(57)【要約】【課題】低コストで安定した生産を維持でき、異常突起粒状物や凹み状欠陥、傷の少ないめっき被膜付きフィルムの製造を行うことができる陰極ローラおよびめっき被膜付きフィルムの製造装置および製造方法を提供すること。【解決手段】給電用ローラ１０は、導電面を有するフィルムを搬送しながら給電するためのものであり、回転軸１０１と、表面が導電性物質で構成されたシェル１０３と、前記回転軸１０１および前記シェル１０３を結合するボス１０２と、を備えている。また、給電用ローラ１０は、前記シェル１０３と前記ボス１０２との間が着脱自在に構成されており、前記ボス１０２の外周部が前記シェル１０３の内周部に対して付勢して前記シェル１０３との間の導通をとるバネ構造を備えている。【選択図】図１
2007031833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電面を有するフィルムを搬送しながら給電するための給電用ローラであって、回転軸と、表面が導電性物質で構成されたシェルと、前記回転軸および前記シェルを結合するボスと、を備え、前記シェルと前記ボスとの間が着脱自在に構成されており、前記ボスの外周部が前記シェルの内周部に対して付勢して前記シェルとの間の導通をとるバネ構造を備えていることを特徴とする、給電用ローラ。
【請求項２】
導電面を有するフィルムを搬送しながら給電するための給電用ローラであって、回転軸と、表面が導電性物質で構成されたシェルと、前記回転軸および前記シェルを結合するボスと、前記シェルの軸方向の少なくとも一端部に設けられたフランジカバーと、を備え、前記シェルと前記ボスとの間が着脱自在に構成されていることを特徴とする、給電用ローラ。
【請求項３】
前記フランジカバーと前記シェルとの間にシール機構を備えていることを特徴とする、請求項２に記載の給電用ローラ。
【請求項４】
前記ボスと前記フランジカバーとの間を直接固定する固定部材を備え、該固定部材は、前記フランジカバーの前記軸方向の端部側の端面よりも前記ボス側に全体が位置するものであることを特徴とする、請求項３に記載の給電用ローラ。
【請求項５】
前記回転軸は、前記軸方向の少なくとも一端部の側面部が抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の導電性物質で構成されており、前記側面部を覆う位置に、耐食性のスリーブを備えていることを特徴とする、請求項３または４に記載の給電用ローラ。
【請求項６】
前記ボスの外周部が前記シェルの内周部に対して付勢して前記シェルと前記ボスの間の導通をとるバネ構造を備えていることを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載の給電用ローラ。
【請求項７】
前記ボスの外周部の前記バネ構造は、前記シェルの内周面の一部に沿った外周面を有し前記シェルの半径方向外向きに付勢された複数のバネ部材を備えてなるものであることを特徴とする１または６に記載の給電用ローラ。
【請求項８】
前記回転軸および／または前記ボスの少なくとも表面部が、ロジウム、ニオブ、タンタル、金、イリジウム、白金、チタン、パラジウム、ルテニウム、銀のいずれか一種以上の金属を９５質量％以上含む合金を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の給電用ローラ。
【請求項９】
前記シェルの前記ボスの外周部と接する部位は、抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の導電性物質で構成されている請求項１〜８のいずれかに記載の給電用ローラ。
【請求項１０】
前記ボスの前記シェルの内周面と接する部位は抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の導電性物質で構成されている請求項１〜９のいずれかに記載の給電用ローラ。
【請求項１１】
前記回転軸の給電端と前記シェル表面との間の電気抵抗値が０．３７ｍΩ以下であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の給電用ローラ。
【請求項１２】
前記ボスおよび前記回転軸のうち少なくとも前記ボスに接する部位から給電端までの部位が抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の導電性物質で構成されていることを特徴する、請求項１〜１１のいずれかに記載の給電用ローラ。
【請求項１３】
フィルムを搬送しながら該フィルムにめっき被膜を形成するめっき被膜付きフィルムの製造装置であって、請求項１〜１２のいずれかに記載の給電用ローラと、該給電用ローラの前記搬送の方向における上流および／または下流に配設されためっき槽と、ロール状に巻かれたフィルムを巻き出して前記めっき槽に供給するための巻き出し手段と、前記めっき槽において前記めっき被膜を成膜されたフィルムをロール状に巻き取るための巻き取り手段とを備えていることを特徴とするめっき被膜付きフィルムの製造装置。
【請求項１４】
前記給電用ローラは、前記軸方向が重力方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のめっき被膜付きフィルムの製造装置。
【請求項１５】
導電面を有するフィルムの前記導電面に請求項１〜１２のいずれかに記載の給電用ローラを接触させながら搬送し、めっき液を保持しためっき槽中を前記フィルムを搬送するとともに、前記めっき槽中に設けた陽極と前記給電用ローラとの間に電圧を印加することにより、前記フィルムの前記導電面にめっき被膜を形成することを特徴とする電解めっき被膜付きフィルムの製造方法。
