部分めっき方法
【課題】コネクタ端子の接点部などに微細に硬質金めっきをすることが可能な部分めっき方法を提供すること。
【解決手段】めっき液を接触させた被めっき材３４のめっきする部分に、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射して部分めっきをする。このとき、めっき液中に被めっき材３４を搬送すると良い。このめっき液中を搬送される被めっき材３４の動きにレーザ光を一定時間同期させて被めっき材３４のめっきする部分に照射する。被めっき材３４の同一のめっきする部分を一定時間照射した後は、レーザ光を走査開始位置に復帰させるようにする。
【解決手段】めっき液を接触させた被めっき材３４のめっきする部分に、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射して部分めっきをする。このとき、めっき液中に被めっき材３４を搬送すると良い。このめっき液中を搬送される被めっき材３４の動きにレーザ光を一定時間同期させて被めっき材３４のめっきする部分に照射する。被めっき材３４の同一のめっきする部分を一定時間照射した後は、レーザ光を走査開始位置に復帰させるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被めっき材表面の所定領域に選択的にめっきする部分めっき方法に関し、特に、コネクタ端子などの接点へのめっきに好適に用いられる部分めっき方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被めっき材を部分的にめっきする方法としては、マスキングテープやゴム質の絶縁体、ポリマレジストなどで被めっき材表面のめっきしない部分をマスクしてめっきする方法や、被めっき材に通電しながらめっきする部分にめっき液を噴流してめっきする方法などが広く行なわれている。
【０００３】
しかしながら、マスクを用いた部分めっき方法は被めっき材表面をマスクすることなどから、また、噴流による部分めっき方法は噴流径の大きさなどから、被めっき材へのめっきを微細化することが難しい。
【０００４】
これらの方法に対し、被めっき材へのめっきの微細化が可能なめっき方法として、レーザ光を用いためっき方法が知られている。
【０００５】
例えば特許文献１には、特定範囲の強度を有するエネルギービームを金属めっきする選択範囲に指向させ加熱する電気めっき方法が開示されている。このように、金属めっきする選択範囲にレーザ光を照射すれば、選択範囲が局所的に加熱されるので、この部分でのめっき速度が向上し、選択範囲を部分的にめっきすることができる。このようなレーザめっき方法は、レーザ光を微小面積に収束して局所的にレーザ照射するので、被めっき材へのめっきの微細化が可能となる。
【０００６】
このとき、レーザ光源としては、主にアルゴンイオンレーザが使われている。アルゴンイオンレーザは、金属に吸収される５００ｎｍ付近に波長を有するので、金属で構成される被めっき材を局所的に加熱するのに好適であり、また、高出力が得られる。
【０００７】
【特許文献１】特公昭５９−１７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、コネクタ端子の接点部など耐摩耗性が要求されるものには高い接続信頼性が要求されるものもあり、硬質金めっきが施されることがある。そして、硬質金めっきをするための金めっき液には、アルゴンイオンレーザの光を吸収するコバルトイオンが含まれている。
【０００９】
そのため、従来のレーザめっき方法により、例えばコネクタ端子の接点部などに微細に硬質金めっきをしようとする場合には、アルゴンイオンレーザから照射されたレーザ光は、金めっき液に含まれるコバルトイオンに吸収され、被めっき材であるコネクタ端子表面に達する前に減衰するので、コネクタ端子と金めっき液との界面が加熱不足になり、めっきが不十分となるおそれがある。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、コネクタ端子の接点部などに微細に硬質金めっきをすることが可能な部分めっき方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る部分めっき方法は、めっき液を接触させた被めっき材のめっきする部分に、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきを行うことを要旨とする。
【００１２】
この場合、前記被めっき材は、前記めっき液中を搬送されるとともに、前記レーザ光は、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材の同一のめっきする部分を一定時間照射した後、前記走査開始位置に復帰する動きをすることが望ましい。
【００１３】
このとき、前記レーザ光は、ポリゴンミラーやガルバノミラーなどの可動ミラーで反射して走査されることを好適な例として示すことができる。
【００１４】
また、前記レーザ光は、前記めっき液中を搬送される被めっき材に対向させた、レーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系のレーザ光出射端の、前記めっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期した後前記走査開始位置に復帰する並進往復運動により走査されることを好適な例として示すことができる。
【００１５】
一方、前記被めっき材は、前記めっき液中を搬送されるとともに、前記被めっき材のめっきする部分が前記レーザ光の照射位置にきたときに一定時間停止するものであっても良い。
【００１６】
そして、前記レーザ光は、複数のレーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系の複数のレーザ光出射端から複数出射されるものであっても良い。
【００１７】
また、前記めっき液は、前記被めっき材を搬送する方向および前記レーザ光を照射する方向とは異なる方向に流動されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る部分めっき方法によれば、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきを行うので、例えばコネクタ端子の接点部などの被めっき材のめっきする部分に硬質金めっきをする場合、金めっき液に含まれるコバルトイオンにレーザ光がほとんど吸収されないため、コネクタ端子表面に達する前にレーザ光が減衰することはなく、コネクタ端子と金めっき液との界面は十分に加熱される。これにより、コネクタ端子の接点部などに確実に硬質金めっきをすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る部分めっき方法は、被めっき材表面のめっきしない部分をマスクするものではなく、また、めっきする部分にめっき液を噴流するものでもなく、レーザ光を照射してめっきを行うものである。そのため、レーザ光を微小面積に収束して局所的にレーザ照射するので、被めっき材のめっき部分の微細化が可能となる。
【００２０】
この場合、前記被めっき材を前記めっき液中に搬送するようにすれば、連続的に被めっき材をめっきすることができる。そして、前記レーザ光が、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材の同一のめっきする部分を一定時間照射した後、前記走査開始位置に復帰する動きをするときには、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。これにより、被めっき材のめっき速度を速くすることができる。
【００２１】
このとき、前記レーザ光が、ポリゴンミラーやガルバノミラーなどの可動ミラーで反射して走査されるようにすれば、確実に、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。
【００２２】
