JP5760466B2 - バレルめっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、めっき装置に関し、詳しくは、回転するバレルに被めっき物を収容し、被めっき物をめっき液に浸漬させた状態で、バレルを回転させながら被めっき物に給電することにより、被めっき物にめっきを行うバレルめっき装置に関する。

例えば、チップ型電子部品の表面に形成された外部電極に電解めっきを施す場合などにおいては、給電することができるように構成された筒状容器（バレル）内に被めっき物（チップ型電子部品）を収容し、被めっき物をめっき液に浸漬させた状態で、バレルを回転させて被めっき物を転動させながら給電することにより、外部電極の表面に電解めっきを施すようにしたバレルめっき装置が広く用いられている（特許文献１および２参照）。

そして、上述の特許文献１および２に開示されたバレルめっき装置においては、筒状容器の内部に収容された複数の給電用電極に対して、筒状容器の側面部から給電を行うようにしている。

すなわち、特許文献１においては、上記複数の給電用電極に接続された導電線の他方端部を、固定角度をずらして配設され、バレルの回転と同期して回転する複数の摺動板のうちの所定のものに接続し、各摺動板をバレルの回転と同期して動作させることにより、複数の給電用電極のうち、バレル内部の所定の領域（例えばバレルの下部など）に溜まった状態で転動する被めっき物に接触する、バレルの所定の位置（例えばバレルの下部など）に位置する給電用電極にのみ、順次給電を行うことができるように構成されている（特許文献１の図１〜５など参照）。

また、特許文献２では、筒状容器の側面に半月状の固定電極を設置し、バレル内に配設された複数の給電用電極に接続された導電用ブラシを設けることで、バレルの回転に合わせて、複数の給電用電極のうち、被めっき物に接触するバレルの所定の位置（例えばバレルの下部など）に位置する給電用電極にのみ給電することができるように、複数の給電用電極に順次給電が行われるように構成されており（特許文献２の図３，４など参照）、給電を行う機構部は密封された構造とされている。

しかしながら、特許文献１および２のバレルめっき装置においては、複数の電極のうち、被めっき物に接触する給電用電極（例えばバレルの下部に位置する給電用電極）にのみ給電することができるようにするための構成が複雑であり、メンテナンスも困難であるという問題点がある。

また、被めっき物に応じて、バレルの回転速度を最適の回転速度に調整するようにした場合、バレルの回転により被めっき物の転動状態が変化し、回転するバレル内における被めっき物の位置が変動するため、給電を行うべき給電用電極の範囲を調整することが必要となるが、その場合、特許文献１および２のバレルめっき装置においては、給電機構部を分解して、設定し直すことが必要で、手間がかかるため、生産性が低いという問題点がある。

実開昭５６−１１２６８号公報 実開平１−７８１６９号公報

本発明は、上記課題を解決するものであり、複雑な構造を必要とすることなく、バレルめっき装置において、被めっき物と接触する電極にのみ効率よく給電することが可能で、メンテナンスも容易な、生産性に優れたバレルめっき装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のバレルめっき装置は、
筒状で軸心回りに回転するように構成され、一部がめっき液を流通させる通液材料から形成された、内部に被めっき物が収容されるめっき用バレルと、
筒状で、前記めっき用バレルの軸心方向に隔壁を介して隣接するように配設され、前記めっき用バレルと同期して、前記めっき用バレルの回転軸と同心の軸心回りに回転するように構成された、内部に導電メディアを収容する、密封構造を有する給電用バレルと、
前記給電用バレルに配設された給電用電極と、
前記隔壁を貫通するように配設された隔壁通電電極であって、前記給電用バレルが回転することにより転動する、前記給電用バレル内の前記導電メディアと接触するメディア接触電極部と、前記メディア接触電極部と導通するとともに、前記めっき用バレルが回転することにより転動する、前記めっき用バレル内の前記被めっき物と接触する被めっき物接触電極部とを備えた隔壁通電電極と
を具備することを特徴としている。

