JPH03275130A

JPH03275130A - 液槽における液体の攪拌方法および装置

Info

Publication number: JPH03275130A
Application number: JP2073360A
Authority: JP
Inventors: Tatsuaki Omasa; 龍晋大政
Original assignee: TOKYO KAGAKU SOCHI KK
Current assignee: TOKYO KAGAKU SOCHI KK
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1991-12-05
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH0671544B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、液槽における液体の撹拌方法および装置に関
するものである。本発明は特にめっき槽、洗浄槽（たと
えばめっき用洗浄槽）、表面処理槽（たとえば電着塗装
の処理槽）等における処理液や洗浄液の撹拌方法および
装置に関する。

従来の技術よく知られているようにめっき、表面処理、洗浄等の操
作の場合には、被処理物と処理液または洗浄液等の液体
とを具合よく接触させなｌればならず、そのために従来
はエアレーション手段が用いられていた。また、被処理
物を液中で揺動させることも公知である。

め、つきには電解めっきと無電解めっきの両者があるが
、いずれの場合においても、被処理物を薬液とよく接触
させて均質な皮膜を生成させることが非常に重要である
。現在では、ボルト、ナツト等の複雑な形状の物品の場
合には該物品を揺動装置で揺動させて皮膜の均質化を図
っているが、なお１０−２０％程度の不良品の発生は避
けられないといわれている。また、電子部品であるプリ
ント基板の銅めっきやハードディスクの無電解ニッケル
めっきを行う場合には極めて高度の品質が要求され、従
来は、ピンホール、ノヂュールおよびめっき層の不均一
等により２０％程度の不良品がでることは致し方ないと
されていた。さらに、めっき槽中のハードディスク等の
配置間隔が狭く、たとえば２０ｍｍ程度であるので、従
来慣用の塩ビパイプによるエアレーションを行えば気泡
によりハードディスクどうしが糊付は状態になり易くな
る心配があった。上記ピンホールの原因は、めっきによ
りガスが発生して表面に付着するためである。

発明が解決しようとする課題本発明者はめっき、表面処理、洗浄等の処理において不
良品の発生を皆無にし、処理時間を短縮し、かつ薬品等
の使用量の節減を図ることを目標として検耐を加え、す
なわち、これらの操作における液槽中の薬液または洗浄
液（以下では゛処理液°”と総称する）の撹拌の重要性
に着目し、種々の研究を行った結果、液槽中の処理液を
、後で述べられる特定の条件下に適度に振動撹拌させる
ことＧこよって前記の目標が実質的に達成できることを
見出した。

発明の構成本発明は、実質的に静止状態の液槽の中の液体を撹拌す
るにあたり、液槽を実質的に振動させることなく該液体
を振動撹拌すること特徴とする液槽中の液体の撹拌方法
に関するものである。

本発明はまた、実質的に静止状態の液槽と、該液槽中に
配（６）実質的に静止状態の液槽と、該振動撹拌手段を
駆動させるノ・め耀転動手段とを備え、液槽を実質的に
振動させることなく液槽中の液体を振動撹拌するように
構成したことを特徴とする液槽中の液体の撹拌装置にも
関する。

好ましい実施態様の記述本発明の好ましい実施態様について添付図面参照下に詳
細に説明する。

第１図は、本発明の撹拌装置を備えた銅めっき装置の平
面図、第２図はその断面図、第３図は側面図である。該
銅めっき装置は、基台（２）上に静置されためっき槽す
なわち液槽（１）を備え、液槽の底部（他の場所でもよ
い）に振動板（８）が連結棒たとえば吊アーム（７）に
よって大体水平に懸架される。吊アーム（７）の上端部
は、液槽（１）の近傍に配（６）実質的モータ（１１）
に接続される。振動モータ（１１）は台（１０）上に固
定され、振動速度はインバータ（１３）で調節される。

振動モータ（１１）が作動すると、その振動が吊アーム
（７）を介して振動板（８）に伝達され、振動板（８）
が振動し、その振動によって液槽（１）中の液体が振動
撹拌される。

この撹拌方法によれば液体のみが振動撹拌され、液槽（
１）は振動しない。

上記のごとく、液槽（１）を振動させずにその中の液体
のみを振動撹拌するのが本発明の必須条件である。振動
板上にフラスコ等を載置して振動させる技術、すなわち
液槽とその中の液体とを共に振動させる技術は公知であ
るが、これは本発明とは全く別に技術である。

振動板（８）は任意の寸法および形状を有するものであ
ってよく、たとえば四角形、多角形、円形、菱形等であ
ってよ（、振動板の片面または両面は、平行縞模様の凹
凸とその他波形等の形状に形成してもよい。

