(57)【要約】【課題】  経験則や勘に頼るところが多いめっき条件の最適化の精度向上と最適化に要する時間と労力の削減を図るために、内部のカソード及び被めっき物を透視、撮像可能とした一部透明バレルを提供する。【解決手段】  めっき液４０は通過させるが内部に収容した被めっき物としてのチップ部品３０は通過させないバレル１０であって、筒状部１１と該筒状部の両側に位置する端面部とを有し、かつ前記筒状部１１の中心軸を回転中心として回転自在であり、一方の端面部が、少なくとも内部に固定配置されたカソード電極２０及びその周囲を透視できるように透明部分を有する。また、前記カソード電極先端面と前記一方の端面部の内面との間にチップ部品３０が入り込まないように、前記カソード電極先端面に前記一方の端面部を近接乃至密接させている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき液は通過させるが内部に収容した被めっき物は通過させないバレルであって、筒状部と該筒状部の両側に位置する端面部とを有し、かつ前記筒状部の中心軸を回転中心として回転自在であり、一方の端面部が、少なくとも内部に固定配置されたカソード及びその周囲を透視できるように透明部分を有することを特徴とする一部透明バレル。
【請求項２】
前記カソード先端面と前記一方の端面部の内面との間に被めっき物が入り込まないように、前記カソード先端面に前記一方の端面部を近接乃至密接させた請求項１記載の一部透明バレル。
【請求項３】
請求項１又は２記載の一部透明バレルと、該一部透明バレルが浸漬される透明液を収容しためっき槽と、前記一部透明バレルの透明部分を通して前記一部透明バレルの内部を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする観察装置。
【請求項４】
前記めっき槽は前記一部透明バレルの前記透明部分に対面する側壁部に透明部分を少なくとも有しており、前記撮像手段は前記めっき槽の透明部分及び前記一部透明バレルの透明部分を通して前記一部透明バレルの内部を撮像する請求項３記載の観察装置。
【請求項５】
請求項３又は４の観察装置を用いて、前記カソードの鉛直方向からの振り角度（Ａ）、前記筒状部内面から前記カソード外面までの最短距離（Ｂ）、被めっき物の塊の傾斜角度（θ）及び前記カソードの断面形状を既知量として、前記一部透明バレルを回転させたときの被めっき物の前記カソード表面への接触時間を計測することを特徴とする評価方法。
【請求項６】
前記接触時間が所定値以下になるときの、前記振り角度（Ａ）、前記最短距離（Ｂ）、前記傾斜角度（θ）、前記カソードの断面形状、及び前記一部透明バレルの回転速度を求めることを特徴とする請求項５記載の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バレルめっき法におけるバレル内被めっき物の流動状態の確認及び評価のために使用する一部透明バレル、それを用いた観察装置、並びに評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、コンピューターによるシミュレーション技術が発達してきて、めっき状態のある程度の予測は可能にはなってきているが、システムが高価で時間がかかり、条件設定等の項目も十分ではない。実際のめっきにおいては、かなり微妙な条件設定となる場合が多々あるため、現状では経験則や勘に頼るところが非常に多く、最終的には実際にめっきをかけての実験、確認、評価が必ず必要となる。
【０００３】
近年、被めっき物としての小型チップ部品の製品サイクルが短く、かつ製品種の増大により新製品種別のめっき条件の最適化に要する期間の短縮が必要となっている。めっき条件出しが経験則や勘に頼るところが非常に大きいため、めっき条件を大きく変更する場合などの条件絞込みに多大な時間と労力を要してしまう。
【０００４】
現状では通常のバレルを用い、条件を変えてめっき操作を繰り返すようにしており、めっき条件の最適化に利用できるバレル構造は提案されていない。
【０００５】
なお、バレルの一部を透視できる構造として下記特許文献１が挙げられるが、これはバレル本体と蓋との衝合面部近傍を確認できるようにスリット状透孔を設けた物であり、めっき状況（被めっき物の流動状況）を確認できるようにしたものではない。
【特許文献１】実開平５−８５８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑み、経験則や勘に頼るところが多いめっき条件の最適化の精度向上と最適化に要する時間と労力の削減を図るために、内部のカソード及び被めっき物を透視、撮像可能とした一部透明バレルを提供することを第１の目的とする。
