JP4198161B2 - バレルめっき方法 - Google Patents

Description

本発明は、バレルめっき方法に関する。

バレルめっきは、被めっき物をバレル内で攪拌しながらめっき処理を行う方法である。この方法では、複数の被めっき物を収容したバレルをめっき液中に浸漬すると共に、バレルの外側に１対の陽極を配置し、バレル内に陰極を配置する。そして、バレルを一定の速度で回転させながら、陽極と陰極との間に形成される電流線の作用によって、めっき液中の金属を被めっき物の表面に析出させる。

このようなバレルめっきに関する技術として、例えば特許文献１に記載の電子部品のバレルめっき方法がある。この従来の電子部品のバレルめっき方法では、被めっき素体よりも比重の大きく、かつ被めっき素体よりも大きな形状の攪拌補助部材を、導電性媒体と共にバレル内に投入している。このような攪拌補助部材の投入により、回転するバレル内において、被めっき物と導電性媒体とを攪拌補助部材の個体間の隙間に取り込み、攪拌効率の向上を図っている。
特開２０００−２５６８９９号公報

本発明は、めっき効率の向上と、被めっき物同士の分離効率の向上とを両立させることができるバレルめっき方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本願発明者らは、まずバレルめっき方法における被めっき物へのめっきの成長速度（めっき効率）の向上について鋭意研究を行った。その過程において、本願発明者らは、バレルの外側の陽極からバレル内の陰極に向かって形成される電流線の密度に着目した。そして、被めっき物はバレル内において下部に沈んでいることから、電気絶縁部材によって被めっき物の存在しないバレル上部に向かう電流線を遮ることにより、電流線をバレル下部に集中させることができれば、めっき効率の向上を図れることを見出した。なお、上述した電子部品のバレルめっき方法では、攪拌補助部材の比重は被めっき物よりも大きく、バレル上部に向かう電流線を遮るという技術的思想は開示されていない。

一方で、めっき効率の向上を追及すると、被めっき物の個体間にわたってめっきが成長し、被めっき物同士の付着が発生し易くなる。そのため、めっき処理後の洗浄処理において、被めっき物同士の分離効率が低下するおそれがある。これに対し、本願発明者らは、上述した電気絶縁部材の比重に着目し、めっき処理において電気絶縁部材をバレル上部に位置させて電流線を遮蔽し、かつ洗浄処理において電気絶縁部材をバレル下部に移動させ、この電気絶縁部材をそのまま利用して流動する被めっき物の攪拌効率を高めてやれば、めっき効率の向上と、被めっき物同士の分離効率の向上とを両立させることができるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。

本発明に係るバレルめっき方法は、複数の被めっき物をバレル内で攪拌しながらめっき処理を行うバレルめっき方法であって、めっき液よりも比重が小さく、かつ洗浄液よりも比重が大きい板状の電気絶縁部材を用意し、電気絶縁部材と複数の被めっき物とをバレル内に収容する工程と、バレルをめっき液に浸漬させると共に、バレルの外側に配置された陽極とバレル内に収容された複数の被めっき物との間の一部を電気絶縁部材によって遮蔽した状態で通電し、バレルを回転させながら複数の被めっき物にめっきを形成する工程と、めっき液を除去した後、バレルを洗浄液に浸漬させ、バレルを回転させながら複数の被めっき物を洗浄する工程とを備えたことを特徴としている。

このバレルめっき方法では、めっき液よりも比重が小さく、かつ洗浄液よりも比重の大きい板状の電気絶縁部材を用意し、複数の被めっき物と共にバレル内に収容する。この電気絶縁部材は、電解めっき処理においてバレルがめっき液に浸漬されると、バレル内の上部に浮き上がり、バレルの内壁上部を覆うように存在する。したがって、陽極からバレルの上部に向かう電力線の経路が遮られ、電力線は被めっき物が位置するバレルの下部に集中するようになるため、めっき効率の向上を図ることができる。一方、電気絶縁部材は、被めっき物の洗浄処理においてバレルが洗浄液に浸漬されると、被めっき物に覆い被さるようにバレル内の下部に沈む。したがって、この状態でバレルを回転させると、電気絶縁部材によって被めっき物の流動範囲が規制され、被めっき物が他の被めっき物や電気絶縁部材に頻繁に当たることとなる。これにより、洗浄処理において被めっき物が十分に攪拌され、電解めっき処理の際に被めっき物同士の付着が発生していても、その分離効率を高めることが可能となる。