振動板（８）の　振動数は個々の場合において適宜決定
できるが、一般に２００ないし６００シｔｍ、好ましく
は３００ないし５００ｖｔｍである（ｖｔｍ・・・振動
数７分）。振動幅は、たとえば８ないし２０ｍｍ、好ま
しくは１０ないし１５ｎ＋ｎ＋である。

第１図の液槽（１）中のメツキ液すなわち液体の中に被
処理物（被めっき体）を懸架し、めっき用電極（１２）
に通電し、前記の振動を行いながら常法に従ってめっき
操作を行う。めっき自体は周知であるので、その詳細な
説明は省略する。

本発明の撹拌方法を利用して第１図のめっき装置を用い
た場合には高速めっきが可能であり、操作効率が著しく
向上することが見出された。たとえば、従来の技術によ
って膜厚２５嵩クロンのめっき操作を行った場合には、
温度２５°Ｃにおいて電流密度２．５Ａ／ｄｍ２、所要
時間５５分であったが、本発明の場合には同温度におい
て電流密度３ないし５Ａ／ｄｍ２、所要時間は３０ない
し３５分に短縮され、めっき層の品質は非常に良好であ
る。

前記のめっき操作の場合に、振動操作と共に、被処理物
の揺動操作を行うのが好ましく、さらにまた、特願平１
−２０４５７８号明細書（出願日平或１年８月９日）に
記載の特定の形状の多孔質散気筒を使用してエアレーシ
ョンを行うのが一般にこのましく、これによって、めっ
きの所要時間がさらに短縮できる。

前記の多孔質散気筒の一例を第４図に示す。第４図に記
載の散気筒（１６）は円筒形であって、アランダム質の
砥粒を骨材とした高温焼成セラミック体である。上記散
気筒（１６）は散気筒架台（１５）上に支持されている
。散気筒（工６）の片方の末端部に表蓋（３１）を取り
付け、他方の末端部にＮ蓋（３３）を取り付ける。裏蓋
（３３）には、空気および／またはめっき液供給用導管
（３５）を取り付ける。表蓋（３１）および裏蓋（３３
）はシャフト（３７）に固定する。散気筒（１６）の４
種の具体例Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの寸法および物理的特性
を第１表に示す。散気筒（１６）は、従来の塩ビパイプ
の場合と同様な使用方法に従って使用できる。

図面において符号（３）は振動撹拌装置架台、（４）は
スプリング座、（５）はラバースプリング、（６）は振
動撹拌ベース、（９）は吊棒、（１４）は配線、（１７
）は振動撹拌装置モータ台、（１８）は被処理物の揺動
装置モータ、（１９）は駆動デノスク、（２０）は駆動
ピン、（２１）は揺動フレーム、（２２）は揺動フレー
ム架台、（２３）は揺動フレーム支えコロ、（２４）は
ワーク受部分である。揺動装置モータ（１８）、揺動フ
レーム（２１）、揺動フレーム架台（２２）、揺動フレ
ーム支えコロ（２３）、ワーク受部分（２４）等からな
る揺動機構は被処理物　（例えば実施例における被めっ
き物）を揺動させるためのものである。

この揺動機構により被メツキ物を揺動させるとともに前
記振動板（８）による液層（１）内の液の振動撹拌をお
こなってもよい。

次に、洗浄操作の一例として、めっき後の物品の洗浄操
作について説明する。めっき後の物品には酸、塩基また
は塩類等の電導性物質が残留しているから、これを除去
するために洗浄しなければならない。めっき工場では、
経験に基づき、めっ０き処理の後に１槽から４槽くらいの水洗槽を設置して被
処理物すなわち被めっき体の水洗を行っていた。水洗効
率を良くするために被処理物を揺動させたり、あるいは
シャワーによる水洗が行われた。しかしながら従来は、
充分な水洗のためにかなりの時間を要した。

この洗浄を本発明に従って洗浄液の振動撹拌装置の付い
た洗浄槽で行うと洗浄時間がかなり短縮され、洗浄液の
使用量も節減できることが見出された。洗浄によって除
去される物質が電導性物質である場合には、特願平１−
２６２９５１号（出願日平成１年１０月１１日）の方法
に従って洗浄液の電導度を測定することによって洗浄の
終了時を簡単に知ることができる。洗浄槽内の液の振動
撹拌操作は、前記のめっき処理の場合の振動撹拌操作の
ときと同様な方法で実施できる。振動撹拌操作は、他の
洗浄促進操作（たとえば前述のごとき被処理物の揺動お
よび散気筒を用いるエアレーション等）と併せて行うと
、より良好な結果が得られることが多い。

