JP3535051B2 - 表面処理装置 - Google Patents
表面処理装置Info
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- JP3535051B2 JP3535051B2 JP24664799A JP24664799A JP3535051B2 JP 3535051 B2 JP3535051 B2 JP 3535051B2 JP 24664799 A JP24664799 A JP 24664799A JP 24664799 A JP24664799 A JP 24664799A JP 3535051 B2 JP3535051 B2 JP 3535051B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理槽内に供給さ
れた処理液中に被処理物を浸漬し、その被処理物表面の
洗浄やめっき等の表面処理を行う表面処理装置に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の表面処理装置における処理槽部分
の概略図を図５に示す。図５において、３１は処理液導
入口、３２は気泡発生用ガス導入口、３３は処理槽、３
４は処理液、３５はオーバーフロー部、３６は処理槽３
３の開口部、３７は被処理物、３８は被処理物３７を処
理液３４に浸漬するための治具、３９は気泡である。 【０００３】このような従来の表面処理装置Ｑによれ
ば、処理液導入口３１を通じて処理液３４が、処理槽３
３内に連続的に供給され、処理槽３３の開口部３６に達
する。さらに、処理液導入口３１から供給される処理液
３４の増加により開口部３６から溢れ出た処理液３４
は、開口部３６の周囲に設けられたオーバーフロー部３
５に流れ落ち、オーバーフロー部３５に設けられた処理
液回収手段（図示せず）を通じて回収され、ポンプ、フ
ィルタ、温度調整装置（いずれも図示せず）等を経て、
再び処理液導入口３１から処理槽３３内に循環供給され
る。 【０００４】また、気泡発生用ガス導入口３２から導入
されたガスは、導入口３２にあけられた穴列を通じて処
理槽３３に供給され、気泡３９となって処理槽３３の開
口部３６における液面に達し、空気中へ放出されるか、
ガス回収手段（図示せず）により回収、処理される。 【０００５】一方、複数の被処理物３７は、治具３８に
よって支持固定された状態で処理槽３３内に設置され
る。この時、被処理物３７は、処理液導入口３１と気泡
発生用ガス導入口３２の上側に設置され、必要時間浸漬
することによって被処理物３７の表面処理が行われる。 【０００６】なお、治具３８は気泡３９やめっき反応で
生じた微小な気泡の被処理物３７への付着を防ぐために
振動発生手段（図示せず）により揺動されることもあ
る。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す従来の表面処理装置Ｑでは、処理液導入口３１から
の吹き出し方向に沿って処理液３４の流れが集中すると
いう問題がある。例えば図５のような吹き出しの場合、
被処理物３７を浸漬している領域の中央部と両端部に開
口部３６へ向かう上昇流が集中する。開口部３６に到達
した処理液３４の多くはそのままオーバーフロー部３５
に流れ落ちるが、一部は開口部３６付近から折り返して
開口部３６へ向かう流れの間を通って処理槽３３の底部
へ向かう緩やかな下降流を形成する。 【０００８】このような上昇流と下降流の入り混じる状
態では、被処理物３７の浸漬されている領域において淀
みや渦状流が発生するなど、著しく乱れた流れが形成さ
れるとともに、気泡発生用ガス導入口３２より吹き出さ
れる気泡３９の攪拌作用によってさらに処理液３４の流
れが乱される傾向にあった。 【０００９】従って、被処理物３７表面近傍の処理液３
４の流速は著しく不均一となり、被処理物３７表面近傍
の処理液３４の流速がめっき厚みや洗浄度合い等に影響
を与えるため、被処理物３７に施されるめっきの厚みや
洗浄の度合いに大きなバラツキが発生するという課題が
あった。 【００１０】また、処理液３４が無電解めっき液からな
り、気泡３９の供給が処理液３４の自己分解反応抑制の
ために処理槽３３中の酸素等の溶存量を保持する目的で
行われている場合には、前記の下降流や渦状流の存在に
より、被処理物３７の近傍には気泡３９による酸素等の
供給後長時間経過した処理液３４が滞留する可能性が高
くなるため、被処理物３７の近傍の処理液３４中で自己
分解反応抑制に必要な酸素等の溶存量が欠乏し、自己分
解反応が起こって、反応生成物が被処理物３７表面に付
着するなどしてめっき厚みのバラツキやめっき品質の著
しい悪化を引き起こすことがあった。 【００１１】従って、バラツキが少なく品質の良い表面
処理を実現するためには、表面処理装置内で均一な処理
液の流れと均一な気泡の流れを同時に与えることが求め
られる。 【００１２】このような課題に対し、特開昭６２−２９
４１８２号においては、多孔板からなる整流板を設ける
ことが提案されているが、この方法では、多孔板の穴の
