专利名称：电铸方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造金属部件的电铸方法。
背景技术：
已经/^口通it^顿中M^镀覆(电镀)金属而形成金属成型品的电铸技术。 通过在母型的不需要电镀的部分上形成绝缘膜，能够只在所需部分上电镀金属， 但也存在如下的问题，即，由绝^M遮断的电流的一部分流入到绝缘膜附近的电 镀部分而使得电镀量局部地增加的结果是，电镀金属层的厚度不均匀。例如，在 专利文献l中记载了对电铸后的金属层表面(母型的相对侧)进行研磨从而进行 平滑化的要点。
因此，传统的电铸不能控制金属成型品的表面(在鄉上电镀的面的相对侧) 的形状，才及大地制约了可成型的形状。
(专利文献1)日拟争开平8-225983号公报
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电铸方法，其可以控制与在母型 上进行电镀的面的相对面的形状。
为了解决上述问题，本发明的电铸方法采用如下的方法在形成有型腔的导 电母型的外表面和所述型腔的侧壁面上形成绝缘层，将所述母型配置在电解槽内 并施加电压，在所述型腔的底面上电镀金属，并使金属层成长至在所述型腔中残 留具有型腔宽度的1/3以上、优选2/3以上高度的空间。
才艮据该方法，不对型腔内部所有空间都电4松属，而是通过残留型腔宽度1/3 以上、优选2/3以上的空间而停止金属层的成长，从而由于形成在型腔侧壁面的绝 缘层的上部遮断预乂M目向电极的未正对型腔的部分向已经电镀后的金属层倾斜流 入的电流，因此电镀的金属的厚度不产生偏差。因此，电铸的金属层均匀地成长 至'J距，上未形成绝缘层的部分恒定距离处。
而且，本发明的电铸方法，所必色缘层也可以进一步形成在所述型腔底面的周纟彖部的至少一P分。由于金属层成长到距母型上未形成绝缘层的部分恒定距离 处，从而在底面外周部的绝缘层上部形成曲面地形成金属层。由此，可以实l^于 金属成型品的顿相对侧的边纟4ii行倒角。
而且，本发明的电4寿方法，所i^面也可以为相对垂直于电压;^m方向的面 的倾斜角度为60。以下的面的集合。通过使母型上未形成绝缘层的面自与相向电极 之间的电压 口方向垂直的面倾斜不大于60°，使该倾斜面将来自相向电极的电流 倾斜地引入，从而能够防止金属层不均匀成长。
而且，本发明的电铸方法，也可以在所述侧壁面形成扩大所述型腔开口面积 的台阶部。由此，能够使#^属成型品的~~^分在与电压^>方向不同的方向上 突出。
而且，本发'明的电铸方法，也可以根据供给电流量的总和来判定所述电镀的 终点。由于电镀金属的总量与供给电流量成比例，因此即使不直接测定，也能够 知itA长金属层的厚度。
根据本发明，由于残留型腔宽度的1/3以上的空间而停止金属层的成长，通 錄金属层从侧方^7v电流，使得成型的金属层厚度均匀，不需要对与母型相对 侧的表面进行精加工。
图l是本发明实施方式的金属成型品M型在宽度方向的剖面图2是表示图1的金属成型品的电铸过程的剖面图3是表示由上空间高度与型腔宽度之比引起的金属层厚度偏差变化的图
表；
图4是图1的金属成型品和，在长度方向的剖面图5是表示由底面的倾斜面部的倾斜角度引起的金属层厚度偏差变化的图
表；
图6是本发明变形例的型腔的剖面图7是利用本发明形成的触点部件的立体图。
附图标i己i兌明
1金属成型品 2母型 3型腔
4外表面 5侧壁面 5a台阶部
6底面 6a、 6b、 6c平面部7金属层 F绝缘层
具体实施例方式
