JPH04124280A - 無電解めっき析出速度測定装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は無電解めっき液のめっき析出速度を測定する無
電解めっき析出速度測定装置に関する。

（従来の技術） 無電解めっきは絶縁材料や電気めっきを行なうときに必
要となる引き出し線が接続できないものなどにめっきを
行なうときなどに用いられ、通常は、被めっき体の表面
を粗化したり、めっきの核となる物質を付与した後に、
めっきをする金属のイオンと還元剤とめっき反応を一定
に行なうための安定剤等とを含む無電解めっき液に浸漬
し、めっき金属を還元させて被めっき体の表面に析出さ
せる。

このような無電解めっき液は前述のようにめっきする金
属のイオンと還元剤とめっき反応を一定に行なうための
安定剤等とを含むため、めっき反応の進行に伴って各組
成が消費され、めっき析出速度が時間の経過とともに低
下し、さらに反応が進むと、めっき反応が停止してしま
う。

したがって、無電解めっきを連続的に行なうためには、
めっき析出速度を目安とした量だけ消費される成分を補
充しなければならない。

この無電解めっき析出速度を測定する方法としては、予
め重量が知られた被めっき体と同一の材料を一定の時間
、無電解めっき液に浸漬し、重量の増加分によってめっ
き析出速度を測定する方法が一般的である。

ところで、この重量によるめっき析出速度の測定方法は
無電解めっき処理と並行して行なうか、処理する前に行
なわなければならない。また２重量測定に時間かかり過
ぎるため、現実のめつき処理の析出速度を実時間で測定
することができない。

このため、大量にめっき処理を行なうときのようにめっ
き析出速度が短時間で変化する場合には、めっき反応で
消費した成分の補充を適宜行なうことができず、良好な
めっきを得ることができないという問題があった。

そこで、実時間でめっき析出速度を測定することができ
る方法として、特開昭５８−１４１３７３号公報に示さ
れるように、無電解銅めっき反応が電位Ｅｐｌ、析出速
度ＩＰＩで進行しているとき、外部分極ΔＥ、外部電流
６丁との間に成り立つ関係式、 但し、Ｋ：反応によって定まる定数 に従い、外部から定電流Δ■を与え、これによって引き
起こされた分極ΔＥを測定することにより、めっき反応
が進行している実時間でめっき析出速度を測定する方法
が開発されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した測定方法を使用した場合、めっ
き液中で陽極となる電極がめつき液に溶出し、さらに酸
化されて不動態化するので、電流を流し始めてから一定
時間後に、実際の電位と差異を生じ、測定精度が低下す
るという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、めっき析出速度を長時間に
わたって安定的に測定することができる無電解めっき析
出速度測定装置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明による無電解めっき
析出速度測定装置は、めっき液に浸漬される複数の電極
と、これらの各電極間に断続的に電圧を印加する電圧印
加部と、この電圧印加部によって前記各電極間に電圧が
印加されているとき前記各電極間のコンダクタンスを測
定するコンダクタンス測定部と、このコンダンタンス測
定部の測定結果に基づいてめっき析出速度を演算する演
算部とを備えたことを特徴としている。

（作用） 上記の構成において、電圧印加部によってめっき液に浸
漬されている各電極間に断続的に電圧を印加するととも
に、これら各電極に電圧が印加されているとき、コンダ
クタンス測定部によって前記各電極間のコンダクタンス
を測定し、演算部によって前記コンダンタンス測定部の
測定結果からめつき析出速度を演算させこれを表示させ
たり、めっき液組成補充装置に出力させたりする。

（実施例） 第１図は本発明による無電解めっき析出速度測定装置の
一実施例を示すブロック図である。

この図に示す無電解めっき析出速度測定装置はパネルス
イッチ１と、電源２と、センサ３と、リレー回路４と、
電流・電圧変換回路５と、処理回路６と、表示回路７と
、ペンレコーダ８とを備えており、めっき液に浸漬され
たセンサ３を駆動し、これによって得られた信号を処理
してめっき析出速度を求め、これを表示回路７によって
表示したり、ペンレコーダ８によって記録紙上に記録し
たりする。

パネルスイッチ１は複数のスイッチを備えており、これ
らスイッチが操作されて設定値データや定数データ、操
作指令等が入力されたとき、これらに対応するスイッチ
信号を生成してこれを処理回路６に供給する。