また、前記レーザ光が、前記めっき液中を搬送される被めっき材に対向させた、レーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系のレーザ光出射端の、前記めっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期した後前記走査開始位置に復帰する並進往復運動により走査されるようにすれば、確実に、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。
【００２３】
一方、前記被めっき材が、前記めっき液中を搬送され、前記被めっき材のめっきする部分が前記レーザ光の照射位置にきたときに一定時間停止するようにしても、確実に、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。
【００２４】
そして、前記レーザ光が、複数のレーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系の複数のレーザ光出射端から複数出射される構成とするときには、例えば、複数のレーザ光で同一部分を照射する場合には、被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量が増えるので、めっきするのに必要な照射時間が短くなり、めっき速度を速くすることができる。
【００２５】
また、例えば、複数のレーザ光で異なる部分を照射する場合には、形状が異なる複数のめっきする部分や位置が異なる複数のめっきする部分を同時にめっきすることができる。
【００２６】
さらに、例えば、複数のレーザ光の照射角度を変える場合には、端子周りへのめっきなど、平面的部分だけでなく立体的形状を有する部分へのめっきを一度に行なうことができる。
【００２７】
そして、前記めっき液を流動させるときには、被めっき材のめっきする部分に常時金属イオン濃度の高い新鮮なめっき液が供給されるので、金属イオン濃度の低下によりめっき速度が低下するのを防止できる。このとき、前記めっき液が、前記めっき材を搬送する方向および前記レーザ光を照射する方向とは異なる方向に流動するようにすれば、被めっき材上のめっき液の厚さを薄くしたり石英ガラス窓を設けることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る部分めっき方法について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
本発明に係る部分めっき方法は、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を用いる。より好ましくは波長が３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下のものである。波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光は、紫外から青色のレーザ光であり、レーザ光の光源として半導体レーザなどを用いることができる。
【００３０】
本発明に係る部分めっき方法において、レーザ光の波長を３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下としているのは、コネクタ端子の接点部など耐摩耗性が要求される部分などに微細に硬質金めっきをすることが可能となるからである。その理由を以下に説明する。
【００３１】
図１に、硬質金めっきに使用する金めっき液の吸光スペクトルを示す。測定に使用した金めっき液は、田中貴金属製の硬質金めっき液マルチブライト１６Ｃであり、１ｃｍセルを用いて測定した。
【００３２】
硬質金めっきに使用する金めっき液には、金めっきの硬度を高くするためにコバルトイオンが含まれている。そのため、図１に示すように、３００ｎｍ前後に強い吸収を有するほか、５００ｎｍ前後にも吸収を有し、３３０ｎｍから４５０ｎｍまでは吸収が弱くなっている。一方、コネクタ端子の接点部などの被めっき材は、一般的にＣｕやＣｕ合金材上にＮｉ下地めっきが施される。Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属では、３００ｎｍから波長が長くなるに従って、徐々に反射が増加し、吸収が減少する。
【００３３】
そのため、硬質金めっきに使用する金めっき液が接触する被めっき材のめっきする部分をレーザ光で効率よく加熱するためには、金めっき液に吸収されにくく、被めっき材に吸収されやすいレーザ光を用いると良い。つまり、金めっき液に吸収されにくくするには、図１より、３３０ｎｍから４５０ｎｍまでの範囲と、６００ｎｍ以上の波長を有するレーザ光にすると良く、一方、被めっき材により吸収されやすくするには、波長のより短いレーザ光が良い。よって、本発明に係る部分めっき方法で使用するレーザ光の波長は、３３０ｎｍから４５０ｎｍまでの範囲としている。
【００３４】
なお、従来のレーザめっき方法で用いられていたアルゴンイオンレーザのレーザ光の波長は約５００ｎｍであるため、この硬質金めっきのための金めっき液がアルゴンイオンレーザのレーザ光を強く吸収する。そのため、従来のレーザめっき方法では、被めっき材に硬質金めっきをするのに好適ではない。
【００３５】
本発明に係る部分めっき方法においては、めっき液を接触させた被めっき材のめっきする部分に、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきを行う。
【００３６】
めっき金属としては、上述するように硬質金めっきに使用するコバルトイオンを含有させた金が特に好適であり、その他には、ニッケル添加金、金、銀、白金、パラジウムなどの貴金属や、ニッケル、錫など、一般的な金属めっきに使用されるめっき金属を用いることができる。
【００３７】
被めっき材は、上述するようにコネクタ端子の接点部など耐摩耗性が要求されるものが特に好適であるが、これに限定されるものではなく、上記めっき金属によりめっきするものであれば良い。
【００３８】
めっき方法は、めっき液を用いた湿式めっきであり、電解めっき、無電解めっきのいずれであっても良い。レーザ光を用いるので、いずれの方法においても、めっきするに際してめっき液を予め加熱しておく必要はなく、レーザ光によってめっき可能な温度までめっき液を局部的に加熱できるという利点がある。もちろん、レーザ光の加熱を補助するために、めっき液を予備加熱しても構わない。
【００３９】
本発明に係る部分めっき方法においては、レーザ光の照射による局部的な加熱でめっきを促進しているので、レーザ光の照射スポットが得られるならば、平面的な部分だけでなく、レーザ光の走査方向に対して傾きを持った面部分にもめっきすることができる。
【００４０】
本発明に係る部分めっき方法においては、めっき液中に被めっき材を搬送して連続的にめっきすると良い。以下、本発明に係る部分めっき方法を説明するために、好適に用いられるレーザめっき装置の一例について説明する。
【００４１】
図２は、本発明に係る部分めっき方法に好適に用いられるレーザめっき装置の一例を表す正面模式図であり、図３は、めっき槽部分を拡大して表した平面模式図である。また、図４は、複数のファイバを束ねたファイバアレイの出射端を表す模式図である。
【００４２】
図２および図３に示すように、レーザめっき装置１０は、多チャンネルのレーザダイオード制御回路１２と接続される複数の紫外ないし青色光をレーザ発振する半導体レーザモジュール（レーザ光源）１４を備え、これら複数の半導体レーザモジュール１４の出射先には、コリメータレンズ１６を介してマルチモード光ファイバ１８が配置されている。マルチモード光ファイバ１８に入射するレーザ光は、ファイバ内で全反射を繰り返して導かれるので、マルチモード光ファイバ１８から出射されるレーザ光は、ファイバの径方向全体に均一な強度分布となっている。複数のマルチモード光ファイバ１８は、稠密に束ねられてファイバアレイ２０を形成しており、半導体レーザを多数集積することで、めっきするのに必要な加熱を与える出力が得られるようになっている。
【００４３】
