JP4820736B2

JP4820736B2 - 電解めっき装置及び電解めっき方法並びにめっき治具

Info

Publication number: JP4820736B2
Application number: JP2006309608A
Authority: JP
Inventors: 陽子中林
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: CN101240443A; TW200825211A; CN101240443B; JP2008121097A; KR20080044162A

Description

本発明は電解めっき装置及び電解めっき方法並びにめっき治具に関し、更に詳細にはキャップ部の一面側から複数本のリードが延出された電子部品に電解めっきを施す電解めっき装置及び電解めっき方法並びにめっき治具に関する。

キャップ部の一面側から複数本のリードが延出された複数個の電子部品（以下、単に電子部品と称することがある）に電解めっきを施す際には、従来、バレルめっき方法が採用されている。かかるバレルめっき方法では、複数個の電子部品が収納された籠状のバレルを、陽極が浸漬された電解めっき液中で回転しつつ、バレル内に設けられた陰極部と陽極との間に電流を印加して、電子部品の各々に電解めっきを施す。
しかし、かかるバレルめっき方法では、電子部品同士の接触による傷やリードの曲り、或いは電子部品同士の絡み合いが発生し易いという問題が存在する。
この様な問題を解決すべく、下記特許文献１には、図４に示す電解めっき装置が提案されている。
図４に示す電解めっき装置では、複数個の電子部品１０２，１０２・・が整列されて保持されためっき治具１００を、めっき槽１０４に貯留された電解めっき液中に浸漬されている陽極板に電子部品１０２，１０２・・が対向するように垂直に浸漬して、上下摺動機構１０６で上下方向に振動させつつ、陽極板とめっき治具１００内に設けられている陰極部との間に電流を印加し、電子部品１０２，１０２・・の各々に電解めっきを施す。
図４に示すめっき治具１００は、図５に示す様に、磁石１１２，１１２・・が所定間隔で内包され、磁石１１２，１１２・・に相当する位置に凹部１１４，１１４・・が形成されている。かかる凹部１１４，１１４・・の各開口部には、隙間１１８を介して陰極板１１６，１１６が設けられている。
この陰極板１１６，１１６上に載置した、電子部品１０２のリード１０２ｂ，１０２ｂ・・の各先端は磁石１１４の磁力によって吸着され、電子部品１０２は陰極板１１６，１１６上に立設された状態で把持される。
かかる電子部品１０２を把持する把持力は、図４に示す様に、めっき治具１００を垂直にしても、電子部品１０２，１０２・・を把持できる。
特開２００６−１９３８０６号公報

図４及び図５に示すめっき治具１００を用いた電解めっき装置によれば、電解めっき液中に電子部品１０２，１０２・・を整列した状態を保持して浸漬しつつ、電子部品１０２，１０２・・の各キャップ部１０２ａ及びリード１０２ｂに電解めっきを施すことができる。
従って、図４及び図５に示すめっき治具を用いた電解めっき装置によって、電子部品同士の接触による傷やリードの曲り、或いは電子部品同士の絡み合いの発生を防止できる。
しかしながら、図４及び図５に示すめっき治具を用いた電解めっき装置では、通常、陽極板は、めっき治具１００に整列された電子部品１０２，１０２・・の各キャップ部１０２ａに対向する位置にある。
このため、電解めっきが施された電子部品１０２には、陽極板に近いキャップ部１０２ａには、リード１０２ｂよりも厚いめっき皮膜が形成され易くなり、電子部品内及び電子部品間でのめっき皮膜の厚さバラツキが大きくなり易い。
そこで、本発明は、従来の磁石を内部に具備するめっき治具を用いた、キャップ部の一面側から複数本のリードが延出された電子部品に電解めっきを施したとき、電子部品内及び電子部品間でのめっき皮膜の厚さバラツキが大きくなり易いという課題を解消し、キャップ部の一面側から複数本のリードが延出された電子部品内及び電子部品間において、可及的に均一厚さのめっき皮膜を形成できる電解めっき装置及び電解めっき方法並びにめっき治具を提供することにある。

