめっき液６を循環させるように構成されている。
【００１５】
第１循環経路１１は、ポンプ３ａと、フィルター４ａと、配管８ａとを有している。ポンプ３ａおよびフィルター４ａの各々は配管８ａに取り付けられている。ポンプ３ａはオーバーフロー槽２とフィルター４ａとの間に配置されている。ポンプ３ａは、めっき槽１、オーバーフロー槽２および第１循環経路１１にめっき液６を循環させるように構成されている。フィルター４ａは第１循環経路１１を流れるめっき液６から異物を除去するように構成されている。配管８ａは、オーバーフロー槽２からポンプ３ａおよびフィルター４ａを経由してめっき槽１にめっき液６を循環させるように構成されている。
【００１６】
第２循環経路１２は、ポンプ３ｂと、ポンプ３ｃと、フィルター４ｂと、加熱装置７と、配管８ｂと、バッファー槽１３とを有している。ポンプ３ｂ、ポンプ３ｃ、フィルター４ｂ、加熱装置７およびバッファー槽１３は配管８ｂに取り付けられている。ポンプ３ｂはオーバーフロー槽２とバッファー槽１３との間に配置されている。ポンプ３ｃはバッファー槽１３と加熱装置７との間に配置されている。ポンプ３ｂおよびポンプ３ｃは、めっき槽１、オーバーフロー槽２および第２循環経路１２にめっき液６を循環させるように構成されている。ポンプ３ｂはオーバーフロー槽２からバッファー槽１３にめっき液６を流すように構成されている。ポンプ３ｃはバッファー槽１３から加熱装置７、フィルター４ｂを経由してめっき槽１にめっき液６を流すように構成されている。
【００１７】
フィルター４ｂは第２循環経路１２を流れるめっき液６から異物を除去するように構成されている。フィルター４ａおよびフィルター４ｂの各々では、被めっき物に付着してめっき槽１に持ち込まれた異物などの外部から持ち込まれた異物とともにめっき液６の分解で発生した金粒子も除去される。
【００１８】
加熱装置７は、第２循環経路１２にて冷却しためっき液６をめっき槽１に戻す前にめっき槽１のめっき液６の温度に加熱するように構成されている。加熱装置７は、例えばインラインヒーターである。
【００１９】
配管８ｂは、オーバーフロー槽２からポンプ３ｂ、バッファー槽１３、ポンプ３ｃ、加熱装置７およびフィルター４ｂを経由してめっき槽１にめっき液６を循環させるように構成されている。
【００２０】
バッファー槽１３はめっき液６を貯留するように構成されている。本実施の形態では、バッファー槽１３は一時的にめっき液６を保管するように構成されている。バッファー槽１３の底部には排液のためのドレイン５ｂが接続されている。バッファー槽１３のめっき液６を貯留する容量は、めっき槽１のめっき液６を貯留する容量よりも小さい。バッファー槽１３に貯留されるめっき液６の量は、めっき槽１に収納されるめっき液６の量よりも小さい。バッファー槽１３には攪拌装置９ａが設置されている。攪拌装置９ａは、例えば、回転可能なプロペラを有するプロペラ撹拌機であってもよい。
【００２１】
冷却装置１４は、第２循環経路１２においてめっき液６を冷却するように構成されている。本実施の形態では、冷却装置１４はバッファー槽１３に貯留されためっき液６を冷却するように構成されている。
【００２２】
冷却装置１４は、例えば、チリングユニットと、チリングユニットに接続された冷水配管と、冷水配管に接続された熱交換器とを有している。熱交換器は、バッファー槽１３内においてめっき液６内に配置されている。チリングユニットにより冷却された冷水が冷却配管を通って熱交換器に送られることにより、熱交換器において冷水とめっき液６とが熱交換する。これにより、めっき液６が冷却される。
【００２３】
冷却装置１４は、冷却装置１４により冷却された後における第２循環経路１２内のめっき液６を冷却装置１４により冷却される前における第２循環経路１２内のめっき液６よりも平衡状態に近づけるように冷却するように構成されている。冷却装置１４により冷却されたバッファー槽１３内の亜硫酸系金めっき液は平衡状態であることが好ましい。
【００２４】
次に、本実施の形態における無電解めっき装置１０の動作について説明する。
図１中矢印で示されるように、めっき液６は、ポンプ３ａにより第１循環経路１１を循環している。つまり、めっき槽１からオーバーフロー槽２に溢れためっき液６は、第１循環経路１１を経由してめっき槽１に戻る。また、めっき液６は、ポンプ３ｂおよびポンプ３ｃにより第２循環経路１２を循環している。つまり、めっき槽１からオーバーフロー槽２に溢れためっき液６は、第２循環経路１２を経由してめっき槽１に戻る。
【００２５】
第１循環経路１１では、めっき液６は、配管８ａを通って、ポンプ３ａ、フィルター４ａを経由して、めっき槽１に戻る。第１循環経路１１では、めっき液６が濾過されるとともに、めっき槽１内でめっき液６が攪拌される。めっき液６の温度は、めっき槽１、あるいは、第１循環経路１１に設置された加熱装置により管理される。
