JPS5841358B2 - メツキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気メッキないしは電鋳のための装置に関し、
特に、プリント回路板の製造のために用いられる金属箔
や導体によるプリント回路パターンを連続的に送行され
る導電材料の帯状体表面に電着により製造するための装
置に関する。

更に明確に言えば、本発明は西暦１９７８年１０月１０
日発行の米国特許第４，１１９，５１６号に記載された
ような連続的に行なわれる電気メッキ又は電鋳のための
装置の改良に関する。

プリント回路板の製造に一般に用いられる方法に金属箔
を食刻する方法がある。

この一般的な方法は、金属箔、例えば銅箔を電気絶縁材
料から成る基板に接着して用い、そして、この銅箔の表
面を回路パターンなりに耐食材料で覆ってマスキングを
施し、これを銅を腐食することのできる食刻液の中に浸
し、これによって耐食材料で覆われていない部分の銅箔
を除去し、次いで、マスキング材のみをおかす溶剤を用
いて回路パターン状となった銅箔上にある耐食材料を除
去し、回路パターン状の銅箔を絶縁基板上に残すように
したものである。

上述のようなプリント回路に加工される金属箔の製造は
、圧延法によっても、又、電着法によっても可能である
が、圧延法においては、技術的及び経済的理由によって
、製造できる箔の厚さ及び幅に限界がある。

電着法による場合には１７ミクロンあるいはそれ以下の
厚さの箔を得ることができるのに対して、圧延法ではせ
いぜい３５ミクロン程度までしか薄くすることができな
い。

そこで、現在では、このような金属箔の製造に関しては
、はとんど電着法が圧延法にとって代っている。

金属箔を製造するための一つの既知のメッキ装置として
、カソードとしての回転ドラムを用い、該ドラムの表面
に金属箔を電着させるものがあるが、このメッキ装置も
又、一つの問題をかかえている。

特に、ドラム上に１７ミクロンあるいはそれ以下の厚さ
の金属箔を電着させた場合、該金属箔をロールに巻き取
るためにドラムから引き剥がす際にしわや裂は目が生じ
易い。

そのために、例えば厚さが５ミクロンとか１０ミクロン
というような極薄の金属箔を製造する場合には厚さ４０
〜６０ミクロン程のアルミニウム箔をキャリアとしてそ
の上に電着する方法が行なわれて来ているが、これでは
、本来必要でないアルミニウムを用いることとなってコ
スト高を招くことになる。

前記米国特許第４，１１９，５１６号の連続メッキ装置
は別の改良であり、回転ドラム方式の装置をしのぎ、き
わめて安価に金属箔を製造することができる。

又、この装置によれば、固定的に配置されたカソードの
下面に摺接しながら水平方向に移動する導電材料から成
る帯状体の表面に金属箔だけでなく回路パターンをも連
続的に電着することができる。

しかしながら、この水平方式のメッキ装置においては、
電着の厚さを１７ミクロンないしはそれ以下にした場合
、金属箔や回路パターンにピンホールが生ずることがわ
かって来た。

このピンホールができる理由は以下のとおりである。

このメッキ装置はカソードの下にかつ水平方向に間隔を
置いて配置された一対の不溶性アノードを有しており、
各アノードとカソードの下方をそれと摺接しながら送行
される導電性帯状体との間が電極間間隙となる。

そして、一対の不溶性アノードの間には絶縁ブロックが
配置されており、この絶縁ブロックには上向きに開口し
た凹部が形成され、そして、この凹部を通ってメッキ液
が前記電極間間隙に乱流状態となって供給される。

そして、金属帯が２つの不溶性アノードの上方を通過す
る毎に該金属帯の下面に例えば銅のような金属が電着さ
れる。

ところが、かかる装置においては、電極間間隙の大きさ
に比例して正規のメッキゾーンから漏洩電流が生ずる。

そして、この漏洩電流は、金属帯下面がメッキゾーンに
進入する直前にそこに目の粗い結晶体として金属を堆積
せしめてしまう。

そして、メッキゾーンにおいてはすでに堆積された目の
粗い電着物を核として金属結晶が成長する傾向があるの
で、かなりの厚さに堆積を行なわない限り、電着物に無
数のピンホールが生じ網目状となってしまう。

