JP3690603B2 - 連続式めっきの電流制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを連続的に移送する連続めっき装置によりワークをバッチ式に処理する際のめっき電流を制御する、連続式めっきの電流制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平９−１５７８９９号公報
【０００３】
電気めっきを行うめっき装置には、ワークを一定のシーケンスに従い搬送機構により吊り上げて各処理槽の間を順次移送する方式のものと、ワークを連続的に処理槽から処理槽へと移送する方式のものとがある。ワークを連続的に処理槽から処理槽へと移送する方式のめっき装置でめっきされるワークの代表的なものにはプリント基板、鋼板等があり、こうしためっき装置ではワークの移送方向に複数のアノードが配列され、各アノードにはそれぞれ個別にめっき用電源装置が設けられている。ここで、めっき用電源装置はワークへのめっきの付着量を一定にするために定電流制御されており、鋼板の場合には、例えば特開平９−１５７８９９号公報に開示されるような方法でめっき電流の制御が行なわれている。
【０００４】
ところが、プリント基板のようなワークでは、ロットごとにまとめて連続的に流すことが多く、ロットとロットの間にワークの無い期間が生ずるのが一般的である。このようなワークの流し方をした場合、めっき用電源装置が定電流制御されているためにロットの最初でワークがアノードの間に進入したときにワークの先端に電流が集中し、その部分にめっきが厚く付着していわゆる花が咲くという状態になったり、焼けを生じたりする。また、ワークの尾端がめっき槽から脱出するときにもワークの尾端に電流が集中し、同様の現象が生ずるものである。
【０００５】
こうした現象を生ずるとワークが不良となるため、製品ワークの先端及び後尾にダミーワークを置いてこれを避けるようにしている。ところが、ダミーワークを置いた場合には替わってダミーワークの先端及び尾端にめっきが厚く付着したり、焼けを生じたりすることになる。プリント基板のような平板状ワークを連続的に移送するめっき装置においては、平板状ワークが処理液面より下方で処理槽に入出することから、入出口からの処理液の漏出を防止するために通常シールローラーを備えた液漏れ防止装置が設けられている。
【０００６】
ところが、ワークあるいはダミーワーク先端のめっきが厚く付着した部分がシールローラーを通過すると、シールローラーに傷をつけてシール性能を低下させることになる。また、こうした部分ではめっきの付着が良好でないため、はがれて金属粉あるいは金属片としてシールローラーに固着することになり、シールローラーに固着した金属粉あるいは金属片は後続の製品ワークの表面に傷をつけ、シールローラーの回転を妨げるという問題があった。こうした問題を解決するため、従来はめっき槽先頭部と最後部のめっき用電源装置の設定電流を低減させており、めっき膜厚が変動する等めっき品質を低下させるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決し、ワークの先端部又は尾端部にめっきが厚く付着したり、焼けが発生したりすることがなく、それによるシールローラー、ワークの損傷がなくなり、めっき膜厚を均一にすることができる連続式めっきの電流制御方法を提供するためになされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するためになされた本発明の連続式めっきの電流制御方法は、ワークの移送方向に配列した複数のアノードと、それぞれのアノードにめっき電流を供給する複数のめっき用電源装置と、ワークの連続搬送装置とを備える連続めっき装置によりワークをバッチ式に処理する際のめっき電流を制御する連続式めっきの電流制御方法であって、ワークは製品ワークの前側に前部ダミーワークを、後側に後部ダミーワークをそれぞれ装着して構成するとともに、前部ダミーワーク及び後部ダミーワークの長さを各アノードの長さとほぼ同じ長さとし、各アノードの尾端にワークの先端が到達したとき当該アノードに給電するめっき用電源装置を定電圧制御で起動し、各アノードの先端にワークの先端が到達したとき当該アノードに給電するめっき用電源装置を定電流制御に切り替え、さらに各アノードの尾端にワークの尾端が到達したとき当該アノードに給電するめっき用電源装置を定電圧制御に切り替えることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図を参照しながら具体的に説明する。