【００２６】
第２循環経路１２では、めっき液６は、配管８ｂを通って、ポンプ３ｂ、バッファー槽１３、ポンプ３ｃ、加熱装置７、フィルター４ｂを経由して、めっき槽１に戻る。バッファー槽１３において、冷却装置１４によりめっき液６は冷却される。
【００２７】
バッファー槽１３の入口側のポンプ３ｂと、出口側のポンプ３ｃとは互いに独立した制御が可能であるため、バッファー槽１３のめっき液量は任意のタイミングで任意の量に設定することができる。
【００２８】
バッファー槽１３のめっき液量がめっき槽１のめっき液量と同等であれば、めっき槽１を２つ準備する場合よりも多くのめっき液量が必要になる。そのため、バッファー槽１３のめっき液量は、めっき槽１のめっき液量よりも少ないことが好ましい。
【００２９】
例えば、めっき槽１のめっき液量が５リットル以上１００リットル以下であれば、バッファー槽１３のめっき液量は０．２５リットル以上５リットル以下とすればよい。また、めっき液６の温度は、例えば、めっき槽１では４５℃以上６０℃以下である。めっき液６は、バッファー槽１３では５℃以上３０℃以下に冷却される。
【００３０】
次に、図１を参照して、本実施の形態における無電解めっき装置１０を用いた無電解めっき方法について説明する。
【００３１】
本実施の形態における無電解めっき方法では、被めっき物１００が準備される。被めっき物１００は、図１中白抜き矢印で示されるように、めっき液６が収納されためっき槽１内に挿入される。つまり、被めっき物１００はめっき槽１内でめっき液６に浸漬される。めっき液６により被めっき物１００の表面にめっき処理が施される。このようにして、無電解めっき装置１０により被めっき物１００にめっき処理が施される。
【００３２】
続いて、めっき槽１のめっき液量が２０リットルであり、バッファー槽１３のめっき液量が１リットルである場合の無電解めっき方法について説明する。
【００３３】
１２時間連続してめっき液６が使用される場合、めっき処理が開始されてから１時間後に１リットルのめっき液６がバッファー槽１３に供給され、バッファー槽１３内で冷却装置１４により１時間冷却された後、加熱装置７を経由してめっき槽１に戻る。めっき処理が終了するまで、１時間ごとにこのサイクルが繰り返される。めっき処理が開始されてから１０時間後にバッファー槽１３に供給されためっき液６は、めっき処理が開始されてから１１時間後にめっき槽１に戻る。めっき処理が開始されてから１２時間経過時点では、１０リットルのめっき液６が冷却される。この１０リットルの冷却されためっき液６は、めっき槽１のめっき液量の５０％に相当する。被めっき物１００のめっき面積が大きい場合、バッファー槽１３に供給されるめっき液量を増やすと、めっき液６の連続使用に、より効果的である。
【００３４】
本実施の形態では、バッファー槽１３にめっき液６がない状態からめっき処理が開始されているが、めっき処理が開始される前からめっき液６が冷却されていてもよい。この場合、槽内のめっき液総量は、めっき槽１のめっき液量２０リットルとバッファー槽１３のめっき液量１リットルとの合計２１リットルとなる。同じ被めっき物１００が１２時間連続してめっき処理される場合だけでなく、例えばめっき時間が１時間の被めっき物が順次処理される場合でも上記と同様の手法を適用することができる。
【００３５】
上記では、めっき液６の濾過、めっき槽１内でのめっき液６の攪拌のため、第１循環経路１１が用いられている。しかしながら、めっき槽１内でのめっき液６の攪拌のためだけであれば、めっき槽１の上部開口から挿入されたプロペラによってめっき液６が攪拌されてもよいため、第１循環経路１１は不要である。
【００３６】
めっき液６中には、金錯体と金イオンとが共存している。正常な金めっき反応を進行させるため、めっき液６中の亜硫酸金ナトリウム、各種添加剤が調整され、金錯体と金イオンとのバランスを保つための平衡反応が制御されている。めっき槽１内のめっき液６は、めっき中、常時加熱され、１２時間連続してめっき液が使用される場合には、１２時間以上、加熱状態で維持される。めっき反応が進行すると、めっき反応が進行するとともに金濃度が低下するため、平衡反応のバランスが崩れる。めっき液６は、加熱状態では平衡反応のバランスがくずれたままであるが、バッファー槽１３で冷却されることにより、平衡状態に戻る。バッファー槽１３で平衡状態に戻っためっき液６は、加熱された後、めっき槽１に戻る。平衡状態に戻っためっき液６は、加熱されても平衡状態を維持できる。このように、めっき槽１には、継続的に平衡状態に戻っためっき液６が供給される。したがって、亜硫酸金ナトリウム、各種添加剤を補充しなくても、めっき液６の連続使用が可能になる。
【００３７】
続いて、ＬＴＣＣに金めっきが行われる場合について説明する。