なお、図２において、複数の半導体レーザモジュール（レーザ光源）１４のそれぞれに複数のコリメータレンズ１６を介して複数のマルチモード光ファイバ１８が配置されているが、１つの半導体レーザモジュール（レーザ光源）１４を、ハーフミラーなどの光学分割器を用いてレーザ光源からのレーザ光を分割して、複数のマルチモード光ファイバ１８に入射させるものであっても良い。
【００４４】
ファイバアレイ２０の出射端は、図４に示すように、複数のマルチモード光ファイバ１８が稠密に束ねられ、その周囲を樹脂などの被覆材２２で固定された構造をしている。ファイバアレイ２０の出射端には、出射端からのレーザ光をレーザ照射スポットとして結像する結像レンズ２４を備えており、結像レンズ２４は、めっき液が流動するめっき槽２６と対向して配置されている。
【００４５】
以上により、レーザ光源を含む光源光学系が構成されている。なお、出射端からのレーザ光の出射形状やビームプロファイルは、半導体レーザ１４個別のＯＮ／ＯＦＦ調整や出力調整、ファイバアレイ２０の束ね方で変更可能であり、めっきスポット形状の最適化が可能になっている。
【００４６】
めっき槽２６は、めっき液が流動する流路２８に側壁３０，３０を有する構造であり、図中紙面の表裏方向は開口している。めっき槽２６の上面はレーザ光が通過する石英ガラス板３２で覆われており、流動するめっき液が結像レンズ２４にかからないようになっている。また、石英ガラス板３２は、被めっき材３４が板状である場合には、被めっき材３４表面上のめっき液の厚さを均一にできるので、めっき液表面の反射や屈折などによる照射スポットの乱れを抑えることができる。これにより、レーザめっき装置１０において、めっき槽２６を垂直にも水平にも配置することができる。
【００４７】
めっき槽２６内には、窓を有する陽極３６がめっき液に浸漬するように配置されており、ファイバアレイ２０の出射端から出射されるレーザ光は、陽極３６の窓内右端を走査開始位置として、窓内の右端から左端へと走査される。
【００４８】
めっき槽２６の外側には、流動するめっき液を回収して循環する回収槽４０を備えている。回収槽４０の底部には、めっき液吸引口４２が突出しており、めっき液は、めっき槽２６のめっき液出口４４から流れ出た後、めっき液吸引口４２から回収してポンプ等でめっき槽２６のめっき液入口４６に循環されるようになっている。
【００４９】
被めっき材３４は、図３に示すように、長尺のキャリアフレーム４８に等間隔に複数の端子金具５０，５０・・・が連結されたもので構成されており、図示しないリールなどに巻回されている。端子金具５０は、銅合金などからなる板材をプレス等で所定の形状に打ち抜いた後、折り曲げ加工することにより所定の形状にされる。長尺のキャリアフレーム４８に連結されためっき前の端子金具５０は、折り曲げ加工前の展開形状のものであっても良いし、折り曲げ加工後の立体形状のものであっても良い。長尺のキャリアフレーム４８には、長尺のキャリアフレーム４８に連結された端子金具５０を順送りするための位置決め孔５２が穿設形成されている。
【００５０】
長尺の被めっき材３４は、ロール３８によりめっき槽２６へと誘導され、めっき槽２６を流動するめっき液に浸漬するように通過する。ロール３８のいずれかは給電ロールになっており、図示しないめっき電源のマイナス側に接続されて陰極を構成している。
【００５１】
本発明に係る部分めっき方法において、めっき液中に被めっき材３４を搬送すれば、被めっき材３４のめっきする部分を連続的にめっきすることができる。この場合、レーザ光は、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材３４の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材３４の同一のめっきする部分を一定時間照射した後、走査開始位置に復帰する動きをすると良い。
【００５２】
例えば、被めっき材３４が等速で移動する場合、走査開始位置から、被めっき材３４のめっきする部分の間隔に等しい距離だけ被めっき材３４を追尾してレーザ光を走査した後、高速で走査開始位置にレーザ光を復帰させて次の被めっき材３４のめっきする部分に移る。これを繰り返すことにより、レーザ光を連続発振させたまま、被めっき材３４のめっきする部分に等間隔にめっきすることができる。このように、キャリアフレーム４８に等間隔に複数の端子金具５０が連結されたものからなる被めっき材３４などをめっき液に搬送しながら連続的にめっきするコネクタ端子金具などの量産めっきラインに適用可能である。
【００５３】
レーザ光にこのような動きをさせるには、例えば、ファイバアレイ２０の出射端とこれに備えられている結像レンズ２４に、めっき液中を搬送される被めっき材３４の動きに一定時間同期した後走査開始位置に復帰する並進往復運動をさせるようにすると良い。
【００５４】
また、結像レンズ２４と被めっき材３４との間（この場合、被めっき材３４の上に石英ガラス板３２があるので、結像レンズ２４と石英ガラス板３２との間が好ましい。）に、ポリゴンミラーなどの回転多面鏡やガルバノミラーなどの平面鏡などの可動ミラーを配置し、結像されたレーザ光を可動ミラーで反射させてレーザ光を走査するものでも良い。このとき、可動ミラーを可動させて、レーザ光を、めっき液中を搬送される被めっき材３４の動きに一定時間同期させ、その後、走査開始位置に復帰させるようにする。
【００５５】
一方、上述するようにレーザ光を走査させなくても、めっき液中に被めっき材３４を搬送して連続的にめっきすることができる。つまり、ファイバアレイ２０の出射端とこれに備えられている結像レンズ２４を固定しておいて、めっき液中を搬送される被めっき材３４に一定の動きをさせるようにする。すなわち、被めっき材３４のめっきする部分がレーザ光の照射位置にきたときに被めっき材３４を一定時間停止させるようにする。これにより、被めっき材３４のめっきする部分への照射光量を確保することができるので、被めっき材３４を連続的にめっきすることが可能となる。その後、被めっき材３４は移動を再開して、次のめっきする部分がレーザ光の照射位置にくるまで移動する。
【００５６】
長尺の被めっき材３４がロール３８によりめっき槽２６へと誘導され、被めっき材３４のめっきする部分が陽極３６の窓の下を通過するときに、上記するいずれかの走査方法により、ファイバアレイ２０の出射端から結像レンズ２４を通ってめっきする部分にレーザ光が照射される。被めっき材３４のめっきする部分にレーザ光が照射されると、レーザ照射された被めっき材とめっき液との界面が局所的に加熱され、めっきする部分にめっき５４が部分的に形成される。
【００５７】
なお、被めっき材３４の移動において、光学センサなどを組み合わせれば、非接触での位置決めが可能であり、めっきスポット相互間の距離の偏差を小さくでき、部分めっき５４を高位置精度で施すことができる。
【００５８】
本発明に係る部分めっき方法において、レーザ光源１４またはレーザ光源１４を含む光源光学系のレーザ光出射端は、１つに限定されるものではなく、複数あっても良い。
【００５９】
レーザ光源１４またはレーザ光源１４を含む光源光学系のレーザ光出射端が複数ある場合、複数のレーザ光で同じ部分または異なる部分を同時に照射することができる。また、照射角度が異なる複数のレーザ光を同時に照射することができる。
【００６０】
複数のレーザ光出射端からの複数のレーザ光で同一部分を照射する場合には、被めっき材３４のめっきする部分に照射するレーザ光量が増えるので、めっきするのに必要な照射時間が短くなり、めっき速度を速くすることができる。複数のレーザ光で連続する複数の端子金具５０を同時に照射する場合にも、被めっき材３４の搬送速度、すなわちめっきラインの生産性を、同時照射スポット数倍だけ向上できる。
【００６１】
また、例えば、タブ型のオス端子が挿入されるメス端子において、オス端子タブの一方の面（例えば上側の面）と接触する部分と、他方の面（例えば下側の面）と接触する部分とにめっきする場合、めっきする部分の形状または位置が異なる。このように、めっきする部分の形状または位置が異なる複数のめっきする部分を有するものに対して、複数のレーザ光で異なる部分を照射すれば、これらを同時にめっきすることができる。