空け方などを調整することで、処理液の流れを均一にす
ることは可能であるが、気泡の流れを同時に均一化する
ことができないものであった。 【００１３】また、特開平２−２９０９７６号では、被
処理物の下部からの均一な気泡の発生手段を提案してい
るが、処理液の流れについては何ら検討されておらず、
その結果、均一な気泡を発生しても、処理液の淀み等に
よって処理槽全体における気泡の分布が不均一となる場
合があった。 【００１４】さらに、これらの提案では、多孔板を用い
ることで処理液や気泡の均一な流れが実現できることを
前提としているが、多孔板前後の処理槽の状態、あるい
は処理液や気泡用ガスの搬送用流路の状態によっては必
ずしも均一な流れを発生させることはできず、多孔板の
一部に流れが集中し、結果的に処理槽内で所望の均一な
流れを実現することは難しいものであった。 【００１５】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は表面処理装置内に浸漬され
た被処理物の近傍で、均一な処理液の流れと均一な気泡
の流れを安定して発生させると同時に、互いの均一性を
損なわない状態を作り出すことのできる表面処理装置を
提供することにある。 【００１６】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明の表面処
理装置は、処理槽内に供給された処理液中に被処理物を
浸漬することで、被処理物表面の洗浄やめっき等の表面
処理を施すためのものであって、前記処理槽内の前記被
処理物の設置領域よりも下部に、処理液導入手段及び気
泡発生手段をそれぞれ設置して成り、これら処理液導入
手段及び気泡発生手段を共に、Ｈ字型分岐配管を組み合
わせた配管構造を有し、各Ｈ字型分岐配管が１／２配管
長で順次分岐して成り、その末端に位置するＨ字型分岐
配管の４隅から処理液又は気泡を処理槽中へ導入するよ
うにしたことを特徴とする。 【００１７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。 【００１８】図１は本発明に係る表面処理装置Ｐにおけ
る処理液の流れを説明するための概略図、図２は本発明
に係る表面処理装置Ｐにおける気泡の流れを説明するた
めの概略図である。 【００１９】図１及び図２において、１は処理液導入
管、２は気泡発生用ガス導入管、３は処理液の分岐配
管、４は気泡発生用ガスの分岐配管、５は処理液の吹出
口、６は気泡発生用ガスの吹出口、７は処理槽、８は処
理液、９はオーバーフロー部、１０は処理槽７の開口
部、１１は被処理物、１２は被処理物１１を処理液８に
浸漬するための治具、１３は処理液８が開口部１０へ向
かう流れ、１４は処理液８中に生じる渦状の流れ、１５
は気泡、１６は気泡が処理液８中を開口部１０へ向かう
流れであり、処理液の分岐配管３と処理液の吹出口５と
で処理液導入手段を形成するとともに、気泡発生用ガス
の分岐配管４と気泡の吹出口６とで気泡発生手段を構成
するようになっている。 【００２０】そして、処理液導入手段は、図１において
処理液導入管１から導入された処理液８を、少なくとも
被処理物１１の近傍で開口部１０へ向かう均一な流れ１
３として処理槽７に供給するためのものであり、気泡発
生手段は、図２において気泡発生用ガス導入管２から導
入されたガスを、少なくとも被処理物１１の近傍で開口
部１０へ向かう均一な気泡の流れ１６として処理槽７に
供給するためのものである。 【００２１】また、被処理物１１は、治具１２によって
支持固定された状態で、処理槽７中の処理液導入手段及
び気泡発生手段の上方の領域に設置されている。なお、
治具１２は気泡やめっき等の表面処理反応で生じた微小
な気泡の被処理物１１への付着を防ぐために振動発生手
段（図示せず）により揺動させても良い。 【００２２】かかる構成によれば、処理液導入手段から
処理槽７に導入された処理液８は、被処理物１１の間を
流れて処理槽７の開口部１０に達する。さらに、処理液
導入管１から供給される処理液８の増加により開口部１
０から溢れ出た処理液８は、開口部１０の周囲に設けら
れたオーバーフロー部９に流れ落ち、オーバーフロー部
９に設けられた処理液回収手段（図示せず）を通じて回
収され、ポンプ、フィルタ、温度調整装置（いずれも図
示せず）等を経て、再び処理液導入管１から処理槽７に
循環供給される。 【００２３】また、気泡発生用ガス導入管２から導入さ
れたガスは、気泡発生手段を通じて処理槽７中に供給さ
れ、気泡１５となって被処理物１１の間を流れたのち、
処理槽７の開口部１０における液面に達し、空気中へ放
出されるか、ガス回収手段（図示せず）により回収、処
理される。 【００２４】そして、本発明によれば、処理液導入手段
からの処理液の流れを均一化するとともに、気泡発生手
段からの気泡の流れを均一化するため、これら処理液導
入手段及び気泡発生手段を共に、Ｈ字型分岐配管を組み
合わせた配管構造とし、かつ各Ｈ字型分岐配管が１／２
配管長で順次分岐するようにして成り、その末端に位置