ＬＴＣＣの場合、銀系の導体上に金めっきが行われる。例えば、導体上のめっき工程は、脱脂、水洗、エッチング、水洗、パラジウム触媒付与、水洗、ニッケルめっき、水洗、金めっき、水洗、乾燥の順に行われる。金めっき後の基板に、はんだ接合により半導体チップが実装される。半導体チップと基板とはワイヤボンドにより接合される。
【００３８】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態における無電解めっき装置１０によれば、冷却装置１４が第２循環経路１２において亜硫酸系金めっき液を冷却することにより亜硫酸系めっき液を第２循環経路１２で平衡状態に戻してからめっき槽１に戻すことができる。これにより、めっき槽１において亜硫酸系金めっき液の平衡状態が保たれるため、製造コストの増加および生産性の低下を抑えつつ、亜硫酸系めっき液を連続使用することができる。
【００３９】
また、本実施の形態における無電解めっき装置１０では、冷却装置１４は、冷却装置１４により冷却された後における第２循環経路１２内の亜硫酸系金めっき液を冷却装置１４により冷却される前における第２循環経路１２内の亜硫酸系金めっき液よりも平衡状態に近づけるように冷却するように構成されている。このため、第２循環経路１２内において冷却装置１４により冷却された後の亜硫酸系金めっき液を冷却装置１４により冷却される前の亜硫酸系金めっき液よりも平衡状態に近づけることができる。
【００４０】
また、本実施の形態における無電解めっき装置１０では、冷却装置１４は、バッファー槽１３に貯留された亜硫酸系金めっき液を冷却するように構成されている。このため、バッファー槽１３において亜硫酸系金めっき液を冷却することにより亜硫酸系金めっき液をバッファー槽１３で平衡状態に戻すことができる。
【００４１】
また、本実施の形態における無電解めっき装置１０では、バッファー槽１３に貯留される亜硫酸系金めっき液の量は、めっき槽１に収納される亜硫酸系金めっき液の量よりも小さい。このため、無電解めっき装置１０で使用されるめっき液量を抑制することができる。
【００４２】
本実施の形態における無電解めっき方法によれば、上記の無電解めっき装置１０により被めっき物１００にめっき処理が施される。このため、製造コストの増加および生産性の低下を抑えつつ、亜硫酸系めっき液を連続使用することができる。
【００４３】
次に、本実施の形態における変形例１および変形例２について説明する。
図２を参照して、本実施の形態における変形例１の無電解めっき装置１０について説明する。本実施の形態における変形例１の無電解めっき装置１０では、第１循環経路１１は、加熱装置７ａを有している。加熱装置７ａは、めっき槽１のめっき液６の温度をめっき反応に適した温度に加熱するように構成されている。加熱装置７ａは、例えばインラインヒーターである。本実施の形態における変形例１の無電解めっき装置１０では、めっき液６は、オーバーフロー槽２から、ポンプ３ａ、加熱装置７ａ、フィルター４ａを経由してめっき槽１に戻る。本実施の形態における変形例１の無電解めっき装置１０では、加熱装置７ａで温度が維持されためっき槽１に、加熱装置７で加熱されためっき液６が戻される。
【００４４】
続いて、図３を参照して、本実施の形態における変形例２の無電解めっき装置１０について説明する。本実施の形態における変形例２の無電解めっき装置１０では、加熱装置７ｂがめっき槽１内に設置されている。加熱装置７ｂは、めっき槽１の上部開口からめっき槽１内に設置されている。加熱装置７ｂは、例えば投げ込みヒーターである。本実施の形態における変形例２の無電解めっき装置１０では、加熱装置７ｂで温度が維持されためっき槽１に、加熱装置７で加熱されためっき液６が戻される。
【００４５】
実施の形態２．
図４を参照して、本発明の実施の形態２における無電解めっき装置１０の構成について説明する。図４は本発明の実施の形態２における無電解めっき装置１０の構成を概略的に示す概略図である。本実施の形態における無電解めっき装置１０は、実施の形態１における無電解めっき装置１０に比べて補充装置２０を備えている点で主に異なっている。つまり、本実施の形態における無電解めっき装置１０は、実施の形態１における無電解めっき装置１０に補充装置２０を設置したものである。
【００４６】
本実施の形態における無電解めっき装置１０は、補充装置２０を有している。補充装置２０は、冷却装置１４より冷却された亜硫酸系金めっき液に、補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とを補充するように構成されている。本実施の形態では、補充装置２０は、バッファー槽１３に、補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とを補充するように構成されている。