図は本発明の連続式めっきの電流制御方法を実施するめっき装置の構成を例示するもので、図１はめっき槽とワークの配置を模式的に示す配置図、図２は制御の流れを示すブロック図である。めっき槽１内にはワークＷの両側面にワークの移送方向に配列した第１から第５までのアノード２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ及び２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂが設けてあり、各アノード２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ及び２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂはそれぞれマイナス側出力端子を図示しない給電機構を介してワークＷに接続しためっき用電源装置７ａ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ及び７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂのプラス側出力端子に接続してある。めっき用電源装置７ａ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ及び７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂは、めっきの種類によって通常の直流電源装置の他、パルス波、矩形波等を出力する電源装置を選択することができる。
【００１０】
めっき槽１には、図示していないがワークＷの入口及び出口に液漏れ防止装置が設けてあり、ワークＷをクランプし、搬送する搬送装置が付設してある。これらの液漏れ防止装置及び搬送装置は従来知られるものを使用することができ、前記ワークへの給電機構も従来知られるものを使用することができる。また、ワークＷは製品ワーク１２の前側に前部ダミーワーク１３を、後側に後部ダミーワーク１４を装着して構成し、一つの単位として搬送することも従来と同様である。ここで製品ワーク１２は同種のものを複数並べたものとすることができ、前部ダミーワーク１３及び後部ダミーワーク１４はそれぞれ複数のダミーワークで構成することができる。
【００１１】
制御装置は搬送装置を制御するとともに各めっき用電源装置７ａ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ及び７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂを個別に起動、停止制御させるシーケンス制御部１５と、ワークＷごとに予め電流を設定しておく電流設定部１６と、該電流設定部１６及びシーケンス制御部１５からの情報によりめっき用電源装置７ａ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ及び７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂの出力電流あるいは出力電圧を制御する出力制御部１７とから構成してある。シーケンス制御部１５には図示しないセンサーによるワークＷの検出信号が入力してあり、移送中のワークＷをトラッキングするようにしてある。
【００１２】
前記のように構成されためっき装置では、先ず処理対象となるワークＷの種別に対応した各めっき用電源装置７ａ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ及び７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂが供給するべきめっき電流を電流設定部１６に入力し、記憶させて設定しておき、ワークＷを移送してめっきを施す。ワークＷは製品ワーク１２の前側に前部ダミーワーク１３を、後側に後部ダミーワーク１４を装着して構成しておく。前部ダミーワーク１３及び後部ダミーワーク１４はそれぞれの全長を個々のアノード２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ及び２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂの長さ程度としておくことが好ましく、図に示す例では前部ダミーワーク１３及び後部ダミーワーク１４はそれぞれ３個のダミーワークにより構成し、全長を個々のアノード２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ及び２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂと同じ長さとしてある。また、製品ワーク１２は４個のワークから構成したものとしてある。