するＨ字型分岐配管の４隅から処理液又は気泡を処理槽
中へ導入するようにしたことを特徴とする。 【００２５】以下、その具体例を図３をもとに説明す
る。なお、処理液導入手段及び気泡発生手段はいずれも
同様の配管構造を有するものであるため、処理液導入手
段を例にとって説明する。 【００２６】図３は処理液導入手段を処理槽７の開口部
１０の方向から見た平面図で、２１は処理液導入管１か
ら最初の分岐まで延びた管であり、該管２１は第１のＨ
字型分岐配管３ａと連通し、このようなＨ字型分岐配管
３ｎを階層的に順次繰り返したものである。 【００２７】即ち、第１次の分岐は、管２１の先端よ
り、図の水平方向へ長さＬ11で分岐し、さらにその両先
端から図の垂直方向へ長さＬ12で分岐する。第２次の分
岐は、第１次分岐の全先端より、図の水平方向へ長さＬ
21で分岐し、さらにそれらの全先端から図の垂直方向へ
長さＬ22で分岐する。全く同様に、第３次、第４次と任
意の次数の分岐を繰り返す。この時、第ｎ次分岐の各分
岐配管の長さＬn1及びＬn2は、第ｎ−１次分岐の各分岐
配管の長さＬ(n-1)1及びＬ(n-1)2から次の関係式で決定
される。 【００２８】Ｌn1／Ｌ(n-1)1＝Ｌn2／Ｌ(n-1)2＝１／２ この様な分岐を無数に繰り返した場合を考慮すると、第
１次分岐の各分岐配管の長さＬ11、Ｌ12は、処理液８を
供給したい領域の各辺の長さＬ1 及びＬ2 に対して、 Ｌ11／Ｌ1 ＝Ｌ12／Ｌ2 ＝１／２ でなければならないことが判る。 【００２９】このような自己相似的な分岐の繰り返しで
作られる幾何形状は、フラクタル形状と呼ばれ、特に本
発明におけるＨ字型の分岐構造によるものはＨ−フラク
タル形状と呼ばれ、このような分岐構造をもって形成す
ることにより、管２１から末端に位置する全てのＨ字型
分岐配管までの距離及び配管の屈曲数を同じにすること
ができる。そして、その末端に位置するＨ字型分岐配管
３ｅの４隅を処理液８の吹出口５としてあるため、全て
の吹出口５までの流動抵抗を等しくできるため、吹出口
５から処理槽７中に供給される処理液８の量を均等にで
き、処理液８の流れを均一化することがきる。なお、吹
出口５は、処理槽７の開口部１０に向けて設置すること
が望ましい。 【００３０】なお、分岐の階層数は、任意の次数でよ
く、求められる処理液８の供給の均一さの程度や製作可
能な配管の太さを考慮して決定すれば良い。また、配管
の太さ及び断面形状は同一次の分岐配管で等しければ良
く、その他の制限は製作可能な範囲において何ら設ける
必要はない。 【００３１】そして、気泡発生手段においても図３と同
様の分岐構造でもって形成することにより、処理槽７内
の処理液８中に均一な流れの気泡１５を発生させること
ができ、処理槽７内における処理液８の流れ及び気泡１
５の流れの両方を均一化することができるため、被処理
物１１の近傍に均一かつ良好な表面処理条件を与えるこ
とができ、結果としてめっき厚みのばらつきや洗浄度合
いのばらつきを極めて小さくすることができる。 【００３２】ただし、処理液８は、被処理物１１の設置
領域を避けて、処理槽７と被処理物１１の設置領域の間
の被処理物１１が設置されていない領域（以下、隙間領
域）へ流れていく傾向がある。そこで、処理液導入手段
の占有領域（分岐配管全体が占める領域を指す）をどの
範囲とするか考慮されるべきである。 【００３３】処理液導入手段の占有領域は、処理槽７の
開口部１０から平面的に見た場合、被処理物１１の設置
領域の最外縁から処理槽７の壁面までの距離に対して、
処理液導入手段の占有領域の最外縁から処理槽７の壁面
までの距離が、１／２〜２倍であることが望ましい。 【００３４】このことを図４で示すと、処理液導入手段
の占有領域Ｂが最も狭い場合を（ａ）で示す。図４
（ａ）においては、被処理物１１の設置領域Ａの最外縁
Ａ1 から処理槽７の壁面７ａまでの距離ｘに対して、処
理液導入手段の占有領域Ｂの最外縁Ｂ1 から処理槽７の
壁面７ａまでの距離ｙが２倍である場合である。 【００３５】図４（ｂ）は、処理液導入手段の占有領域
Ｂが最も広い場合を示すもので、被処理物１１の設置領
域Ａの最外縁Ａ1 から処理槽７の壁面７ａまでの距離ｘ
に対して、処理液導入手段の占有領域Ｂの最外縁Ｂ1 か
ら処理槽７の壁面７ａまでの距離ｙが１／２倍となって
いる。 【００３６】この理由としては、処理液導入手段の占有
領域Ｂが図４（ａ）より狭いときには、被処理物１１の
設置領域Ａから隙間領域へ漏れる処理液８が、被処理物
１１の設置領域Ａの両端部で渦を形成し、均一な流れの
形成を妨げてしまうからであり、処理液導入手段の占有
領域Ｂが図４（ｂ）より広いときには、隙間領域に処理
液８の流れが集中し、隙間領域から被処理物１１の設置
領域Ａへ流れ込む処理液８が、被処理物１１の設置領域
Ａの両端部で渦を形成し、均一な流れの形成を妨げるか
らである。 【００３７】また、処理液導入手段により供給される処
理液８の均一な流れ１３と、気泡発生手段により生成さ
れる気泡１５の均一な流れ１６が互いに干渉しないよ