また、電気絶縁部材の長さ寸法は、バレルの回転軸方向の内寸法を基準として１００％未満であることが好ましく、電気絶縁部材の幅寸法は、バレルの内径を基準として５０％以下であることが好ましい。こうすると、電気絶縁部材がバレルの内壁に引っ掛かりにくくなるので、電解めっき処理から洗浄処理に移行する際に、バレルの上部からバレルの下部に向けて電気絶縁部材を確実に移動させることができる。

また、電気絶縁部材の長さ寸法は、バレルの回転軸方向の内寸法を基準として５０％以上であることが好ましい。この場合、電解めっき処理における電力線の経路の遮蔽と、洗浄処理における被めっき物の流動範囲の規制とを好適に行うことができる。

電気絶縁部材は、当該電気絶縁部材の長手方向に沿う縁部同士が向かい合う方向に屈曲可能となっていることが好ましい。こうすると、洗浄処理において、流動する被めっき物の表面に電気絶縁部材を略密着させることが可能となり、被めっき物の流動範囲をより確実に規制できる。この結果、被めっき物の分離効率を一層高めることができる。

本発明に係るバレルめっき方法によれば、めっき効率の向上と、被めっき物同士の分離効率の向上とを両立させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るバレルめっき方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係るバレルめっき方法の一実施形態を実現するためのバレルめっき装置の構成概要を示す図である。また、図２は、図１に示したバレルめっき装置を側方から見た図である。図１及び図２に示すように、バレルめっき装置１は、めっき液５又は洗浄液６（図７参照）を貯留するめっき槽２と、被めっき物である複数の電子部品１０を収容するバレル３と、１対のアノード電極４，４とを備え、電子部品１０をめっき液５中で攪拌しながらめっき処理を行う装置として構成されている。

バレル３は、例えば金属によって断面正六角形状の筒状に形成され、めっき槽２の略中央において水平に配置されている。バレル３の内部は、電子部品１０、及び後述する電気絶縁部材２０を収容する収容空間となっている。また、バレル３内には、電子部品１０の個体間を導通させるためのダミーメディア（図示しない）も電子部品１０と共に収容される。

バレル３の側壁には、メッシュ状の窓部（図示しない）が形成されている。この窓部は、バレル３内に収容された電子部品１０等を外部に通さないようにブロックする一方、めっき槽２からバレル３内へのめっき液５又は洗浄液６の流入を許容する。そして、バレル３は、めっき槽２の外部に設置された整流器（図示しない）に接続されてカソード電極として機能し、後述するめっき処理及び洗浄処理を行う際に、回転軸７を中心に所定の速度で回転する。

アノード電極４，４は、めっき槽２内において、バレル３の両側にそれぞれ配置されている。アノード電極４，４の上端部から延びるリード線は、めっき槽２の上方に引き出され、バレル３と同様に整流器に接続されている。アノード電極４，４及びバレル３が通電すると、バレル３の外部に位置するアノード電極４，４からバレル３に向けて所定密度の電流線が形成される。

ここで、バレル３に収容される電子部品１０の個体の一例を図３に示す。同図に示す例では、電子部品１０は、導電パターンが形成されたセラミック層を積層してなる素子部１１と、この素子部１１の両端にそれぞれ形成された１対の端子電極１２，１２とによって構成される、いわゆる積層型電子部品である。このような電子部品１０としては、チップコンデンサ、チップバリスタ、チップインダクタ、チップビーズなどが挙げられる。

次に、電気絶縁部材２０の一例を図４に示す。同図に示す例では、電気絶縁部材２０は、例えばポリスチレンにより、厚さ５ｍｍ程度の矩形の板状に形成されている。電気絶縁部材２０の幅寸法Ｗ１は、バレル３の内径Ｗ２を基準として約５０％となっており（図１参照）、電気絶縁部材２０の長さ寸法Ｌ１は、バレル３の回転軸方向の内寸法Ｌ２を基準として約７５％となっている（図２参照）。また、電気絶縁部材２０の比重は、めっき液５より小さく、かつ洗浄液６よりも比重の大きくなっている。したがって、バレル３がめっき液５に浸漬されると、電気絶縁部材２０は、バレル３内で上方に浮き上がり、バレル３が洗浄液６に浸漬されると、電気絶縁部材２０は、バレル３内で下方に沈むようになっている。