【００１３】
ワークＷの移送を始めるとシーケンス制御部１５はワークＷの進行を追跡し、前部ダミーワーク１３の先端が進行方向後端のアノード２ａ、２ｂの尾端位置にまで達すると、めっき用電源装置７ａ、７ｂに指令を送り、めっき用電源装置７ａ、７ｂを定電圧制御で起動させる。図３はアノード２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ及び２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂの間をワークＷが移送され、進行する様子を示すもので、前部ダミーワーク１３及び後部ダミーワーク１４がクロスハッチングで表してあり、ワークＷは矢印で示す右方向に進行する。すなわち、ワークＷは進行してＡに示す前記の前部ダミーワーク１３の先端がアノード２ａ、２ｂの尾端位置にまで到り、次いでＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅに示す位置を経て進行し、以下図示はしていないが後部ダミーワーク１４の尾端が進行方向前端のアノード６ａ、６ｂの先端から脱するに至るものである。
【００１４】
引き続きワークＷが図３のＡに示す位置から進行し、図３のＢに示す製品ワーク１２の先端がアノード２ａ、２ｂの尾端位置にまで達するのであるが、この間アノード２ａ、２ｂと対向する前部ダミーワーク１３の面積は最初は非常に小さく、徐々に増大して行くことになる。この間、めっき用電源装置７ａ、７ｂは定電圧制御で運転されているので、流れる電流は対向する面積に見合うものとなり、初期のアノード２ａ、２ｂと対向する前部ダミーワーク１３の面積が非常に小さい時にも、前部ダミーワーク１３に過大な電流密度となるような電流が流れることはない。
【００１５】
製品ワーク１２の先端がアノード２ａ、２ｂの尾端位置にまで達すると、シーケンス制御部１５はめっき用電源装置７ａ、７ｂに指令を送り、めっき用電源装置７ａ、７ｂを定電流制御に切り替える。それと同時にシーケンス制御部１５は出力制御部１７にワークＷの種別情報を送り、出力制御部１７は電流設定部１６から当該ワークＷの種別に対して設定された電流値情報を得てめっき用電源装置７ａ、７ｂに電流の設定値を与える。これにより前部ダミーワーク１３には当該ワークＷの種別に対して設定された一定の電流が流されることになる。
【００１６】
このとき、前部ダミーワーク１３の先端はアノード３ａ、３ｂの尾端位置にまで達しており、シーケンス制御部１５はめっき用電源装置８ａ、８ｂに指令を送ってめっき用電源装置８ａ、８ｂを定電圧制御で起動させる。次いでワークＷが進行すると、その進行に伴いアノード２ａ、２ｂから前部ダミーワーク１３、１３に流れていた電流が製品ワーク１２に移行し、製品ワーク１２に一定の電流が流れてめっきが行われることになる。この間めっき用電源装置８ａ、８ｂは定電圧制御で運転されているので、前部ダミーワーク１３に過大な電流が流れることはない。
【００１７】
次にワークＷが進行し、図３のＣに示す製品ワーク１２の先端がアノード３ａ、３ｂの尾端位置にまで達すると、シーケンス制御部１５はめっき用電源装置８ａ、８ｂに指令を送り、めっき用電源装置８ａ、８ｂを定電流制御に切り替える。それと同時にシーケンス制御部１５は出力制御部１７にワークＷの種別情報を送り、出力制御部１７は電流設定部１６から当該ワークＷの種別に対して設定された電流値情報を得てめっき用電源装置８ａ、８ｂに電流の設定値を与える。これにより前部ダミーワーク１３にはアノード３ａ、３ｂには当該ワークＷの種別に対して設定された一定の電流が流されることになり、ワークＷの進行に伴い製品ワーク１２に移行する。
【００１８】
以後ワークＷの進行に伴い、シーケンス制御部１５は同様にダミーワーク１３の先端がアノード４ａ、４ｂの尾端位置に達するとめっき用電源装置９ａ、９ｂに、アノード５ａ、５ｂの尾端位置に達するとめっき用電源装置１０ａ、１０ｂに、アノード６ａ、６ｂの尾端位置に達するとめっき用電源装置１１ａ、１１ｂにそれぞれ指令を送って各めっき用電源装置９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂを定電圧制御で起動させる。これらの、初期のアノード４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂと対向する前部ダミーワーク１３の面積が非常に小さい時にも、前部ダミーワーク１３に過大な電流密度となるような電流が流れないことは前記と同様である。