また、本発明のバレルめっき装置においては、前記隔壁通電電極が、前記隔壁の周縁側領域に、周方向に所定の間隔をおいて複数配設されていることが好ましい。

また、本発明においては、前記給電用バレルが、前記めっき用バレルと同一径を有するとともに、前記めっき用バレルと一体に、前記めっき用バレルの回転軸と同心となる軸心回りに回転するように構成されており、かつ、前記給電用バレルの導電メディア充填容積率が、前記めっき用バレル内の被めっき物充填容積率と同じであることが好ましい。

本発明のバレルめっき装置は、
(ａ)内部に被めっき物を収容するめっき用バレルと、
(ｂ)めっき用バレルの軸心方向に隔壁を介して隣接するように配設され、めっき用バレルと同期して回転するように構成された、内部に導電メディアを収容する、密封構造を有する給電用バレルと、
(ｃ)導電メディアと導通するような態様で給電用バレルに配設された給電用電極と、
(ｄ)隔壁を貫通するように配設された隔壁通電電極であって、給電用バレル内の導電メディアと接触するメディア接触電極部と、メディア接触電極部と導通するとともに、前記めっき用バレル内の被めっき物と接触する被めっき物接触電極部とを備えた隔壁通電電極と
を具備しており、上記給電用バレル内の導電メディアを介して、めっき用バレル内の被めっき物に給電するようにしているので、上述の従来のバレルめっき装置のように複雑な構造を必要とすることなく、被めっき物と接触する電極にのみ効率よく給電することが可能なバレルめっき装置を提供することができる。

すなわち、めっき用バレルと同期して回転する給電用バレル内の導電メディアは、めっき用バレルの回転位置に応じてその位置を変える被めっき物と同じく、給電用バレルの回転位置に応じて給電用バレル内でその位置を変えるため、被めっき物と導電メディアとは、同期して位置を変えることになる。したがって、上記導電メディアを介し、かつ、隔壁通電電極を経て、被めっき物に通電することにより、複雑な構成を必要とすることなく、簡潔な構成で、被めっき物と接触する電極にのみ効率よく給電することが可能なバレルめっき装置を提供することが可能になる。

また、給電用バレルを密封構造としているので、導電メディアに電解めっき膜が形成されたり、導電メディアを構成する材料にかかわらず、導電メディアを構成する材料がめっき液に溶出したりすることを防止して、安定して長期間の使用を行うことが可能になる。
なお、給電用バレルは、内部に導電メディアが収容されるだけの、簡潔な構造の部材であることから、密閉構造とする場合にも、全体としての設備コストへの影響は限定的なものとなる。

なお、導電メディアが、被めっき物と同等の転動性を示すようにするためには、さらに、例えば、導電メディアの形状、寸法、比重などの要件を、実際の被めっき物の条件などを考慮して調整することがより望ましい。

また、給電用バレルなどの給電機構部は、一般に電解めっき装置において用いられている部材を用いて構成することが可能である。なお、例えば、給電用バレルを、めっき用バレルの一部を隔壁で仕切って、給電用バレルとして利用することにより、さらに給電機構部の構成を簡略化することができる。

また、隔壁通電電極を、隔壁の周縁側領域に、周方向に所定の間隔をおいて複数配設するように構成した場合、被めっき物への通電をより確実に行って、安定しためっきを行うことが可能になる。

また、給電用バレルの径を、めっき用バレルと同一とし、給電用バレルの導電メディア充填容積率を、めっき用バレル内の被めっき物充填容積率と同じとした場合、回転するめっき用バレル内の被めっき物の位置と、回転する給電用バレル内の導電メディアの位置を確実に対応させることが可能になり、被めっき物と接触する電極にのみ、さらに確実に給電することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。

本発明の一実施例（実施例１）にかかるバレルめっき装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施例１にかかるバレルめっき装置を構成するめっき用バレルおよび給電用バレルを備えためっき装置本体の構成を示す斜視図である。 本発明の実施例１にかかるバレルめっき装置の要部構成を示す図である。 本発明の実施例１にかかるバレルめっき装置の隔壁通電電極の構成を示す図である。 (ａ)および(ｂ)は、本発明の実施例１にかかるバレルめっき装置を用いて電解めっきを行う場合における、めっき用バレル内の被めっき物の位置と、給電用バレル内の導電メディアの位置の関係を説明する図である。 本発明の実施例１にかかるバレルめっき装置の性能を評価するために用いた比較用のバレルめっき装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１にかかるバレルめっき装置の変形例を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

