JPS62287091A

JPS62287091A - 延性及び微細粒構造の良好な長い電鋳金属ハク及び製造方法

Info

Publication number: JPS62287091A
Application number: JP61316030A
Authority: JP
Inventors: ネッド　ダブリュ．ポラン
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1986-12-25
Publication date: 1987-12-12
Also published as: US4647345A; EP0248118A1

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】３、発明の詳細な説明本発明はストリップまたはハク形態の金属を電鋳する方
法及び装置に関するものである。

電鋳または電着した金属ハク、特に銅ハクは電子または
電気的用途のための印刷回路の製造に広く使用される。

基本的な電鋳技術は古く、かつ当業界では周知である。

エジソン（Ｅｄｉｓｏｎ）の米国特許第１．４１７．４
６４号明細書、及びマツクコード（ＨｃＣｏｒｄ　）の
米国特許第１，５４３．８６１号明細書では、これを示
している。電鋳金属ハクを製造するための装置は、電着
させようとする金属の有効物を含有する電解溶液を入れ
るタンク、またはセル、及び電極二個、陰極及び陽極を
包含するのが代表的である。二個の電極は、少なくとも
一部を電解液の中に浸漬させようとするタンクに、ある
いはこの中に据え付ける。電流を電極に流すことによっ
て、金属を陰極の浸漬されている表面に析出させる。陰
極を回転することによって、ハクまたはストリップ形態
の金属を連続的に製造することができる。

金属ハクまたはストリップを電鋳するのに使用する陰極
及び陽極は種々の外形をしていてもよい。

陰極は一般に回転する円筒形のドラムを包含しているが
、陽極は一般に弓形をした、間隔のあいた二個の、がっ
しりした陽極区画のある割れた陽極配列を包含する。各
陽極区画は通常長さがドラム陰極の周囲の四分の−より
も多少短く、かつ回転するドラム陰極と実質的に同心に
なるように、タンクの中に据え付ける。このような陽極
配列の設備をする主な理由は、陰極と陽極との間に実質
的に均一な間隔を維持することによって、厚さの均一な
金属ハクの生成を促進する点にある。割れた陽極配列を
使用すれば、中央通路及び（または）多岐管を、回転ド
ラム陰極の底部を横断し、かつ陰極と陽極区画との間の
電極間のすき間に、電解液を供給するのに使用すること
ができる。エイテス（ＹａｔｅＳ　）の米国特許第２．
０４４．４１５号明細書、ゾルダス（Ｚｏｌｄａｓ）の
米国特許第２，８６５．８３０号明細書、及びクランシ
ー（ｃｌａｎｃｙ）の米国特許第３．４６１．０４６号
明細書では代表的な電鋳装置を説明している。

陽極の長さ、使用する装置のタイプ、及び回転陰極上に
生成させようとする析出物のタイプに基づいて、所望に
よっては、陽極を二個以上使用することができる。レビ
ー（ＬｅＶＶ）　、その他の米国特許第１，９５２，７
６２号明細書では二個の陽極及び間隔をとっである一対
の追加陽極板を包含する陽極の配置を説明している。追
加の陽極板は、回転するドラム陰極の浸漬部分全体の周
りに実質的に広がる陽極を作ろうとして設けである。英
国特許の第１．５４３．３０１号明細書、及び第１゜５
４８．５５０号明細書では、複数の区画がある陽極の配
置を説明している。陽極を複数の区画に分割して、電解
液を流通させ、電極間のすき間に供給することのできる
追加の通路を設（づ、かつ（または）第一帯域で金属ハ
タを生成し、かつ第二帯域で電鋳したハクに、結節状ま
たは樹枝状の層を生成するように、陽極の異なる区画に
異なる電圧の印加をしやすくする。