【００６２】
また、例えば、筒状の端子の周りへリング状にめっきするときには、照射角度を変えて筒状の端子の周りへ複数のレーザ光を照射することによりめっきが可能となり、板状の被めっき材の表面と裏面に同時にめっきする場合には、照射角度を１８０°ずらした２つの対向するレーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系のレーザ光出射端によりめっきが可能となる。このように、照射角度を変えた複数のレーザ光を用いることで、平面的部分だけでなく立体的形状を有する部分へのめっきを一度に行なうことができる。
【００６３】
本発明に係る部分めっき方法において、被めっき材３４を搬送する方向およびレーザ光を照射する方向とは異なる方向にめっき液を流動させると良い。図３では、被めっき材３４は右から左へと搬送され、レーザ光は紙面表から裏へと照射される。これに対し、めっき液は上から下へと流動するようになっている。つまり、めっき液は、被めっき材３４を搬送する方向およびレーザ光を照射する方向の両方向に対して直交する方向に流動するようになっている。
【００６４】
被めっき材３４を搬送する方向およびレーザ光を照射する方向の両方向に対して完全に直交する方向でなくても良いが、両方向とは異なる方向にめっき液を流動させるようにすれば、被めっき材３４上のめっき液の厚さを薄くしたり石英ガラス窓を設けることが可能になる。
【００６５】
そして、めっき液中に被めっき材３４を搬送して連続的にめっきする場合と非連続的にめっきする場合とに拘らず、めっき液を流動させるようにすれば、被めっき材３４のめっきする部分に常時金属イオン濃度の高い新鮮なめっき液が供給されるので、金属イオン濃度の低下によりめっき速度が低下するのを防止できる。
【００６６】
なお、従来のレーザめっき方法では、アルゴンイオンレーザを用いているため、金属イオン濃度の高い新鮮なめっき液を被めっき材３４のめっきする部分に補給するためにめっき液を流動させると、めっきする際めっき液がレーザ光を吸収しているので、めっき液の流動に伴ってレーザ光のエネルギーがめっきする部分から流出するおそれがあったが、本発明に係る部分めっき方法ではそのおそれもない。
【００６７】
本発明に係る部分めっき方法により被めっき材３４にめっきする前には、被めっき材３４を洗浄・表面活性化する前処理が施され、また、必要に応じて下地めっきする。一方、被めっき材３４にめっきを施した後には、めっきされた被めっき材３４を洗浄・乾燥等する。
【００６８】
以上、本発明に係る部分めっき方法は、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきを行うので、例えばコネクタ端子の接点部などの被めっき材のめっきする部分に硬質金めっきをする場合、金めっき液に含まれるコバルトイオンにレーザ光がほとんど吸収されないため、コネクタ端子表面に達する前にレーザ光が減衰することはなく、コネクタ端子と金めっき液との界面は十分に加熱される。これにより、コネクタ端子の接点部などに確実に硬質金めっきをすることができる。
【００６９】
また、レーザ光を用いるため、レーザ光を用いない場合と比べて格段にめっき析出速度が速くなり、めっきする時間を短くできる。めっきする時間が短くなれば、例えば被めっき材をめっき液に搬送してめっきする場合などにおいて、めっき時間と被めっき材の移動速度の積で決まるめっき槽の長さを短くすることができるので、めっきラインの設置面積を小さくすることができる。このように、めっき槽が小さくなれば、めっき液の量を少なくできる。併せて、めっき液を高温に加熱する必要も無いので、めっき液の維持管理が容易となる。
【００７０】
また、レーザ光を微小面積に収束して局所的にレーザ照射するので、被めっき材のめっき部分の微細化が可能となり、めっきに必要な貴金属の量を削減できる。
【００７１】
また、被めっき材表面のめっきしない部分をマスクするものではないので、マスクのような消耗品も必要ない。そして、めっき液を狭いマスク内に流す必要がないので気泡残留などによるスポット微細化の障害がない。さらに、ゴム製などのマスクを密着させる場合のような力が被めっき材に加わらないため、端子材などが薄く微細な場合にも被めっき材を変形させることがない。
【００７２】
そして、被めっき材をめっき液中に搬送するようにすれば、連続的に被めっき材をめっきすることができる。このとき、レーザ光が、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材のめっきする同一部分を一定時間照射した後、走査開始位置に復帰する動きをするときには、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。これにより、被めっき材のめっき速度を速くすることができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００７４】
例えば、図２には、結像レンズとめっき液との間に石英ガラスを設置した場合を示したが、めっき液が結像レンズにかからない場合には、石英ガラス板を設置しなくても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に係る部分めっき方法は、例えば、コネクタ端子などの接点へのめっきなどに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】硬質金めっきに使用する金めっき液の吸光スペクトルを表すグラフである。
【図２】本発明に係る部分めっき方法に好適に用いられるレーザめっき装置の一例を表す正面模式図である。
【図３】めっき槽部分を拡大して表した平面模式図である。
【図４】複数のファイバを束ねたファイバアレイの出射端を表す模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０ レーザめっき装置
１４ 半導体レーザモジュール（レーザ光源）
１８ マルチモード光ファイバ
２０ ファイバアレイ
２４ 結像レンズ
２６ めっき槽
２８ めっき液流路
３４ 被めっき材
４８ キャリアフレーム
５０ 端子金具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被めっき材表面の所定領域に選択的にめっきする部分めっき方法に関し、特に、コネクタ端子などの接点へのめっきに好適に用いられる部分めっき方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被めっき材を部分的にめっきする方法としては、マスキングテープやゴム質の絶縁体、ポリマレジストなどで被めっき材表面のめっきしない部分をマスクしてめっきする方法や、被めっき材に通電しながらめっきする部分にめっき液を噴流してめっきする方法などが広く行なわれている。
【０００３】
しかしながら、マスクを用いた部分めっき方法は被めっき材表面をマスクすることなどから、また、噴流による部分めっき方法は噴流径の大きさなどから、被めっき材へのめっきを微細化することが難しい。
【０００４】
これらの方法に対し、被めっき材へのめっきの微細化が可能なめっき方法として、レーザ光を用いためっき方法が知られている。
【０００５】
例えば特許文献１には、特定範囲の強度を有するエネルギービームを金属めっきする選択範囲に指向させ加熱する電気めっき方法が開示されている。このように、金属めっきする選択範囲にレーザ光を照射すれば、選択範囲が局所的に加熱されるので、この部分でのめっき速度が向上し、選択範囲を部分的にめっきすることができる。このようなレーザめっき方法は、レーザ光を微小面積に収束して局所的にレーザ照射するので、被めっき材へのめっきの微細化が可能となる。
【０００６】
このとき、レーザ光源としては、主にアルゴンイオンレーザが使われている。アルゴンイオンレーザは、金属に吸収される５００ｎｍ付近に波長を有するので、金属で構成される被めっき材を局所的に加熱するのに好適であり、また、高出力が得られる。