【００１９】
またワークＷの進行に伴い、シーケンス制御部１５は同様に製品ワーク１２の先端がアノード４ａ、４ｂの尾端位置にまで達するとめっき用電源装置９ａ、９ｂに、アノード５ａ、５ｂの尾端位置に達するとめっき用電源装置１０ａ、１０ｂに、アノード６ａ、６ｂの尾端位置に達するとめっき用電源装置１１ａ、１１ｂにそれぞれ指令を送って各めっき用電源装置９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂを定電流制御に切り替える。それと同時にシーケンス制御部１５は出力制御部１７にワークＷの種別情報を送り、出力制御部１７は電流設定部１６から当該ワークＷの種別に対して設定された電流値情報を得てめっき用電源装置９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂに電流の設定値を与える。これにより前部ダミーワーク１３には前記と同様にそれぞれの位置で当該ワークＷの種別に対して設定された一定の電流が流されることになり、ワークＷの進行に伴い前部ダミーワーク１３に流れていた電流が製品ワーク１２に移行する。
【００２０】
続いてワークＷが進行し、図３のＤに示す後部ダミーワーク１４の先端がアノード２ａ、２ｂの先端位置にまで達すると、シーケンス制御部１５はめっき用電源装置７ａ、７ｂに指令を送り、定電圧制御に切り替える。これから先ワークＷが進行し、図３のＥに示す後部ダミーワーク１４の尾端がアノード２ａ、２ｂの先端から脱するまでの間、アノード２ａ、２ｂと対向する後部ダミーワーク１４の面積は徐々に減少し、最終的には零になる。このようなときにも、めっき用電源装置７ａ、７ｂは定電圧制御で運転されているので、最終のアノード２ａ、２ｂと対向する後部ダミーワーク１４の面積が非常に小さくなった時でも、後部ダミーワーク１４に過大な電流密度となるような電流が流れることはない。後部ダミーワーク１４の尾端がアノード２ａ、２ｂの先端から脱すると、シーケンス制御部１５はめっき用電源装置７ａ、７ｂを停止させる。
【００２１】
以後ワークＷの進行に伴い、シーケンス制御部１５は同様に後部ダミーワーク１４の先端がアノード３ａ、３ｂの先端位置にまで達するとめっき用電源装置８ａ、８ｂに、アノード４ａ、４ｂの先端位置にまで達するとめっき用電源装置９ａ、９ｂに、アノード５ａ、５ｂの先端位置に達するとめっき用電源装置１０ａ、１０ｂに、アノード６ａ、６ｂの先端位置に達するとめっき用電源装置１１ａ、１１ｂにそれぞれ指令を送って定電圧制御に切り替える。また、シーケンス制御部１５は同様に後部ダミーワーク１４の尾端がアノード３ａ、３ｂの先端から脱するとめっき用電源装置８ａ、８ｂを、アノード４ａ、４ｂの先端から脱するとめっき用電源装置９ａ、９ｂを、アノード５ａ、５ｂの先端から脱するとめっき用電源装置１０ａ、１０ｂを、アノード６ａ、６ｂの先端から脱するとめっき用電源装置１１ａ、１１ｂをそれぞれ停止させる。
【００２２】
本発明の方法を実施する場合には、処理対象となるワークＷの種別に対応した各めっき用電源装置７ａ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ及び７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂが供給するべきめっき電流を電流設定部１６に入力し、記憶させて設定しておくのであるが、ある特定の種類のワークＷに対しての各めっき用電源装置７ａ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ及び７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂの設定電流が同一である必要はない。すなわち、めっきの進行に伴って電流密度を上げるとか変化させることでめっき品質を向上させられることがあり、そのような場合には各めっき用電源装置７ａ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ及び７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂの設定電流は個別に定めることになる。
【００２３】