実質的に均一な厚さをしている実質的に均一な金属のハ
ク及びストリップを製造することが、しばらくの間、ハ
ク及びストリップの製造業者の目標であった。種々の因
子が実質的に均一なハタ及びストリップの製造を困難に
していた。これらの因子には、電解液を高速度の流速で
使用する必要があること、及びメッキする表面に新鮮な
金属種がないことを包含している。電解液を高速度で流
すことは若干の理由で困難である。第一に、割れている
陽極配列の中央のすき間を流通する高速度の電解液は、
すき間の直上の動いている陰極のメッキする表面に直接
衝突する。この衝突する電解液流は、すき間の直上の領
域での電流分布の均等性を乱し、このためにこの領域で
不均等なメッキをすることになる。第二には、衝突する
電解液流が陰極及びメッキ表面の両方の浸食の原因にな
る。

ポラン（Ｐｏｌａｎ　）の米国特許第４，５２９．／１
８６号明細書では、この問題の処理に関する試みを説明
している。ボランの特許明細書に記載の方式では、電極
間のすき間に流入する電解液流を散らし、かつメッキ区
域全体に一段と均一な電流分布を作るために、中央に多
孔区域のある陽極構造体を使用している。

メッキ表面に新鮮な金属種を搬送する問題は種種の方法
で処理された。この問題を処理する一つの方法は、小孔
の多いエキスバンドメタルラス構造体で作る陽極、及び
陽極構造体の開口を経て電解液を供給する方式を使用す
ることであった。この方法はアドラー（＾ｄｌｅｒ　）
の米国特許第４，３１８．７９４号明細書で説明してあ
る。もう一つの方法では、メッキ区域全体に、複数のか
き混ぜ器パイプを使用して、メッキ区域内で電解液のな
めらかで、しかも乱流のかき混ぜを確立することを包含
している。コンレイ（ｃｏｎｌｅｙ）　、その他の米国
特許第３．１５１，０４８号明細書で、この方法を説明
している。

静的電気メツキ方式では、メッキ電極での金属種の有効
性に関して同様な問題がある。静的方式では、大量の電
解液の中で金属種の濃度が均一でない虞れがある。従っ
て、大量の電解液のかき混ぜが好ましくなる。ブランソ
ン（ＢｒａｎＳＯｎ　）の米国特許第３．３５１．５３
９号明細書では、電解液の中に浸漬してある、音波すな
わち超音波発振−〇　− 器を使用して、電解液をかき混ぜ、均一な濃度にするこ
とができることを示唆している。しかしながら、金属の
ハタ及びストリップの動的電鋳方式が十分に異なってい
るので、大量の電解液のかき混ぜ技法は不適当である。

静的方式では、メッキは、一般にメッキサイクルの完結
と同時に取り除く陰極で比較的短時間行う、従って電解
液を大量の状態で、かき混ぜることができる。金属のハ
タまたはストリップを連続的に電鋳する方式では、電解
液のかき混ぜは、動いているメッキ表面に新鮮な金属種
を連続的に供給するために必要である。

実質的に均一なハタまたはストリップを製造しようとす
る場合には、新鮮な金属種をメッキ表面に連続して供給
できることが重要である。その上、これは陽極と動いて
いる陰極との間の比較的狭い電極間のすき間で必要であ
る。

優秀な延性は、電鋳金属ハク及びストリップでは非常に
好ましい性質である。一般に、優秀な延性は低い操作電
流密度を使用して得られる。しかしながら、このやり方
についての問題は、析出法度を最大にするためには、多
くの場合に高い操作電流密度が必要なことである。一段
と高い電流密喰で操作するために、限界電流を増大する
ための一つの方法は、電解液の流速を増大することであ
る。これには、メッキ表面の近傍で使用できるメッキ種
の濃度を増大する境界拡散層の厚さを減じる作用がある
。高い流速には電解液をポンプ送りする高能力が必要で
あり、かつ先に検問したように、メッキ部品の磨耗及び
浸食を促進する。従って、析出速度及び速いポンプ送り
と関連のある投資金、保守並びに休止時間コストの間に
は同時成立が困難な関係がある。