【０００７】
また、本発明は、前記一部透明バレルを用いることで、めっき条件の最適化の精度向上と最適化に要する時間と労力の削減に寄与できる観察装置及び評価方法を提供することを第２の目的とする。
【０００８】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る一部透明バレルは、めっき液は通過させるが内部に収容した被めっき物は通過させないバレルであって、筒状部と該筒状部の両側に位置する端面部とを有し、かつ前記筒状部の中心軸を回転中心として回転自在であり、一方の端面部が、少なくとも内部に固定配置されたカソード及びその周囲を透視できるように透明部分を有する構成となっている。
【００１０】
前記一部透明バレルにおいて、前記カソード先端面と前記一方の端面部の内面との間に被めっき物が入り込まないように、前記カソード先端面に前記一方の端面部を近接乃至密接させた構成が望ましい。
【００１１】
本発明に係る観察装置は、前記一部透明バレルと、該一部透明バレルが浸漬される透明液を収容しためっき槽と、前記一部透明バレルの透明部分を通して前記一部透明バレルの内部を撮像する撮像手段とを備えた構成である。
【００１２】
前記観察装置において、前記めっき槽は前記一部透明バレルの前記透明部分に対面する側壁部に透明部分を少なくとも有しており、前記撮像手段は前記めっき槽の透明部分及び前記一部透明バレルの透明部分を通して前記一部透明バレルの内部を撮像する構成であるとよい。
【００１３】
本発明に係る評価方法は、前記観察装置を用いて、前記カソードの鉛直方向からの振り角度（Ａ）、前記筒状部内面から前記カソード外面までの最短距離（Ｂ）、被めっき物の塊の傾斜角度（θ）及び前記カソードの断面形状を既知量として、前記一部透明バレルを回転させたときの被めっき物の前記カソード表面への接触時間を計測することを特徴としている。
【００１４】
前記評価方法において、前記接触時間が所定値以下になるときの、前記振り角度（Ａ）、前記最短距離（Ｂ）、前記傾斜角度（θ）、前記カソードの断面形状、及び前記一部透明バレルの回転速度を求めるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る一部透明バレルによれば、端面部が、バレル内部に固定配置されたカソード及びその周囲を少なくとも透視できるように透明部分を有する構成となっているため、バレル内の被めっき物流動（特にカソード近傍の流動）の断面近似状態を作り出して、それを外部から透視可能である。
【００１６】
本発明に係る観察装置によれば、前記一部透明バレルを用い、その透明部分を高速度ビデオカメラ等の撮像手段を用いて撮像することで、被めっき物のバレル内流動状態を観察、記録できる。特に高速ビデオカメラを用いることで流動状態を連続的に観察、記録可能である。
【００１７】
本発明に係る評価方法は、前記観察装置を用いて、被めっき物の流動状態を観察することで、最適流動状態になる物理的条件を効率良く絞り込み、抽出、選定し最適化ができる。また、実際にめっきを行いながらの膜厚変化に伴う流動状態変化の確認を行うこともできる。具体的には、バレル内に固定配置されるカソードの鉛直方向からの振り角度（Ａ）、バレルの筒状部内面から前記カソード外面までの最短距離（Ｂ）、被めっき物の塊の傾斜角度（θ）、前記カソードの断面形状、及びバレル回転速度（単位時間当たりの回転数）を、前記カソード表面への被めっき物の接触時間を計測することで最適化できる。つまり、前記接触時間が所定値以下となるように（なるべく短くなるように）前記の諸条件を設定する。これにより、めっき条件の最適化の精度向上と最適化に要する時間の短縮が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、一部透明バレル、それを用いた観察装置、並びに評価方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１９】
図１は一部透明バレル及びそれを用いた観察装置の概略構成であり、図２は前記一部透明バレル内のカソード電極配置及び被めっき物としての小型チップ部品の塊の様子である。
【００２０】