【請求項１６】
前記めっき被膜の成分の９０質量％以上が、前記給電用ローラの前記シェルの表面部の前記導電性物質の９０質量％以上を占める素材と同一の導電性物質となるようにめっき条件を設定することを特徴とする請求項１５に記載の電解めっき被膜付きフィルムの製造方法。
【請求項１７】
前記給電用ローラを前記軸方向が重力方向に沿うように配置することを特徴とする請求項１５または１６に記載の電解めっき被膜付きフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電用ローラならびに電解めっき被膜付きフィルムの製造装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムを搬送しながら連続的にめっき被膜を形成する方法は、例えば特許文献１、および特許文献２に記載されている様に、フィルムの導電面または金属フィルムを陰極ローラに接触させ、その前または後に陽極が投入されためっき液を入れためっき槽を配し、このめっき液中にフィルムを搬送し、陰極−陽極間を通電することでめっき被膜を形成する方法が知られている。上記のようなめっき浴槽を多数配列してフィルム等をこれらに順次投入することにより、容易にフィルム上に厚膜化した所望厚みのめっき被膜を形成することが可能である。
【０００３】
近年、電子機器、電子部品、半導体パッケージ等で利用される様になってきたフレキシブル回路用基板として、ポリイミドフィルムあるいはポリエステルフィルムと銅箔とを合わせた形態の配線基板が注目されている。この基板としては、フィルムに接着剤を介して銅箔を貼り合わせたいわゆる”３層型”と呼ばれるものがまず発達した。ところが、３層型プリント回路用基板は、接着剤にエポキシ系樹脂あるいはアクリル系樹脂が用いられているため、それに含まれる不純物イオンにより電気特性が劣化するという欠点を有している。また、接着剤の耐熱温度が高々１００℃〜１５０℃であるため、ベースフィルム材質としてポリイミドを使用したとしても、その高耐熱性（３００℃以上）が十分に生かされない。そのため、高温実装を必要とするＩＣチップのワイヤーボンディングなどにおいては、加熱温度を高められないなどの高スペック化の障害となっている。また、３層型プリント回路用基板では、銅箔の一般的な膜厚が１８μｍあるいは３５μｍであるため、８０μｍピッチ（銅配線４０μｍ、ギャップ４０μｍ）以下のパターンニングを行うには銅箔が厚すぎてエッチング率が著しく低下し、銅箔の表面側の回路幅と接着剤面側の回路幅が著しく異なり、あるいはエッチングで全体が著しく細り、目標とする回路パターンが得られないという欠点もある。
【０００４】
そこで、近年、上記のような３層型における問題点を解決するために、フィルム上に接着剤を介さないで各種蒸着法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法あるいは各種イオンプレーティング法などのＰＶＤ法、金属を含む薬品を気化し蒸着させるいわゆるＣＶＤ法等で、まずフィルムに各種金属を蒸着した後に、または無電解めっき法で各種金属をめっきした後に、電解銅めっきすることにより得られる、いわゆる”２層型”の基板が提案されている。この２層型基板は、電解銅めっきで銅膜厚を自由に変化させることができ、例えば８μｍの銅膜厚とすれば、６０μｍピッチの回路パターンが簡単に作成できるようになり、かつ、各種フィルムの耐熱温度をそのまま反映できるという特徴をもつ。
【０００５】
以上の様な状況から、めっき被膜つきフィルムの需要が高まりつつあるが、このようにフィルムにめっきを施す場合、フィルム導電面に給電するための陰極ローラは、ローラ表面を濡らしローラ表面とフィルム導電面との導電率を調整するための硫酸などの液と、めっき槽からフィルムに随伴し持ち込まれるめっき液にさらされる。銅のめっき被膜を形成する場合、このめっき液は硫酸を主体とし、塩酸を少量加えたものであることが多いので、陰極ローラは非常に腐食しやすく、特に表面を形成する部材の材料選択に注意が必要である。そこで、陰極ローラにはステンレススチールであるＳＵＳ３１６等のめっき液に耐性のある金属が好適に用いられてきた。
【０００６】
しかしながら、ＳＵＳ３１６を用いた場合においても粒界腐食が発生する上、被めっきフィルムの導電面に給電するという機能上、材料が持つ電気抵抗が問題となる。つまり、電気抵抗が大きいと陰極ローラから被めっきフィルムの導電面に電流を流す際に電気エネルギー損失が大きくなりエネルギーコストが増大するばかりでなく、めっきするのに必要な電流を流すために必要な電圧が大きくなるため、大容量の電源が必要となる。また、電流が流れる際に発生する熱によって、フィルム接触範囲内で不均一に陰極ローラの腐食が助長され、その結果、陰極ローラの円筒度が悪化し、傷や、給電斑によるめっき斑といった欠点を発生させることがある。さらに、発熱によって陰極ローラ端部に設置されたロータリーコネクタ等の電気部品が故障する場合もあり問題となっている。
【０００７】
また、陰極ローラからフィルム導電面に給電する際、フィルム導電面と陰極ローラ表面とその間に介在する硫酸とめっき液によって好ましくないめっき回路が形成され、陰極ローラ表面にめっき金属が析出する場合がある。ローラ表面に析出しためっき金属とローラ表面材質が異なる場合、析出しためっき金属がはがれやすいため、ＳＵＳ３１６製の陰極ローラを用いた場合では析出しためっき金属がフィルム導電面に移りやすく、異常突起粒状物や凹み状欠陥が発生しやすい。