【０００７】
【特許文献１】特公昭５９−１７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、コネクタ端子の接点部など耐摩耗性が要求されるものには高い接続信頼性が要求されるものもあり、硬質金めっきが施されることがある。そして、硬質金めっきをするための金めっき液には、アルゴンイオンレーザの光を吸収するコバルトイオンが含まれている。
【０００９】
そのため、従来のレーザめっき方法により、例えばコネクタ端子の接点部などに微細に硬質金めっきをしようとする場合には、アルゴンイオンレーザから照射されたレーザ光は、金めっき液に含まれるコバルトイオンに吸収され、被めっき材であるコネクタ端子表面に達する前に減衰するので、コネクタ端子と金めっき液との界面が加熱不足になり、めっきが不十分となるおそれがある。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、コネクタ端子の接点部などに微細に硬質金めっきをすることが可能な部分めっき方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る部分めっき方法は、めっき液を接触させた被めっき材のめっきする部分に、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきを行うことを要旨とする。
【００１２】
この場合、前記被めっき材は、前記めっき液中を搬送されるとともに、前記レーザ光は、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材の同一のめっきする部分を一定時間照射した後、前記走査開始位置に復帰する動きをすることが望ましい。
【００１３】
このとき、前記レーザ光は、ポリゴンミラーやガルバノミラーなどの可動ミラーで反射して走査されることを好適な例として示すことができる。
【００１４】
また、前記レーザ光は、前記めっき液中を搬送される被めっき材に対向させた、レーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系のレーザ光出射端の、前記めっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期した後前記走査開始位置に復帰する並進往復運動により走査されることを好適な例として示すことができる。
【００１５】
一方、前記被めっき材は、前記めっき液中を搬送されるとともに、前記被めっき材のめっきする部分が前記レーザ光の照射位置にきたときに一定時間停止するものであっても良い。
【００１６】
そして、前記レーザ光は、複数のレーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系の複数のレーザ光出射端から複数出射されるものであっても良い。
【００１７】
また、前記めっき液は、前記被めっき材を搬送する方向および前記レーザ光を照射する方向とは異なる方向に流動されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る部分めっき方法によれば、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきを行うので、例えばコネクタ端子の接点部などの被めっき材のめっきする部分に硬質金めっきをする場合、金めっき液に含まれるコバルトイオンにレーザ光がほとんど吸収されないため、コネクタ端子表面に達する前にレーザ光が減衰することはなく、コネクタ端子と金めっき液との界面は十分に加熱される。これにより、コネクタ端子の接点部などに確実に硬質金めっきをすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る部分めっき方法は、被めっき材表面のめっきしない部分をマスクするものではなく、また、めっきする部分にめっき液を噴流するものでもなく、レーザ光を照射してめっきを行うものである。そのため、レーザ光を微小面積に収束して局所的にレーザ照射するので、被めっき材のめっき部分の微細化が可能となる。
【００２０】
この場合、前記被めっき材を前記めっき液中に搬送するようにすれば、連続的に被めっき材をめっきすることができる。そして、前記レーザ光が、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材の同一のめっきする部分を一定時間照射した後、前記走査開始位置に復帰する動きをするときには、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。これにより、被めっき材のめっき速度を速くすることができる。
【００２１】
このとき、前記レーザ光が、ポリゴンミラーやガルバノミラーなどの可動ミラーで反射して走査されるようにすれば、確実に、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。
【００２２】
また、前記レーザ光が、前記めっき液中を搬送される被めっき材に対向させた、レーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系のレーザ光出射端の、前記めっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期した後前記走査開始位置に復帰する並進往復運動により走査されるようにすれば、確実に、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。
【００２３】
一方、前記被めっき材が、前記めっき液中を搬送され、前記被めっき材のめっきする部分が前記レーザ光の照射位置にきたときに一定時間停止するようにしても、確実に、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。
【００２４】
そして、前記レーザ光が、複数のレーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系の複数のレーザ光出射端から複数出射される構成とするときには、例えば、複数のレーザ光で同一部分を照射する場合には、被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量が増えるので、めっきするのに必要な照射時間が短くなり、めっき速度を速くすることができる。
【００２５】
また、例えば、複数のレーザ光で異なる部分を照射する場合には、形状が異なる複数のめっきする部分や位置が異なる複数のめっきする部分を同時にめっきすることができる。
【００２６】
さらに、例えば、複数のレーザ光の照射角度を変える場合には、端子周りへのめっきなど、平面的部分だけでなく立体的形状を有する部分へのめっきを一度に行なうことができる。
【００２７】
そして、前記めっき液を流動させるときには、被めっき材のめっきする部分に常時金属イオン濃度の高い新鮮なめっき液が供給されるので、金属イオン濃度の低下によりめっき速度が低下するのを防止できる。このとき、前記めっき液が、前記めっき材を搬送する方向および前記レーザ光を照射する方向とは異なる方向に流動するようにすれば、被めっき材上のめっき液の厚さを薄くしたり石英ガラス窓を設けることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る部分めっき方法について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
本発明に係る部分めっき方法は、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を用いる。より好ましくは波長が３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下のものである。波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光は、紫外から青色のレーザ光であり、レーザ光の光源として半導体レーザなどを用いることができる。