下面，将参照
本发明的实施方式。
图1中示出利用本发明电铸的金属成型品1和在该电铸中所^J^的导电，2 的截面。母型2在储存电解液的电解槽内与相向电极相向地配置，在与相向电极 之间^>电压。电铸是指通过在电解液中流通电流使得电解后的金属电镀在母型2 上的厚膜镀覆技术，是通过从 2剥离由该电铸而在 2上电镀的金属层， 形成将母型2的形状反向转印的金属部件的技术。
本发明所使用的母型2形成有构成金属成型品1的反向模型的型腔3，在与相 向电极相向的外表面4的未形成型腔3的部分和型腔3的侧壁面5上形成有绝缘 层F。但是，在型腔3的底面6上未形成绝缘层F。
在电解槽中配置新的母型2，在母型2和相向电极之间^i/。电压，一:SJ逸电， 如图2所示，电解液中的金属离子电镀到其表面，形成金属层7。另一方面，由于 绝缘层F遮断电流，因而即使在 2和相向电极之间 口电压，在绝缘层F处 也不直接电l^金属。因此，在型腔3的内部，金属层7自底面6起在电压^口方 向上成长。
在本发明中，设计型腔3，从而如图l所示，当金属层7成长到所需的金属成 型品l的高度时，残留具有型腔3的宽度W的1/3以上的高度H的空间。也即， 在本发明中，设定金属层7的成长停止终点为在型腔3的上部残留H> 1/3W的上 空间。
并且，根据法拉第法则，由于在母型2和相向电极之间流动的电流的总和与 电镀金属总量具有比例关系，因此通it^算供给电流的电流值，而能够检测电铸 的终点。
通过在型腔3的上部停止金属层7的成长以便残留H > 1/3W的上空间，从而 ^f吏形成在型腔3的侧壁面5上的绝缘层F的上部遮断自金属层7从与相向电极的 外壁面4相向的位置斜向流入的电流，在金属层7蒼沐流动均匀的电流，使#^ 属层7均匀成长。
因此，金属层7成长形成的金属成型品1中，与和母型2相对侧的相向电极 相向的面成为自底面6起具有一定距离，且才莫仿了型腔3的形状。
在图3中示出根据型腔宽度W和在金属成型品1的上方残留的上空间的高度H之比，确认金属成型品l的金属层7的厚度产生何种程度偏差的结果。金属层7 的厚度的偏差由金属层7的最薄部分的厚度(最小高度)和^部分的厚度(最 大高度)之比进fri平价。
如此，如果上空间的高度H为型腔宽度W的1/3以上，则金属层7的厚度的 偏差在5%以下，实际上，抑制到几乎不成为问题的程度。进一步，如果上空间的 高度H为型腔宽度W的2/3以上，则金属层7的厚度的偏差在1%以下，能够抑 制到几乎可以忽4见的程度。
在图4中示出金属成型品1禾崎型2在长度方向的截面。如图所示，型腔3 使得底面6深度不同，由分别与相向电招jE对(与电压施加方向垂直)的3个平 面部6a、 6b、 6c和连4妄平面部6a、 6b、 6c并相对垂直于电压^i卩方向的面倾4斗的 倾斜面部6d、 6e构成。
iiJL,上空间的高度H为在型腔3的最浅部分残留的空间的高度。如该图4 所示，即使与上空间的高度H相比，型腔3的长度更长，如果上空间的高度H为 型腔3的宽度(横截距离短的方向的长度)W的1/3以下，则金属成型品1的厚 度不产生偏差。
而且，相对具有倾斜面部6d、 6e的底面6，金属层7层叠电镀使得在平面部 6a、 6b、 6c和倾斜面部6d、 6e处厚度分别相等(距底面6的距离恒定)。并且， 即使在平面部6a和倾斜面部6d以及平面部6b和倾斜面部6e之间形成的角部，金 属层7也层叠电镀，使得其厚度相等(距底面6的距离恒定)。