本発明者は、前記課題を解決すべく、先ず、図４及び図５に示すめっき治具を用いた電解めっき装置によって電解めっきを施した電子部品１０２に、めっき皮膜の厚さがバラツキ易い原因について検討したところ、電解めっき液中の電流は、極板に対して直角方向に流れ易いため、電子部品１０２に電流が集中し易い箇所と電流が回り込み難い箇所とが存在し易いこと、及び電解めっきを施した電子部品１０２のキャップ部１０２ａのめっき皮膜がリード１０２ｂのめっき皮膜よりも厚く形成され易いことが判明した。
従って、本発明者は、電子部品１０２のキャップ部１０２ａが、リード１０２ｂよりも陽極板に近く、リード１０２ｂよりも電流が集中し易いため、電解めっきを施した電子部品１０２に、めっき皮膜の厚さがバラツキ易いものと考えた。このため、電解めっきを施す際に、電子部品１０２のキャップ部１０２ａの近傍のみならず、リードに近い箇所にも陽極を形成することによって、電子部品１０２のキャップ部１０２ａ及びリード１０２ｂに電流が分散できるものと考え検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、めっき槽の電解めっき液に浸漬された第１陽極板と、前記電解めっき液中の前記第１陽極板の一面側に対向する位置に、電解めっき対象のキャップ部の一面側から複数本のリードが延出された電子部品が位置するように、前記電子部品が保持されるめっき治具とを具備し、前記めっき治具には、磁石が内包された陰極部と、前記陰極部の第１陽極板側に、絶縁層に挟み込まれて形成された第２陽極板と、前記絶縁層及び第２陽極板を貫通して、前記陰極部の陰極面が底面に露出すると共に、前記第２陽極板の陽極面が内壁面に沿って露出し、前記電子部品のリードが挿入される凹部とが設けられ、前記めっき治具の凹部に挿入されたリードの先端が、前記凹部の底面に露出する陰極面に当接して、前記磁石の磁力によって前記陰極面に吸着され、前記めっき治具に保持されている電子部品のキャップ部とリードとに電解めっきが施されるように、前記第１陽極板及び第２陽極板と陰極部との間に電流を印加する電源が設けられていることを特徴とする電解めっき装置にある。

また、本発明は、電解めっき対象のキャップ部の一面側から複数本のリードが延出された電子部品を保持するめっき治具として、磁石が内包された陰極部の一面側に、絶縁層に挟み込まれて第２陽極板が形成され、且つ前記第２陽極板及び絶縁層を貫通して、前記陰極部の表面が底面に露出すると共に、前記第２陽極板の陽極面が内壁面に沿って露出している凹部が形成されているめっき治具を用い、前記電子部品のリードを前記めっき治具の凹部内に挿入し、前記凹部の陰極面に当接するリードの先端を、前記磁石の磁力によって前記陰極面に吸着して、前記電子部品をめっき治具に保持した後、前記めっき治具を、第１陽極板が浸漬されているめっき槽の電解めっき液に、前記めっき治具の凹部内に保持されている電子部品のキャップ部が前記第１陽極板の一面側に向くように浸漬し、次いで、電源の陽極と前記第１陽極板及び第２陽極板とを接続すると共に、前記電源の陰極と前記陰極部とを接続し、前記キャップ部及びリードに電解めっきを施すことを特徴とする電解めっき方法でもある。

更に、本発明は、めっき槽の電解めっき液に浸漬された第１陽極板に対向する位置に、電解めっき対象のキャップ部の一面側から複数本のリードが延出された電子部品が位置するように、前記電子部品が保持されるめっき治具には、磁石が内包された金属部材によって形成され、電解めっき用の電源の陰極と接続される陰極部と、前記陰極部の第１陽極板側に絶縁層に挟み込まれて形成され、前記電源の陽極と接続される第２陽極板と、前記絶縁層及び第２陽極板を貫通して、前記陰極部の陰極面が底面に露出している共に、前記第２陽極板の陽極面が内壁面に沿って露出し、挿入されて前記底面に当接した前記電子部品のリードの先端が前記磁石の磁力によって吸着され、前記電子部品が保持される凹部とを具備することを特徴とするめっき治具でもある。