う、互いの占有領域をほぼ同一範囲とすることが望まし
い。かかる点において、気泡発生手段の占有領域を、図
４で説明したように処理液導入手段の占有領域と同様な
領域に設置することが望ましい。 【００３８】さらに、処理液の吹出口５と気泡の吹出口
６が処理槽７の開口部１０側より見て重ならないよう、
水平方向に適当量ずらして設置することが望ましい。 【００３９】なお、処理液導入手段及び気泡発生手段
は、図３のような分岐構造を実現できるのであればいか
なる材質、製作方法を用いても良く、例えば、分岐構造
のパイプを用いても、平板にＨ字型分岐配管の構造を溝
状に彫った上に別の平板で封止するようにしても良い。 【００４０】以上のように、本発明によれば、図１に示
した均一な処理液８の流れ１３と、図２に示した均一な
気泡１５の流れ１６が、互いの流れ１３，１６の障害と
ならず、互いの流れ１３，１６の均一性を損なうことが
ないため、被処理物１１の近傍に均一かつ良好な表面処
理条件を与えることができる。 【００４１】 【実施例】以下、本発明の効果を確認するために以下の
実験を行った。実験では、図１に示す様な表面処理装置
Ｐにおいて、被処理物１１としてプリント基板を浸漬
し、それらの配線部分の無電解銅めっきを実施した。 【００４２】処理液導入手段及び気泡発生手段は、図３
及び図４に示すような４次までのＨ字型分岐配管を有す
る配管構造を用いた。また、処理液導入手段及び気泡発
生手段の占有領域の寸法は幅３００ｍｍ、奥行き２８０
ｍｍとした。そして、処理液８の流量は毎分２５リット
ル、気泡発生用ガスの流量は毎分１０リットルとし、め
っき処理を施した。 【００４３】また、従来の表面処理装置として、図５の
ような装置Ｑで、同様のめっき処理を行い、めっき不良
発生率の比較を行った。 【００４４】この結果、従来の表面処理装置Ｑでは不良
発生率が１０％であったのに対し、本発明の表面処理装
置Ｐでは０．１２％となり、極めて良好かつ均一なめっ
き処理条件が得られることが判った。 【００４５】 【発明の効果】以上のように、本発明の表面処理装置に
よれば、処理槽内に供給された処理液中に被処理物を浸
漬することで、被処理物表面の洗浄やめっき等の表面処
理を施すためのものであって、前記処理槽内の前記被処
理物の設置領域よりも下部に、処理液導入手段及び気泡
発生手段をそれぞれ設置して成り、これら処理液導入手
段及び気泡発生手段を共に、Ｈ字型分岐配管を組み合わ
せた配管構造を有し、各Ｈ字型分岐配管が１／２配管長
で順次分岐して成り、その末端に位置するＨ字型分岐配
管の４隅から処理液又は気泡を処理槽中へ導入するよう
にしたことから、処理液及び気泡発生用ガスの供給源か
ら全ての吹出口までの距離及び配管の屈曲数を全て等し
くできるため、各吹出口から均等な処理液及び気泡を供
給することができ、被処理物の近傍で、均一な処理液の
流れと均一な気泡の流れを安定に発生させると同時に、
互いの均一性を損なわない状態を作り出すことができ
る。その結果、被処理物の表面処理の均質化を図ること
ができ、均一かつ品質に優れためっきや洗浄などの表面
処理を実現できる。
れた処理液中に被処理物を浸漬し、その被処理物表面の
洗浄やめっき等の表面処理を行う表面処理装置に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の表面処理装置における処理槽部分
の概略図を図５に示す。図５において、３１は処理液導
入口、３２は気泡発生用ガス導入口、３３は処理槽、３
４は処理液、３５はオーバーフロー部、３６は処理槽３
３の開口部、３７は被処理物、３８は被処理物３７を処
理液３４に浸漬するための治具、３９は気泡である。 【０００３】このような従来の表面処理装置Ｑによれ
ば、処理液導入口３１を通じて処理液３４が、処理槽３
３内に連続的に供給され、処理槽３３の開口部３６に達
する。さらに、処理液導入口３１から供給される処理液
３４の増加により開口部３６から溢れ出た処理液３４
は、開口部３６の周囲に設けられたオーバーフロー部３
５に流れ落ち、オーバーフロー部３５に設けられた処理
液回収手段（図示せず）を通じて回収され、ポンプ、フ
ィルタ、温度調整装置（いずれも図示せず）等を経て、
再び処理液導入口３１から処理槽３３内に循環供給され
る。 【０００４】また、気泡発生用ガス導入口３２から導入
されたガスは、導入口３２にあけられた穴列を通じて処
理槽３３に供給され、気泡３９となって処理槽３３の開
口部３６における液面に達し、空気中へ放出されるか、
ガス回収手段（図示せず）により回収、処理される。 【０００５】一方、複数の被処理物３７は、治具３８に
よって支持固定された状態で処理槽３３内に設置され
る。この時、被処理物３７は、処理液導入口３１と気泡
発生用ガス導入口３２の上側に設置され、必要時間浸漬
することによって被処理物３７の表面処理が行われる。 【０００６】なお、治具３８は気泡３９やめっき反応で
生じた微小な気泡の被処理物３７への付着を防ぐために
振動発生手段（図示せず）により揺動されることもあ
