旋转式表面处理装置、用于处理槽的环状部件的制作方法

本发明涉及使处理对象与镀覆液等处理液一起旋转来进行表面处理的装置。

背景技术：

为了对较小的部件等大量地进行镀覆而使用旋转式表面处理装置。图17示出了专利文献1(日本特许4832970号)中公开的旋转式表面处理装置。

在外部壳体18中设置有处理槽2。处理槽2具有底面部件4、侧壁6、罩部件14。在处理槽2的下部结合有通过电动机(未图示)而旋转的旋转轴10，由此，处理槽2也旋转。

在处理槽2中导入有处理液16和作为镀覆对象(处理对象)的多个部件20。以与处理液16接触的方式设置第1电极12。

当处理槽2旋转时，由于离心力而导致部件20成为一个整体而被压向侧壁6。侧壁6兼用作第2电极，通过向第1电极12与侧壁6之间进行通电，能够对部件20实施镀覆。

在底面部件4与侧壁6之间设置有空隙8。空隙8形成为比部件20的最小尺寸稍小。因此，通过离心力而使处理液16穿过空隙8向外部排出，另一方面，部件20留在处理槽2中。

排出到处理槽2外的处理液16借助泵p而再次返回到处理槽2中。由此，处理槽2中的处理液16循环，始终向部件20供给新的处理液16。

此外，在更换处理液16的种类等的情况下，使处理槽2旋转，从而将处理液16经由空隙8而向外部排出。

但是，在上述那样的现有技术中的旋转式表面处理装置中，存在如下问题：在进行处理液16的更换等时，从空隙8排出处理液16需要时间，难以提高处理效率。

特别地，在部件20比较微小的情况下(例如，直径为30μm的金属球(金属粉末)等)，空隙8需要变得狭窄，处理液16的排出时间变得更长。

技术实现要素：

本发明解决上述那样的问题点，其目的在于提供处理液的排出时间较短并且处理效率较高的旋转式表面处理装置。

该发明的独立的几个特征列举如下。

(1)该发明的旋转式处理装置具有：处理槽，其具有侧壁和底面，该处理槽收纳处理液和处理对象；以及旋转机构，其使所述处理槽旋转，以使处理对象朝向所述侧壁受到离心力，该旋转式处理装置的特征在于，在所述侧壁上设置有空隙，该空隙用于使处理液通过基于所述处理槽的旋转而产生的离心力向外部排出，所述空隙在与所述处理对象接触的内侧被形成为比该处理对象的最小外形尺寸小，所述空隙在外侧被形成得较大。

因此，能够加快处理液的排出速度，能够提高处理效率。

(2)该发明的旋转式处理装置的特征在于，侧壁是通过将中空圆盘层叠而构成的，所述空隙是通过在相邻的中空圆盘之间夹着间隔件而形成的，所述中空圆盘被形成为外侧比内侧薄。

因此，能够容易地得到能够加快处理液的排出速度的构造

(3)该发明的旋转式处理装置的特征在于，侧壁是通过使楔状部件的宽幅侧朝向内侧并以隔着空隙而相邻的方式固定于支承部件从而构成的。

因此，能够容易地得到能够加快处理液的排出速度的构造。

(4)该发明的旋转式处理装置具有：处理槽，其具有侧壁和底面，该处理槽收纳处理液和处理对象；以及旋转机构，其使所述处理槽旋转，以使处理对象朝向所述侧壁受到离心力，该旋转式处理装置的特征在于，在所述侧壁上设置有空隙，该空隙用于使处理液通过基于所述处理槽的旋转而产生的离心力向外部排出，在所述空隙中，至少在与所述处理对象接触的内侧设置有多孔质部件，所述空隙在外侧被形成得较大。

因此，能够加快处理液的排出速度，能够提高处理效率。

(5)该发明的旋转式处理装置具有：处理槽，其具有侧壁和底面，该处理槽收纳处理液和处理对象；以及旋转机构，其使所述处理槽旋转，以使处理对象朝向所述侧壁受到离心力，该旋转式处理装置的特征在于，在所述侧壁上设置有空隙，该空隙用于使处理液通过基于所述处理槽的旋转而产生的离心力向外部排出，具有所述空隙的侧壁的从内侧到外侧的长度为所述处理对象的平均直径的50倍以下。

因此，能够加快处理液的排出速度，能够提高处理效率。

(6)该发明的旋转式处理装置的特征在于，具有作为所述侧壁的至少一部分的第2电极，并且具有以与所述处理液接触的方式而被设置的第1电极。

因此，能够应用于进行电处理的装置。

(7)该发明的环状部件用于构成处理槽的侧壁，该处理槽具有侧壁和底面，该处理槽收纳处理液和处理对象并进行旋转，该环状部件的特征在于，在从该环状部件的外周端到内周端近前的范围内设置有用于使处理液容易地排出的凹部。