【００３０】
本発明に係る部分めっき方法において、レーザ光の波長を３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下としているのは、コネクタ端子の接点部など耐摩耗性が要求される部分などに微細に硬質金めっきをすることが可能となるからである。その理由を以下に説明する。
【００３１】
図１に、硬質金めっきに使用する金めっき液の吸光スペクトルを示す。測定に使用した金めっき液は、田中貴金属製の硬質金めっき液マルチブライト１６Ｃであり、１ｃｍセルを用いて測定した。
【００３２】
硬質金めっきに使用する金めっき液には、金めっきの硬度を高くするためにコバルトイオンが含まれている。そのため、図１に示すように、３００ｎｍ前後に強い吸収を有するほか、５００ｎｍ前後にも吸収を有し、３３０ｎｍから４５０ｎｍまでは吸収が弱くなっている。一方、コネクタ端子の接点部などの被めっき材は、一般的にＣｕやＣｕ合金材上にＮｉ下地めっきが施される。Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属では、３００ｎｍから波長が長くなるに従って、徐々に反射が増加し、吸収が減少する。
【００３３】
そのため、硬質金めっきに使用する金めっき液が接触する被めっき材のめっきする部分をレーザ光で効率よく加熱するためには、金めっき液に吸収されにくく、被めっき材に吸収されやすいレーザ光を用いると良い。つまり、金めっき液に吸収されにくくするには、図１より、３３０ｎｍから４５０ｎｍまでの範囲と、６００ｎｍ以上の波長を有するレーザ光にすると良く、一方、被めっき材により吸収されやすくするには、波長のより短いレーザ光が良い。よって、本発明に係る部分めっき方法で使用するレーザ光の波長は、３３０ｎｍから４５０ｎｍまでの範囲としている。
【００３４】
なお、従来のレーザめっき方法で用いられていたアルゴンイオンレーザのレーザ光の波長は約５００ｎｍであるため、この硬質金めっきのための金めっき液がアルゴンイオンレーザのレーザ光を強く吸収する。そのため、従来のレーザめっき方法では、被めっき材に硬質金めっきをするのに好適ではない。
【００３５】
本発明に係る部分めっき方法においては、めっき液を接触させた被めっき材のめっきする部分に、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきを行う。
【００３６】
めっき金属としては、上述するように硬質金めっきに使用するコバルトイオンを含有させた金が特に好適であり、その他には、ニッケル添加金、金、銀、白金、パラジウムなどの貴金属や、ニッケル、錫など、一般的な金属めっきに使用されるめっき金属を用いることができる。
【００３７】
被めっき材は、上述するようにコネクタ端子の接点部など耐摩耗性が要求されるものが特に好適であるが、これに限定されるものではなく、上記めっき金属によりめっきするものであれば良い。
【００３８】
めっき方法は、めっき液を用いた湿式めっきであり、電解めっき、無電解めっきのいずれであっても良い。レーザ光を用いるので、いずれの方法においても、めっきするに際してめっき液を予め加熱しておく必要はなく、レーザ光によってめっき可能な温度までめっき液を局部的に加熱できるという利点がある。もちろん、レーザ光の加熱を補助するために、めっき液を予備加熱しても構わない。
【００３９】
本発明に係る部分めっき方法においては、レーザ光の照射による局部的な加熱でめっきを促進しているので、レーザ光の照射スポットが得られるならば、平面的な部分だけでなく、レーザ光の走査方向に対して傾きを持った面部分にもめっきすることができる。
【００４０】
本発明に係る部分めっき方法においては、めっき液中に被めっき材を搬送して連続的にめっきすると良い。以下、本発明に係る部分めっき方法を説明するために、好適に用いられるレーザめっき装置の一例について説明する。
【００４１】
図２は、本発明に係る部分めっき方法に好適に用いられるレーザめっき装置の一例を表す正面模式図であり、図３は、めっき槽部分を拡大して表した平面模式図である。また、図４は、複数のファイバを束ねたファイバアレイの出射端を表す模式図である。
【００４２】
図２および図３に示すように、レーザめっき装置１０は、多チャンネルのレーザダイオード制御回路１２と接続される複数の紫外ないし青色光をレーザ発振する半導体レーザモジュール（レーザ光源）１４を備え、これら複数の半導体レーザモジュール１４の出射先には、コリメータレンズ１６を介してマルチモード光ファイバ１８が配置されている。マルチモード光ファイバ１８に入射するレーザ光は、ファイバ内で全反射を繰り返して導かれるので、マルチモード光ファイバ１８から出射されるレーザ光は、ファイバの径方向全体に均一な強度分布となっている。複数のマルチモード光ファイバ１８は、稠密に束ねられてファイバアレイ２０を形成しており、半導体レーザを多数集積することで、めっきするのに必要な加熱を与える出力が得られるようになっている。
【００４３】
なお、図２において、複数の半導体レーザモジュール（レーザ光源）１４のそれぞれに複数のコリメータレンズ１６を介して複数のマルチモード光ファイバ１８が配置されているが、１つの半導体レーザモジュール（レーザ光源）１４を、ハーフミラーなどの光学分割器を用いてレーザ光源からのレーザ光を分割して、複数のマルチモード光ファイバ１８に入射させるものであっても良い。
【００４４】
ファイバアレイ２０の出射端は、図４に示すように、複数のマルチモード光ファイバ１８が稠密に束ねられ、その周囲を樹脂などの被覆材２２で固定された構造をしている。ファイバアレイ２０の出射端には、出射端からのレーザ光をレーザ照射スポットとして結像する結像レンズ２４を備えており、結像レンズ２４は、めっき液が流動するめっき槽２６と対向して配置されている。
【００４５】
以上により、レーザ光源を含む光源光学系が構成されている。なお、出射端からのレーザ光の出射形状やビームプロファイルは、半導体レーザ１４個別のＯＮ／ＯＦＦ調整や出力調整、ファイバアレイ２０の束ね方で変更可能であり、めっきスポット形状の最適化が可能になっている。
【００４６】
めっき槽２６は、めっき液が流動する流路２８に側壁３０，３０を有する構造であり、図中紙面の表裏方向は開口している。めっき槽２６の上面はレーザ光が通過する石英ガラス板３２で覆われており、流動するめっき液が結像レンズ２４にかからないようになっている。また、石英ガラス板３２は、被めっき材３４が板状である場合には、被めっき材３４表面上のめっき液の厚さを均一にできるので、めっき液表面の反射や屈折などによる照射スポットの乱れを抑えることができる。これにより、レーザめっき装置１０において、めっき槽２６を垂直にも水平にも配置することができる。
【００４７】
めっき槽２６内には、窓を有する陽極３６がめっき液に浸漬するように配置されており、ファイバアレイ２０の出射端から出射されるレーザ光は、陽極３６の窓内右端を走査開始位置として、窓内の右端から左端へと走査される。
【００４８】
めっき槽２６の外側には、流動するめっき液を回収して循環する回収槽４０を備えている。回収槽４０の底部には、めっき液吸引口４２が突出しており、めっき液は、めっき槽２６のめっき液出口４４から流れ出た後、めっき液吸引口４２から回収してポンプ等でめっき槽２６のめっき液入口４６に循環されるようになっている。
【００４９】
被めっき材３４は、図３に示すように、長尺のキャリアフレーム４８に等間隔に複数の端子金具５０，５０・・・が連結されたもので構成されており、図示しないリールなどに巻回されている。端子金具５０は、銅合金などからなる板材をプレス等で所定の形状に打ち抜いた後、折り曲げ加工することにより所定の形状にされる。長尺のキャリアフレーム４８に連結されためっき前の端子金具５０は、折り曲げ加工前の展開形状のものであっても良いし、折り曲げ加工後の立体形状のものであっても良い。長尺のキャリアフレーム４８には、長尺のキャリアフレーム４８に連結された端子金具５０を順送りするための位置決め孔５２が穿設形成されている。
【００５０】