かかる本発明において、第２陽極板の陽極面を、電子部品のリードを取り囲むように、めっき治具の凹部の内壁面に沿って露出することによって、電子部品のリードの各々に万遍なく電解めっきを施すことができる。
また、電源の陽極と第２陽極板とを接続する導電線の一部を、陰極部の表面を覆う絶縁層内に配設することによって、めっき治具の取扱いを容易とすることができる。
更に、第１陽極板と陰極部とに電流を印加する第１電源と、第２陽極板と陰極部とに電流を印加する第２電源とを設け、印加する電流値を個々に制御することによって、電解めっきを施した電子部品のキャップ部及びリードに形成されるめっき皮膜を更に一層均一化できる。

本発明によれば、めっき治具の凹部に複数本のリードが挿入された電子部品のキャップ部の近傍に第１陽極板を配設すると共に、凹部の底面に露出する陰極面にリードの先端が当接している。
しかも、凹部に挿入されている電子部品のリードは、凹部の内壁面に沿って露出する第２陽極板の露出面と凹部の底面に露出する陰極面との間に位置する。
このため、第１陽極板及び第２陽極板と陰極部との間に電流を印加することによって、第１陽極板と陰極部との間では、主として電子部品のキャップ部に電解めっき皮膜を形成でき、第２陽極板と陰極部との間では、主として電気部品のリードに電解めっき皮膜を形成できる。
その結果、電解めっきを終了した電子部品では、そのキャップ部及び複数本のリードに可及的に均一厚さの電解めっき皮膜が形成でき、且つ電子部品間でも、可及的に均一厚さの電解めっき皮膜を形成できる。

本発明に係る電解めっき装置の一例を図１に示す。図１に示す電解めっき装置では、めっき槽１２の電解めっき液１４中に、矩形状の第１陽極板１６とめっき治具１０とが浸漬されている。この第１陽極板１６の一面側と対向するめっき治具１０の対向面側には、電解めっき対象の複数個の電子部品１８，１８・・が整列された状態で保持されている。かかる電子部品１８は、図２に示す様に、キャップ部１８ａの一面側に複数本のリード１８ｂ，１８ｂ・・が延出されているものである。
めっき治具１０には、図２に示す様に、内部に永久磁石２０が内包された、金属部材から成る陰極部２２が設けられている。この陰極部２２には、図１に示す直流電源３２の陰極に接続される導電線２５が接続されている。
かかる陰極部２２の一面側には、絶縁層２４ａ，２４ｂに挟み込まれて第２陽極板２６が配設されている。この第２陽極板２６は、第１陽極板１６と同一金属によって形成されている。

陰極部２２の一面側には、第２陽極板２６及び絶縁層２４ａ，２４ｂを貫通し、陰極部２２の陰極面２２ａが底面に露出する凹部２８，２８・・が形成されている。この凹部２８，２８・・の各内壁面には、内壁面に沿って第２陽極板２６の陽極面２６ａが露出されている。
かかる凹部２８には、図２に示す様に、電子部品１８の複数本のリード１８ｂ、１８ｂ・・が挿入される。このため、凹部２８では、挿入された電子部品１８のリード１８ｂ、１８ｂ・・を取り囲むように、凹部２８の内壁面に沿って第２陽極板２６の陽極面２６ａが露出している。
また、陰極部２２の一面側に形成された絶縁層２４ｂの一部は、陰極部２２の側面側にも延出されている。この陰極部２２の側面側に延出された絶縁層２４ｂ内には、第２陽極板２６と直流電源の陽極とを接続する導電線３０の一部が陰極部２２との間に絶縁層２４ｂの一部を介して配設されている。この様に、導電線３０のめっき治具１０近傍を、絶縁層２４ｂの延出部内に配設することによって、めっき治具１０と導電線３０の一部を一体化でき、めっき治具１０の取扱性を向上できる。