因此，能够提供用于加快处理液的排出速度的环状部件。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的旋转式处理装置的剖视图。

图2a是示出基座部件90的细节的图。

图2b是示出基座部件90的细节的图。

图2c是示出基座部件90的细节的图。

图3a是示出底面部件60的细节的图。

图3b是示出底面部件60的细节的图。

图3c是示出底面部件60的细节的图。

图4a是示出开口环(slitring)30的细节的图。

图4b是示出开口环(slitring)30的细节的图。

图4c是示出开口环(slitring)30的细节的图。

图5a、5b是示出开口环30的安装状态的图。

图6a、6b是示出阴极环50的细节的图。

图7a是示出罩部件70的细节的图。

图7b是示出罩部件70的细节的图。

图7c是示出罩部件70的细节的图。

图8是示出其他实施方式的图。

图9是示出其他实施方式的图。

图10是示出其他实施方式的图。

图11a是示出缝部件110的细节的图。

图11b是示出缝部件110的细节的图。

图11c是示出缝部件110的细节的图。

图12是示出其他实施方式的图。

图13a、13b是实施方式的构造与以往的构造的比较图。

图14a、14b是实验结果数据。

图15a、15b是示出实施方式的构造的变形的图。

图16a是示出其他例中的开口环30的结构的图。

图16b是示出其他例中的开口环30的结构的图。

图16c是示出其他例中的开口环30的结构的图。

图16d是示出其他例中的开口环30的结构的图。

图17是以往的旋转式处理装置的剖视图。

具体实施方式

图1示出该发明的一个实施方式的旋转式表面处理装置的剖视图。

在外部壳体18中设置有处理槽2。处理槽2具有底面部件60、侧壁80以及罩部件70。处理槽2被载置于金属制的基座部件90上并被固定。

基座部件90借助旋转轴10而旋转，该旋转轴10借助电动机(未图示)而旋转。因此，处理槽2也伴随于此而同样地旋转。在处理槽2中导入有作为处理液的镀覆液16以及作为处理对象的部件20。在镀覆液16的上部浸渍有作为第1电极的阳极12。

侧壁80是通过将下侧开口环30、作为第2电极的阴极(cathode)环50、上侧开口环30层叠而构成的。在底面部件60、下侧开口环30、阴极环50、上侧开口环30、罩部件70的彼此之间插入并层叠有垫圈。因此，在它们之间形成有微小的空隙。

当处理槽2旋转时，通过离心力而将部件20压向侧壁80侧。此时，与侧壁80的阴极环50抵接的部件20借助来自阳极12的电流而被实施电镀。伴随着处理槽2的旋转(尤其在进行反向旋转的情况下)，部件20的位置移动，因此，能够对各部件20实施镀覆。

通过旋转，镀覆液16从侧壁80的空隙向外部排出，并蓄积在外部壳体18的下部。该镀覆液16经由回收管93而被导入到泵p中。泵p将被回收的镀覆液16送出到再供给管95。再供给管95的前端构成为到达处理槽2的上部。因此，镀覆液16被循环使用。

此外，在改变镀覆液16的种类等的情况下，是在不通过泵p进行镀覆液的循环的前提下进行排出的(排出管未被图示)。

在该实施方式中，为了加快将镀覆液从处理槽2排出的速度，采用以下的结构。如上述那样，处理槽2的侧壁80是通过将各部件层叠而形成的，因此，以下，按照层叠顺序对各部件进行说明。

图2示出基座部件90的细节。图2a是俯视图，图2b是侧剖视图，图2c是放大剖视图。基座部件90是用于保持着处理槽2并使其旋转的部件。基座部件90由导电性金属的圆盘92构成。在圆盘92的外周附近设置有用于固定处理槽2的贯通孔94。

图3示出载置在基座部件90上的底面部件60的细节。图3a是俯视图，图3b是侧剖视图，图3c是放大剖视图。基座部件90由非导电性树脂的圆盘62构成。在圆盘62的中央部设置有用于对部件20进行保持的凹部66。在圆盘62的外周附近的与圆盘92的贯通孔94对应的位置设置有贯通孔64。能够通过使螺栓(未图示)贯通这些贯通孔94、64···并拧入到螺母(未图示)中而进行固定。

图4示出载置在底面部件60上的开口环30的细节。图4a是俯视图，图4b、图4c是放大剖视图。开口环30由在中央部具有较大开口40的非导电性树脂的环状圆盘34构成。在环状圆盘34上的与底面部件60的贯通孔64对应的位置处设置有贯通孔38。