また、センサ３は第２図に示す如くクロロスルフォン化
ポリエチレン等によって構成される一端が閉じられた管
状のケース１０と、めっきする金属と同じ金属によって
構成され前記ケース１０内の対向する面に各々固定され
る電極１１ａ、１１ｂとを備えており、ケース１０の電
極１１ａ、１１ｂ側がめつき液に浸されるとともに、各
電極１１ａ、ｌｌｂに接続されたリード線１２ａ、１２
ｂを介して一方の電極１１ａが接地され、他方の電極１
１ｂがリレー回路４に接続される。

リレー回路４はＣ接点１３と、このＣ接点１３を駆動す
るコイル１４とを有する固体リレー素子（例えば、ジェ
ルシステム■製のＡ２Ｐ／２０２Ａ）等によって構成さ
れており、処理回路６からリレー駆動電圧が供給されて
いないときには、Ｃ接点１３の共通端子１３ｃと端子１
３ｂとを接続して前記各電極１１ａ、ｌｌｂを短絡させ
、処理回路６からリレー駆動電圧が供給されたときには
、コイル１４が通電状態となってＣ接点１３を切り替え
て共通端子１３ｃと端子１３ａとを接続し前記電極１１
ｂから出力される電流信号を電流・電圧変換回路５に供
給する。

また、電源２は前記センサ３の駆動電圧源となる部分で
あり、予め設定されている所定の値を有する電圧（基準
電圧）を発生してこれを電流・電圧変換回路５に供給す
る。

電流・電圧変換回路５は非反転入力端子によって前記電
源２から出力される基準電圧を受けるとともに、反転入
力端子によって前記リレー回路４を介して供給される電
流信号を受ける演算槽＠器（例えば、ナショナルセミコ
ンダクター社製のＬＦ−１３７４１等の演算増幅器）１
５と、この演算増幅器１５の反転入力端子と出力端子と
の間に介挿される電流／電圧変換率決定用の抵抗１６と
を備えており、前記Ｃ接点１３の共通端子１３ｃと端子
１３ａとが接続されているとき、前記ｉｌｉ源２によっ
て得られた基準電圧によって前記センサ３を駆動すると
ともに、このとき前記リレー回路４から出力される電流
信号を電圧信号に変換してこれを処理回路６に供給する
。

処理回路６はＡ／Ｄ変換回路１７と、タイマ回路１８と
、プロセッサ回路１９と、ＲＯＭ２０と、ＲＡＭ２１と
、リレー駆動回路２２と、入出力回路２３と、Ｄ／Ａ変
換回路２４とを備えており、所定の周期で前記リレー回
路４のＣ接点１３を切り替えて前記センサ３の各電極１
１．　ａ、ｌｌｂに電圧を印加し、このとき前記電流・
電圧変換回路５から出力される電圧信号を処理してめフ
き析出速度を求め、これを表示回路７に表示したり、ペ
ンレレコーダ８によって記録紙上に記録させたりする。

Ａ／Ｄ変換回路１７はＡ／Ｄ変挨素子（例えば、マキシ
ム■製のＣＩＣＬ−７１０９等の素子）等を備えており
、前記電流・電圧変換回路５からａカされる電圧信号を
Ａ／Ｄ変換して電圧データを生成しこれをプロセッサ回
路１９に供給する。

また、タイマ回路１８はタイマ素子（例えば、■日立製
作新製のＨＬ６３４０等の素子）等を備えており、計時
動作を行なって時刻データを生成しこれをプロセッサ回
路１９に供給する。

また、ＲＯＭ２０はプロセッサ回路１９で使用されるプ
ログラムや定数データ等が格納されており、前記プロセ
ッサ回路１９からの読出し指令に応じてプログラムや定
数データを読み出してこれを前記プロセッサ回路１９に
供給する。

また、ＲＡＭ２１はプロセッサ回路１９の作業エリア等
として使用される部分であり、前記プロセッサ回路１９
から書込み指令が供給されたときには、この書込み指令
とともに供給されるデータを指定された番地に記憶し、
また前記プロセッサ回路１９から読出し指令が供給され
たときにはこの読出し指令によって指定された番地に記
憶されているデータを読み出してこれを前記プロセッサ
回路１９に供給する。

また、リレー駆動回路２２は前記プロセッサ回路１９か
らリレー駆動指令が供給されたとき、リレー駆動電圧を
発生して前記リレー回路４のコイル１４に通電し、Ｃ接
点１３を切り替える。

また、入出力回路２３はスイッチ素子（例えば、日本電
気■製のμＰＣ８２７９Ｃ等の素子）等を備えており、
前記プロセッサ回路１９から出力データが供給されたと
き、これを取り込んで表示回路７に供給し、またパネル
スイッチ１からスイッチ信号が供給されたとき、これを
取り込んで前記プロセッサ回路１９に供給する。