図４はめっきの進行とともに電流密度を上げるようにした例を示しており、連続して搬送されめっきされる特定の製品ワーク１２の電流の変化を示すものである。▲１▼は当該製品ワーク１２がアノード２ａ、２ｂの尾端位置に到達し、定電流制御となっているめっき用電源装置７ａ、７ｂから給電される期間であり、最初の電流の立ち上がり部分は前部ダミーワーク１３あるいは先行する製品ワーク１２から電流が移行する期間である。その後設定された一定の電流でめっきが行われ、当該ワークがアノード３ａ、３ｂの尾端位置に到達すると▲２▼のめっき用電源装置８ａ、８ｂから給電される期間となる。この移行期間は製品ワーク１２とアノード２ａ、２ｂが対向する面積が増大する期間であり、電流密度は設定された電流値から期待される程度のものとなる。
【００２４】
▲２▼の期間の最初の電流の立ち上がり部分は前部ダミーワーク１３あるいは先行する製品ワーク１２から電流が移行する期間であり、めっき用電源装置８ａ、８ｂの設定電流がめっき用電源装置７ａ、７ｂの設定電流より大きい場合には、このような電流の増大する移行期間が生ずる。めっき用電源装置８ａ、８ｂの設定電流がめっき用電源装置７ａ、７ｂの設定電流と同一の場合にはこのような移行期間は生じず、めっき用電源装置８ａ、８ｂの設定電流がめっき用電源装置７ａ、７ｂの設定電流より小さい場合には、電流の減少する移行期間が生ずる。図４において以下▲３▼はめっき用電源装置９ａ、９ｂから、▲４▼はめっき用電源装置１０ａ、１０ｂから、▲５▼はめっき用電源装置１１ａ、１１ｂからそれぞれ給電される期間であり、設定電流は順次大きくした例を示している。最後の電流の立ち下がり部分は製品ワーク１２の尾端がアノード６ａ、６ｂの先端に到達する際に後部ダミーワーク１４あるいは後続する製品ワーク１２に電流が移行する期間である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、ワークの先端部が最初にアノードに対向するとき及びワークの後端部が最後にアノードから脱するときは、当該アノードに接続されているめっき用電源装置が定電圧制御されるので、過大な電流密度となるような電流が流れることがなく、ワークが進行してワークがアノードに全面的に対向する間は当該アノードに接続されているめっき用電源装置が定電流制御されるので、めっき膜厚が均一で優れた品質のめっきをすることができる利点がある。また、ワークの前後に前部ダミーワーク及び後部ダミーワークを装着して構成した場合には、製品ワークに定電圧制御されるめっき用電源装置から給電される期間を著しく短縮又は無くすことができ、製品ワークのめっき膜厚をより均一にできる利点がある。さらに、前部ダミーワーク及び後部ダミーワークの長さとアノードの長さとをほぼ同じ長さとした場合には、製品ワークの先端がアノードの尾端位置に到達した時点で前部ダミーワークがアノードと全面で対向するので、めっき用電源装置を定電流制御に切り替えても電流密度が過大になる部分が生じない利点がある。したがって、従来の問題点を解決した連続式めっきの電流制御方法を提供するものとして業界に寄与するところ極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】めっき槽とワークの配置例を模式的に示す配置図である。
【図２】制御の流れを示すブロック図である。
【図３】ワークが移送され、進行する様子を示す図である。
【図４】めっき電流の変化の例を示す図である。
【符号の説明】
１ めっき槽
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ アノード
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ めっき用電源装置
１２ 製品ワーク
１３ 前部ダミーワーク
１４ 後部ダミーワーク
１５ シーケンス制御部
１６ 電流設定部
１７ 出力制御部
Ｗ ワーク

Claims (1)

1. ワークの移送方向に配列した複数のアノードと、それぞれのアノードにめっき電流を供給する複数のめっき用電源装置と、ワークの連続搬送装置とを備える連続めっき装置によりワークをバッチ式に処理する際のめっき電流を制御する連続式めっきの電流制御方法であって、ワークは製品ワークの前側に前部ダミーワークを、後側に後部ダミーワークをそれぞれ装着して構成するとともに、前部ダミーワーク及び後部ダミーワークの長さを各アノードの長さとほぼ同じ長さとし、各アノードの尾端にワークの先端が到達したとき当該アノードに給電するめっき用電源装置を定電圧制御で起動し、各アノードの先端にワークの先端が到達したとき当該アノードに給電するめっき用電源装置を定電流制御に切り替え、さらに各アノードの尾端にワークの尾端が到達したとき当該アノードに給電するめっき用電源装置を定電圧制御に切り替えることを特徴とする連続式めっきの電流制御方法。

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