【０００８】
これらの問題を防止するために、銅のめっき被膜を形成する場合には、ローラ材質を銅にすれば良いが、その場合、硫酸とめっき液による陰極ローラの腐食は避け難い。そこで従来は例えば特許文献２や特許文献３、および図６に示す構造のように、ローラ軸部とローラ胴部を着脱可能として、腐食の度にローラ胴部のみを交換しながら製造していた。図６において、いわゆるシェルとローラ胴部６０８は、溶接部６１０で溶接されておりそれぞれ着脱できないように接続されている。これらの構造の給電用ローラにおいて回転軸とローラ胴部の結合にはフランジ形の継ぎ手をボルトによってネジ止めする方式や、図６に示すように止めねじ６０９を用いて固定する方式が用いられるが、これらネジを用いた固定はめっき液による腐食が進むに連れ、回転軸とローラ胴部の間や、雄ネジと雌ネジの間に隙間を生じさせるため、ガタが発生し給電用ローラの回転精度を悪化させフィルム導電面に傷を付けたり、回転軸とローラ胴部の間の接触状態が不安定となり接触抵抗が増加し上記ステンレススチールをローラ材質に用いた場合同様に発熱し、傷や給電斑によるめっき斑といった欠点を発生させる問題がある。さらに特許文献３のように、ローラ胴部の内面に摺接する方法では、接触抵抗が大きくなるため、発熱量が大きくなり、上記同様好ましくない。また、一つの生産装置で用いられる陰極ローラは通常１０本から２０本、両面めっきの場合はその倍もあり、連続生産している場合では２〜４ヶ月に１回以上交換が必要となるが、特許文献２や図６の構造では切削加工や溶接加工などローラ胴部の製作に要する費用が大きいために、生産コスト増大の要因となっていた。
【特許文献１】特開平７−２２４７３  号公報
【特許文献２】特開平８−１９３６１７  号公報
【特許文献３】特開平６−２６７６２８  号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記の問題を解決し、傷や異常突起粒状物、凹み状欠陥の少ないめっき被膜付きフィルムの製造を行うことができ、低コストで安定した生産を維持できる給電用ローラならびにめっき被膜付きフィルムの製造装置および製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明によれば、導電面を有するフィルムを搬送しながら給電するための給電用ローラであって、回転軸と、表面が導電性物質で構成されたシェルと、前記回転軸および前記シェルを結合するボスと、を備え、前記シェルと前記ボスとの間が着脱自在に構成されており、前記ボスの外周部が前記シェルの内周部に対して付勢して前記シェルとの間の導通をとるバネ構造を備えている給電用ローラが提供される。
【００１１】
また、本発明の別の形態によれば、導電面を有するフィルムを搬送しながら給電するための給電用ローラであって、回転軸と、表面が導電性物質で構成されたシェルと、前記回転軸および前記シェルを結合するボスと、前記シェルの軸方向の少なくとも一端部に設けられたフランジカバーと、を備え、前記シェルと前記ボスとの間が着脱自在に構成されている給電用ローラが提供される。
【００１２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記フランジカバーと前記シェルとの間にシール機構を備えている給電用ローラが提供される。
【００１３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ボスと前記フランジカバーとの間を直接固定する固定部材を備え、該固定部材は、前記フランジカバーの前記軸方向の端部側の端面よりも前記ボス側に全体が位置する給電用ローラが提供される。
【００１４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記回転軸は、前記軸方向の少なくとも一端部の側面部が抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の導電性物質で構成されており、前記側面部を覆う位置に、耐食性のスリーブを備えている給電用ローラが提供される。
【００１５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ボスの外周部が前記シェルの内周部に対して付勢して前記シェルと前記ボスの間の導通をとるバネ構造を備えている給電用ローラが提供される。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ボスの外周部の前記バネ構造は、前記シェルの内周面の一部に沿った外周面を有し、前記シェルの半径方向外向きに付勢された複数のバネ部材を備えてなる給電用ローラが提供される。
【００１７】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記回転軸および／または前記ボスの少なくとも表面部が、ロジウム、ニオブ、タンタル、金、イリジウム、白金、チタン、パラジウム、ルテニウム、銀のいずれか一種以上の金属を９５質量％以上含む合金を有する給電用ローラが提供される。
【００１８】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記シェルの前記ボスの外周部と接する部位は、抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の導電性物質で構成されている給電用ローラが提供される。