この実施例１では、例えば、外部電極を備えた積層セラミックコンデンサなどのチップ型電子部品（被めっき物）の外部電極に電解めっきを施すのに用いられるバレルめっき装置を例にとって説明する。

[バレルめっき装置の構成]
図１は本発明の実施例１にかかるバレルめっき装置の構成を示す図、図２はバレルめっき装置を構成するめっき用バレルおよび給電用バレルを備えためっき装置本体の構成を示す斜視図、図３は要部を透視して示す図である。

図１に示すように、この実施例１のバレルめっき装置は、内部にめっき液１が収容されるめっき槽２と、めっき槽２内に配設される、めっき用バレル１０および給電用バレル２０を有するめっき装置本体３０とを備えている。また、めっき槽２内には、めっき液１に浸漬されるように陽極電極３が配設されている。

めっき用バレル１０は、筒状で軸心回りに回転するように構成され、その一部は、めっき液を流通させる、例えば、多数の貫通孔を設けた多孔板やメッシュ材料などの通液材料１１から形成された通液部１２（図２参照）を備えている。そして、このめっき用バレル１０には、被めっき物（この実施例１ではチップ型の積層セラミックコンデンサ）１３（図５(ａ)参照）が収容される。

また、給電用バレル２０は、筒状で、めっき用バレル１０の軸心方向に隔壁２１を介して隣接するように配設され、めっき用バレル１０と同期して、めっき用バレル１０の回転軸と同心の軸心回りに回転するように構成された容器であって、その一部は、上述のめっき用バレル１０の通液部１２を構成する多孔板やメッシュ材料などの通液材料１１と同じ材料から形成された通液部２２を備えおり、内部には導電メディア２３（図５(ｂ)参照）が収容されている。
なお、この実施例１では、給電用バレル２０は、上述のめっき用バレル１０と同様に、非密封構造とされている。

また、この実施例１では、導電メディア２３として、鉄製の球状体が用いられている。なお、導電メディア２３を構成する材料に特別の制約はないが、非密封構造の給電用バレルを用いる場合には、めっき液に溶出するおそれのない材料からなるものを用いることが望ましい。

また、給電用バレル２０には、導電メディア２３と導通するような態様で給電配線２９から電流を供給するための給電用電極（陰極電極）２８（図１参照）が配設されている。なお、給電用電極２８は、直接に導電メディア２３とは導通せず、導電部材を介して導電メディアと導通するように構成されていてもよい。本発明は、そのような態様で導電メディアと導通する給電用電極を備えている構成を含むものである。

そして、図３および図４に示すように、めっき用バレル１０と給電用バレル２０を仕切る隔壁２１には、給電用バレル２０が回転することにより転動する、給電用バレル２０内の導電メディア２３と接触するメディア接触電極部２４と、導通部２６を介してメディア接触電極部２４と導通するとともに、めっき用バレル１０が回転することにより転動する、めっき用バレル１０内の被めっき物１３と接触する被めっき物接触電極部２５とを備えてなる隔壁通電電極２７が、隔壁２１の周縁側領域に、周方向に所定の間隔をおいて、複数個（この実施例１では１２個）配設されている。なお、隔壁通電電極２７が隔壁２１の周縁側領域に配設されているのは、めっき用バレル１０の下部に溜まった被めっき物１３および給電用バレル２０の下部に溜まった導電メディア２３と確実に導通するようにするためである。

なお、この実施例１では、メディア接触電極部２４は、隔壁２１の表面から給電用バレル２０の内側に少し突出するような丸みを帯びた突出形状を有しており、また、被めっき物接触電極部２５は、隔壁２１の表面からめっき用バレル１０の内側に少し突出するような丸みを帯びた突出形状を有している。ただし、隔壁通電電極２７を構成するメディア接触電極部２４および被めっき物接触電極部２５の具体的な形状に特別の制約はなく、被めっき物１３および導電メディア２３に効率よく接触させることが可能な種々の形状とすることができる。