長尺の被めっき材３４は、ロール３８によりめっき槽２６へと誘導され、めっき槽２６を流動するめっき液に浸漬するように通過する。ロール３８のいずれかは給電ロールになっており、図示しないめっき電源のマイナス側に接続されて陰極を構成している。
【００５１】
本発明に係る部分めっき方法において、めっき液中に被めっき材３４を搬送すれば、被めっき材３４のめっきする部分を連続的にめっきすることができる。この場合、レーザ光は、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材３４の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材３４の同一のめっきする部分を一定時間照射した後、走査開始位置に復帰する動きをすると良い。
【００５２】
例えば、被めっき材３４が等速で移動する場合、走査開始位置から、被めっき材３４のめっきする部分の間隔に等しい距離だけ被めっき材３４を追尾してレーザ光を走査した後、高速で走査開始位置にレーザ光を復帰させて次の被めっき材３４のめっきする部分に移る。これを繰り返すことにより、レーザ光を連続発振させたまま、被めっき材３４のめっきする部分に等間隔にめっきすることができる。このように、キャリアフレーム４８に等間隔に複数の端子金具５０が連結されたものからなる被めっき材３４などをめっき液に搬送しながら連続的にめっきするコネクタ端子金具などの量産めっきラインに適用可能である。
【００５３】
レーザ光にこのような動きをさせるには、例えば、ファイバアレイ２０の出射端とこれに備えられている結像レンズ２４に、めっき液中を搬送される被めっき材３４の動きに一定時間同期した後走査開始位置に復帰する並進往復運動をさせるようにすると良い。
【００５４】
また、結像レンズ２４と被めっき材３４との間（この場合、被めっき材３４の上に石英ガラス板３２があるので、結像レンズ２４と石英ガラス板３２との間が好ましい。）に、ポリゴンミラーなどの回転多面鏡やガルバノミラーなどの平面鏡などの可動ミラーを配置し、結像されたレーザ光を可動ミラーで反射させてレーザ光を走査するものでも良い。このとき、可動ミラーを可動させて、レーザ光を、めっき液中を搬送される被めっき材３４の動きに一定時間同期させ、その後、走査開始位置に復帰させるようにする。
【００５５】
一方、上述するようにレーザ光を走査させなくても、めっき液中に被めっき材３４を搬送して連続的にめっきすることができる。つまり、ファイバアレイ２０の出射端とこれに備えられている結像レンズ２４を固定しておいて、めっき液中を搬送される被めっき材３４に一定の動きをさせるようにする。すなわち、被めっき材３４のめっきする部分がレーザ光の照射位置にきたときに被めっき材３４を一定時間停止させるようにする。これにより、被めっき材３４のめっきする部分への照射光量を確保することができるので、被めっき材３４を連続的にめっきすることが可能となる。その後、被めっき材３４は移動を再開して、次のめっきする部分がレーザ光の照射位置にくるまで移動する。
【００５６】
長尺の被めっき材３４がロール３８によりめっき槽２６へと誘導され、被めっき材３４のめっきする部分が陽極３６の窓の下を通過するときに、上記するいずれかの走査方法により、ファイバアレイ２０の出射端から結像レンズ２４を通ってめっきする部分にレーザ光が照射される。被めっき材３４のめっきする部分にレーザ光が照射されると、レーザ照射された被めっき材とめっき液との界面が局所的に加熱され、めっきする部分にめっき５４が部分的に形成される。
【００５７】
なお、被めっき材３４の移動において、光学センサなどを組み合わせれば、非接触での位置決めが可能であり、めっきスポット相互間の距離の偏差を小さくでき、部分めっき５４を高位置精度で施すことができる。
【００５８】
本発明に係る部分めっき方法において、レーザ光源１４またはレーザ光源１４を含む光源光学系のレーザ光出射端は、１つに限定されるものではなく、複数あっても良い。
【００５９】
レーザ光源１４またはレーザ光源１４を含む光源光学系のレーザ光出射端が複数ある場合、複数のレーザ光で同じ部分または異なる部分を同時に照射することができる。また、照射角度が異なる複数のレーザ光を同時に照射することができる。
【００６０】
複数のレーザ光出射端からの複数のレーザ光で同一部分を照射する場合には、被めっき材３４のめっきする部分に照射するレーザ光量が増えるので、めっきするのに必要な照射時間が短くなり、めっき速度を速くすることができる。複数のレーザ光で連続する複数の端子金具５０を同時に照射する場合にも、被めっき材３４の搬送速度、すなわちめっきラインの生産性を、同時照射スポット数倍だけ向上できる。
【００６１】
また、例えば、タブ型のオス端子が挿入されるメス端子において、オス端子タブの一方の面（例えば上側の面）と接触する部分と、他方の面（例えば下側の面）と接触する部分とにめっきする場合、めっきする部分の形状または位置が異なる。このように、めっきする部分の形状または位置が異なる複数のめっきする部分を有するものに対して、複数のレーザ光で異なる部分を照射すれば、これらを同時にめっきすることができる。
【００６２】
また、例えば、筒状の端子の周りへリング状にめっきするときには、照射角度を変えて筒状の端子の周りへ複数のレーザ光を照射することによりめっきが可能となり、板状の被めっき材の表面と裏面に同時にめっきする場合には、照射角度を１８０°ずらした２つの対向するレーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系のレーザ光出射端によりめっきが可能となる。このように、照射角度を変えた複数のレーザ光を用いることで、平面的部分だけでなく立体的形状を有する部分へのめっきを一度に行なうことができる。
【００６３】
本発明に係る部分めっき方法において、被めっき材３４を搬送する方向およびレーザ光を照射する方向とは異なる方向にめっき液を流動させると良い。図３では、被めっき材３４は右から左へと搬送され、レーザ光は紙面表から裏へと照射される。これに対し、めっき液は上から下へと流動するようになっている。つまり、めっき液は、被めっき材３４を搬送する方向およびレーザ光を照射する方向の両方向に対して直交する方向に流動するようになっている。
【００６４】
被めっき材３４を搬送する方向およびレーザ光を照射する方向の両方向に対して完全に直交する方向でなくても良いが、両方向とは異なる方向にめっき液を流動させるようにすれば、被めっき材３４上のめっき液の厚さを薄くしたり石英ガラス窓を設けることが可能になる。
【００６５】
そして、めっき液中に被めっき材３４を搬送して連続的にめっきする場合と非連続的にめっきする場合とに拘らず、めっき液を流動させるようにすれば、被めっき材３４のめっきする部分に常時金属イオン濃度の高い新鮮なめっき液が供給されるので、金属イオン濃度の低下によりめっき速度が低下するのを防止できる。
【００６６】
なお、従来のレーザめっき方法では、アルゴンイオンレーザを用いているため、金属イオン濃度の高い新鮮なめっき液を被めっき材３４のめっきする部分に補給するためにめっき液を流動させると、めっきする際めっき液がレーザ光を吸収しているので、めっき液の流動に伴ってレーザ光のエネルギーがめっきする部分から流出するおそれがあったが、本発明に係る部分めっき方法ではそのおそれもない。
【００６７】
本発明に係る部分めっき方法により被めっき材３４にめっきする前には、被めっき材３４を洗浄・表面活性化する前処理が施され、また、必要に応じて下地めっきする。一方、被めっき材３４にめっきを施した後には、めっきされた被めっき材３４を洗浄・乾燥等する。
【００６８】
以上、本発明に係る部分めっき方法は、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきを行うので、例えばコネクタ端子の接点部などの被めっき材のめっきする部分に硬質金めっきをする場合、金めっき液に含まれるコバルトイオンにレーザ光がほとんど吸収されないため、コネクタ端子表面に達する前にレーザ光が減衰することはなく、コネクタ端子と金めっき液との界面は十分に加熱される。これにより、コネクタ端子の接点部などに確実に硬質金めっきをすることができる。