そして、このようなピンホールの存在は１７ミクロンあ
るいはそれ以下の厚さの金属箔や回路パターンにとって
は決定的な欠点となる。

本発明は、きわめて薄い金属箔又は回路パターンをピン
ホールやその他の欠点を生ずることなしに連続的に製造
することのできる新規で改良されたメッキないしは電鋳
装置を提供することを目的とするものである。

更に本発明は、その構造を複雑にしかつ高価なものとす
ることなしに上記装置の実用性を高めることのできるシ
ーリングユニットを提供することを目的とするものであ
る。

本発明に係る装置はカソードを含んでおり、該カソード
の下面に摺接しかつカソード化されながら水平方向に送
行される導電材料から成る帯状体に電着が行なわれるも
のである。

又、一つの不溶性アノードがカソードの下方に配置され
ており、このアノードとカソードの下を送行される導電
性帯状体との間が電極間間隔とされている。

導電性帯状体の送行方向における不溶性アノードの手前
端に接してメッキ液供給口を有するメッキ液供給ブロッ
クが配置されており、このメッキ液供給口から電着され
る金属を含むメッキ液が電極間間隙に給送され、そして
、電極間間隙を導電性帯状体の送行方向と同じ方向に乱
流状態となって流れる。

メッキ液供給口は液拡散手段を備えており、これによっ
て、電極間間隙を流れるメッキ液の乱流状態が導電性帯
状体の幅方向において均一にされる。

更に、メッキ液供給ブロックの上側に配置される電気絶
縁材料から成る遮蔽ブロックを備えており、これがその
上を送行される導電性帯状体にリーク電流によって電着
が行なわれることを防止している。

前述したように、メッキゾーンに入る直前に遮蔽ブロッ
クを配置することによって、本発明装置は前述した従来
装置の欠点を克服し、ピンホールやその他の欠点を生ず
ることなしに１７ミクロンないしはそれ以下の厚さに導
電性状体の下面に連続的に電着をすることができるよう
になる。

遮蔽ブロックは一対の封止杆と一体に成形され、略Ｕ字
状を為すシーリングユニットとして構成されることが好
ましい。

一対の封止杆は電極間間隙の両側にそこからメッキ液が
流出するのを防止するために配置される。

遮蔽ブロックは封止杆とその手前側（帯状体送行方向に
おける）にて相互に連結されている。

このような完全な型のシーリングユニットは、これを所
定の位置に簡単に配置することができ、そして、前述し
た及び後述する機能を果すことができる。

図面に例示した電気メッキないしは電鋳装置は、例えば
酸性銅メッキ液１を収納しているタンクないしは容器２
を備えている。

メッキタンク２は鋼で形成されており、そして、酸性溶
液に用いられるので、ポリ塩化ビニルのような耐酸性合
成材料により内面が被覆３されている。

導電性材料から成る帯状体４がタンク２内にその人口５
から入り出口６から出ることによってタンク２内を水平
方向に通過するようにされており、そして、この帯状体
４の表面に銅箔あるいは回路パターンが電着される。

タンク２内にはグラファイト又は銅から成るカソード７
が固定されており、その平らな下面８は水平方向に延び
ている。

第２図にも示されているとおり、カソード７の下面８に
はいくつかの凹部９が形成されており、そして、この凹
部９はカソード７を垂直に貫通して設けられたいくつか
の通路１０と国別的に連通されている。

これらの通路１０は導管１１を介して真空ポンプ１２と
連結されている。

導電性帯状体４はカソード７の下をリールからリール（
何れのリールも図示していない。

）へ向って第１図の矢印で示す方向へ送行される。

導電性帯状体４が送行されている間真空ポンプ１２によ
ってカソード７の下面８に形成された凹部９内が局部的
に真空とされ、その結果導電性帯状体４はカソード７の
側に吸引される。