る。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す従来の表面処理装置Ｑでは、処理液導入口３１から
の吹き出し方向に沿って処理液３４の流れが集中すると
いう問題がある。例えば図５のような吹き出しの場合、
被処理物３７を浸漬している領域の中央部と両端部に開
口部３６へ向かう上昇流が集中する。開口部３６に到達
した処理液３４の多くはそのままオーバーフロー部３５
に流れ落ちるが、一部は開口部３６付近から折り返して
開口部３６へ向かう流れの間を通って処理槽３３の底部
へ向かう緩やかな下降流を形成する。 【０００８】このような上昇流と下降流の入り混じる状
態では、被処理物３７の浸漬されている領域において淀
みや渦状流が発生するなど、著しく乱れた流れが形成さ
れるとともに、気泡発生用ガス導入口３２より吹き出さ
れる気泡３９の攪拌作用によってさらに処理液３４の流
れが乱される傾向にあった。 【０００９】従って、被処理物３７表面近傍の処理液３
４の流速は著しく不均一となり、被処理物３７表面近傍
の処理液３４の流速がめっき厚みや洗浄度合い等に影響
を与えるため、被処理物３７に施されるめっきの厚みや
洗浄の度合いに大きなバラツキが発生するという課題が
あった。 【００１０】また、処理液３４が無電解めっき液からな
り、気泡３９の供給が処理液３４の自己分解反応抑制の
ために処理槽３３中の酸素等の溶存量を保持する目的で
行われている場合には、前記の下降流や渦状流の存在に
より、被処理物３７の近傍には気泡３９による酸素等の
供給後長時間経過した処理液３４が滞留する可能性が高
くなるため、被処理物３７の近傍の処理液３４中で自己
分解反応抑制に必要な酸素等の溶存量が欠乏し、自己分
解反応が起こって、反応生成物が被処理物３７表面に付
着するなどしてめっき厚みのバラツキやめっき品質の著
しい悪化を引き起こすことがあった。 【００１１】従って、バラツキが少なく品質の良い表面
処理を実現するためには、表面処理装置内で均一な処理
液の流れと均一な気泡の流れを同時に与えることが求め
られる。 【００１２】このような課題に対し、特開昭６２−２９
４１８２号においては、多孔板からなる整流板を設ける
ことが提案されているが、この方法では、多孔板の穴の
空け方などを調整することで、処理液の流れを均一にす
ることは可能であるが、気泡の流れを同時に均一化する
ことができないものであった。 【００１３】また、特開平２−２９０９７６号では、被
処理物の下部からの均一な気泡の発生手段を提案してい
るが、処理液の流れについては何ら検討されておらず、
その結果、均一な気泡を発生しても、処理液の淀み等に
よって処理槽全体における気泡の分布が不均一となる場
合があった。 【００１４】さらに、これらの提案では、多孔板を用い
ることで処理液や気泡の均一な流れが実現できることを
前提としているが、多孔板前後の処理槽の状態、あるい
は処理液や気泡用ガスの搬送用流路の状態によっては必
ずしも均一な流れを発生させることはできず、多孔板の
一部に流れが集中し、結果的に処理槽内で所望の均一な
流れを実現することは難しいものであった。 【００１５】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は表面処理装置内に浸漬され
た被処理物の近傍で、均一な処理液の流れと均一な気泡
の流れを安定して発生させると同時に、互いの均一性を
損なわない状態を作り出すことのできる表面処理装置を
提供することにある。 【００１６】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明の表面処
理装置は、処理槽内に供給された処理液中に被処理物を
浸漬することで、被処理物表面の洗浄やめっき等の表面
処理を施すためのものであって、前記処理槽内の前記被
処理物の設置領域よりも下部に、処理液導入手段及び気
泡発生手段をそれぞれ設置して成り、これら処理液導入
手段及び気泡発生手段を共に、Ｈ字型分岐配管を組み合
わせた配管構造を有し、各Ｈ字型分岐配管が１／２配管
長で順次分岐して成り、その末端に位置するＨ字型分岐
配管の４隅から処理液又は気泡を処理槽中へ導入するよ
うにしたことを特徴とする。 【００１７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。 【００１８】図１は本発明に係る表面処理装置Ｐにおけ
る処理液の流れを説明するための概略図、図２は本発明
に係る表面処理装置Ｐにおける気泡の流れを説明するた
めの概略図である。 【００１９】図１及び図２において、１は処理液導入
管、２は気泡発生用ガス導入管、３は処理液の分岐配
管、４は気泡発生用ガスの分岐配管、５は処理液の吹出
口、６は気泡発生用ガスの吹出口、７は処理槽、８は処
理液、９はオーバーフロー部、１０は処理槽７の開口
部、１１は被処理物、１２は被処理物１１を処理液８に
浸漬するための治具、１３は処理液８が開口部１０へ向
かう流れ、１４は処理液８中に生じる渦状の流れ、１５
は気泡、１６は気泡が処理液８中を開口部１０へ向かう