【００４７】
補充用亜硫酸金ナトリウムは、溶液として補充される。添加剤は、錯化剤、還元剤、安定剤を含んでいる。添加剤は、溶液として補充される。補充用亜硫酸金ナトリウム、添加剤は、めっき時間の経過、あるいは、めっきなしでも加熱時間の経過とともに適宜補充される。
【００４８】
補充装置２０は、補充用亜硫酸金ナトリウム、添加剤を補充するための補充機構を有している。本実施の形態では、補充装置２０は、亜硫酸金ナトリウム補充配管２１と、第１添加剤補充配管２２と、第２添加剤補充配管２３と、亜硫酸金ナトリウム補充用タンク２４と、第１添加剤補充用タンク２５と、第２添加剤補充用タンク２６と、第１ポンプ３１と、第２ポンプ３２と、第３ポンプ３３とを有している。
【００４９】
亜硫酸金ナトリウム補充配管２１には亜硫酸金ナトリウム補充用タンク２４が接続されている。亜硫酸金ナトリウム補充用タンク２４には補充用亜硫酸金ナトリウムが貯留されている。亜硫酸金ナトリウム補充配管２１には第１ポンプ３１が取り付けられている。補充用亜硫酸金ナトリウムは、第１ポンプ３１により亜硫酸金ナトリウム補充用タンク２４から亜硫酸金ナトリウム補充配管２１を通ってバッファー槽１３に補充される。
【００５０】
第１添加剤補充配管２２には第１添加剤補充用タンク２５が接続されている。第１添加剤補充用タンク２５には添加剤が収納されている。第１添加剤補充配管２２には第２ポンプ３２が取り付けられている。第１添加剤補充用タンク２５に収納された添加剤は、第２ポンプ３２により第１添加剤補充用タンク２５から第１添加剤補充配管２２を通ってバッファー槽１３に補充される。
【００５１】
第２添加剤補充配管２３には第２添加剤補充用タンク２６が接続されている。第２添加剤補充用タンク２６には添加剤が収納されている。第２添加剤補充配管２３には第３ポンプ３３が取り付けられている。第２添加剤補充用タンク２６に収納された添加剤は、第３ポンプ３３により第２添加剤補充用タンク２６から第２添加剤補充配管２３を通ってバッファー槽１３に補充される。
【００５２】
本実施の形態では、第２添加剤補充用タンク２６に収納された添加剤は、第１添加剤補充用タンク２５に収納された添加剤と異なるものである。なお、第２添加剤補充用タンク２６に収納された添加剤は、第１添加剤補充用タンク２５に収納された添加剤と同じものであってもよい。
【００５３】
補充用亜硫酸金ナトリウム、添加剤の補充は、冷却後のめっき液６に対して行われる。各補充配管２１〜２３の各ポンプ３１〜３３は独立した制御が可能であるため、バッファー槽１３への各薬液の補充は任意のタイミングで任意の量に設定できる。
【００５４】
本実施形態では、補充配管は、亜硫酸金ナトリウム補充配管２１、第１添加剤補充配管２２、第２添加剤補充配管２３の３本であるが、補充配管は薬液の種類により増減させることが可能である。例えば、添加剤が１つの場合には補充配管は２本となり、添加剤が３つの場合には補充配管は４本となる。
【００５５】
バッファー槽１３には、めっき槽１で加熱され平衡バランスが崩れためっき液６が供給される。バッファー槽１３に供給された直後のめっき液６は、加熱状態を維持しており、平衡バランスが崩れたままである。平衡バランスが崩れためっき液６に亜硫酸金ナトリウム、添加剤が補充されても、めっき液６は平衡状態に戻らず、補充の効果もすぐに現れない。
【００５６】
バッファー槽１３でめっき液６が冷却されると、めっき液６は平衡状態に戻る。平衡状態のめっき液６に亜硫酸金ナトリウム、添加剤が補充されると、めっき液６は平衡状態を維持したまま濃度調整される。
【００５７】
バッファー槽１３で平衡状態に戻った濃度調整後のめっき液６は、加熱装置７で加熱された後にめっき槽１に戻る。平衡状態に戻っためっき液６は、加熱されても平衡状態を維持できる。このように、本実施の形態では、めっき槽１には継続的に平衡状態に戻った濃度調整後のめっき液６が供給されるため、実施の形態１よりもさらに連続使用が可能になる。
【００５８】
バッファー槽１３でめっき液６が冷却された後、亜硫酸金ナトリウム、添加剤が補充されるまでの待機時間は、３０分以上が好ましい。また、亜硫酸金ナトリウム、添加剤が補充された後、めっき液６が加熱されるまでの待機時間は、３０分以上が好ましい。
【００５９】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態における無電解めっき装置１０では、補充装置２０は、冷却装置１４により冷却された亜硫酸系金めっき液に、補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とを補充する。加熱されためっき液６に補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とが補充されてもすぐに平衡バランスに達しない。これに対して、本実施の形態における無電解めっき装置１０では、冷却されためっき液６に補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とが補充されるため、平衡反応をより効果的に進めることができる。