このようにして、導電性帯状体４はカソード７の下面８
と摺接し十分な電気的接触によってカソード化されてタ
ンク２内を通過して行く。

カソード７の下方には平らな上面１３を有する不溶性ア
ノード１４が配置され、そして、その上面１３とカソー
ド７の下面８とが適当な間隔をおいて平行になるように
される。

そして、カソード７の下を送行され、カソード化された
帯状体４と不溶性アノード１４との間には適当な電極間
間隙１５が保たれる。

この不溶性アノード１４は、鉛、鉛−錫合金又は表面を
白金で被覆されたチタンや銅によって形成することがで
きる。

ポリ塩化ビニルのような電気絶縁材料から成るメッキ液
供給ブロック１６が不溶性アノード１４の一端に接して
配置されており、そのメッキ液供給口を通してメッキ液
１が電極間間隙１５に供給され、そしてそこを乱流状態
になって通過する。

ここで不溶性アノード１４の一端とは導電性帯状体４の
送行方向における手前側の端部のことであり、この後も
同様の意味で用いられる。

メッキ液供給ブロック１６には切欠が設けられており、
その切欠と不溶性アノード１４の一端面との間に導電性
帯状体４の幅方向に延びる溝１７が形成される。

又、メッキ液供給ブロック１６には同じく導電性帯状体
４の幅方向に延び幅が前記溝１７のそれより狭い別の溝
１８が溝１７の下方に連続して設けられている。

この２つの溝１７及び１８によって、そこからメッキ液
２が電極間間隙１５へ給送される上述したような供給口
が構成される。

ブロック１６には、更に、溝１８の長手方向の中央から
下方へ延びるメッキ液通路１９が形成さン れており、この通路１９は導管２０を介してタンク２外
に設けられたポンプ２１の送出管２２と連結されている
。

ポンプ２１は吸入管２３を介してメッキタンク２内に収
納されているメッキ液の液面よりも下方の部分でタンク
２内部と連結されている。

しかして、メッキ液１は常時メッキ液供給ブロック１６
に給送されることになる。

拡散板２４は適宜の手段によりメッキ液供給ブロック１
６に固定されており、これによって、第１の溝１７と第
２の溝１８との間が区画されている。

この拡散板２４にはメッキ液を通すための無数の小孔が
形成配列されている。

シーリングユニット２５はカソード７とアノード１４と
の間に配置されている。

シーリングユニット２５は平面形状で略Ｕ字状を為して
おり、互いに間隔をあけて平行にかつ電極間間隙１５の
両側に沿って配列される一対の封止杆２６．２６と、こ
の封止杆２６．２６の上手側（帯状体４の送行方向に関
して手前側の意。

以下同じ。）端間に架設された遮蔽ブロック２７とから
成る。

シーリングユニット２５は、すべり性、耐摩耗性及び耐
化学薬品性のある電気絶縁材料、例えば「テフロン」（
フッ素樹脂の商標）のような電気絶縁材料により一体に
成形されるのが好ましい。

シーリングユニット２５の一対の封止杆２６．２６の上
面２８．２８は横断面形状で凸曲面を為しており、これ
によって、導電性帯状体４の両側部下面と摺接可能かつ
水密に接触される。

シーリングユニット２５の遮蔽ブロック２７は正確に平
らな上面２９を備えており、該上面２９は常に封止杆２
６の曲面状上面２８の頂部より僅かに下方にあるように
される。