在图5中示出改变倾斜面部6d、 6e的倾斜角度6 (与垂直于电压 。方向的 面之间的夹角)而测量的金属层7的厚度偏差的结果。如图所示，如果倾斜面部 6d、 6e的倾斜角度6为60°以下，则金属层7的厚度的偏差为1 %以下，完全没有 问题。但是， 一旦倾斜面部6d、 6e的倾斜角度6超过60。，则金属层7的厚度就 会产生偏差。而且，该金属层7的厚度的偏差具有如下倾向与中层平面部6b相 比，上层平面部6a和下层平面部6c中偏差较大。
这样，在本发明中，通it^底面6设计深度变化使得倾斜面部6d、 6e的倾斜 角度6为60°以下，使#^属成型品1的设计成为能够将厚度保持固定的同时也能 够在电压施加方向上弯曲。换句话说，底面6没有必要必须与相向电极正对。
进一步，在图6中示出本发明变形例的型腔3和金属层7的成长过程。该型 腔3通过在侧壁面5的中间形成台阶部5a，而将型腔3的截面积J人中途扩大，使 得型腔3的开口面积比底面6更大。而且，泉墓台阶部5a的绝缘层F进行延伸以<缝盖底面6上的周缘部6f。
当使用该型腔3进行电铸时，首先，在未l^色缘层F覆盖的底面6的表面上 电镀金属层7。进一步当继续;^>电压时，金属层7进行成长B巨底面6的^tA 绝缘层F的部分的距离保持固定，并重叠M^^fl盖底面6的周缘部6f的绝缘层 F上。
进一步地，当流通电流而使#^属层7成长时，则在台阶部5a上金属层7也 ^f申城长。此时，金属层7成长使得从^tA绝缘层F的底面6看构成台阶部 5a的阴影的部分上，距台阶部5a的边缘的距离保持固定。
这样，通过在型腔3上设计台阶部5a, 4吏金属成型品1可铸it^在台阶部5a 上部伸展的形状。而且，通过由绝缘层F覆盖底面6的周缘部6f，使其上部能够 成为对金属成型品1倒角的形状。即，通过使用本变形例，可以形^##型2 的形状反向转印的形状的表面上又il^口了 R状倒角的金属部件。
作为实例，在图7中示出才艮据本发明形成的用于电子产品的触点部件的形状。 根据本发明，不需^f^f可精加工，只通过电铸就能够形成这种形状的金属产品。
权利要求
1、一种电铸方法，其特征在于，在形成有型腔的导电母型的外表面和所述型腔的侧壁面上形成绝缘层，将所述母型配置在电解槽内并施加电压，在所述型腔的底面上电镀金属，并使金属层成长至在所述型腔中残留具有型腔宽度的1/3以上高度的空间。
2、 如权利要求l所述的电铸方法，其特征在于，所必色缘层进一步形成在所 述型腔底面的周缘部的至少一部分。
3、 如权利要求1或2所述的电铸方法，其特征在于，所tt面为相对垂直于 电压^口方向的面的倾存牛角度为60。以下的面的集合。
4、 如权利要求l至3中任一项所述的电铸方法，其特征在于，在所述侧壁面 形成扩大所述型腔开口面积的台阶部。
5、 如权利要求l至4中^—项所述的电铸方法，其特4^于，根据供给电流 量的总和来判定所述电镀的终点。
全文摘要
本发明提供一种电铸方法，其可以控制与在母型上进行电镀的面的相对面的形状。在形成有型腔(3)的导电母型(2)的外表面(4)和型腔(3)的侧壁面(5)上形成绝缘层(F)，将母型(2)配置在电解槽内并施加电压，在型腔(3)的底面(6)上电镀金属，并使金属层成长至在型腔(3)中残留具有型腔宽度(W)的1/3以上高度(H)的空间，从而电铸金属成型品(1)。
文档编号C25D1/00GK101298685SQ20081014284
公开日2008年11月5日 申请日期2008年3月31日 优先权日2007年3月29日
发明者关寿昌, 吉田仁, 山下利夫, 畑村章彦 申请人:欧姆龙株式会社