【００６０】
実施の形態３．
図５を参照して、本発明の実施の形態３における無電解めっき装置１０の構成について説明する。図５は本発明の実施の形態３における無電解めっき装置１０の概略図である。本実施の形態における無電解めっき装置１０は、実施の形態２における無電解めっき装置１０に比べて補充装置２０が異なっている。つまり、本実施の形態における無電解めっき装置１０は、実施の形態２における無電解めっき装置１０に、バッファー槽１３に補充するための亜硫酸金ナトリウム、添加剤を事前に混合した後、バッファー槽１３に供給できる機構を設置したものである。
【００６１】
本実施の形態における無電解めっき装置１０では、補充装置２０は、補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とを混合させる補助装置を有している。無電解めっき装置１０は、冷却装置１４により冷却された亜硫酸系金めっき液に、補助装置により混合された補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とが補充されるように構成されている。本実施の形態では、補助装置は、バッファー槽補助槽１５である。
【００６２】
補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤は、溶液として補充される。各補充配管２１〜２３には各溶液を収納した各タンク２４〜２６が接続されており、各補充配管２１〜２３に設けられた各ポンプ３１〜３３により、各溶液がバッファー槽補助槽１５に補充される。バッファー槽補助槽１５には、攪拌装置９ｂが設置されている。攪拌装置９ｂは、例えば、回転可能なプロペラを有するプロペラ攪拌機であってもよい。
【００６３】
各補充配管２１〜２３の各ポンプ３１〜３３は独立した制御が可能であるため、バッファー槽補助槽１５への各薬液の補充は任意のタイミングで任意の量に設定できる。
【００６４】
本実施の形態では、補充配管は、亜硫酸金ナトリウム補充配管２１、第１添加剤補充配管２２、第２添加剤補充配管２３の３本であるが、補充配管は薬液の種類により増減させることが可能である。例えば、添加剤が追加される場合には、補充配管は４本となる。
【００６５】
補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤は、バッファー槽補助槽１５で混合された後、ポンプ３ｄによりバッファー槽１３に補充される。補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤のバッファー槽１３への補充は、バッファー槽１３で冷却された後のめっき液６に対して行われる。補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤が事前に混合されるため、バッファー槽１３でのめっき液６の平衡反応がさらに効果的に進む。
【００６６】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態における無電解めっき装置１０では、冷却装置１４により冷却された亜硫酸系金めっき液に、バッファー槽補助槽１５により混合された補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とが補充される。このため、補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤がバッファー槽１３で亜硫酸系金めっき液に補充される前にバッファー槽補助槽１５により混合される。したがって、バッファー槽補助槽１５により事前に混合された補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤がバッファー槽１３に補充されるため、バッファー槽１３でのめっき液６の平衡反応をさらに効果的に進めることができる。
【００６７】
実施の形態４．
図６および図７を参照して、本発明の実施の形態４における無電解めっき装置１０の構成について説明する。図６は本発明の実施の形態４における無電解めっき装置１０の構成を概略的に示す概略図である。図７は、冷却装置１４の構成を示す概略図である。本実施の形態における無電解めっき装置１０は、実施の形態１における無電解めっき装置１０に比べて第２循環経路１２の構成が主に異なっている。
【００６８】