【００６９】
また、レーザ光を用いるため、レーザ光を用いない場合と比べて格段にめっき析出速度が速くなり、めっきする時間を短くできる。めっきする時間が短くなれば、例えば被めっき材をめっき液に搬送してめっきする場合などにおいて、めっき時間と被めっき材の移動速度の積で決まるめっき槽の長さを短くすることができるので、めっきラインの設置面積を小さくすることができる。このように、めっき槽が小さくなれば、めっき液の量を少なくできる。併せて、めっき液を高温に加熱する必要も無いので、めっき液の維持管理が容易となる。
【００７０】
また、レーザ光を微小面積に収束して局所的にレーザ照射するので、被めっき材のめっき部分の微細化が可能となり、めっきに必要な貴金属の量を削減できる。
【００７１】
また、被めっき材表面のめっきしない部分をマスクするものではないので、マスクのような消耗品も必要ない。そして、めっき液を狭いマスク内に流す必要がないので気泡残留などによるスポット微細化の障害がない。さらに、ゴム製などのマスクを密着させる場合のような力が被めっき材に加わらないため、端子材などが薄く微細な場合にも被めっき材を変形させることがない。
【００７２】
そして、被めっき材をめっき液中に搬送するようにすれば、連続的に被めっき材をめっきすることができる。このとき、レーザ光が、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材のめっきする同一部分を一定時間照射した後、走査開始位置に復帰する動きをするときには、被めっき材をめっき液中に搬送する速度を確保しつつ、各々の被めっき材のめっきする部分に照射するレーザ光量を十分に確保することができる。これにより、被めっき材のめっき速度を速くすることができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００７４】
例えば、図２には、結像レンズとめっき液との間に石英ガラスを設置した場合を示したが、めっき液が結像レンズにかからない場合には、石英ガラス板を設置しなくても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に係る部分めっき方法は、例えば、コネクタ端子などの接点へのめっきなどに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】硬質金めっきに使用する金めっき液の吸光スペクトルを表すグラフである。
【図２】本発明に係る部分めっき方法に好適に用いられるレーザめっき装置の一例を表す正面模式図である。
【図３】めっき槽部分を拡大して表した平面模式図である。
【図４】複数のファイバを束ねたファイバアレイの出射端を表す模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０ レーザめっき装置
１４ 半導体レーザモジュール（レーザ光源）
１８ マルチモード光ファイバ
２０ ファイバアレイ
２４ 結像レンズ
２６ めっき槽
２８ めっき液流路
３４ 被めっき材
４８ キャリアフレーム
５０ 端子金具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき液を接触させた被めっき材のめっきする部分に、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきすることを特徴とする部分めっき方法。
【請求項２】
前記被めっき材は、前記めっき液中を搬送されるとともに、前記レーザ光は、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材の同一のめっきする部分を一定時間照射した後、前記走査開始位置に復帰する動きをすることを特徴とする請求項１に記載の部分めっき方法。
【請求項３】
前記レーザ光は、ポリゴンミラーやガルバノミラーなどの可動ミラーで反射して走査されることを特徴とする請求項２に記載の部分めっき方法。
【請求項４】
前記レーザ光は、前記めっき液中を搬送される被めっき材に対向させた、レーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系のレーザ光出射端の、前記めっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期した後前記走査開始位置に復帰する並進往復運動により走査されることを特徴とする請求項２に記載の部分めっき方法。
【請求項５】
前記被めっき材は、前記めっき液中を搬送されるとともに、前記被めっき材のめっきする部分が前記レーザ光の照射位置にきたときに一定時間停止することを特徴とする請求項１に記載の部分めっき方法。
【請求項６】
前記レーザ光は、複数のレーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系の複数のレーザ光出射端から複数出射されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の部分めっき方法。
【請求項７】
前記めっき液は、前記被めっき材を搬送する方向および前記レーザ光を照射する方向とは異なる方向に流動されることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の部分めっき方法。
【請求項１】
めっき液を接触させた被めっき材のめっきする部分に、波長が３３０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であるレーザ光を照射してめっきすることを特徴とする部分めっき方法。
【請求項２】
前記被めっき材は、前記めっき液中を搬送されるとともに、前記レーザ光は、走査開始位置から、このめっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期して走査され、この被めっき材の同一のめっきする部分を一定時間照射した後、前記走査開始位置に復帰する動きをすることを特徴とする請求項１に記載の部分めっき方法。
【請求項３】
前記レーザ光は、ポリゴンミラーやガルバノミラーなどの可動ミラーで反射して走査されることを特徴とする請求項２に記載の部分めっき方法。
【請求項４】
前記レーザ光は、前記めっき液中を搬送される被めっき材に対向させた、レーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系のレーザ光出射端の、前記めっき液中を搬送される被めっき材の動きに一定時間同期した後前記走査開始位置に復帰する並進往復運動により走査されることを特徴とする請求項２に記載の部分めっき方法。
【請求項５】
前記被めっき材は、前記めっき液中を搬送されるとともに、前記被めっき材のめっきする部分が前記レーザ光の照射位置にきたときに一定時間停止することを特徴とする請求項１に記載の部分めっき方法。
【請求項６】
前記レーザ光は、複数のレーザ光源またはレーザ光源を含む光源光学系の複数のレーザ光出射端から複数出射されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の部分めっき方法。
【請求項７】
前記めっき液は、前記被めっき材を搬送する方向および前記レーザ光を照射する方向とは異なる方向に流動されることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の部分めっき方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−３８２０２（Ｐ２００８−３８２０２Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１４１６８（Ｐ２００６−２１４１６８）
【出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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