流れであり、処理液の分岐配管３と処理液の吹出口５と
で処理液導入手段を形成するとともに、気泡発生用ガス
の分岐配管４と気泡の吹出口６とで気泡発生手段を構成
するようになっている。 【００２０】そして、処理液導入手段は、図１において
処理液導入管１から導入された処理液８を、少なくとも
被処理物１１の近傍で開口部１０へ向かう均一な流れ１
３として処理槽７に供給するためのものであり、気泡発
生手段は、図２において気泡発生用ガス導入管２から導
入されたガスを、少なくとも被処理物１１の近傍で開口
部１０へ向かう均一な気泡の流れ１６として処理槽７に
供給するためのものである。 【００２１】また、被処理物１１は、治具１２によって
支持固定された状態で、処理槽７中の処理液導入手段及
び気泡発生手段の上方の領域に設置されている。なお、
治具１２は気泡やめっき等の表面処理反応で生じた微小
な気泡の被処理物１１への付着を防ぐために振動発生手
段（図示せず）により揺動させても良い。 【００２２】かかる構成によれば、処理液導入手段から
処理槽７に導入された処理液８は、被処理物１１の間を
流れて処理槽７の開口部１０に達する。さらに、処理液
導入管１から供給される処理液８の増加により開口部１
０から溢れ出た処理液８は、開口部１０の周囲に設けら
れたオーバーフロー部９に流れ落ち、オーバーフロー部
９に設けられた処理液回収手段（図示せず）を通じて回
収され、ポンプ、フィルタ、温度調整装置（いずれも図
示せず）等を経て、再び処理液導入管１から処理槽７に
循環供給される。 【００２３】また、気泡発生用ガス導入管２から導入さ
れたガスは、気泡発生手段を通じて処理槽７中に供給さ
れ、気泡１５となって被処理物１１の間を流れたのち、
処理槽７の開口部１０における液面に達し、空気中へ放
出されるか、ガス回収手段（図示せず）により回収、処
理される。 【００２４】そして、本発明によれば、処理液導入手段
からの処理液の流れを均一化するとともに、気泡発生手
段からの気泡の流れを均一化するため、これら処理液導
入手段及び気泡発生手段を共に、Ｈ字型分岐配管を組み
合わせた配管構造とし、かつ各Ｈ字型分岐配管が１／２
配管長で順次分岐するようにして成り、その末端に位置
するＨ字型分岐配管の４隅から処理液又は気泡を処理槽
中へ導入するようにしたことを特徴とする。 【００２５】以下、その具体例を図３をもとに説明す
る。なお、処理液導入手段及び気泡発生手段はいずれも
同様の配管構造を有するものであるため、処理液導入手
段を例にとって説明する。 【００２６】図３は処理液導入手段を処理槽７の開口部
１０の方向から見た平面図で、２１は処理液導入管１か
ら最初の分岐まで延びた管であり、該管２１は第１のＨ
字型分岐配管３ａと連通し、このようなＨ字型分岐配管
３ｎを階層的に順次繰り返したものである。 【００２７】即ち、第１次の分岐は、管２１の先端よ
り、図の水平方向へ長さＬ11で分岐し、さらにその両先
端から図の垂直方向へ長さＬ12で分岐する。第２次の分
岐は、第１次分岐の全先端より、図の水平方向へ長さＬ
21で分岐し、さらにそれらの全先端から図の垂直方向へ
長さＬ22で分岐する。全く同様に、第３次、第４次と任
意の次数の分岐を繰り返す。この時、第ｎ次分岐の各分
岐配管の長さＬn1及びＬn2は、第ｎ−１次分岐の各分岐
配管の長さＬ(n-1)1及びＬ(n-1)2から次の関係式で決定
される。 【００２８】Ｌn1／Ｌ(n-1)1＝Ｌn2／Ｌ(n-1)2＝１／２ この様な分岐を無数に繰り返した場合を考慮すると、第
１次分岐の各分岐配管の長さＬ11、Ｌ12は、処理液８を
供給したい領域の各辺の長さＬ1 及びＬ2 に対して、 Ｌ11／Ｌ1 ＝Ｌ12／Ｌ2 ＝１／２ でなければならないことが判る。 【００２９】このような自己相似的な分岐の繰り返しで
作られる幾何形状は、フラクタル形状と呼ばれ、特に本
発明におけるＨ字型の分岐構造によるものはＨ−フラク
タル形状と呼ばれ、このような分岐構造をもって形成す
ることにより、管２１から末端に位置する全てのＨ字型
分岐配管までの距離及び配管の屈曲数を同じにすること
ができる。そして、その末端に位置するＨ字型分岐配管
３ｅの４隅を処理液８の吹出口５としてあるため、全て
の吹出口５までの流動抵抗を等しくできるため、吹出口
５から処理槽７中に供給される処理液８の量を均等にで
き、処理液８の流れを均一化することがきる。なお、吹
出口５は、処理槽７の開口部１０に向けて設置すること
が望ましい。 【００３０】なお、分岐の階層数は、任意の次数でよ
く、求められる処理液８の供給の均一さの程度や製作可
能な配管の太さを考慮して決定すれば良い。また、配管
の太さ及び断面形状は同一次の分岐配管で等しければ良
く、その他の制限は製作可能な範囲において何ら設ける
必要はない。 【００３１】そして、気泡発生手段においても図３と同
様の分岐構造でもって形成することにより、処理槽７内
の処理液８中に均一な流れの気泡１５を発生させること
ができ、処理槽７内における処理液８の流れ及び気泡１
５の流れの両方を均一化することができるため、被処理