図２に示すめっき治具１０の凹部２８，２８・・の各々に、電子部品１８のリード１８ｂ，１８ｂ・・を挿入すると、各リード１８ｂの先端が凹部２８の底面に露出する陰極面２２ａに当接する。凹部２８の陰極面２２ａに先端が当接したリード１８ｂは、陰極部２２内に配設された永久磁石２０の磁力によって、凹部２８の陰極面２２ａに吸着される。このため、電子部品１８は、そのキャップ部１８ａが凹部２８の外方に位置した状態でめっき治具１０の一面側に保持される。
この様に、めっき治具１０の凹部２８，２８・・の各々に、電子部品１８が保持された状態では、水平に載置されためっき治具１０を、図２に示すように垂直にしても、電子部品１８，１８・・の各々はめっき治具１０の所定位置に保持できる。

次いで、図２に示すめっき治具１０を、図１に示す様に、めっき槽１２の電解めっき液１４中に浸漬する。この際に、めっき治具１０を、保持されている電子部品１８，１８・・が第１陽極板１６に向くように電解めっき液１４に浸漬する。
その後、図１に示す様に、第１陽極板１６及びめっき治具１０の第２陽極板２６と直流電源３２の陽極とを接続すると共に、めっき治具１０の陰極部２２と直流電源３２の陰極とを接続することによって、めっき治具１０に保持されている電子部品１８に電解めっきを施すことができる。
この電解めっきでは、第１陽極板１６と凹部２８，２８・・の各底面に露出する陰極面２２ａとの間で流れる電流によって、主として電子部品１８のキャップ部１８ａに電解めっきが施される。
また、凹部２８の内壁面に露出する第２陽極板２６の陽極面２６ａと、その底面に露出する陰極面２２ａとの間に流れる電流によって、主として電子部品１８のリード１８ｂ，１８ｂ・・に電解めっきが施される。
このため、電子部品１８，１８・・の各々のキャップ部１８ａ及びリード１８ｂ，１８・・の全体に均一な電解めっきを施すことができ、電子部品間においても、可及的に均一な厚さの電解めっき皮膜を形成できる。

ここで、図１に示す電解めっき装置の第１陽極板１６と第２陽極板２６として、ニッケルから成る第１陽極板１６と第２陽極板２６とを用いて、めっき治具１０に保持されている電子部品１８，１８・・に電解ニッケルめっきを施した。この際に、電解めっき液１４としては市販のニッケル電解めっき液を用い、第1陽極板１６及び第２陽極板２６と陰極部２２との間に、凹部２８，２８・・の底面に露出する陰極面２２ａに対して電流密度が５Ａ／ｃｍ^２となるように直流電流を印加した。
電解ニッケルめっきを施した電子部品１８のキャップ部１８ａとリード１８ｂとに形成されたニッケルめっき皮膜の厚さのバラツキは４．６μｍであり、電子部品１８，１８・・間のニッケルめっき皮膜の厚さのバラツキは４．３μｍであった。
一方、図１に示す電解めっき装置において、第２陽極板２６と陰極部２２との間に直流電流を印加しなかった他は、上記と同様に、めっき治具１０に保持されている電子部品１８，１８・・に電解ニッケルめっきを施した。電解ニッケルめっきを施した電子部品１８のキャップ部１８ａとリード１８ｂとに形成されたニッケルめっき皮膜の厚さのバラツキは９．４μｍであり、電子部品１８，１８・・間のニッケルめっき皮膜の厚さのバラツキは５．３μｍであった。これらのニッケルめっき皮膜のバラツキは、第２陽極板２６と陰極部２２との間に直流電流を印加した上記場合に比較して大きくなっている。

