(57)【要約】      （修正有）【課題】導電膜上に付着している有機汚染物を原因として凸部等の欠陥を有するメッキ層が形成されることを防止する積層基材の製造方法及び積層基材の製造装置を提供する。【解決手段】表面に導電膜が形成されるとともに、帯幅方向を上下方向に向けて水平方向に搬送される帯状の基材を、導電膜を通電させた状態でメッキ槽２に供給し、当該メッキ槽内において導電膜上にメッキ層を形成する積層基材の製造方法であって、順次、メッキ槽に供給される直前の基材の導電膜に、帯幅方向の全長に亘って酸素プラズマを照射する。同積層基材の製造装置として、導電膜の帯幅方向の全長に亘って酸素プラズマを照射する細長状の噴射口が形成されたプラズマ装置６と、このプラズマ装置の後段近傍に配設され、酸素プラズマが照射された基材を導電膜が通電した状態で搬入させて、導電膜上にメッキ層を形成するメッキ槽とを設ける。【選択図】図１
2008101258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に導電膜が形成されるとともに、帯幅方向を上下方向に向けて水平方向に搬送される帯状の基材を、上記導電膜を通電させた状態でメッキ槽に供給し、当該メッキ槽内において上記導電膜上にメッキ層を形成する積層基材の製造方法であって、
上記メッキ槽に供給される直前の上記基材の上記導電膜に、上記帯幅方向の全長に亘って酸素プラズマを照射することを特徴とする積層基材の製造方法。
【請求項２】
表面に導電膜が形成されるとともに、帯幅方向が上下方向に向けて水平方向に搬送される帯状の基材の上記導電膜上にメッキ層を形成する積層基材の製造装置であって、
上記導電膜の上記帯幅方向の全長に亘って酸素プラズマを照射する細長状の噴射口が形成されたプラズマ装置と、このプラズマ装置の後段近傍に配設され、上記酸素プラズマが照射された基材を上記導電膜が通電した状態で搬入させて、上記導電膜上にメッキ層を形成するメッキ槽とが配設されていることを特徴とする積層基材の製造装置。
【請求項３】
上記プラズマ装置と上記メッキ槽との間には、酸洗槽が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の積層基材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状の基材の表面に形成された導電膜上にメッキ層を形成する積層基材の製造方法および積層基材の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記積層基材の一例として、例えば、携帯電話やディスプレイ等のプリント配線板として利用される銅積層ポリイミドフィルム等がある。この銅積層ポリイミドフィルムは、一般的に、厚さ数十μｍのポリイミドフィルムの片面又は両面にプラズマ処理を施し、この処理面に導電性のスパッタ層を形成した帯状の基材に、銅メッキ処理が施されることによって構成されている。
このプラズマ処理は、ポリイミドフィルム上にスパッタ層を形成する際に、ポリイミドフィルムとスパッタ層との接着性を向上させるために行うことが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
他方、この銅積層ポリイミドフィルムの製造装置は、一般に、硫酸銅のメッキ槽の上流側及び下流側の外部にそれぞれ給電機構が備えられたメッキ槽が製造ラインに沿って複数配設され、最上流部に基材を巻き出す巻き出しローラ及び最下流部に基材を巻き取る巻き取りローラがそれぞれ配設されている。
【０００４】
これにより、基材は、順次、巻き出しローラから巻き出されて、帯幅方向を上下方向に向けて水平方向に走行し、給電機構によってスパッタ層が通電された状態で１槽目のメッキ槽に供給され、薄いメッキ層が形成される。次いで、給電機構によって通電された状態で２槽目のメッキ槽に供給され、２槽目のメッキ槽においてスパッタ層及び銅メッキ層の肉厚分に相当する電力が伝達されるため、１槽目のメッキ層よりも膜厚のメッキ層が形成される。同様に、３槽目、４槽目と供給されるに従い、段階的に膜厚のメッキ層が形成され、最終的に薄いスパッタ層上に漸次、膜厚の銅メッキ層が形成され、所望の厚みの銅メッキ層が形成された銅積層ポリイミドフィルムとなって巻き取りローラに巻き取られる。
【０００５】
ところが、巻き出しローラから巻き出された基材に、外部のゴミ等が付着していることがある。特に、ポリイミドフィルムの片面のみにスパッタ層が形成されている基材の場合には、巻き出す際に、内側に巻回されているポリイミドフィルムのポリイミド成分が一周外側に巻回されているポリイミドフィルムのスパッタ層表面に付着している場合がある。
【０００６】