物１１の近傍に均一かつ良好な表面処理条件を与えるこ
とができ、結果としてめっき厚みのばらつきや洗浄度合
いのばらつきを極めて小さくすることができる。 【００３２】ただし、処理液８は、被処理物１１の設置
領域を避けて、処理槽７と被処理物１１の設置領域の間
の被処理物１１が設置されていない領域（以下、隙間領
域）へ流れていく傾向がある。そこで、処理液導入手段
の占有領域（分岐配管全体が占める領域を指す）をどの
範囲とするか考慮されるべきである。 【００３３】処理液導入手段の占有領域は、処理槽７の
開口部１０から平面的に見た場合、被処理物１１の設置
領域の最外縁から処理槽７の壁面までの距離に対して、
処理液導入手段の占有領域の最外縁から処理槽７の壁面
までの距離が、１／２〜２倍であることが望ましい。 【００３４】このことを図４で示すと、処理液導入手段
の占有領域Ｂが最も狭い場合を（ａ）で示す。図４
（ａ）においては、被処理物１１の設置領域Ａの最外縁
Ａ1 から処理槽７の壁面７ａまでの距離ｘに対して、処
理液導入手段の占有領域Ｂの最外縁Ｂ1 から処理槽７の
壁面７ａまでの距離ｙが２倍である場合である。 【００３５】図４（ｂ）は、処理液導入手段の占有領域
Ｂが最も広い場合を示すもので、被処理物１１の設置領
域Ａの最外縁Ａ1 から処理槽７の壁面７ａまでの距離ｘ
に対して、処理液導入手段の占有領域Ｂの最外縁Ｂ1 か
ら処理槽７の壁面７ａまでの距離ｙが１／２倍となって
いる。 【００３６】この理由としては、処理液導入手段の占有
領域Ｂが図４（ａ）より狭いときには、被処理物１１の
設置領域Ａから隙間領域へ漏れる処理液８が、被処理物
１１の設置領域Ａの両端部で渦を形成し、均一な流れの
形成を妨げてしまうからであり、処理液導入手段の占有
領域Ｂが図４（ｂ）より広いときには、隙間領域に処理
液８の流れが集中し、隙間領域から被処理物１１の設置
領域Ａへ流れ込む処理液８が、被処理物１１の設置領域
Ａの両端部で渦を形成し、均一な流れの形成を妨げるか
らである。 【００３７】また、処理液導入手段により供給される処
理液８の均一な流れ１３と、気泡発生手段により生成さ
れる気泡１５の均一な流れ１６が互いに干渉しないよ
う、互いの占有領域をほぼ同一範囲とすることが望まし
い。かかる点において、気泡発生手段の占有領域を、図
４で説明したように処理液導入手段の占有領域と同様な
領域に設置することが望ましい。 【００３８】さらに、処理液の吹出口５と気泡の吹出口
６が処理槽７の開口部１０側より見て重ならないよう、
水平方向に適当量ずらして設置することが望ましい。 【００３９】なお、処理液導入手段及び気泡発生手段
は、図３のような分岐構造を実現できるのであればいか
なる材質、製作方法を用いても良く、例えば、分岐構造
のパイプを用いても、平板にＨ字型分岐配管の構造を溝
状に彫った上に別の平板で封止するようにしても良い。 【００４０】以上のように、本発明によれば、図１に示
した均一な処理液８の流れ１３と、図２に示した均一な
気泡１５の流れ１６が、互いの流れ１３，１６の障害と
ならず、互いの流れ１３，１６の均一性を損なうことが
ないため、被処理物１１の近傍に均一かつ良好な表面処
理条件を与えることができる。 【００４１】 【実施例】以下、本発明の効果を確認するために以下の
実験を行った。実験では、図１に示す様な表面処理装置
Ｐにおいて、被処理物１１としてプリント基板を浸漬
し、それらの配線部分の無電解銅めっきを実施した。 【００４２】処理液導入手段及び気泡発生手段は、図３
及び図４に示すような４次までのＨ字型分岐配管を有す
る配管構造を用いた。また、処理液導入手段及び気泡発
生手段の占有領域の寸法は幅３００ｍｍ、奥行き２８０
ｍｍとした。そして、処理液８の流量は毎分２５リット
ル、気泡発生用ガスの流量は毎分１０リットルとし、め
っき処理を施した。 【００４３】また、従来の表面処理装置として、図５の
ような装置Ｑで、同様のめっき処理を行い、めっき不良
発生率の比較を行った。 【００４４】この結果、従来の表面処理装置Ｑでは不良
発生率が１０％であったのに対し、本発明の表面処理装
置Ｐでは０．１２％となり、極めて良好かつ均一なめっ
き処理条件が得られることが判った。 【００４５】 【発明の効果】以上のように、本発明の表面処理装置に
よれば、処理槽内に供給された処理液中に被処理物を浸
漬することで、被処理物表面の洗浄やめっき等の表面処
理を施すためのものであって、前記処理槽内の前記被処
理物の設置領域よりも下部に、処理液導入手段及び気泡
発生手段をそれぞれ設置して成り、これら処理液導入手
段及び気泡発生手段を共に、Ｈ字型分岐配管を組み合わ
せた配管構造を有し、各Ｈ字型分岐配管が１／２配管長
で順次分岐して成り、その末端に位置するＨ字型分岐配
管の４隅から処理液又は気泡を処理槽中へ導入するよう
にしたことから、処理液及び気泡発生用ガスの供給源か
ら全ての吹出口までの距離及び配管の屈曲数を全て等し
くできるため、各吹出口から均等な処理液及び気泡を供
給することができ、被処理物の近傍で、均一な処理液の