遮蔽ブロック２７の下手（帯状体４の送行方向に関して
進行側の意。

以下同じ。

）側の端面３０は第１図に最も良く示されているように
下向きの凹曲面とされている。

不溶性アノード１４の上面はその幅が他の部分より狭く
されて両側に一対の水平方向に延びる支持だな３１，３
１が形成される。

第１図から解るように、これらの支持だな３１．３１は
メッキ液供給ブロック１６のＵ字状の上面と同一平面内
にあるようにされている。

アノード１４の一対の支持だな３１．３１上及びメッキ
液供給ブロック１６のＵ字状上面には合成ゴムのような
弾性材料から成る押し上げ管３２が配置されている。

この押し上げ管３２は第３図に示すようにＵ字状に折り
曲げられており、そして、この押し上げ管３２の上にＵ
字状のシーリングユニット２５が載置されている。

第２図で良く解るように、シーリングユニット２５の一
対の封止杆２６．２６は、不溶性アノード１４の幅が狭
くされた頂部の両側面３３．３３に摺接するように配置
されている。

シーリングユニット２５の遮蔽ブロック２７はメッキ液
供給ブロック１６の上方をほとんど覆うように配置され
る。

押し上げ管３２はエアー導管３４を介してコンプレッサ
ー３５と連結されている。

コンプレッサー３５から圧搾空気が押し上げ管３２に給
送されると、押し上げ管３２の直径が大きくなり、その
結果シーリングユニット２５を押し上げることになる。

一対の四角形の板３６．３６が押えねじ３７によってア
ノード１４及びメッキ液供給ブロック１６の両側面に固
定され、これによって押し上げ管３２．３２を所定の位
置に保持すると共にシーリングユニット２５の上下動を
案内する。

シーリングユニット２５が押し上げ管３２によって押し
上げられると、封止杆２６．２６の曲面状上面２８．２
８は導電性帯状体４の下面両側部と摺接するようになる
。

このように、一対の封止杆２６．２６が電極間間隙１５
の幅方向における両側を限定しかつ封止するので、メッ
キ液は電極間間隙１５を導電性金属体４の長手方向にの
み流れることになる。

シーリングユニット２５の遮蔽ブロック２７はカソード
７の下に部分的に横たわり、かつ不溶性アノード１４の
上方を部分的に覆うように配置され、これによって、導
電性帯状体４の電極間間隙１５内に進入した部分に連続
した部分を遮蔽している。

しかして、この遮蔽ブロック２７によって導電性帯状体
に漏洩電流による早すぎる電着が防止される。

遮蔽ブロック２７は導電性帯状体４を漏洩電流から遮蔽
しなければならないものではあるが、又、その上面２９
が導電性帯状体の表面やあるいはその表面に形造られた
レジストマスクと接触するようなことがあってはならな
い。

これは、かかる接触によって導電性帯状体の表面が汚さ
れたり、あるいは又、レジストマスクが損傷されたりす
ることかないようにするためである。

このような相反する２つの要求を満たすことは、封止杆
２６．２６の曲面状上面２８．２８が導電性帯状体と正
しく摺接したときに遮蔽ブロック２７の上面２９と導電
性帯状体４の下面との間に０．１ ％以下の間隙が保た
れるようにすることによって可能である。

第１図において解るように、遮蔽ブロック２７の凹曲面
状の下手側端面３０は不溶性アノード１４の上手側端面
の上端縁３８と対向するように配置されている。

この端縁３８は曲面にされており、遮蔽ブロック２７の
曲面状下手側端面３０との間でメッキ液を供給溝１７か
ら電極間間隙１５へ導びくための回路３９が形成されて
いる。

上述したところから明らかなように、シーリングユニッ
ト２５は、（１）電極間間隙１５の幅方向両端部を封止
してここからメッキ液が洩れるのを防止する機能、（２
）導電性帯状体４を漏洩電流から遮蔽する機能及び（３
）不溶性アノード１４と共にメッキ液をメッキ液供給口
１７から電極間間隙１５へ導びくための回路３９を提供
する機能、というように複数の機能を果すことができる
。

従って、１シーリングユニツト」という言葉はそれが予
定している機能のうちの−に着目したものである。

上述した装置によって銅箔ないしは回路パターンを連続
的に製造するには、先ず、導電性帯状体４が矢印で示さ
れる方向（第１図において右方向）へ一定の速度で送行
され該装置を通過して行くようにする。