本実施の形態における無電解めっき装置１０では、第２循環経路１２は、ポンプ３ｂと、フィルター４ｂと、配管８ｂとを有している。配管８ｂは、冷却部４０と、蛇行部４１とを有している。ポンプ３ｂは、オーバーフロー槽２と冷却部４０との間に配置されている。ポンプ３ｂは、めっき槽１、オーバーフロー槽２および第２循環経路１２にめっき液６を循環させるように構成されている。蛇行部４１は、冷却部４０と、フィルター４ｂとの間に配置されている。蛇行部４１は、配管８ｂが蛇行するように構成されている。
【００６９】
冷却装置１４は、配管８ｂ内のめっき液６を冷却するように構成されている。本実施の形態では、冷却装置１４は、冷却部材１４ａと、冷却水１６と、冷却槽１７とを有している。冷却部材１４ａは冷却水１６を冷却するように構成されている。冷却水１６は冷却槽１７に貯留されている。冷却部材１４ａは、冷却槽１７において冷却水１６内に配置されている。また、冷却部４０は冷却槽１７において冷却水１６内に配置されている。したがって、冷却部材１４ａは、冷却水１６を冷却することにより冷却部４０内のめっき液６を冷却するように構成されている。
【００７０】
本実施の形態では、冷却装置１４は、冷却部４０内の亜硫酸系金めっき液を冷却するように構成されている。冷却部４０には螺旋加工が施されている。つまり、冷却部４０は螺旋形状を有している。冷却部４０が螺旋形状を有しているため、冷却部４０における循環経路を長くすることにより冷却効率を上げることができる。
【００７１】
上記では、冷却効率を上げるために、冷却部４０が螺旋形状を有している場合について説明した。しかしながら、冷却部４０の形状は螺旋形状に限られない。
【００７２】
図８を参照して、冷却部４０にはＵ字加工（ヘアピン曲げ加工）が施されていてもよい。図８は、配管８ｂの冷却部４０の一例を示す概略図である。冷却部４０は、螺旋形状およびＵ字形状の少なくともいずれかを有していてもよい。本実施の形態における一例の無電解めっき装置１０では、冷却部４０にはＵ字加工が施されている。つまり、冷却部４０はＵ字形状を有している。冷却部４０がＵ字形状を有しているため、冷却部４０における循環経路を長くすることにより冷却効率を上げることができる。
【００７３】
次に、本実施の形態における無電解めっき装置１０の動作について説明する。
図６中矢印で示されるように、めっき液６は、ポンプ３ａにより第１循環経路１１を循環している。つまり、めっき槽１からオーバーフロー槽２に溢れためっき液６は、第１循環経路１１を経由してめっき槽１に戻る。また、めっき液６は、ポンプ３ｂにより第２循環経路１２を循環している。つまり、めっき槽１からオーバーフロー槽２に溢れためっき液６は、第２循環経路１２を経由してめっき槽１に戻る。
【００７４】
第１循環経路１１では、めっき液６は、配管８ａを通って、ポンプ３ａ、フィルター４ａを経由して、めっき槽１に戻る。第１循環経路１１では、めっき液６が濾過されるとともに、めっき槽１内でめっき液６が攪拌される。めっき液６の温度は、めっき槽１、あるいは、第１循環経路１１に設置された加熱装置により管理される。
【００７５】
第２循環経路１２では、めっき液６は、配管８ｂを通って、ポンプ３ｂ、フィルター４ｂを経由して、めっき槽１に戻る。配管８ｂの冷却部４０において、冷却装置１４によりめっき液６は冷却される。
【００７６】
第２循環経路１２の配管８ｂ中のめっき液量がめっき槽１のめっき液量と同等であれば、めっき槽１を２つ準備する場合よりも多くのめっき液量が必要になる。そのため、第２循環経路１２の配管８ｂのめっき液量は、めっき槽１のめっき液量より少ないことが好ましい。
【００７７】
例えば、めっき液６の温度は、めっき槽１では、４５℃以上６０℃以下である。めっき液６は、第２循環経路１２では、５℃以上３０℃以下に冷却される。例えば、めっき槽１のめっき液量が２０リットルであれば、第１循環経路１１では、配管内径は２０ｍｍであり、配管長は１．５ｍであり、ポンプ流量は２リットル／分とする。この場合、第１循環経路１１では、１０分でめっき槽１内のめっき液量相当量が循環することになる。
【００７８】
また、第２循環経路１２では、配管内径は１ｍｍであり、配管長は６ｍであり、ポンプ流量０．０２リットル／分とする。この場合、第２循環経路１２では、５００分で１０リットルのめっき液６を冷却することになる。これは、めっき槽１のめっき液量の５０％に相当する。
【００７９】
第２循環経路１２では、ポンプ流量が小さいため、冷却装置１４により冷却された後のめっき液６が加熱されずにめっき槽１に戻されてもめっき槽１内のめっき液温度への影響は小さい。なお、ポンプ流量が増加し、冷却装置１４により冷却された後のめっき液６がめっき槽１に戻されたときに、めっき槽１内のめっき温度に大きく影響する場合には、めっき槽１に戻される前に冷却されためっき液６を加熱すればよい。また、本実施の形態では、ポンプ３ｂは常時運転されている。なお、ポンプ３ｂは、運転、停止を繰り返してもよい。