流れと均一な気泡の流れを安定に発生させると同時に、
互いの均一性を損なわない状態を作り出すことができ
る。その結果、被処理物の表面処理の均質化を図ること
ができ、均一かつ品質に優れためっきや洗浄などの表面
処理を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面処理装置における処理液の流れを
説明するための概略図である。 【図２】本発明の表面処理装置における気泡の流れを説
明するための概略図である。 【図３】本発明の表面処理装置における処理液導入手段
を示す平面図である。 【図４】本発明における処理液導入手段の占有領域を説
明するためのもので、（ａ）は占有領域が最も狭い場
合、（ｂ）は占有領域が最も広い場合である。 【図５】従来の表面処理装置を示す概略図である。 【符号の説明】 １：処理液導入管 ２：気泡発生用ガス導入管 ３：処
理液の分岐配管 ４：気泡発生用ガスの分岐配管 ５：処理液の吹出口
６：気泡の吹出口 ７：処理槽 ８：処理液、９：オーバーフロー部 １
０：処理槽の開口部 １１：被処理物 １２：治具 １３：処理液が開口部へ
向かう流れ １４：処理液中に生じる渦状の流れ １５：気泡 １６：気泡が処理液中を開口部へ向かう流れ ２１：管
説明するための概略図である。 【図２】本発明の表面処理装置における気泡の流れを説
明するための概略図である。 【図３】本発明の表面処理装置における処理液導入手段
を示す平面図である。 【図４】本発明における処理液導入手段の占有領域を説
明するためのもので、（ａ）は占有領域が最も狭い場
合、（ｂ）は占有領域が最も広い場合である。 【図５】従来の表面処理装置を示す概略図である。 【符号の説明】 １：処理液導入管 ２：気泡発生用ガス導入管 ３：処
理液の分岐配管 ４：気泡発生用ガスの分岐配管 ５：処理液の吹出口
６：気泡の吹出口 ７：処理槽 ８：処理液、９：オーバーフロー部 １
０：処理槽の開口部 １１：被処理物 １２：治具 １３：処理液が開口部へ
向かう流れ １４：処理液中に生じる渦状の流れ １５：気泡 １６：気泡が処理液中を開口部へ向かう流れ ２１：管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 18/16
C23G 3/00
C25D 17/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】処理槽内に供給された処理液中に、被処理
物を浸漬し、該被処理物表面の洗浄やめっき等の表面処
理を行う表面処理装置において、前記処理槽内の前記被
処理物の設置領域よりも下部に、処理液導入手段及び気
泡発生手段を設置して成り、これら処理液導入手段及び
気泡発生手段は共にＨ字型分岐配管を組み合わせた配管
構造を有するとともに、各Ｈ字型分岐配管は１／２配管
長で順次分岐して成り、その末端に位置するＨ字型分岐
配管の４隅より処理液又は気泡を導入するようにしたこ
とを特徴とする表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24664799A JP3535051B2 (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24664799A JP3535051B2 (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 表面処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001073152A JP2001073152A (ja) | 2001-03-21 |
| JP3535051B2 true JP3535051B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=17151534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24664799A Expired - Fee Related JP3535051B2 (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3535051B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI419351B (zh) * | 2011-02-14 | 2013-12-11 | Sunshine Pv Corp | 化學浴沉積機台及分配支流結構 |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP24664799A patent/JP3535051B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001073152A (ja) | 2001-03-21 |
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