すると、基材が１槽目のメッキ槽に供給された際、スパッタ層上のゴミやポリイミド成分等の汚染物上にメッキ処理が施されることによって凸部が形成され、又は汚染物上にメッキ層が付着しないことによって凹部が形成され、２槽目、３槽目と供給されるに従い、漸次、欠陥となる凸部や凹部が大きくなって現れてしまうという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４０９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、スパッタ層等の導電膜上に付着しているゴミやポリイミド成分等の有機汚染物を原因として凸部等の欠陥を有するメッキ層が形成されることを防止する積層基材の製造方法及び積層基材の製造装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、表面に導電膜が形成されるとともに、帯幅方向を上下方向に向けて水平方向に搬送される帯状の基材を、上記導電膜を通電させた状態でメッキ槽に供給し、当該メッキ槽内において上記導電膜上にメッキ層を形成する積層基材の製造方法であって、上記メッキ槽に供給される直前の上記基材の上記導電膜に、上記帯幅方向の全長に亘って酸素プラズマを照射することを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、表面に導電膜が形成されるとともに、帯幅方向が上下方向に向けて水平方向に搬送される帯状の基材の上記導電膜上にメッキ層を形成する積層基材の製造装置であって、上記導電膜の上記帯幅方向の全長に亘って酸素プラズマを照射する細長状の噴射口が形成されたプラズマ装置と、このプラズマ装置の後段近傍に配設され、上記酸素プラズマが照射された基材を上記導電膜が通電した状態で搬入させて、上記導電膜上にメッキ層を形成するメッキ槽とが配設されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の積層基材の製造装置において、上記プラズマ装置と上記メッキ槽との間には、酸洗槽が配設されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の積層基材の製造方法若しくは請求項２又は３に記載の積層基材の製造装置によれば、導電膜に酸素プラズマを照射することによって、導電膜上に付着している有機汚染物をラジカル反応により分解し、二酸化炭素として導電膜から分離除去することができる。さらには、導電膜に酸素プラズマを照射することによって、スパッタ層の表面の分子結合を一部切断し、酸素と結合させることにより、スパッタ層の表面を親水性の高い分子結合に改質させて、濡れ性を大幅に向上させることができる。
【００１３】
このため、メッキ槽に供給する直前の基材の導電膜に、酸素プラズマを照射することによって、スパッタ層上に有機汚染物を原因とする凸部や凹部のない所望のメッキ層を形成することができる。加えて、基材は、酸素プラズマを照射した直後にメッキ槽に搬入させるため、時間の経過によってスパッタ層の濡れ性が低下することを防止し、スパッタ層上に平滑なメッキ層を接着性を高めて形成することができる。
【００１４】
特に、請求項３に記載の発明によれば、プラズマ装置とメッキ槽との間に配設された酸洗槽によって無機汚染物を分解除去することができる。このため、プラズマ装置と併せて有機汚染物及び無機汚染物を除去し、スパッタ層上に汚染物がない状態で基材をメッキ槽に供給することができ、スパッタ層上に凹部や凸部を有するメッキ層が形成されることをより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る積層基材の製造装置について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の積層基材の製造装置は、製造ラインの上流側から下流側に向けて、表面に導電膜が形成された厚さ数十μｍのポリイミドフィルム（基材）ｗが巻回された巻き出しローラ１と、このポリイミドフィルムの導電膜上にメッキ層を形成する複数のメッキ槽２と、この導電膜上にメッキ層が形成されたポリイミドフィルムを巻き取る巻き取りローラ３とが配設されている。
【００１７】
ここで、ポリイミドフィルムｗは、巻き出しローラ１から巻き出され、帯幅方向を垂直方向に向けて水平に巻き取りローラ３に向けて搬送されており、上記導電膜は、ポリイミドフィルムｗの片面全体に形成されたニッケルクロム合金のスパッタ層と、この合金スパッタ層上に形成された銅スパッタ層とによって構成されている。
【００１８】