さらに、図４に示すように、電気絶縁部材２０の中央部分には、長手方向に沿って溝部２１が形成されている。これにより、電気絶縁部材２０は、溝部２１が形成されていない方向に対して、長手方向に沿う縁部２２，２２同士が向かい合うように屈曲可能となっている。そして、電気絶縁部材２０は、この屈曲方向が電子部品１０側に向くようにして、バレル３内に収容されている。

続いて、上述したバレルめっき装置１を用いたバレルめっき方法について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、被めっき物である複数の電子部品１０、板状の電気絶縁部材２０、及びダミーメディア（図示しない）をバレル３内に収容する（ステップＳ０１）。次に、バレル３をめっき槽２中に配置し、めっき槽２に洗浄用の水を流入させることにより、バレル３内の電子部品１０等を予め洗浄する。洗浄後、めっき槽２から洗浄用の水を除去し、めっき槽２にめっき液５を流入させる。これにより、バレル３をめっき液５中に浸漬する（ステップＳ０２）。

バレル３をめっき液５に浸漬した後、アノード電極４及びバレル３に通電を行う。そして、回転軸７を中心としてバレル３を所定の速度で回転させることにより、電子部品１０を攪拌しながら電解めっき処理を行う（ステップＳ０３）。この電解めっき処理においては、図６に示すように、めっき液５よりも比重の小さい電気絶縁部材２０がバレル３内の上方に浮き上がり、バレル３の内壁上部を覆うように存在する。そのため、アノード電極４からバレル３の上部に向かう電力線の経路が一部遮蔽され、電力線Ｃは、電子部品１０が位置するバレル３の下部に集中する。この状態で、個々の電子部品１０は、ダミーメディアを介してバレル３と電気的に接続され、電子部品１０の端子電極１２，１２の表面にめっき液５中のめっき金属が析出する。

電解めっき処理が終了した後、めっき槽２からめっき液５を除去する（ステップＳ０４）。そして、めっき液５の代わりに洗浄液６をめっき槽２に流入し、バレル３を洗浄液６に浸漬する（ステップＳ０５）。そして、回転軸７を中心としてバレル３を所定の速度で回転させることにより、電子部品１０を攪拌しながら洗浄処理を行う（ステップＳ０６）。洗浄液６としては、例えば純水が用いられる。

この洗浄処理においては、図７に示すように、洗浄液６よりも比重の大きい電気絶縁部材２０が、電子部品１０に覆い被さるようにバレル３の下部に沈む。また、電気絶縁部材２０がバレル３の下方に沈む際、電気絶縁部材２０の長手方向に沿う縁部２２，２２同士が向かい合うように屈曲し、流動する電子部品１０の表面に電気絶縁部材２０が略密着する。したがって、この状態でバレル３を回転させた場合、電気絶縁部材２０によって電子部品１０の流動範囲が規制され、電子部品１０が他の電子部品１０や電気絶縁部材２０の下面側に頻繁に当たりながら、電子部品１０の洗浄処理がなされる。

洗浄工程の後、バレル３をめっき槽２から取り出し、篩等によって電子部品１０と電気絶縁部材２０等とを選別する。そして、所定の乾燥工程を行うことにより、図３に例示した積層型の電子部品１０の製造が完了する。

以上説明したように、本実施形態に係るバレルめっき方法では、めっき液５よりも比重が小さく、かつ洗浄液６よりも比重の大きい板状の電気絶縁部材２０を用意し、電子部品１０と共にバレル３内に収容する。この電気絶縁部材２０は、電解めっき処理においてバレル３がめっき液５に浸漬されると、バレル３内の上部に浮き上がり、バレル３の内壁上部を覆うように存在するため、アノード電極４からバレル３の上部に向かう電力線の経路が遮られることとなる。したがって、図８に示すように、電気絶縁部材２０をバレル３内に収容しない場合には、電力線Ｃがアノード電極４から均等な密度でバレル３に向かうが、このバレルめっき方法では、図６に示したように、電子部品１０が位置するバレル３の下部に電力線Ｃが集中するようになるため、めっき効率の向上が図られる。

一方、電気絶縁部材２０は、電子部品１０の洗浄処理において、バレル３が洗浄液６に浸漬されると、電子部品１０に覆い被さるようにバレル３内の下部に沈む。また、電気絶縁部材２０がバレル３の下方に沈む際、電気絶縁部材２０の長手方向に沿う縁部２２，２２同士が向かい合うように屈曲し、流動する電子部品１０の表面に電気絶縁部材２０が略密着する。この状態でバレル３を回転させた場合、電気絶縁部材２０によって電子部品１０の流動範囲が規制され、電子部品１０が他の電子部品１０や電気絶縁部材２０の下面側に頻繁に当たりながら、電子部品１０の洗浄処理がなされることとなる。これにより、洗浄処理において電子部品１０が十分に攪拌され、電解めっき処理の際に電子部品１０同士の付着が発生していても、その分離効率を高めることが可能となる。なお、電気絶縁部材２０は、電子部品１０に比べて十分に大きな板状をなしているので、洗浄処理が終了した後は、電気絶縁部材２０を電子部品１０から容易に選別して取り出すことができる。

