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公開番号2025074910
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2023195514
出願日2023-10-30
発明の名称メガヘルツ超音波とファインバブルを利用した超音波めっき
出願人日本バレル工業株式会社,個人
代理人
主分類C23C 18/31 20060101AFI20250507BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】目的の化学反応を実現することができる超音波めっき方法を提供する。
【解決手段】めっき処理について、超音波のメガヘルツ振動により、共振現象と非線形現象を、目的に合わせて、制御可能にしたことで、めっき対象物表面の化学反応に適した超音波振動現象による化学反応、あるいは洗浄現象が効率良く均一な処理として継続的に実現する。さらに、継続的な使用により、隣接水槽への超音波伝搬現象による、隣接水槽の水槽・治具・・・の表面残留応力が緩和・均一化することで、100MHz以上の高い周波数の超音波が効率良く伝搬するようになる。各水槽の振動状態の測定解析評価に基づいて、超音波の発振制御により、均一で安定した効率の高いめっき処理システムが実現する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
めっき処理において、対象物の表面を伝搬する１００メガヘルツ以上の超音波振動を利用することで、対象物表面のめっき処理プロセス（化学反応あるいは洗浄）を効率化・均一化可能にした超音波めっき方法
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
［請求項１］の超音波めっきに関して
めっき水槽に関して、超音波とファインバブルによる表面残留応力の緩和処理を行うことで、３０Ｗ以下の超音波出力でも、５０００リットルのめっき液に対して、２０ｋＨｚ～３００ＭＨｚ以上の超音波振動を伝搬させる超音波めっき方法
【請求項３】
［請求項２］の超音波めっき方法に関して、
水槽、めっき対象物、液体、治具、・・による相互作用（音圧測定解析による応答特性、寄与率）に基づいて、超音波のスイープ発振条件を設定することで、２０ｋＨｚ以下の共振現象を制御する、超音波めっき方法
【請求項４】
［請求項３］の超音波めっき方法に関して、
複数の異なる、メガヘルツの超音波発振制御プローブの制御設定を、
１）数メガヘルツ～数十メガヘルツのスイープ発振
２）数メガヘルツのパルス発振
により、ナノレベルのめっき処理対象物表面とめっき処理液への超音波刺激により、均一で安定しためっき処理を実現する、超音波めっき方法
【請求項５】
［請求項４］の超音波めっきに関して、
水槽内のエアーブローの流量・流速・流れの状態を、超音波の音圧測定解析により、非線形現象の発生頻度あるいは、高調波の伝搬周波数を最大限にするように調整することを特徴とした超音波めっき方法
【請求項６】
［請求項５］の超音波めっきに関して、
３ヶ月～６ヶ月の継続的な使用により、隣接水槽への影響・効果として、隣接水槽やめっき液に超音波が伝搬することで、めっき処理ライン全体に超音波の効果が広がることを特徴とした超音波めっき方法
【請求項７】
［請求項６］の超音波めっきに関して、
隣接水槽と直接接続していなくても、液だれ防止板や、固定用の接触部材・・・により超音波が伝搬し、システム全体の超音波振動が複雑に相互作用することで、ダイナミックな超音波制御を実現する、超音波めっき方法
【請求項８】
［請求項７］の超音波めっきに関して、
数年以上継続的に使用することで、超音波の伝搬効率・各種伝搬部材の表面の均一化・・が改善し、３０Ｗ以下の超音波出力でも、５０００リットルの、隣接する、前後２～３のめっき処理水槽に超音波が伝搬し、めっき処理の品質向上を実現する、超音波めっき方法

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき処理に関して、メガヘルツの超音波振動現象を利用するための超音波めっき方法に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
めっき処理の超音波利用に関して、従来は１ＭＨｚ以下の超音波を、洗浄・めっきプロセス処理として利用している。
【０００３】
実際に、ナノレベルの形状・加工・・による、めっき対象物のエッジ部、曲面部、複数の加工部・・・は、化学反応のバラツキが大きく、めっき処理結果が大きなバラツキを発生する原因となっている。
【０００４】
本発明の、超音波めっきは、超音波の発振制御を利用することで、めっき部に、１Ｈｚ～１ＧＨｚの範囲の表面弾性波を、共振現象と非線形現象を一定の範囲でダイナミック制御可能にする。
【０００５】
特に、単純な超音波発振では、低周波の共振現象の発生により、より大きな化学反応のバラツキを発生させる原因になる。
めっき処理の各プロセスの振動現象を超音波の音圧データ解析により検出することで、超音波の非線形現象の解析評価に基づいた
効率の良い目的の化学反応を実現する、超音波伝搬状態の最適化をコントロール（実現）できる。
【０００６】
めっき状態のコントロールに関して
従来では、めっき処理の化学反応とメガヘルツの振動現象の測定解析評価が不十分だった。特に、非線形現象と共振現象の最適化に関して、解析（バイスペクトル・自己相関・・の変化に関する評価）により、各めっきプロセスの化学反応と振動現象（発振制御）に関する制御が可能になる。
【０００７】
本発明では、３００ＭＨｚ以上の超音波発振制御について
音圧測定データを解析管理（自己相関の変化、バイスペクトルの変化、パワー寄与率の変化、インパルス応答の変化）することで、めっきライン全体としての、めっき処理プロセスに関する超音波制御を最適化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２１－１６１５３２
特開２０２１－１２５８６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
めっきプロセスの化学反応あるいは洗浄現象について、３００メガヘルツ以上の超音波振動を継続的に利用することで、複数の隣接水槽を含めためっきライン（表面処理システム）全体に対して、超音波の効果を安定して効果的に利用できるようにすること。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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