また、メッキ槽２は、内部に硫酸銅が収容されるとともに、対向壁面の中央部にポリイミドフィルムｗを通過させるためのスリットが垂直に形成され、その上流側及び下流側の外部に給電水洗槽４がそれぞれ設けられている。そして、給電水洗槽４とともに製造ラインに沿って複数（本実施形態においては１０槽）配設されている。
【００１９】
これらの給電水洗槽４の内部には、それぞれポリイミドフィルムｗの合金スパッタ層と銅スパッタ層とからなるスパッタ層が形成された一方の面側に接触する給電ローラ４１と、この給電ローラ４１の上流側の他方の面側に配設され、ポリイミドフィルムｗに給電ローラ４１に向けてテンションを作用させるテンションローラ４２と、給電ローラ４１の下流側の他方の面側に配設された給電予備ローラ４３とが配設されている。
【００２０】
これにより、ポリイミドフィルムｗは、上流側の給電水洗槽４の給電ローラ４１と下流側の給電水洗槽４の給電ローラ４１とによる給電機構によって、メッキ槽２内においてスパッタ層が通電した状態になっており、スパッタ層上に銅メッキが形成されるようになっている。
なお、給電予備ローラ４３は、ポリイミドフィルムｗの両面にスパッタ層が形成されている場合に他方の面側を通電させるようになっている。
【００２１】
そして、１槽目のメッキ槽２の上流側の給電水洗槽４の前段側には、酸洗槽５と、プラズマ装置６とが順に配設されている。そして、酸洗槽５は、硫酸が収容されており、ポリイミドフィルムｗのスパッタ層上に付着している無機汚染物を分解除去するようになっている。
【００２２】
プラズマ装置６は、図２に示すように、帯幅方向が垂直に向けられたポリイミドフィルムｗのスパッタ層から０．５ｍｍ〜３０ｍｍ離間した位置に、縦断面長方形状の噴射口を有する噴射ヘッド６０が垂直に配設されている。そして、噴射ヘッド６０がポリイミドフィルムｗの帯幅方向の全長に亘って酸素プラズマを大気圧下で照射するようになっており、この噴射ヘッド６０と一体に酸素プラズマを発生させるプラズマユニット６６が設けられている。
【００２３】
このプラズマユニット６６には、高周波電源６１が接続され、かつ酸素及び窒素を供給する作動ガス供給管６７が接続されている。この作動ガス供給管６７は、二股に分岐した上流端部に酸素ボンベ６２及び窒素ボンベ６３が互いに並列的に接続されるとともに、酸素ボンベ６２から供給される酸素及び窒素ボンベ６３から供給される窒素を混合する混合ガスユニット６４が介装されている。
【００２４】
これにより、プラズマ装置６は、高周波電源６１からの電力の供給によって、プラズマユニット６６の内部において混合ガスユニット６４で濃度調整された酸素ガスによるプラズマが発生し、この酸素プラズマが噴射ヘッド６０から噴射されるようになっている。
なお、プラズマユニット６６は、酸素プラズマによって高温になったユニット６６を冷却するための冷却チラー６５が接続されている。
【００２５】
一方、１０槽目のメッキ槽２の下流側の給電水洗槽４の後段部には、巻き取りローラ３との間に、ポリイミドフィルムｗを防錆液に浸す防錆槽７と水洗装置８と乾燥装置９とが順に配設されている。これにより、スパッタ層上に銅メッキ層が形成されたポリイミドフィルムｗが乾燥した状態で巻き取りローラ３に巻き取られるようになっている。
【００２６】
次いで、本発明に係る上記積層基材の製造装置を用いた積層基材の製造方法ついて、説明する。
巻き取りローラ１から巻き出されたポリイミドフィルムｗをプラズマ装置６に供給し、ポリイミドフィルムｗ上のスパッタ層に、帯幅方向の全長に亘って大気圧下で酸素プラズマを噴射ヘッド６０から照射する。
【００２７】
すると、ポリイミドフィルムｗは、巻き取りローラ１から巻き出す際に、外周側のポリイミドフィルムｗのポリイミド成分が転写される等して、スパッタ層上に有機汚染物が付着していた場合にも、この有機汚染物が酸素プラズマによるラジカル反応により、二酸化炭素としてスパッタ層から分離除去される。また、スパッタ層の表面が改質されて濡れ性が大幅に向上する。
【００２８】
次いで、ポリイミドフィルムｗは、プラズマ装置６から搬出された直後に、巻き取ることなくそのまま酸洗槽５に搬入され、スパッタ層上に無機汚染物が付着している場合にも、無機汚染物が分解除去される。そして、酸洗槽５から搬出されたポリイミドフィルムｗは、直ぐに、順次、スパッタ層が給電水洗槽４の給電機構によって通電した状態で各メッキ槽２に供給される。
【００２９】
これにより、ポリイミドフィルムｗは、有機汚染物及び無機汚染物の付着がなく、かつ濡れ性が向上したスパッタ層上に、各メッキ槽２において凹部や凸部等の欠陥のない銅メッキ層が形成された後に、防錆槽７、水洗装置８及び乾燥装置９に供給され、その後、巻き取りローラ３に巻き取られる。
【実施例】
【００３０】
［実施例１］