また、Ｄ／Ａ変換回路２４はＡ／Ｄ変換素子（例えば、
マキシム■製のＭＴ−７５２８等の素子）等を備えてお
り、前記プロセッサ回路１９から出力データが供給され
たとき、これをＤ／Ａ変換して出力信号を生成しこれを
ペンレコーダ８に供給する。

また、プロセッサ回路］９は前記タイマ回路１８によっ
て得られた時刻データに基づいて所定の時間毎に前記リ
レー駆動回路２２を制御して前記Ｃ接点１３を切り替え
ることにより前記センサ３の各電極１１ａ、ｌｌｂに電
圧を印加したり、無電圧状態にしたりするとともに、前
記センサ３の各電極１１ａ、ｌｌｂに電圧を印加してい
るとき前記Ａ／Ｄ変換回路１７から出力される電圧デー
タを処理してめっき析出速度を求めこれを出力データと
して入出力回路２３に供給して表示回路７に出力したり
、Ｄ／Ａ変換回路２４に供給してペンレコーダ８に出力
したりする。

この場合、電圧データからめつき析出速度を演算する式
として、 めっき速度＝−・・−（２） Ｒｐ Ｒｐ から求められる次式を使用する。

Ｅｓ″　Ｒｐ 但し、Ｋ　：めっき反応によって決まる定数ＲＰ：各電
各間極間ａ、ｌｌｂのコンダクタンス ＥＯ：　Ａ／Ｄ変換回路１７から出力される電圧データ
の値 Ｅ５：電源２から出力される基準電圧の値 ＲＦ：抵抗１６の値 表示回路７はＬＥＤ表示器等を備えており、前記処理回
路６からめつき析出速度を示す出力データが供給された
とき、これを表示する。

また、ペンレコーダ８は前記処理回路６から出力信号が
供給されたとき、これを記録紙上に記録する。

次に、第３図に示すフローチャートを参照しながらこの
実施例の動作を説明する。

まず、パネルスイッチ１が操作されて測定動作指令が入
力されれば、プロセッサ回路１９は入出力回路２３を介
してこれを検知するとともに、タイマ回路１８から出力
される現在の時刻データを取り込んでこれを記憶した後
、リレー駆動回路２２を制御してリレー回路４のコイル
１４を非通電状態にしＣ接点１３の共通端子１３ｃと端
子１３ｂとを接続させる（ステップ５ＴＩ）。

これによって、センサ３の各電極１１ａ、１］ｂが短絡
されて無電解めっきにより各型！ｊｌｌａ、１１ｂにめ
っき金属が析出する。

この後、プロセッサ回路１９はタイマ回路１８の出力に
基づいて各電極１１ａ、ｌｌｂの短絡を開始させてから
６秒が経過したかどうかをチエツクして、６秒が経過す
るまで、この状態を維持する（ステップＳＴ２．５Ｔ３
）。

そして、６秒が経過したとき、プロセッサ回路１９はリ
レー駆動回路２２を制御してリレー回路４のコイル１４
を通電状態にしてＣ接点１３の共通端子１３ｃと端子１
３ａとを接続させる（ステップ５Ｔ４）。

これによって、センサ３の各電極１１ａ、１１ｂに対し
、電源２から出力される基準電圧が印加されて各電極１
１ａ、ｌｌｂ間のコンダクタンスに応じた電流信号が出
力されこれがリレー回路４を介して電流・電圧変換回路
５に供給されて電圧信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換回
路１７に入力される。

次いで、前記コイル１４の通電を開始してから２秒が経
過し前記センサ３から出力される電流信号の値が安定し
たとき（ステップＳＴ５．５Ｔ６）、プロセッサ回路］
６９は前記Ａ／Ｄ変換回路１７を制御してこのＡ／Ｄ変
換回路１７に入力されている現在の電流信号を電圧信号
をＡ／Ｄ変換させて電圧データを生成させるとともに、
これを取り込んで記憶する（ステップ５Ｔ７）。

次いで、プロセッサ回路１９はこの動作を２秒間、繰り
返した後（ステップＳＴ８．５Ｔ９）。

この動作によって得られた電圧データに基づいて前記（
４）式に示す演算を行なってめっき析出速度を演算しく
ステップ５ＴＩＯ）、これを入出力回路２３に供給して
表示回路７に表示させたり、Ｄ／Ａ変換回路２４に供給
してペンレコーダ８に記録させたりする（ステップＳＴ
Ｉ　１）。