延性が粒度と共に増大する、通常の鋳造及び鍛造した金
属物質とは異なって、電鋳した簿いシート及びハクの場
合には、粒度がハクの厚さのそれに接近すれば、延性及
び強度は両方共低下する。

市販品を入手することのできる電鋳した金属、詳細には
銅のハクは一般にハクの横断面の多く、あるいはほとん
どを横切って個別的に伸びている粗い円柱状の粒子を含
有する。有効な延性特性のあるハクの製造では、多くの
場合に、ゼラチンのような添加剤を使用する。しかしな
がら、これらの添加剤の使用は、一般に、約０．３Ａ／
ｃｍ２程庇の比較的低い電流密度に限定されるようであ
る。

もつと高い、更に好ましい電流密度では、粒度及び延性
は両方共、これらの添加剤の存在で著しく低下する。こ
の延性の喪失は、粒度の激しい減少、並びに析出物中の
、特に粒界での不純物、添加剤及び添加剤の分解生成物
の混入の総合作用に原因があるものと考えられる。導電
率、強さ、粘り強さ、耐食性、結合強さのような、ハク
の伯の性質もまた著しく低下することがある。

従って、延性の大きい金属ストリップまたはハクを製造
するのが本発明の目的である。

このような金属ストリップまたはハクを製造する方法及
び装置を提供するのが本発明の更に別の目的である。

メッキ添加剤を使用する必要のない、上記の方法及び装
置を提供するのが本発明の更に別の目的である。

比較的速い析出速度にするために、電解液の比較的速い
流速を使用する必要のない、上記のような方法及び装置
を提供するのが本発明の更に別の目的である。

これら及び更に別の目的並びに利魚は、同じ番号で同じ
構成要素を示してある図面から明らかになるであろう。

本発明によって、延性の大きい電鋳金属のハクまたはス
トリップを、電鋳過程中に電解液を音波、好ましくは超
音波かき混ぜを使用することによって製造する。驚異的
にも、電解液をこの方法でかき混ぜることによって、延
性が大きく、かつ適当に微細な、粒度が均一になってい
る電鋳金属ハタを、メッキ添加剤を使用しないで、得る
ことができることを見い出した。粒度を適度に微細にす
ることができることは、印刷回路への適用に望まれるか
なり粗い表面の粗さを維持することができて、しかも非
常に微細な粒度のぜい化作用を避けることができる点で
重要である。その上、本発明の方法では、電解液の温度
及び（または）メッキしようとする金属種の有効濃度の
ような、一定の物理的パラメータの調整を介して、装置
の限界電流を密度を上げることによって、一段と速い析
出速度で、しかも激しさのずっと少ない操作条件の下で
、ハクを製造することができる。例えば、本発明の装置
では、高速度の電解液流を使用して、高い析出速度にす
る必要がなく、従って必要とするポンプ送り容量がずっ
と少ないために、関連する金物類の浸食による損傷を減
じることになる。

本発明の電鋳金属ハタを製造する装置には、少なくとも
一部分が電解液の中に浸されている、回転する円筒陰極
、及び弓形をした、間隔を保って離れている二個の陽極
区画から成る割れた陽極を包含する。電解液を陽極区画
の間のすき間を通し、かつ極間のすき間へと循環させる
ために、多岐管を設備する所望の成果を挙げるために、
本発明の装置には、電極間のすき間の中で電解液を音波
かき混ぜする装置を包含している。かき混ぜ装置には、
電極の一つと接触させた配置か、電極の一つの中に組み
込むか、または電解液の流路の中に配置するかのどれか
の一個以上の音波発振器、好ましくは超音波発振器を包
含する。

第１図は、一連の音波発振器を絹み込んである電鋳装置
の横断面図である。

第２図〜第５図は本発明の電鋳装置のどれを選んでもよ
い実Ｍ態様の横断面図である。

延性の優秀な電鋳金属ハクあるいはス１−リップは、本
発明に従って、電鋳■程中に、電！ｉ′液に音波かき混
ぜを適用して製造する。本発明を銅ハタの製造に関連し
て説明するが、本発明の方法及び装置は他の電鋳金属及
び金属合金の製造に役立つ。