尚、プリント回路パターンを製造する場合には導電性帯
状体４の下面にレジスト剤により予めマスキングを施す
必要があるが、金属箔を製造する場合にはそのような必
要はない。

真空ポンプ１２が作動されると、カソード７の下面８に
形成された凹部９を介して導電性帯状体４に吸引力が作
用し、これによって、導電性帯状体４はカソードＴに摺
接しカソード化されながら送行される。

ポンプ２１が作動されると、メッキ液がカソード化され
た導電性帯状体４と不溶性アノード１４との間の電極間
間隙１５を乱流状態で流れて行く。

そして、この電極間間隙１５を流れるメッキ液の乱流の
程度は導電性帯状体４の幅方向において一様であること
が必要である。

この目的のためには拡散板２４がメッキ液供給ブロック
１６の第１の溝１７と第２の溝１８との間に配置されて
いることが寄与する。

メッキ液は、ポンプでメッキ液供給ブロック１６へ給送
されると、先ず溝１８内に充ち、それから無数の小孔を
有する拡散板２４を通過して別の溝１１へ流入する。

それから、メッキ液は回路３９を経て電極間間隙１５内
へと流入する。

この回路３９の存在も、電極間間隙１５を流れるメッキ
液の乱流状態を幅方向において一様にするのに役立つ。

そして、シーリングユニット２５の封止杆２６．２６が
あるので、メッキ液は導電性帯状体４の長手方向にのみ
流れることになる。

本発明装置における電気的な構成はどちらかと云えば普
通の良く知られた種類のものであるため図示していない
が、不溶性アノード１４を通して加えられる直流電流密
度は約３Ａ／−までのものである。

そして、カソード７の下を送行される導電性帯状体４の
下面にメッキ液中から銅が析出される。

尚、メッキ液が電極間間隙１５を乱流状態となって流れ
ることは、導電性帯状体４に近接して分極層（銅イオン
濃度が過度に減少した部分）の発生を効果的に防ぎ、そ
して、このことが導電性帯状体４への堆積速度を促進せ
しめることとなる。

又、シーリングユニット２５の遮蔽ブロック２７は導電
性帯状体４の正規のメッキゾーンへ入る前の部分に漏洩
電流による銅の析出が為されるのを防止し、正規のメッ
キゾーンにおいてのみ導電性帯状体への電着が為される
ようにする。

従って、ピンホールやその他の欠点を生ずることなく、
１７ミクロンあるいはそれ以下の厚さの銅箔や回路パタ
ーンを導電性帯状体４の表面に連続的に形成することが
できる。