【００８０】
めっき槽１内での加熱、あるいはめっき反応の進行により金錯体と金イオンとの平衡バランスがくずれためっき液は、第２循環経路１２を流れるめっき液６を冷却する冷却装置１４により平衡状態に戻り、亜硫酸金ナトリウム、添加剤を補充しなくても、連続使用が可能になる。さらに、本実施の形態によれば、実施の形態１のバッファー槽１３のような一時的なめっき液保管槽が設置されないため、めっき液６の使用量が抑制される。
【００８１】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態における無電解めっき装置１０では、冷却装置１４は、配管８ｂ内の亜硫酸系金めっき液を冷却するように構成されている。このため、配管８ｂにおいて亜硫酸系金めっき液を冷却することにより亜硫酸系金めっき液を配管８ｂで平衡状態に戻すことができる。
【００８２】
さらに、本実施の形態における無電解めっき装置１０では、実施の形態１のバッファー槽１３のような一時的なめっき液保管槽が設置されないため、めっき液保管槽が設置されている場合に比べてめっき液６の使用量を抑制することができる。
【００８３】
また、本実施の形態における無電解めっき装置１０では、冷却部４０は螺旋形状およびＵ字形状の少なくともいずれかを有している。このため、冷却部４０における循環経路を長くすることにより冷却効率を向上させることができる。
【００８４】
実施の形態５．
図９を参照して、本発明の実施の形態５における無電解めっき装置１０の構成について説明する。図９は本発明の実施の形態５における無電解めっき装置１０の構成を概略的に示す概略図である。本実施の形態における無電解めっき装置１０は、実施の形態４における無電解めっき装置１０に比べて補充装置２０を備えている点で主に異なっている。つまり、本実施の形態における無電解めっき装置１０は、実施の形態４における無電解めっき装置１０に補充装置２０を設置したものである。また、本実施の形態における補充装置２０は実施の形態２の補充装置２０と同様の構成を備えている。
【００８５】
本実施の形態における無電解めっき装置１０は、補充装置２０を有している。補充装置２０は、冷却装置１４により冷却された亜硫酸系金めっき液に、補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とを補充するように構成されている。本実施の形態では、補充装置２０は、第２循環経路１２の配管８ｂに補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤を補充するように構成されている。
【００８６】
補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤は、溶液として補充される。各補充配管２１〜２３には、各溶液を収納した各タンク２４〜２６が接続されており、各補充配管２１〜２３に設けられた各ポンプ３１〜３３により、各溶液が第２循環経路１２に補充される。各溶液の補充は、冷却された後のめっき液６に対して行われる。各ポンプ３１〜３３は独立した制御が可能であるため、第２循環経路１２への各薬液の補充は任意のタイミングで任意の量に設定できる。本実施の形態における補充配管は、亜硫酸金ナトリウム補充配管２１、第１添加剤補充配管２２、第２添加剤補充配管２３の３本であるが、薬液の種類により増減させることができる。例えば、添加剤が追加される場合、補充配管は４本となる。
【００８７】
加熱されためっき液６に亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤を補充しても、すぐに平衡バランスに達しないが、冷却されためっき液６に亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤が補充されるため、平衡反応がより効率的に進む。
【００８８】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態における無電解めっき装置１０では、補充装置２０は、冷却装置１４により冷却された亜硫酸系金めっき液に、補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とを補充する。本実施の形態における無電解めっき装置１０では、冷却されためっき液６に補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とが補充されるため、平衡反応をより効果的に進めることができる。
【００８９】
実施の形態６．