同様に、本発明を金属ハクの製造に関連して説明するが
、金属ストリップのような仙の連続した、または連続し
ていない金属生成物を、本発明の方法及び装置を使用し
て製造づることができる。

次に図面に言及するが、第１図では本発明にＪ：る電鋳
装置の第一実施態様を説明する。電鋳装置１０は電解溶
液１６を入れるタンク１２かある電気化学セルを包含す
る。タンク１２は鉛またはステンレス鋼のような適切な
非反応性物質で作ることができ、あるいはコンクリート
のような構造材料で作ることができる。構造材料を使用
する場合には、図には示してないが、ポリ塩化ビニルま
たはゴムのような耐食性物質の内部内張りを施してもよ
い。

円筒形のドラム陰極１４は、所望の軸、好ましくは実質
的に水平軸の周りを回転するようにタンク１２の中に据
え伺りる。陰極１４は少なくとも一部が電解溶液１６の
中に浸漬されるように、当業界で公知の適切な任意の据
え付は手段（図には示してない）を使用して、タンクの
中に取り付けることができる。好ましい配列では、ドラ
ム陰極の約半分が電解液１６の表面よりも下に達してい
る。ドラム陰極１４は当業界では公知の適切な任意のモ
ーター駆動装置（図示してない）で回転さぜることがで
きる。

回転ドラム陰極１４は鉛、ステンレス鋼、コロンビウム
、タンタル、チタン、クロム、並びにこれらの物質の合
金を包含する、任意の適切な導電性金属または金属合金
で作ることができる。好ま−　１６　＝しいｍ透体では、陰極１４はチタン、コロンビウム、タ
ンタル、またはこれら金属の合金で作つだ磨き上げたメ
ッキ表面２６のあるステンレス鋼ドラムを包含する。

陽極１８は陰極１４に極めて近接して据えイ」Ｉ′Ｊる
のが好ましく、かつ弓形をした二つの陽極区画２０及び
２２を包含する。陽極区画２０及び２２は、当業界で公
知の適切な任意の据え付り装置（図にはない）を使用し
て、タンク１２の中に据え付（ブることかできる。これ
らは、陰極１４及びこれのメッキ表面２６と実質的に同
心になるＪ：うにタンクの中に据えイ」りるのが好まし
い。このような陰極−陽極装置の設備をする主目的は、
メッキ区域全体にわたって、実質的に一定した電極間の
すき間２４を作るためである。陰極及び陽極は所望の任
意の広さのある電極間すき間を生じるようにでも配列す
ることはできるが、すき間が広すきれば、すき間の間で
内部抵抗損失を発生ずる虞がある点で現実的な制限があ
る。実質的には、これは電極間のすき間２４を約５０Ｍ
よりも狭くするべきであることを意味する。すき間２４
の幅は約５悶から約１５ｍｍまでの範囲内に−ｙるのが
好ましく、約７胴から約１１ｍｍまでが最も好ましい。

陽極区画２０及び２２は任意の導電性物質で作ることが
できる。これらは鉛、アンチモン、白金、またはこれら
の物質の合金のような不溶性の物質で作るのが好ましい
。例えば、各陽極区画は鉛−アンヂモン合金で作っても
よい。

陽極１８及び陰極１４は、当業界で公知の適切な任意の
接続手段によって電源２５に接続する。

電源２５は当業界で公知の適切な通常のどんな電源を包
含していてもよい。例えば、電源２５は交流（Ａ、Ｃ，
）または直流（Ｄ、Ｃ，）のどちらかの電流を陽極及び
陰極に供給する装置を包含することができる。

タンク１２の中の電解液１６は、陰極のメッキ表面２６
上に電着させようとする、ある濃度の単一または複数の
金属イオンを含有する′Ｖ竹氷水溶液包含することがで
きる。例えば、銅をメッキ表面に析出させようとする場
合には、電解液１６はある濃度の銅イオンを含有する。