図１において、１はバレルユニットであり、支持枠２により一部透明バレル１０を回転自在に保持している。バレル１０は、いわゆる平行バレルで水平状態で回転駆動されるものであり、筒状部１１と、その両側に位置する端面部１２，１３と、端面部１２の外側中心位置に設けられる軸体１５と、端面部１３に一体化される回転伝動機構の一部となるスプロケット１７を有している。軸体１５は支持枠２で回転自在に支持され、端面部１３は、その中心を貫通するように支持枠２に固定された貫通軸体１６で回転自在に支持されている。この貫通軸体１６にはカソード電極２０が固定されている。つまり、バレル２０は筒状部１１の中心軸を回転中心として回転できるのに対して、カソード電極２０はバレル回転中心に平行に貫通軸体１６を介して支持枠２に固定されることになり、位置は変化しない。バレル１０の筒状部１１、回転中心軸に直交した端面部１２，１３は樹脂等の非導電性部材であり、前記カソード電極２０はバレル１０内に収容される被めっき物としての小型チップ部品３０に通電するために設けられている。
【００２１】
前記一部透明バレル１０の端面部１２は、一部又は全面が透明部材で構成されている。最も好ましいのは、端面部１２の全面に透明樹脂板等を用いることで被めっき物としてのチップ部品３０の攪拌断面全体が見える様にした構成である。少なくともバレル内部に固定配置されたカソード電極２０及びその周囲を透視できるように透明部分を有する必要がある。また、カソード電極２０の先端面と端面部１２の透明部分内面との間に小型チップ部品が入り込まないように、カソード電極先端面と前記端面部１２とが近接乃至密接していることが望ましい。このことは、バレル内の被めっき物流動（特にカソード近傍の流動）の断面近似状態を作り出す上でも必要となる。
【００２２】
前記支持枠２の上部にはバレル回転駆動モーターＭが取り付けられており、その回転駆動力は回転伝動機構としてのモーター側スプロケット１８、チェーン１９及び前記スプロケット１６を介してバレル１０に伝達される。なお、回転駆動及び回転伝達機構は種々変更が可能である。
【００２３】
図２のように、バレル１０の筒状部１１は例えば八角筒状等の多角筒状であり、筒状部１１はめっき液は通過させるが被めっき物としての小型チップ部品３０は通過させないメッシュ構造を有する。また、端面部１２，１３は筒状部１１の両側に位置して筒状部開口を閉鎖するものであるが、バレル１０内部に小型チップ部品３０を収容するために、例えば端面部１２，１３の一方は着脱式蓋体となっている。
【００２４】
図１のように、めっき液４０を満たしためっき槽５０の内側底部にはアノード電極６０（Ｓｎ等のめっきすべき金属板）が配置されている。めっき液４０はＳｎめっき液等の透明液を用いる。めっき槽５０は一部透明バレル１０の端面部１２側の透明部分に対面する側壁部に透明部分Ｔを少なくとも有しており、撮像手段としての高速ビデオカメラ７０はめっき槽５０の外部に配置されて、めっき槽５０の透明部分Ｔ及び一部透明バレル１０の透明部分を通してバレル内部を撮像する構成となっている。
【００２５】
前記バレルユニット１で支持された一部透明バレル１０をめっき槽５０に浸漬し、水平に保持し、直流電源８０の正側をアノード電極６０、負側をカソード電極２０に接続して、アノード電極６０、カソード電極２０間に直流電圧を印加し、駆動モーターＭでバレル１０を水平回転軸で回転駆動して、カソード電極２０の周囲の被めっき物としての小型チップ部品３０の流れ（換言すれば、チップ部品の塊のカソード電極による攪拌断面）を高速ビデオカメラ７０で撮像する。
【００２６】
前記一部透明バレル１０のような平行バレルにおいて、カソード電極周りでの被めっき物の流動状態はバレルめっきにおいて最重要ポイントであるが、透明部分を有する端面部１２内面にカソード電極２０の先端面を密接乃至近接させ、バレル断面近似状態とみなして被めっき物の流動状態を撮像することで、その確認を行なうことができる。そして、とくに下記ポイント(a)〜(c)での解析を行いデータ化することでバレルめっき条件の最適化を図ることが可能である。
【００２７】
(a)バレル内チップ部品流動（全体的流動状態）
(b)カソード電極表面へのチップ部品の接触時間及び表面移動スピード（滞留時間）
(c)流動時のチップ部品密度ばらつき
【００２８】
具体的には、図２の一部透明バレル１０内におけるカソード電極２０の鉛直方向からの振り角度（Ａ）、筒状部１１内面から前記カソード外面までの最短距離（Ｂ）、被めっき物としてのチップ部品３０の塊の傾斜角度（θ）及びカソード電極２０の断面形状（例えば、円形、板状形状等）、バレル回転速度等を既知量として、カソード電極周りでのチップ部品の流動状態を撮像し、上記の(a)バレル内チップ部品流動（全体的流動状態）、(b)カソード電極表面へのチップ部品の接触時間及び表面移動スピード（滞留時間）、(c)流動時のチップ部品密度ばらつき等を観察する。