また、このバレルめっき方法では、電気絶縁部材２０の幅寸法Ｗ１は、バレル３の内径Ｗ２を基準として約５０％となっており、電気絶縁部材２０の長さ寸法Ｌ１は、バレル３の回転軸方向の内寸法Ｌ２を基準として約７５％となっている。このような構成により、電気絶縁部材２０がバレル３の内壁に引っ掛かりにくくなるので、電解めっき処理から洗浄処理に移行する際に、バレル３の上部からバレル３の下部に向けて電気絶縁部材２０を確実に移動させることができる。さらに、上述のように、電気絶縁部材２０の長さ寸法Ｌ１は、バレル３の回転軸方向の内寸法を基準として５０％以上となっているので、電解めっき処理における電力線Ｃの経路の遮蔽と、洗浄処理における電子部品１０の流動範囲の規制とを好適に行うことができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、溝部２１の形成によって電気絶縁部材２０を屈曲可能としているが、このような溝部２１の形成は必ずしも必要ではなく、電解めっき処理及び洗浄処理を通じて屈曲しない電気絶縁部材を用いてもよい。また、電気絶縁部材２０の形状は、バレル３内に収容する電子部品１０の大きさや数量などに応じて適宜変更可能である。このとき、電気絶縁部材２０の幅寸法Ｗ１をバレル３の内径Ｗ２を基準として５０％以下とし、かつ電気絶縁部材２０の長さ寸法Ｌ１をバレル３の回転軸方向の内寸法Ｌ２を基準として１００％未満５０％以上とすることにより、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。

本発明に係るバレルめっき方法の一実施形態を実現するためのバレルめっき装置の構成概要を示す図である。 図１に示したバレルめっき装置を側方から見た図である。 バレルに収容する電子部品の一例を示す斜視図である。 バレルに収容する電気絶縁部材の一例を示す斜視図である。 バレルめっき方法の手順を示すフローチャートである。 電解めっき処理中のバレル内の状態を示す図である。 洗浄処理中のバレル内の状態を示す図である。 電気絶縁部材を収容しない場合の電解めっき処理中のバレル内の状態を示す図である。

符号の説明

３…バレル、５…めっき液、６…洗浄液、１０…電子部品（被めっき物）、２０…電気絶縁部材、Ｌ１…電気絶縁部材の長さ寸法、Ｌ２…バレルの回転軸方向の内寸法、Ｗ１…電気絶縁部材の幅寸法、Ｗ２…バレルの内径。

Claims (5)

1. 複数の被めっき物をバレル内で攪拌しながらめっき処理を行うバレルめっき方法であって、
   めっき液よりも比重が小さく、かつ洗浄液よりも比重が大きい板状の電気絶縁部材を用意し、前記電気絶縁部材と前記複数の被めっき物とを前記バレル内に収容する工程と、
   前記バレルを前記めっき液に浸漬させると共に、前記バレルの外側に配置された陽極と前記バレル内に収容された前記複数の被めっき物との間の一部を前記電気絶縁部材によって遮蔽した状態で通電し、前記バレルを回転させながら前記複数の被めっき物にめっきを形成する工程と、
   前記めっき液を除去した後、前記バレルを前記洗浄液に浸漬させ、前記バレルを回転させながら前記複数の被めっき物を洗浄する工程とを備えたことを特徴とするバレルめっき方法。
2. 前記電気絶縁部材の長さ寸法は、前記バレルの回転軸方向の内寸法を基準として１００％未満であることを特徴とする請求項１記載のバレルめっき方法。
3. 前記電気絶縁部材の長さ寸法は、前記バレルの回転軸方向の内寸法を基準として５０％以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のバレルめっき方法。
4. 前記電気絶縁部材の幅寸法は、前記バレルの内径を基準として５０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のバレルめっき方法。
5. 前記電気絶縁部材は、当該電気絶縁部材の長手方向に沿う縁部同士が向かい合う方向に屈曲可能となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のバレルめっき方法。
   
   

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