図１に示す電解めっき装置では、第１陽極板１６と凹部２８，２８・・の各底面に露出する陰極面２２ａとの間に印加する直流電流値と、凹部２８の内壁面に露出する第２陽極板２６の陽極面２６ａと、その底面に露出する陰極面２２ａとの間に印加する直流電流値とを独立して制御できない。このため、電子部品内及び電子部品間での電解めっき皮膜の厚さの均一化には限界が存在する場合がある。
この場合には、図３に示す様に、第１陽極板１６と陰極部２２とに直流電流を印加する第１電源３２ａと、第２陽極板２６と陰極部２２とに直流電流を印加する第２電源３２ｂとを設けることが好ましい。
図３に示す電解めっき装置では、第１陽極板１４と凹部２８，２８・・の各底面に露出する陰極面２２ａとの間に印加する直流電流値と、凹部２８の内壁面に露出する第２陽極板２６の陽極面２６ａと、その底面に露出する陰極面２２ａとの間に印加する直流電流値とを独立して制御できる。このため、電解めっきを施した電子部品１８について、電子部品内及び電子部品間において、電解めっき皮膜の厚さにバラツキが存在している場合には、電解めっき皮膜の厚さを可及的に均一化すべく、第１電源３２ａ又は第２電源３２ｂからの直流電流値を独立して変更できる。

ここで、図３に示す電解めっき装置を用い、第１陽極板１６と凹部２８，２８・・の各底面に露出する陰極部２２の表面との間に第１電源３２ａから印加する直流電流値を、凹部２８，２８・・の底面に露出する陰極面２２ａに対して電流密度が２．５Ａ／ｃｍ^２となるように調整した。また、凹部２８の内壁面に露出する第２陽極板２６の露出面２６ａと凹部２８，２８・・の各底面に露出する陰極面２２ａとの間に第２電源３２ｂから印加する直流電流値を、凹部２８，２８・・の底面に対して電流密度が２．５Ａ／ｃｍ^２となるように調整した。この他は、図１に示す電解めっき装置を用いた電解ニッケルめっきと同様にして、めっき治具１０に保持されている電子部品１８，１８・・に電解ニッケルめっきを施した。
電解ニッケルめっきを施した電子部品１８のキャップ部１８ａとリード１８ｂとに形成されたニッケルめっき皮膜の厚さのバラツキは３．７μｍであり、電子部品１８，１８・・間のニッケルめっき皮膜の厚さのバラツキは４．１μｍであった。
これらのニッケルめっき皮膜のバラツキは、図１に示す電解めっき装置を用いた場合に比較して小さくなっている。
以上、説明してきた図２に示すめっき治具１０では、凹部２８，２８・・の底面全体に亘って一枚の永久磁石２０が設けられているが、凹部２８，２８・・の各底面ごとに、対応する永久磁石が設けられていてもよい。
また、永久磁石２０に代えて、電磁石を用いてもよい。

本発明に係る電解めっき装置の一例を説明するための概略図である。図１に示す電解めっき装置で用いためっき治具を説明するための断面図である。本発明に係る電解めっき装置の他の例を説明するための概略図である。従来の電解めっき装置を説明するための概略図である。図４に示す電解めっき装置に用いられているめっき治具を説明するための断面図である。

符号の説明

１０めっき治具
１２めっき槽
１４電解めっき液
１６第１陽極板
１８電子部品
１８ａキャップ部
１８ｂリード
２０永久磁石
２２陰極部
２２ａ陰極面
２４ａ，２４ｂ絶縁層
２５，３０導電線
２６陽極板
２６ａ陽極面
２８凹部
３２電源
３２ａ第１電源
３２ｂ第２電源