電着、すなわちＥ−Ｄ銅ハクを作るのに好ましい溶液は
硫酸銅−硫酸溶液を包含する。

電解液の温度は析出速度に影響を及ぼすことを見い出し
た。すなわち、析出速度を増大させる見地からでは、電
鋳過程中の電解液の温度を、はぼ室温から約１００℃ま
で、好ましくは約５５℃から約６５℃までの埴囲内に維
持するのが好ましい。

この温度の範囲内では、電解液溶液は硫酸銅の形態で、
１ｊ！当たり約１０ｇ（以後ｇ／ｌと略記する）から約
３２０９／１まで、好ましくは約２００ｇ／ｆｌから約
３００ｇ／ｌまでの範囲内の銅イオンＩＩｒ！１を含有
することができる。硫酸は銅を硫酸銅として沈殿させる
程までの濃度で電解液中に存在していてもよい。硫酸の
濃度は約１０９／ｊ！から約１００９／ｊ！までの範囲
内であるのが好ましい。言うまでもなく、上記の濃度範
囲は温度に左右され、かつ上記の温度範囲外に維持され
ている電解液溶液に対して調節しなければならないかも
知れないことを認識するべきである。高温では、銅の溶
解痩が温度と共に増加するために、銅の濃度は前記の上
限以上に増加することがある。

タンク１２には電解液の温度を所望の水準に維持するた
めに、図には示していない装置を設備しでもよい。温度
を維持する装置は、当業界では公知の、加熱／冷却環状
管のような任意の適切な装置を包含することができる。

新鮮な電解液を実質的に連続方式でメッキ区画に供給す
るために、装置１ｏは中央多岐管３２を包含する。多岐
管３２はドラム陰極１４の回転軸に平行の方向に延び、
かつ陰極の長さに実質的に等しい長さである。多岐管に
は所望の電解液流を電極間のすき間２４に供給するのに
十分な幅がある。多岐管はプラスチックのような適切な
どんな物質ででも作ることができ、かつ当業界で公知の
　　　′適切などんな装置（図にはない）を使用してで
もタンク１２に据え付けることができる。多岐管は、図
示してないポンプと連絡していて、タンクの中で所望の
流れのパターンを作る。当業界で公知の適切などんなポ
ンプでも所望の流れパターンを作るのに使用することが
できる。

電鋳過程中に電極間のすき間の中で電解液をかき混ぜる
ために、装置１０に一個以上の音波発振器３４、好まし
くは超音波発振器の設備をする。

発振器３４は当業界で公知の適切な任意の音波、または
超音波発振器を包含することができる。例えば、各発振
器３４は電気エネルギーを音波または超音波の振動数範
囲の機械的振動に転換する電気機械変換器を包含するこ
とができる。各変換器に電圧を印加するために、図には
示してないが適切な電気回路を設けることができる。し
かしながら、使用する特定の発振器は適度に微細な所望
の粒構造体を生じるのに十分なエネルギーの発生ができ
るようにするべきである。発振器は、過大なエネルギー
を発生して、生成するバクの品質を低下させ、あるいは
破壊する程大きくするべきでないことは言うまでもない
。

一個または複数個の発振器３４をい（っかの位置に配置
することができる。第１図に示してあるように、音波、
あるいは超音波発振器３４は、陰極とで電極間すき間を
作るそれぞれの表面２８または３０と向かい合っている
各陽極区画の表面３６と接触させて据え付けるか、また
は配置することができる。別法としては、第２図に示す
ように、−個以上の発振器３４を各陽極区画の中に組み
入れることができる。