【００２９】
めっき評価は、代表的なものとして(a)〜(c)に着目して行えばよい。一般的には(a)バレル内チップ部品流動（全体的流動状態）については、流動性が高い方が好ましく、(b)カソード電極表面へのチップ部品の接触時間及び表面移動スピード（滞留時間）、(c)流動時のチップ部品密度ばらつきは少ない方が好ましい。とくに(b)の接触時間は数値化して評価できるため、他の評価項目に問題がなければ、(b)の接触時間が最小値もしくは所定値以下となるように前記振り角度（Ａ）、前記最短距離（Ｂ）、前記傾斜角度（θ）、前記カソードの断面形状、及び前記一部透明バレルの回転速度の条件を変えて最適値を求めることができる。
【００３０】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３１】
(1)  一部透明バレル１０は、一方の端面部１２の少なくとも一部が透明であり、バレル内部に固定配置されたカソード電極２０及びその周囲を透視できるから、バレル内の被めっき物としてのチップ部品流動（特にカソード近傍の流動）の断面近似状態を作り出して、それを外部から透視可能（目視可能）である。この場合、カソード電極先端面と一方の端面部１２の内面との間にチップ部品が入り込まないように、カソード電極先端面に一方の端面部１２内面を近接乃至密接させた構造とすることがいっそう好ましい。
【００３２】
(2)  一部透明バレル１０と、これが浸漬される透明めっき液４０を収容しためっき槽５０と、一部透明バレル１０の透明部分を通して当該バレル内部を撮像する高速ビデオカメラ７０とにより観察装置を構成でき、めっき槽５０として一部透明バレル１０の透明部分に対面する側壁部に透明部分Ｔを少なくとも有するものを用いることにより、高速ビデオカメラ７０はめっき槽５０の透明部分Ｔ及び一部透明バレル１０の透明部分を通してその内部を連続的に撮像することができる。撮像手段として高速ビデオカメラ７０を用いることで、チップ部品流動状態の連続的な観察が可能である。
【００３３】
(3)  前記観察装置を用いることにより、カソード電極２０の鉛直方向からの振り角度（Ａ）、バレル筒状部１１内面からカソード電極外面までの最短距離（Ｂ）、被めっき物としてのチップ部品３０の塊の傾斜角度（θ）及びカソード電極２０の断面形状等の物理的条件を既知量として、一部透明バレル１０を回転させたときの、(a)バレル内チップ部品流動（全体的流動状態）、(b)カソード電極表面へのチップ部品の接触時間及び表面移動スピード（滞留時間）、(c)流動時のチップ部品密度ばらつき等を観察して評価し、前記物理的条件を変えて前記評価を行うことで、最適流動状態になる前記物理的条件を効率良く絞り込み、抽出、選定し最適化ができる。とくに、(b)の接触時間は数値化が容易であり、これを基に前記振り角度（Ａ）、前記最短距離（Ｂ）、前記傾斜角度（θ）、前記カソードの断面形状、及び前記一部透明バレルの回転速度等の物理的条件の最適化が容易にできる。従って、バレルを用いたバレルめっき条件の最適化の精度向上及び最適化に要する時間の短縮が可能となる。また、実際にめっきを行いながらの膜厚変化に伴う流動状態変化の確認を行うこともできる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では透明部分を有するめっき槽を用いたが、撮像手段として水中カメラ（水中で使用可能な高速ビデオカメラ等）を用いれば、めっき槽５０は透明部分を有する必要がなくなる。
【００３５】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る一部透明バレル、それを用いた観察装置、並びに評価方法の実施の形態を示す正断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における一部透明バレル及びカソード電極配置を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  バレルユニット
２  支持枠
１０  一部透明バレル
１１  筒状部
１２，１３  端面部
２０  カソード電極
３０  小型チップ部品
４０  めっき液
５０  めっき槽
６０  アノード電極
７０  高速ビデオカメラ
Ｍ  バレル回転駆動モーター
Ｔ  透明部分
【図１】
2005325406.tif 000003
【図２】
2005325406.tif 000004