物品の電着塗装のごとき表面処理操作の場合にも、本発
明に従って処理液を振動撹拌することによって、既述の
めっきの場合と同様に非常に良い結果が得られる。

発明の効果前記の説明および後記の実施例の記載から明らかなよう
乙こ、本発明によれば、めっき操作、め−っき体の洗浄
操作、表面処理操作等の種々の操作において液槽中の液
体を前記条件下に振動撹拌することによって、操作時間
が予想外に大きく短縮でき、たとえば高速めっきが容易
に実施でき、めっき不良品、洗浄不良品、加工不良品が
著しく減少し、被処理物相互の糊伺は現象等の面倒な事
態は全く起こらないという顕著な効果が得られる。かよ
うに本発明は大なる実用的効果を奏するものである。

（実施例）次に、本発明の実施例を示す例　　１スルーホール基板（穴あき基板）であるプリン１２ト回路基板（寸法Ａ−１判：６１０Ｘ８００ｍｍ）の銅
めっき操作を、第１図ないし第７図に記載の振動撹拌装
置の付いた液槽で行った。液槽の寸法は６００ｍｍＸ１
０００ｍｍＸ１０００ｍｍであり、液槽内の振動板は長
方形の板でその寸法ば４００ｍｍＸ　８５０ｍｍＸ　１
５ｍｍであった。めっき液は常法に従って調製し、その
組成ば次の通りである。

硫酸銅　　　　　　　　　　　１００　ｇ／ｎ硫酸　　
　　　１９０　ｇ＃２光沢剤　　　　　　　　　　　適　量塩素イオン　　　　　　　　　５０ｍｊ２／Ｉ！。

めっき温度ば２５°Ｃ８電流密度ば５Ａ／ｄｍ２、であ
り、振動板の振動数は４００ｖｔｍ、振動幅は約１０ｍ
ｍであった。通電時間３０分の後に厚み２５呉クロンの
めっき層が形成された。

別に、比較実験として、振動撹拌操作を行わずに従来の
方法に従って前記のめっき操作を行った。

この場合には、厚み２５ミクロンのめっき層を形成させ
るのに５５分を要し、電流密度ば２．５Ａ／ｄｍ２てあ
った。

得られためっき層の厚みを試料の各部分について測定し
た。第８図は、比較実験におレノるスルーホール基板の
片面のめっき層の厚み（１クロン）のデータである。

第９図は、本発明に従って振動操作を行いながらめっき
操作を行ったときのスルーホール基板の片面のめっき層
の厚みのデータである。

第８図と第９図とのスルーホール試料のデータの比較か
ら明らかなように、比較実験の試料（第８図）では各部
分で厚みが不均質であり、また、やけの発生も認められ
た。さらに、ホール内のめっきが不均質で導通性が悪く
、めっき不良品の割合は約２０％に達した。これに対し
本発明に係る試料（第９図）ではめっき層の厚みは実質
的に均質であり、やけはなく、ホールにおりる導通性も
良く、品質が非常に良好であって、めっき不良品は皆無
であった。

さらに別の実験を行った。この実験では、第１図ないし
第７図に記載の振動撹拌装置付きのめっき層に、第４図
に記載の散気筒０ωを取り付はエア３４レーションを行った。散気筒０６）は、アランダムから
なる円筒形で、長さは５００ｍｍ、内径は５０ｍｍであ
り、その気孔率は約３５％、気孔径は約５５≧クロン、
空気抵抗は約４００ｋｇ、かさ比重は約２．４、空気透
過量は約１２００１２．７ｍであった。めっき所要時間
はさらに短縮され、２５ないし３０分で２５ξクロンの
厚みのめっき層が生成した。めっき層の品質は非常に良
好であった。

例２３．５インチハードディスク（厚み１．１ｍｍ）の無電
解ニッケルめっき操作を、第１図ないし第７図に記載の
めっき槽と同様な振動撹拌装置付めっき槽で行った。た
だし本例では電極は勿論使用せず、常法に従って加熱用
の蒸気コイルおよび循環めっき液吐出管を設け、かつ、
例１記載の散気筒を使用した。