第３図は発振器３４用の別の位置を説明する。

この図面では、発振器３４を、多岐管３２の排出口の直
上、あるいは電解液の流路の中に配置する。

所望によっては、追加の発振器３４を電極間すき間、２
４の中に配置することができる。

第４図では発振器３４用の更に別の位置を説明する。第
４図に示してあるように、若干の発振器を陰極の中に、
メッキ表面２６に向かい合っている表面に接触させて配
置することができる。別法としては、第５図に示すよう
に、発振器３４を陰極の中の中央に配置することができ
る。このような配置を使用する場合には、ドラム陰極の
内部は、図には示してないが、液体を満たしておくか、
あるいはエネルギーをメッキ表面２６に伝達するために
一連の心向きスポーク３８を設りるかのどちらかをする
。

先に検討したように、電鋳過稈中に電解液を、音波かき
混ぜする、詳細には超音波かき混ぜづ−ることによって
、メッキ添加剤を使用することなく、延性が大きく、か
つ適度に微細な、しかも実質的に一様な粒構造体をして
いる金属ハク及びストリップを製造することができるこ
とを見い出した。

粒度の適度の微細さは非常に好ましく、それは、所望に
よっては、これのために電鋳ハクの特徴である、かなり
粗い表面の粗さを保存することができ、これが印刷回路
に適用するのに有効であり、しかも非常に小さい粒度の
ぜい化作用を都合Ｊ：り避りるからである。更に、装置
の一個以上の物理的パラメータを調節することによって
、限界電流密度を増大する場合に、本発明の方法では、
一段と激しさの弱い操作条件、すなわち電解液の一段と
遅い流速の下で、一段と速い析出速度で、延性及び粒度
の所望の改良を達成することができる。

例えば、本発明の方法は、約０．１Ａ／ｃｍ２から約３
．０Ａ／Ｃｒｎ２までの範囲内の適用電流密度、及び約
０．１ｍ、／秒から約３．Ｏｍ／秒までの範囲内の電解
液流速を使用して行うことができる。

電流密度を約０．６Ａ／α２から約２．０Ａ／ｃｍ２ま
での範囲内に維持するのが好ましく、かつ電解液の流速
は約０．３ｍ／秒から約２．０ｍ／秒までの範囲内に維
持するのが好ましい。超音波発信器は約０．０５ワツト
／　ｃｔｎ　２から約２０ワツト／ｃｍ２まで、好まし
くは約２０ワツト／　ｃｔｎ　２から約２．０ワット／
ｃｍ２までの範囲内の陰極表面エネルギー密度を示す仕
事率水準で操作することができる。

電解液の一段と遅い流速を使用することができることは
、これにはポンプ送り容量の必要条件及び関連のある金
物類の汚染性浸食による損害を抑える効果がある点で、
重要である。これで、金物類部品の維持及び冒き換えに
関連する出費を減じることは当然である。超音波の作用
による壊食は振動数、電力水準及び変換器の配置を適切
に選定することによって避けることができる。

　２４一連続した長さのストリップまたはハクを製造するために
、陰極１４を所望の速度で回転し、かつ電流密度が前記
の範囲内にある電流を陰極１４及び陽極１８に流す。電
解液１６を装置内をくまなく循環させて、これが多岐管
３２を通って上向きに流れて陽極と陰極との間の電極間
１き間２４に入り、かつ陽極区画２０及び２２の縁を越
して、こぼれ落とずことによってタンク１２に戻すよう
にする。既に記載したように、図には示してないが、ポ
ンプを使用して、所望の電解液の液流パターンを作る。

多岐管３２を通る電解液の流速は、上記の流速の範囲内
にするべきであり、かつ新鮮な電解液をメッキ区域に連
続的に供給するのに十分にするべである。電解液が電極
間のすき間２４を流通するときに、発振器３４は溶液を
かき混ぜて、析出させようとする新鮮な金属種を、動い
ているメッキ表面２６に送るようにする。