由表示图4a中的b-b截面的图4b可知，在贯通孔38的附近处，形成有环状圆盘34的厚度成为最大的最大厚度部33。

在相邻的贯通孔38之间设置有凹部32。由表示图4a中的c-c截面的图4c可知，凹部32是在内侧残留有最大厚度部33并朝向外周而在整个面上形成的。此外，凹部32设置在上下两个面上。在该实施方式中，将凹部32的深度设为0.5mm左右。

另外，当在底面部件60上载置有开口环30并固定时，如图5a(端面图)所示，在贯通孔38的周围隔着间隔环5。因此，在底面部件60与开口环30之间形成有与间隔环5的厚度对应的空隙8。

在该实施方式中，形成有作为处理对象的部件20的最小尺寸(纵横高度中的最小尺寸)的30％～80％(优选为40％～60％)的空隙8。由此，能够使部件20不被排出，而仅将镀覆液16从空隙8排出。

此外，如图5b(端面图)所示，在开口环30的形成有凹部32的部分处，空隙8扩大了相当于凹部32的深度的量。即，空隙8形成为朝向外侧而扩大。因此，镀覆液16会迅速地排出，排出速度提高。此外，在处理槽2的内侧部分设置有最大厚度部33，空隙8变窄，因此，部件20不会被排出。

另外，图5b中的最大厚度部33的长度l优选为尽可能小。在该实施方式中，考虑与强度之间的平衡，而采用2mm的长度。

图6示出载置在开口环30上的阴极环50的细节。图6a是俯视图，图6b是放大剖视图。阴极环50由在中央部具有较大开口56的导电性金属的环状圆盘52构成。在环状圆盘52上的与开口环30的贯通孔38对应的位置设置有贯通孔54。

如图5a(端面图)所示，当在开口环30上载置有阴极环50并固定时，在贯通孔38的周围隔着间隔环5。因此，在阴极环50与开口环30之间形成有与间隔环5的厚度对应的空隙8。

在该实施方式中，形成有作为处理对象的部件20的最小尺寸(纵横高度中的最小尺寸)的30％～80％(优选为40％～60％)的空隙8。由此，能够使部件20不被排出，而仅将镀覆液16从空隙8排出。

此外，如图5b(端面图)所示，在开口环30的形成有凹部32的部分，空隙8扩大了凹部32的深度的量。因此，镀覆液16会迅速地排出，排出速度提高。此外，在处理槽2的内侧部分设置有最大厚度部33，空隙8变窄，因此，部件20不会被排出。

在该实施方式中，如图1所示，在阴极环50上也载置有开口环30。此时，在隔着间隔环5而形成有空隙8这一点和通过开口环30的凹部32形成较大的空隙8这一点也是同样的。

图7示出载置在上侧的开口环30之上的罩部件70的细节。图7a是俯视图，图7b是剖视图，图7c是放大剖视图。罩部件70由非导电性树脂的盖状圆环部件72构成。盖状圆环部件72是外周部平坦并且朝向中央部倾斜的罩。在中央部设置有开口76。在外周的平坦部上的与开口环30的贯通孔38对应的位置上设置有贯通孔74。

罩部件70以使内部的镀覆液16在旋转时不从上方飞出的方式进行覆盖。

当在开口环30上载置有罩部件70并固定时，也隔有间隔环5。由此，形成有空隙8这一点和通过开口环30的凹部32而形成较大的空隙8这一点与其他位置是同样的。

在罩部件70上设置有保持环55。保持环55采用与阴极环50相同的形状，但未电连接。

另外，贯通各部件的贯通孔的螺栓(未图示)由导电材料构成。由此而使阴极环50与基座部件90电连接。基座部件90经由旋转轴10而被供给有阴极电位。阳极12被供给有阳极电位。

如上所述，在该实施方式中，形成于侧壁80的空隙8形成为在内侧比部件20的最小外形尺寸小并且随着朝向外侧而变大。由此，与狭窄的空隙较长地持续的情况相比，用于排水的阻力变小，能够进行迅速的排水。

(1)在上述实施方式中，通过间隔环5而设置空隙8。但是，也可以在开口环30等部件上设置相当于间隔环的突起来形成空隙8。

此外，也可以使开口环30为图16所示的结构，而不要间隔环5。图16a是俯视图，图16b、图16c是放大剖视图。图16d是图16c的内周部附近的进一步的放大剖视图。如图16b所示，在贯通孔38的附近，在从内周到外周的范围内形成有最大厚度部33。在相邻的贯通孔38之间设置有凹部32这方面与图4同样。