まず、表面にニッケルクロム合金のスパッタ層が形成され、かつこの合金スパッタ層上に銅スパッタ層が形成されたポリイミドフィルムを６枚用意した。次いで、それぞれをＮｏ．１〜Ｎｏ．６のポリイミドフィルムとして、ＪＩＳＲ３２５７に従って銅スパッタ層表面の水滴の接触角を計測して、表１に記した。
【００３１】
次ぎに、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６のポリイミドフィルムの銅スパッタ層に、それぞれ大気圧プラズマクリーニング装置（（株）イー・スクエア  製品名ADMASTER）を用いて、酸素プラズマを照射した。
その際、表１に示すように、酸素ガス濃度を変化させるとともに、高周波電源の電圧及び酸素プラズマの流速を変化させて、酸素プラズマをＮｏ．１〜Ｎｏ．６のポリイミドフィルムｗに照射した。
なお、ポリイミドフィルムと噴射ノズルとの距離は、２ｍｍであった。
【００３２】
次いで、プラズマ処理の直後のＮｏ．１〜Ｎｏ．６のポリイミドフィルムに対する水滴の接触角を、ＪＩＳＲ３２５７に従って計測して、表１に記した。
【００３３】
【表１】
2008101258.tif 000003
【００３４】
表１から判るように、酸素プラズマ照射前に４０°〜５０°だった接触角が酸素プラズマ処理後には、５°前後と飛躍的に小さくなり、濡れ性が向上している。
【００３５】
［実施例２］
次ぎに、濡れ性の時間の経過による変化を調べた。
まず、表面にニッケルクロム合金のスパッタ層が形成され、かつこの合金スパッタ層上に銅スパッタ層が形成された同一のポリイミドフィルムを３枚用意した。次いで、それぞれをＮｏ．７〜Ｎｏ．９のポリイミドフィルムとして、ＪＩＳＲ３２５７に従って銅スパッタ層表面の水滴の接触角を計測し、表２に記した。
【００３６】
次ぎに、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．９のポリイミドフィルムに、実施例１と同一の大気圧プラズマクリーニング装置を用いて、酸素プラズマを１５秒、３０秒又は６０秒照射し、照射直後の接触角を計測し、表２に記した。また、各々１時間経過後、２時間経過後、３時間経過後に接触角を計測し、表２に記した。
【００３７】
【表２】
2008101258.tif 000004
【００３８】
表２から判るように、酸素プラズマ処理後１時間経過すると、接触角が３０°を超え、３時間経過すると、接触角が４５°を超えて処理前と同等となり、プラズマ処理の効果が失われてしまう。
【００３９】
本実施形態の積層基材の製造装置によれば、巻き出しローラ１から巻き出されたポリイミドフィルムｗに、プラズマ装置６によって酸素プラズマを照射するため、スパッタ層上に付着している有機汚染物をラジカル反応により、二酸化炭素としてスパッタ層から分離除去することができるとともに、スパッタ層の表面の分子結合を変化させ、濡れ性を大幅に向上させることができる。
【００４０】
また、プラズマ装置６による酸素プラズマ照射後にポリイミドフィルムｗを巻き取ることなく、そのまま酸洗槽５とメッキ槽２とに搬送させたため、巻き取ったポリイミドフィルムｗを巻き出す際に、有機汚染物を除去した外側のポリイミドフィルムｗのスパッタ層に一周内側のポリイミドフィルムｗのポリイミド成分等が転写されることを防止できる。
【００４１】
加えて、プラズマ装置６の後段近傍に、酸洗槽５とメッキ槽２とを配設したため、酸素プラズマが照射されたポリイミドフィルムｗを直ちに酸洗して、無機汚染物を分解除去した後、直ぐにメッキ槽２に供給して、スパッタ層の濡れ性が低下する前に銅メッキを形成することができる。このため、メッキ槽２においてスパッタ層上に凸部や凹部等のない平滑なメッキ層を接着性を高めて形成することができる。
【００４２】
また、このプラズマ装置６は、大気圧下で酸素プラズマを照射するため、ポリイミドフィルムｗに複数のメッキ槽２を用いてメッキ層を形成する積層基材の製造装置に簡易的に組み込むことができる。
【００４３】
なお、本発明は、上述の実施形態により何ら限定されるものではなく、例えば、酸洗槽５、防錆槽７、水洗装置８や乾燥装置９が設けられていなくてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る積層基材の製造装置の概念説明図であって、３槽目のメッキ槽２の下流側の給電水洗槽４から９槽目のメッキ槽２の上流側の給電水洗槽４までの間を省略して示した概念説明図である。
【図２】プラズマ装置６の概念説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
２  メッキ槽
６  プラズマ装置
ｗ  ポリイミドフィルム（基材）
【図１】
2008101258.tif 000005
【図２】
2008101258.tif 000006