メッキ表面２６は電解液１６に浸漬され、かつ電流を流
している間に、金属がそこに析出する。

金属析出物は、適度に微細な粒構造をしていて、しかも
延性の大きい、実質的に連続したストリップの形態をし
ている。メッキ表面２６が電解液から出て来てから、金
属ストリップを表面から取り除く、すなわち、はぎ取る
ことができる。当業界では公知の、任意の適切な装置く
図にはない〉を使用して、金属ストリップを取り除くこ
とができる。例えば、ゾルダスの米国特許第２．８６５
゜８３０号明細書、またはクランシーの米国特許第３．
４６１．０４６号明細書に示してある金属ストリップ取
り除き装置を使用してもよい。ハクを陰極メッキ表面か
ら取り除いてから、これを適当な巻き取りリール（図に
はない）に巻き取ることができる。

本発明を実証するために、下記の実施例を実施した。

実施例ＣｕＳ０　１．７Ｍ及びｌ−１２Ｓｏ４０．４．Ｍを含
有する電解液溶液を調製し、かつＨ２Ｏ２の３％水溶液
で３時間処理し、続いて３日間炭素濾過して精製した。

溶液を、直径が１．２５インチ、長さが１インチのチタ
ン製ドラム陰極及び同心の鉛製陽極を内蔵する１（のタ
ンクに入れた。ドラムを異なる二種類の接線速度、０．
３ｍ／秒及び０．６ｍ、／秒で作動させた。電解液は６
０℃の温度に維持した。適用電流密度１．０Ａ／ｃｍ２
を使用して、厚さが０．００１４インチある銅ハクをド
ラムに析出させた。

超音波かき混ぜは、米国、ニューヨークのソニコール・
インストルメンツ・コーポレーション・オブ・コピーク
（ｔｈｅ　５ｏｎｉｃｏｒ　ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＣ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｐｔａｇｕｅ　）製
の浸漬円筒形変換器によって施した。超音波発振器は電
力レベル約３００ワツトで作動させた。ハクの製造は超
音波かき混ぜによる場合、及びよらない場合の両方を行
った。変換器は実験全体にわたって、一定の流動条件を
維持するために、作動中であることを無視して、電解液
中の位置に維持した。

下記の第１表では電鋳過程中の超音波かぎ混ぜの有利な
結果を示す。詳細には、引っ張り伸び率が著しく改良さ
れたことは、超音波かき混ぜを適用することによって、
金属ハクの延性の改良が達成できたことを示している。

ハク用の標準の機械的引っ張り試験手順を使用して、引
っ張り伸び率を測定した。更に、代表的な横断面試験片
の顕微鏡検査では、大きな粒の数及び大きさの減少を示
した。

−　２９　一本発明を銅ハクの製造と関連して説明したが、本発明の
方法及び装置は、他の、鉛、スズ、亜鉛、鉄、ニッケル
、金、銀、及びこれらの合金を包含するが、これに限定
はしない、金属及び金属合金ハクの製造にも同様に適用
することができる。言うまでもなく、電解液のタイプ、
電解液中の金属イオン及び酸の濃度、流速、並びに適用
電流密度は析出させようとする金属または金属合金に従
って変化させなければならない。

陰極を、回転ドラム陰極であるとして説明したが、所望
によっては、継ぎ目なしベルトタイプの陰極を使用する
ことができる。

音波または超音波発振器の特定の位置を説明したが、図
面に示した前記の発振器の位置の組み合わせを使用する
ことができる。例えば、ドラム陰極の中に配位した一個
以上の発振器、及び各陽極区画と接触している一個以上
の発振器を包含する電鋳装置を使用ししてもよい。

本発明によって、前文に記載の目的、装置及び利点を完
全に満足する超音波かき混ぜを使用する電着のや金堂的
構造制御を提供したことは明白である。本発明をその特
定の実施態様と組み合わせて説明したが、当業界の熟達
者にとっては、多くの選択、部分変更、及び変化は前記
の説明に照らして、はっきりしていることは明白である
。従って、このような選択、部分変更及び変化は、すべ
て前記特許請求の範囲の理念並びに広い範囲内に含まれ
るものとして包含しようとするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一連の音波発振器を組み込んである電鋳装置の
横断面図であり、第２図〜第５図はすべて本発明ににる電鋳装置の実施態
様の横断面図であり、図面の番号は、１ｏば電鋳装置、１２はタンク、１４は陰極、１６は電
解液、１８は陽極、２０．２２は陽極区画、２４は電極
間のすき間、２５は電源、２６はメッキ表面、２８，３
０．３６は表面、３４は音波発振器、３８は心向きスポ
ーク、である。ノζ；ＩＩに　−１ ′°　ｎυ、！