この後、プロセッサ回路１９はパネルスイッチ１から測
定終了指令が入力されているかどうかをチエツクしくス
テップ５Ｔ１２）、これが入力されていなけければ、タ
イマ回路１８を初期化して（ステップ５Ｔ１３）、上述
した動作を繰り返し、また測定終了指令が入力されてい
れば、全ての動作を終了する。

（実験例１） このような無電解めっき析出速度測定装置を使用し、下
記の組成および条件の無電解めっき液を用い、６日間連
続してｌｄｍ２／］−の負荷でめっきを行ないながら、
その析出速度の測定を行なった。このときに、めっき反
応で消費された成分は予め求めておいた反応時間と必要
補充量との関係から、一定時間毎に補充した。

また、析出の速度を確認するために、負荷として使用し
た資料をめっき前とめつき後で重量を測定した。

（組成） ＣｕＳ○−’　５Ｈ２０ Ｅ　Ｄ　Ｔ　Ａ　／　４　Ｎ　ａ ＨＣＨ○（３６％） Ｎ　ａ　ＯＨ （条件） 温度 ・・・・・・Ｌｏｇ／ｌ ・・・・・・３０　ｇ　／　１ ・・・・・・３．５ｍｌ／１ ・・・・・・上記の組成とあわせ てＰＨを１２．２〜 １２．４にする量 ・・・・・・７０℃ この結果、 測定値の変動は６日間で１０％未満 であり、また重量を測定して算出した速度との違いも１
０％未満であった。

そして、電極１１ａ、ｌｌｂに析出した銅を除去後、再
度測定を行なったところ、測定値の変動は６０日間で１
０％未満であり、同様に重量を測定して算出した速度と
の違いも１０％未満であった。

〔比較例１〕 実験例１において、Ｃ接点１３を切り替えることなく連
続的に測定した。

この結果、測定値の変動は６日間で２０％以上であり、
また重量を測定して算出した速度との違いも２０％以上
であった。

〔比較例２〕 実験例１において、第２図に示すセンサ３のケース１０
をエポキシ樹脂材によって形成して測定した。

この結果、測定値の変動は６日間で１０％未満であり、
また重量を測定して算出した速度との違いも１０％未満
であった。

しかしながら、電極１１ａ、ｌｌｂに析出した銅を除去
後、再度測定を行なったところ、変動は６日間で２０％
以上であった。また同様に、重量を測定して算出した速
度との違いも２０％以上であった。

このようにこの実施例においては、めっき液に浸漬され
た各電極１１ａ、ｌｌｂを短絡させてこれらを無電解め
っきさせる処理と、前記各型ｐｉ１１ａ、ｌｌｂに電圧
を印加しこのとき各電極１１ａ、ｌｌｂ間に流れる電流
を測定する処理とを交互に繰り返すようにしたので、め
っき析出速度を長時間にわたって安定的に測定すること
ができる。

また、上述した実施例においては、ケース１０の材料と
してクロロスルフォン化ポリエチレンを使用するように
しているが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカー
ボネートテトラクロロポリエチレングリコール、トリク
ロロポリエチレングリコールのいずれかまたはこれらの
配位重合物からなる材料を使用するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、めっき析出速度を
長時間にわたって安定的に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による無電解めっき析出速度測定装置の
一実施例を示すブロック図、第２図は第１図に示すセン
サの詳細な正面図、第３図は同実施例の動作例を示すフ
ローチャートである。 ４・・・電圧印加部（リレー回路） ５・・・コンダクタンス測定部 （電流・電圧変換回路） １０・・・絶縁物（ケース） １１ａ、１　ｌ　ｂ　・・・電極 １９・・・演算部（プロセッサ回路）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）めつき液に浸漬される複数の電極と、これらの各
   電極間に断続的に電圧を印加する電圧印加部と、 この電圧印加部によつて前記各電極間に電圧が印加され
   ているとき前記各電極間のコンダクタンスを測定するコ
   ンダクタンス測定部と、 このコンダンタンス測定部の測定結果に基づいてめっき
   析出速度を演算する演算部と、 を備えたことを特徴とする無電解めっき析出速度測定装
   置。
2. （２）前記各電極を保持する絶縁物がポリエチレン、ポ
   リプロピレン、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリカ
   ーボネートテトラクロロポリエチレングリコール、トリ
   クロロポリエチレングリコールのいずれかまたはこれら
   の配位重合物からなる請求項１記載の無電解めっき析出
   速度測定装置。