尚、本発明は、銅の電着たけでなく、ニッケル及びコバ
ルトの如き他の金属、並びにニッケルコバルト合金の如
き合金の電着にも応用することができること勿論である
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るメッキ装置の実施の一例を示し、第
１図は部分的に破断して示す縦断側面図、第２図は第１
図の２−２線に沿う拡大断面図、第３図はシーリングユ
ニットとその下に配置された押し下げ管とを拡大して示
す斜視図である。 符号の説明、１・・・・・・メッキ液、２・・・・・・
容器、４・・・・・・導電性帯状体、７・・・・・・カ
ソード、８・・・・・・カソードの平らな下面、１４・
・・・・・不溶性アノード、１５・・・・・・電極間間
隙、１６・・・・・・メッキ液供給ブロック、１７−１
８・・・・・・メッキ液供給口、２４・・・・・・拡散
板、２５・・・・・・シーリングユニット、２６・・・
・・・封止杆、２７・・・・・・遮蔽ブロック、２９・
・・・・・遮蔽ブロックの平らな上面、３２・・・・・
・押し上げ管、３９・・・・・・回路状のメッキ液通路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電性材料から成り予め定められた方向へ送行され
   る帯状体と、電着される金属を含んでいるメッキ液を収
   容している容器と、該容器内に配置され水平方向に配置
   された下面を有すると共に該下面を上記導電性帯状体が
   摺接しかつカソード化されながら送行されるカソードと
   、カソードの下方に配置されカソードの下側を送行され
   る導電性帯状体との間に電極間間隙が形成される不溶性
   アノードと、メッキ液を上記電極間間隙に供給するメッ
   キ液供給口を限定する手段と、電気絶縁材料から成りメ
   ッキ液供給口の上方に配置されその上方を送行される導
   電性帯状体を漏洩電流による電着から遮蔽する遮蔽ブロ
   ックとから成ることを特徴とするメッキ装置。 ２ 電極間間隙に供給されるメッキ液を乱流状態で導電
   性帯状体の送行方向に流す手段と、その乱流状態の程度
   を導電性帯状体の幅方向において一様とする手段とを備
   えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のメッ
   キ装置。 ３ 電極間間隙の両側部にそこからメッキ液が漏れるの
   を防止するための封止手段が設けられたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載のメッキ装置。 ４ 封止手段がすべり性の良い電気絶縁材料から成る一
   対の封止杆を含み、該封止杆が導電性帯状体と摺接する
   ように不溶性アノードの上に載置されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載のメッキ装置。 ５一対の封止杆が遮蔽ブロックと一体に形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のメッキ装
   置。 ６ 遮蔽ブロックと不溶性アノードとの間でメッキ液供
   給口と電極間間隙との間にある開路状のメッキ液通路が
   形成されるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項、第４項又は第５項記載のメッ
   キ装置。 ７ 導電性材料から戒り予め定められた方向へ送行され
   る帯状体と、電着される金属を含んでいるメッキ液を収
   容している容器と、該容器内に配置され水平方向に配置
   された平らな下面を有すると共に該下面を上記導電性帯
   状体が摺接しかつカソード化されながら送行されるカソ
   ードと、カソードの下方に配置されカソードの下側を送
   行される導電性帯状体との間に電極間間隙が形成される
   不溶性アノードと、導電性帯状体の送行方向に関して不
   溶性アノードの手前側端に接して設けられ導電性帯状体
   の長手方向にかつ乱流状態で流れるように電極間間隙に
   メッキ液を供給するためのメッキ液供給口を有するメッ
   キ液供給ブロックと、メッキ液供給口内に配置されメッ
   キ液が通過する多数の小孔を備えていてそこを通過し電
   極間間隙を流れていくメッキ液の乱流の程度が導電性帯
   状体の幅方向において一様となるような拡散板と、そし
   て、一対の封止杆と遮蔽ブロックとが電気絶縁材料にて
   一体に形成されて戒るシーリングユニットとから成り、
   一対の封止杆は電極間間隙の両側端に沿って配置されそ
   こからのメッキ液の漏れを防止し、遮蔽ブロックは一対
   の封止杆に架は渡し状に形成され導電性帯状体を覆って
   それへの漏洩電流による電着を防止するようにメッキ液
   供給ブロックに覆いかぶさるように配置されていること
   を特徴とするメッキ装置。 ８ シーリングユニットの下に横たわりかつ不溶性アノ
   ードとメッキ液供給ブロックの上面に支持されており弾
   性材料により形成された押し上げ管を備えており、この
   押し上げ管には圧搾空気が供給されるようにし、これに
   よってシーリングユニットをその封止杆が導電性帯状体
   と水密にかつ摺動可能な状態で接するまで押し上げるよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   メッキ装置。 ９ 遮蔽ブロックには平らな上面が形成されており、該
   上面は一対の封止杆の上端より僅かに下方に位置されて
   おり、これによって封止杆が導電性帯状体と正しく摺接
   したとき遮蔽ブロックの上面と導電性帯状体との間に僅
   かな間隙が形成されるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第８項記載のメッキ装置。 １０遮蔽ブロツクと不溶性アノードとの間でメッキ液供
   給口と電極間間隙との間にある開路状のメッキ液通路が
   形成されるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第７項、第８項又は第９項記載のメッキ装置。