如图16d所示，在内周形成有微小凹部35，该微小凹部35形成为比最大厚度部33稍低。在该例中，基于微小凹部35的空隙与通过间隔环5形成的空隙相同。

根据这样的结构，可以不使用间隔环5，组装容易。

(2)在上述实施方式中，在开口环30的上下两侧设置空隙8，但也可以仅在任意一方设置空隙8。

(3)在上述实施方式中，间隔环5、罩部件70由非导电性的部件构成。但是，也可以使它们的一部分或者全部为导电性部件，并作为阴极而发挥作用。

(4)在上述实施方式中，作为表面处理对电镀的情况进行了说明。但是，能够普遍应用于使用了电极的其他的表面处理。

(5)在上述实施方式中，在阴极环50的上下各设置有一个开口环30。但是，也可以仅在上下中的任意一方设置上述开口环30。此外，开口环30也可以重叠地设置多个。在该情况下，优选在开口环30之间设置空隙8。

(6)在上述实施方式中，构成为形成图5b所示的具有高低差的空隙8。但是，如图8所示，也可以构成为空隙8随着朝向外侧而逐渐扩大。

(7)在上述实施方式中，在各部件上设置贯通孔，并通过螺栓/螺母来进行固定。但是，也可以通过图9所示的弹性部件101夹着层叠的部件而进行固定。在该情况下，不需要贯通孔。另外，为了将处理槽2固定于基座部件90，只要在底面部件60的底面上设置螺纹孔并经由设置于基座部件90的贯通孔而通过螺栓进行固定即可。

此外，在采用图9的固定方式的情况下，不需要贯通孔，因此，能够减小侧壁80的全宽w。因此，如果使该全宽w与图5b的最大厚度部33的长度l相等或者使该全宽w比图5b的最大厚度部33的长度l小，则仅通过设置狭窄的空隙8(仅设置图5b的l的部分)，就能够得到与上述实施方式同样的效果。优选使全宽w为处理对象的最小尺寸的50倍以下。

(8)在上述实施方式中，将部件层叠而形成侧壁80。但是，如图10所示，也可以通过片状的缝部件110来形成侧壁80。

缝部件110以其上下部分被设置在罩部件70和底面部件60上的保持架120夹持从而被保持。基座部件90、底面部件60以及罩部件70与夹在底面部件60与罩部件70之间的圆筒间隔件75一起借助螺栓112和螺母114而被固定。

图11示出缝部件110的局部细节。图11a是主视图，图11b是仰视图，图11c是侧视图。缝部件110是通过在接近地立起设置的支承杆130上固定有截面为楔状的线材132而形成的。相邻的线材132的头部的间隔d为作为处理对象的部件20的最小尺寸(纵横高度中的最小尺寸)的30％～80％(优选为40％～60％)。

在使用时，线材132的头部(宽度最大的部分)被安装成朝向处理槽2的内侧。由此，能够在是部件20留在处理槽2中的同时排出镀覆液16。此外，由于使用了楔状的线材132，因此，能够降低排水阻力。另外，由于缝部件110由导电性材料形成，因此，能够兼用作阴极。

作为缝部件110，能够使用真锅工业株式会社的精细槽楔(商标)。

(9)在上述实施方式中，仅从侧壁80的空隙8进行排水。但是，如图12所示，也可以仅在排水时增大转速(或者，仅在排水时降低罩部件70)，以使镀覆液16的水面到达比罩部件70靠上方的位置的方式进行排水。通过并用从侧壁80的空隙8进行的排水，能够加快排水速度。另外，此时，罩部件70的形状优选为使得部件20不会从上部排出而仅使镀覆液16被排出的形状。

(10)在上述实施方式中，设置了在外侧变大的空隙8。但是，也可以在该空隙8的一部分或者全部中填充多孔质部件。如果预先使多孔质部件的孔比处理对象的最小尺寸小，则能够使空隙8的大小比处理对象的最小尺寸大。在该情况下，优选至少在与处理对象抵接的内侧设置多孔质部件。

(11)在上述实施方式中，对表面处理装置进行了说明。但是，也能够应用于表面处理以外的处理(内部处理等)。

实施例

进行了以往的构造和本发明的构造下的排水速度的比较实验。如图13b所示，进行了在开口环30上不设置凹部的以往的构造和图13a所示那样在开口环30上设置凹部32(0.5mm)的本发明的构造下的排水速度的比较实验。

设底面部件60的直径为280mm、设阴极环50的厚度为5mm、设空隙8为0.05mm、设开口环30的宽度ll为30mm、设最大厚度部33的宽度l为3.0mm。在实验中，使2.2l的水充满处理槽2，按照转速405rpm使处理槽2旋转并计测排水速度。

图14a示出计测出的排水速度。与以往的构造相比，得到了大约15倍的排水速度。

此外，还针对图15a所示那样仅将本发明的开口环30设置于下侧的情况和图15b所示那样在上侧设置2个开口环30并在下侧设置1个开口环30的情况进行了实验。

图14b示出计测出的排水速度。即使当仅在下侧设置开口环30的情况下，与以往构造相比，也得到了12倍左右的排水速度。在上下各设置1个开口环30的情况和在上侧设置2个开口环30并在下侧设置1个开口环30的情况相比，几乎没有变化。