また、この実施例１では、チタンを構成材料とする隔壁通電電極２７を用いた。
なお、隔壁通電電極２７としては、導電性に優れた種々の材料からなるものを用いることができるが、めっき液に溶出するおそれのない材料からなるものを用いることが望ましい。

また、この実施例１のバレルめっき装置においては、めっき用バレル１０と同期して回転する給電用バレル２０内の導電メディア２３と、めっき用バレル１０の回転位置に応じてその位置を変える被めっき物１３とが、同期して各バレル（めっき用バレル１０および給電用バレル２０）内を転動することができるように、
(ａ)給電用バレル２０の径を、めっき用バレル１０と同じにする（この実施例１では、給電用バレル２０の断面形状および断面各部の寸法を、めっき用バレル１０のそれと同じにしている）とともに、
(ｂ)給電用バレル２０を、めっき用バレル１０と同期して、めっき用バレル１０の回転軸と同心の軸心回りに回転するように構成し、かつ、
(ｃ)給電用バレル２０の導電メディア充填容積率を、めっき用バレル内の被めっき物充填容積率と同じになるようにしている。

この実施例１のバレルめっき装置は、上述のような構成を備えていることから、チップ型電子部品（被めっき物）に電解めっきを施すにあたって、めっき用バレル１０を、例えば、図５(ａ)，(ｂ)の矢印Ａに示す方向（反時計回り方向）に回転させてめっきを行う際には、給電用バレル２０が、めっき用バレル１０と同期して同一方向に回転する。

そして、回転するめっき用バレル１０内の被めっき物１３と、回転する給電用バレル２０内の導電メディア２３とが、図５(ａ)，(ｂ)に示すように、同期してめっき用バレル１０および給電用バレル２０内を転動する。すなわち、めっき用バレル１０を転動する被めっき物１３と、給電用バレル２０内を転動する導電メディア２３とは、互いに対応する位置で転動しながら、隔壁通電電極２７を介して互いに導通する。

その結果、給電用電極２８から、給電用バレル２０内の導電メディア２３、隔壁２１に配設された隔壁通電電極２７を構成するメディア接触電極部２４、導通部２６、および被めっき物接触電極部２５を介して、被めっき物１３と接触する隔壁通電電極２７（被めっき物接触電極部２５）にのみに給電して、効率よく良好な電解めっきを行うことができる。

[評価]
本発明の実施例にかかるバレルめっき装置を評価するため、上述のように構成されたバレルめっき装置と、図６に示すような比較用のバレルめっき装置を用いて、チップ型の積層セラミックコンデンサ（被めっき物）の、外部電極（この実施例１ではＡｇ電極）に、Ｎｉめっき、Ｓｎめっきの順に電解めっきを施した。

なお、比較用のバレルめっき装置は、図６に示すように、めっき用バレル１０の両端側側壁１５ａ，１５ｂの回転中心から、めっき用バレル１０の内部に給電用電極１６ａ，１６ｂが挿入され、めっき用バレル１０の下側の位置で、被めっき物と接触するように構成された、従来から広く用いられているバレルめっき装置である。なお、図６において、図１と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。

そして、実施例１のバレルめっき装置と、比較例のバレルめっき装置を用いてＮｉめっき、および、Ｓｎめっきを施した積層セラミックコンデンサ（被めっき物）について、その外部電極に形成されたＮｉめっき膜およびＳｎめっき膜の膜厚分布を調べた。
このＮｉめっき膜およびＳｎめっき膜の膜厚分布と、電解めっき工程における給電電圧とを、表１に示す。

表１に示すように、本発明の要件を備えた、実施例１にかかるバレルめっき装置を用いて電解めっきを行うことにより形成したＮｉめっき膜およびＳｎめっき膜の膜厚分布および、給電電圧は、従来のバレルめっき装置を用いて電解めっきを行った場合とほぼ同じレベルであることが確認された。