図１０を参照して、本発明の実施の形態６における無電解めっき装置１０の構成について説明する。図１０は本発明の実施の形態６における無電解めっき装置１０の構成を概略的に示す概略図である。本実施の形態における無電解めっき装置１０は、実施の形態５における無電解めっき装置１０に第２循環経路１２に補充するための亜硫酸金ナトリウム、添加剤を事前に混合した後、第２循環経路１２の配管８ｂに供給できる機構を設置したものである。
【００９０】
本実施の形態における無電解めっき装置１０では、補充装置２０は、補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とを混合させる補助装置を有している。無電解めっき装置１０は、冷却装置１４により冷却された亜硫酸系金めっき液に、補助装置により混合された補充用亜硫酸金ナトリウムと添加剤とが補充されるように構成されている。本実施の形態では、補助装置は、補助槽１８である。
【００９１】
補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤は、溶液として補充される。各補充配管２１〜２３には、各溶液を収納した各タンク２４〜２６が接続されており、各補充配管２１〜２３に設けられた各ポンプ３１〜３３により、各溶液が補助槽１８に補充される。補助槽１８には、攪拌装置９ｂが設置されている。攪拌装置９ｂは、例えば、回転可能なプロペラを有するプロペラ攪拌機であってもよい。
【００９２】
各補充配管２１〜２３の各ポンプ３１〜３３は独立した制御が可能であるため、補助槽１８への各薬液の補充は任意のタイミングで任意の量に設定できる。
【００９３】
本実施の形態では、補充配管は、亜硫酸金ナトリウム補充配管２１、第１添加剤補充配管２２、第２添加剤補充配管２３の３本であるが、補充配管は薬液の種類により増減させることが可能である。例えば、添加剤を追加する場合には、補充配管は４本となる。各溶液は、補助槽１８で混合された後、ポンプ３ｄにより第２循環経路１２の配管８ｂに補充される。各薬液の第２循環経路１２の配管８ｂへの補充は、冷却部４０で冷却された後のめっき液６に対して行われる。
【００９４】
補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤が事前に混合されるため、第２循環経路１２の配管８ｂでのめっき液６の平衡反応がさらに効果的に進む。
【００９５】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態における無電解めっき装置１０では、冷却装置１４により冷却された亜硫酸系金めっき液に、補助槽１８により混合された補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤が補充される。このため、補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤が配管８ｂで亜硫酸系めっき液に補充される前に補助槽１８により混合される。したがって、補助槽１８により事前に混合された補充用亜硫酸金ナトリウムおよび添加剤が配管８ｂに補充されるため、配管８ｂでのめっき液６の平衡反応をさらに効果的に進めることができる。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９７】
１  めっき槽、２  オーバーフロー槽、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  ポンプ、４ａ，４ｂ  フィルター、５ａ，５ｂ  ドレイン、６  めっき液、７，７ａ，７ｂ  加熱装置、８ａ，８ｂ  配管、９ａ，９ｂ  攪拌装置、１０  無電解めっき装置、１１  第１循環経路、１２  第２循環経路、１３  バッファー槽、１４  冷却装置、１４ａ  冷却部材、１５  バッファー槽補助槽、１６  冷却水、１７  冷却槽、１８  補助槽、２０  補充装置、２１  亜硫酸金ナトリウム補充配管、２２  第１添加剤補充配管、２３  第２添加剤補充配管、２４  亜硫酸金ナトリウム補充用タンク、２５  第１添加剤補充用タンク、２６  第２添加剤補充用タンク、３１  第１ポンプ、３２  第２ポンプ、３３  第３ポンプ、４０  冷却部、４１  蛇行部、１００  被めっき物。 
【図１】
2019203179.tif 000003
【図２】
2019203179.tif 000004
【図３】
2019203179.tif 000005
【図４】
2019203179.tif 000006
【図５】
2019203179.tif 000007
【図６】
2019203179.tif 000008
【図７】
2019203179.tif 000009
【図８】
2019203179.tif 000010
【図９】
2019203179.tif 000011
【図１０】
2019203179.tif 000012