Claims

【特許請求の範囲】

（１）延性が大きく、かつ適当に微細な粒構造をしてい
る電鋳金属の製造装置（１０）において、析出させよう
とする、ある濃度の金属イオンを含有する電解液溶液（
１６）を入れておくためのタンク（１２）、陽極（１８）及び運動するメッキ表面（２６）のある陰
極（１４）、該陽極及び該陰極の該メッキ表面は少なくとも一部を該
溶液に浸漬させてあり、該陽極及び該陰極に電流を供給し、かつ浸漬メッキ表面
への該金属イオンの析出を促進する装置（２５）、及び該運動メッキ表面と接触している該電解液を音波かき混
ぜする装置（３４）、を特徴とする装置。
（２）音波かき混ぜ装置が少なくとも一個の超音波発振
器を包含することを更に特徴とする第（１）項に記載の
装置。
（３）各超音波発振器を陽極の表面（３６）と接触させ
て、これに据え付けてあることを更に特徴とする第（２
）項に記載の装置。
（４）各超音波発振器を陽極の中に組み入れてあること
を更に特徴とする第（２）項に記載の装置。
（５）陽極及び陰極で電極間のすき間（２４）を作り、電解液の流れを該すき間の中で作る装置（３２）、及び少なくとも一個の超音波発振器を該すき間の中の該電解
液の流れの中に配置する、ことを更に特徴とする第（２）項に記載の装置。
（６）すき間の中に配置してある少なくとも一個の超音
波発振器を更に特徴とする第（５）項に記載の装置。
（７）陰極は回転しているドラム陰極を包含し、かつ少なくとも一個の超音波発振器を該ドラム陰極の中に配
置してある、ことを更に特徴とする第（２）項に記載の装置。
（８）各超音波発振器がドラム陰極の内部表面に接触し
ていることを更に特徴とする第（７）項に記載の装置。
（９）延性が大きく、かつ適当に微細な粒構造をしてい
る連続した長さの金属を電鋳するために、ある濃度の金
属有効物を含有する電解溶液（１６）を入れておくタン
ク（１２）を設備し、陽極（１８）及び該タンクの中で
運動するメッキ表面（２６）のある陰極（１４）を設備
し、該陽極、陰極及びメッキ表面はすべて少なくとも一
部を該電解溶液の中に浸漬させてあり、少なくとも一部分を浸漬させてある該メッキ表面への該
金属有効物の析出を促進するために、該陽極及び該陰極
に電流を流し、かつ該運動するメッキ表面の近傍で、該電解液を音波かき混
ぜして、該金属の長さの形成を促進する、ことを特徴とする方法。
（１０）かき混ぜ工程は電解液への超音波エネルギーの
適用を包含することを更に特徴とする第（９）項に記載
の方法。
（１１）電流を流す工程は、電流密度が約０．１Ａ／ｃ
ｍ＾２から約３．０Ａ／ｃｍ＾２までにわたる範囲の電
流を流すのを包含することを更に特徴とする第（９）項
に記載の方法。
（１２）陽極と陰極との間の電極間のすき間（２４）を
実質的に一定にするように、該陽極を該陰極と実質的に
同中心に据え付け、かつ電解液を該すき間に、約０．１ｍ／秒から約３．０ｍ／
秒までの範囲の速度で流し込む、ことを更に特徴とする
、第（９）項に記載の方法。
（１３）大きな延性、比較的粗い表面の粗さ、及び実質
的に均等化されている適当に微細な粒構造を特徴とする
、第（９）項に記載の方法で作る電鋳金属ハク。