Claims

めっき槽の電解めっき液に浸漬された第１陽極板と、前記電解めっき液中の前記第１陽極板の一面側に対向する位置に、電解めっき対象のキャップ部の一面側から複数本のリードが延出された電子部品が位置するように、前記電子部品が保持されるめっき治具とを具備し、
前記めっき治具には、磁石が内包された陰極部と、前記陰極部の第１陽極板側に、絶縁層に挟み込まれて形成された第２陽極板と、前記絶縁層及び第２陽極板を貫通して、前記陰極部の陰極面が底面に露出すると共に、前記第２陽極板の陽極面が内壁面に沿って露出し、前記電子部品のリードが挿入される凹部とが設けられ、
前記めっき治具の凹部に挿入されたリードの先端が、前記凹部の底面に露出する陰極面に当接して、前記磁石の磁力によって前記陰極面に吸着され、前記めっき治具に保持されている電子部品のキャップ部とリードとに電解めっきが施されるように、前記第１陽極板及び第２陽極板と陰極部との間に電流を印加する電源が設けられていることを特徴とする電解めっき装置。
第２陽極板の陽極面が、電子部品のリードを取り囲むように、めっき治具の凹部の内壁面に沿って露出している請求項１記載の電解めっき装置。
電源の陽極と第２陽極板とを接続する導電線は、その一部が陰極部の表面を覆う絶縁層内に配設されている請求項１又は請求項２記載の電解めっき装置。
第１陽極板と陰極部とに電流を印加する第１電源と、第２陽極板と陰極部とに電流を印加する第２電源とが設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載の電解めっき装置。
電解めっき対象のキャップ部の一面側から複数本のリードが延出された電子部品を保持するめっき治具として、磁石が内包された陰極部の一面側に、絶縁層に挟み込まれて第２陽極板が形成され、且つ前記第２陽極板及び絶縁層を貫通して、前記陰極部の表面が底面に露出すると共に、前記第２陽極板の陽極面が内壁面に沿って露出している凹部が形成されているめっき治具を用い、
前記電子部品のリードを前記めっき治具の凹部内に挿入し、前記凹部の陰極面に当接するリードの先端を、前記磁石の磁力によって前記陰極面に吸着して、前記電子部品をめっき治具に保持した後、
前記めっき治具を、第１陽極板が浸漬されているめっき槽の電解めっき液に、前記めっき治具の凹部内に保持されている電子部品のキャップ部が前記第１陽極板の一面側に向くように浸漬し、
次いで、電源の陽極と前記第１陽極板及び第２陽極板とを接続すると共に、前記電源の陰極と前記陰極部とを接続し、前記キャップ部及びリードに電解めっきを施すことを特徴とする電解めっき方法。
第２陽極板の露出面を、電子部品の複数本のリードを取り囲むように、めっき治具の凹部の内壁面に沿って露出する請求項５記載の電解めっき方法。
電源の陽極と第２陽極板とを接続する導電線の一部を、陰極部の表面を覆う絶縁層内に配設する請求項５又は請求項６記載の電解めっき方法。
第１陽極板と陰極部とに電流を印加する第１電源と、第２陽極板と陰極部とに電流を印加する第２電源とを設け、印加する電流値を個々に制御する請求項５〜６のいずれか一項記載の電解めっき方法。
めっき槽の電解めっき液に浸漬された第１陽極板に対向する位置に、電解めっき対象のキャップ部の一面側から複数本のリードが延出された電子部品が位置するように、前記電子部品が保持されるめっき治具には、
磁石が内包された金属部材によって形成され、電解めっき用の電源の陰極と接続される陰極部と、
前記陰極部の第１陽極板側に絶縁層に挟み込まれて形成され、前記電源の陽極と接続される第２陽極板と、
前記絶縁層及び第２陽極板を貫通して、前記陰極部の陰極面が底面に露出している共に、前記第２陽極板の陽極面が内壁面に沿って露出し、挿入されて前記底面に当接した前記電子部品のリードの先端が前記磁石の磁力によって吸着され、前記電子部品が保持される凹部とを具備することを特徴とするめっき治具。
第２陽極板の陽極面が、電子部品のリードを取り囲むように、めっき治具の凹部の内壁面に沿って露出している請求項９記載のめっき治具。
電源の陽極と第２陽極板とを接続する導電線の一部が、陰極部の表面を覆う絶縁層内に配設されている請求項９又は請求項１０記載のめっき治具。