めっき槽の中央部に常法に従ってハードディスク枠を設
け、モータ駆動によって該枠をその軸の周りに回転でき
るようにして、前記被めっき体を揺動した。

めっき槽に硫酸ニッケル５−６ｇ＃、次亜りん酸ナトリ
ウム１５０　ｇ＃２および適量のくえん酸ナトリウムを
含有する溶液を入れ、約９０°Ｃに加熱した。

めっきすべきハードディスクを前記の揺動枠の中に入れ
、常法に従って水洗、酸洗、脱脂、活性化処理等の予備
処理を行った後に、前記のめっき液Ｇこ入れ、めっき液
を振動させながらめっきを行った。めっき時間は４５分
であった。非常に良好な、厚み１５ミクロンのめっき槽
が形成された。

めっき層の厚みは実質的に一様であり、ふくれやピンホ
ール等の欠陥部は皆無であった。

比較実験として、振動撹拌操作を行わずに前記めっき操
作を繰り返した。この比較実験の場合にも散気筒による
エアレーションによってかなり良いめっき層が形成され
たが、めっき所要時間が、前記の本発明に従って振動撹
拌操作を行った場合に比して多少長く、約１時間であっ
た。

別の比較実験として、振動操作および散気筒の使用を省
略して、従来の技術によってめっき操作５６を行った。めっき時間はさらに長くなり、１時間３０分
を要し、しかもめっき不良品の数が約２０％に達した。

例３３．５インチのハードディスク（厚み１．１　ｍｍ）の
無電解ニッケルめっき工程における水洗操作を、第１図
ないし第７図に記載の槽に類似の形態の振動装置付きの
洗浄槽において行った。

めっき後のハードディスクの所定数を枠に入れて揺動さ
せ、水洗した。水洗の度合は、洗液の電気伝導度の測定
値に基づいて判定した。本発明に従って振動撹拌操作を
行いながら水洗した場合には、従来の方法に従って水洗
した場合に比して所要時間がはるかに短く、かつ洗浄水
の所要量も非常に少なくなることが確認された。なお、
振動撹拌装置と共に、前記の散気筒を用いるエアレーシ
ョンを行えば、洗浄効率はさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る振動装置を備えた液槽の平面図、
第２図は第１図中の線Ｘ−Ｘに沿った部分の断面図、第
３図は第１図の液槽の側面図、第４図は、エアレーショ
ン用散気筒の一例の縦断面図、第５図は液槽のみの平面
図、第６図は第５図ｙ−ｙの縦断面図、第７図は第５図
の右側面図、第８図２第９図は、実施例１に記載のプリ
ン；・基板試料のめっき層の厚みの測定結果を示す図表
である。１・・めっき槽である液槽；　２・・液槽の基台；３・
・振動装置の架台；　４・・スプリング座；　５・・ラ
バースプリング；　６・・振動機；　７・・吊りアーム
；　８・・振動板；　９・・吊棒；　１０・・振動モー
タ台；　１１・・振動モーフ；　１２・・電極；１３・
・インバータ；　３０・・エアレーション用散気筒；　
３１・・表蓋；　３３・・裏蓋；　３５・空気および／
またはメツキ液供給用導管；　３７・・シャフト。（以　上）７８符開平３Ｚ７５１３υ（°ｔ）第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）実質的に静止状態の液槽の中の液体を撹拌するに
あたり、液槽を実質的に振動させることなく該液体を振
動撹拌することを特徴とする液槽中の液体の撹拌方法。
（２）液槽がめっき槽、洗浄槽または表面処理用槽であ
る請求項１に記載の液槽中の液体の撹拌方法。
（３）液槽中に配置された振動板の振動幅が８ないし２
０ｍｍであり、振動数が２００ないし６００ｖｔｍであ
る請求項１に記載の液槽中の液体の撹拌方法。
（４）振動幅が１０ないし１５ｍｍであり、振動数が３
００ないし５００ｖｔｍである請求項１または２または
３に記載の液槽中の液体の撹拌方法。
（５）散気筒を用いるエアレーションまたは被処理物の
揺動操作を併用する請求項１又は２、又は３、又は４に
記載の液槽中の液体の撹拌方法。
（６）実質的に静止状態の液槽と、該液槽中に配置され
た振動による撹拌手段と、該振動撹拌手段の駆動手段と
を備え、液槽を実質的に振動させることなく液槽中の液
体を振動撹拌するように構成したことを特徴とする、液
槽中の液体の撹拌装置。
（７）振動手段が連結棒によって駆動手段に連結されて
おり、駆動手段からの駆動力が該連結棒を介して振動手
段に伝達されて振動手段が振動し液体が撹拌されるよう
に構成した請求項６に記載の液槽中の液体の撹拌装置。
（８）散気筒を用いるエアレーション手段または被処理
物の揺動手段をさらに備えた請求項６または７に記載の
液槽中の液体の撹拌装置。