この結果から、本発明によれば、簡単な構成により、広く使用されている従来のバレルめっき装置を用いた場合と同様に、特性の良好な電解めっきを行うことが可能であることがわかる。

なお、上記実施例１のバレルめっき装置では、給電用バレル２０を、めっき液を通過させる多孔板やメッシュ材料から形成された通液部２２を備えた非密封構造のものとしているが、めっき用バレルは密封構造とすることも可能である。その場合、導電メディアの表面に電解めっき膜が形成されてしまったり、導電メディアを構成する導電材料がめっき液側に溶出してしまったりすることを防止して、長期間安定してめっきを行うことが可能になる。

なお、給電用バレル２０は、内部に導電メディア２３が収容されるだけの、簡潔な構造を有するものであることから、密閉構造とする場合にも特に複雑な構成を必要とすることはない。

[変形例]
上記実施例１では、隔壁通電電極２７を構成する被めっき物接触電極部２５が隔壁２１に形成されたものであって、隔壁２１から給電用バレル２０のめっき用バレル１０の内側に少し突出した構造のものである場合について説明したが、例えば、図７に模式的に示すように、被めっき物接触電極部２５を、めっき用バレル１０の内周面上を、隔壁２１が配設された端部側から、対向する他方端面（図示せず）側に向かって延びる複数本の帯状電極部２５ａを備えた構成とすることも可能である。

さらに、被めっき物接触電極部２５を、めっき用バレル１０の内周面に、周方向およびそれに直交する方向に行列状に配設された複数の島状電極（隔壁通電電極２７と導通する電極）（図示せず）を備えた構成とすることも可能である。

また、隔壁通電電極２７を構成するメディア接触電極部２４についても、上述の、被めっき物接触電極部２５の変形例に準じる構成のものとすることが可能である。

なお、隔壁通電電極２７を構成する被めっき物接触電極部２５やメディア接触電極部２４については、さらに他の構成とすることも可能である。

本発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、被めっき物の種類、被めっき物の具体的な形状や寸法、めっき金属の種類、めっき液の組成、めっき条件などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

１ めっき液
２ めっき槽
３ 陽極電極
１０ めっき用バレル
１１ 通液材料
１２ めっき用バレルの通液部
１３ 被めっき物
２０ 給電用バレル
２１ 隔壁
２２ 給電用バレルの通液部
２３ 導電メディア
２４ メディア接触電極部
２５ 被めっき物接触電極部
２５ａ 帯状電極部
２６ 導通部
２７ 隔壁通電電極
２８ 給電用電極
２９ 給電配線
３０ めっき装置本体

Claims (3)

1. 筒状で軸心回りに回転するように構成され、一部がめっき液を流通させる通液材料から形成された、内部に被めっき物を収容するめっき用バレルと、
   筒状で、前記めっき用バレルの軸心方向に隔壁を介して隣接するように配設され、前記めっき用バレルと同期して、前記めっき用バレルの回転軸と同心の軸心回りに回転するように構成された、内部に導電メディアを収容する、密封構造を有する給電用バレルと、
   前記給電用バレルに配設された給電用電極と、
   前記隔壁を貫通するように配設された隔壁通電電極であって、前記給電用バレルが回転することにより転動する、前記給電用バレル内の前記導電メディアと接触するメディア接触電極部と、前記メディア接触電極部と導通するとともに、前記めっき用バレルが回転することにより転動する、前記めっき用バレル内の前記被めっき物と接触する被めっき物接触電極部とを備えた隔壁通電電極と
   を具備することを特徴とするバレルめっき装置。
2. 前記隔壁通電電極が、前記隔壁の周縁側領域に、周方向に所定の間隔をおいて複数配設されていることを特徴とする請求項１記載のバレルめっき装置。
3. 前記給電用バレルが、前記めっき用バレルと同一径を有するとともに、前記めっき用バレルと一体に、前記めっき用バレルの回転軸と同心となる軸心回りに回転するように構成されており、かつ、前記給電用バレルの導電メディア充填容積率が、前記めっき用バレル内の被めっき物充填容積率と同じであることを特徴とする請求項１または２記載のバレルめっき装置。

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