【００１９】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ボスの前記シェルの内周面と接する部位は抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の導電性物質で構成されている給電用ローラが提供される。
【００２０】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記回転軸の給電端と前記シェル表面との間の電気抵抗値が０．３７ｍΩ以下である給電用ローラが提供される。
【００２１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ボスおよび前記回転軸のうち少なくとも前記ボスに接する部位から給電端までの部位が抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の導電性物質で構成されている給電用ローラが提供される。
また、本発明の別の形態によれば、フィルムを搬送しながら該フィルムにめっき被膜を形成するめっき被膜付きフィルムの製造装置である給電用ローラと、該給電用ローラの前記搬送の方向における上流および／または下流に配設されためっき槽と、ロール状に巻かれたフィルムを巻き出して前記めっき槽に供給するための巻き出し手段と、前記めっき槽において前記めっき被膜を成膜されたフィルムをロール状に巻き取るための巻き取り手段とを備えている電解めっき被膜付きフィルムの製造装置が提供される。
【００２２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記給電用ローラは、前記軸方向が重力方向に沿うように配置されているめっき被膜付きフィルムの製造装置が提供される。
また、本発明の好ましい形態によれば、導電面を有するフィルムの前記導電面に給電用ローラを接触させながら搬送し、めっき液を保持しためっき槽中を前記フィルムを搬送するとともに、前記めっき槽中に設けた陽極と前記給電用ローラとの間に電圧を印加することにより、前記フィルムの前記導電面にめっき被膜を形成する、電解めっき被膜付きフィルムの製造方法が提供される。
【００２３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記めっき被膜の成分の９０質量％以上が、前記給電用ローラの前記シェルの表面部の前記導電性物質の９０質量％以上を占める素材と同一の導電性物質となるようにめっき条件を設定する電解めっき被膜付きフィルムの製造方法が提供される。
【００２４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記給電用ローラを前記軸方向が重力方向に沿うように配置する電解めっき被膜付きフィルムの製造方法が提供される。
【００２５】
なお、本発明において「シェル」とは、フィルム導電面に直接または／およびめっき液等の液体を介して接触する円筒部材をいうものとし、「ボス」とは回転軸とシェルを結合し、通電時に回転軸とシェルの間の通電経路となり得る連結部材をいうものとする。
【００２６】
「フィルム」とは、紙、樹脂フィルム、金属箔などのような、幅に対して厚さが充分薄く、長さが充分長い、いわゆるウェブをいう。本発明の効果が特に顕著に得られるのは樹脂フィルムや紙のウェブである。樹脂フィルムの材質としては、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂が好ましく用いられる。電子回路材料等で使用する銅つきフィルムを形成する場合には、汎用的なポリエステル樹脂が好ましく用いられ、回路ＩＣ等の実装でのハンダ耐熱性の関係でポリイミド樹脂が好ましく用いられる。より具体的に例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリエチレン−α，β−ビス（２−クロルフェノキシエタン−４，４’−ジカルボキシレート）などのポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリアミド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリパラジン酸、ポリオキサジアゾールおよびこれらのハロゲン基あるいはメチル基置換体などが挙げられる。また、これらの共重合体や、他の有機重合体を含有するものであってもよい。これらの樹脂に公知の添加剤、例えば、滑剤、可塑剤などが添加されていてもよい。上記樹脂の中、下記化学式(1)〜(5)から選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を８５モル％以上含むポリマーやこれを含む混合物を溶融押出して得られる未延伸フィルムを、二軸方向に延伸配向して機械特性を向上せしめたフィルムが特に好ましく使用される。
【００２７】
【化１】
2007031833.tif 000003
【００２８】
【化２】
2007031833.tif 000004
【００２９】
【化３】
2007031833.tif 000005
【００３０】
【化４】
2007031833.tif 000006
【００３１】
【化５】
2007031833.tif 000007
【００３２】
また、下記(6)〜(15)から選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を含むポリマーやこれを含む混合物からなり、湿式あるいは乾式製膜したフィルム、あるいは該フィルムを二軸延伸および／または熱処理せしめたフィルムも好ましく使用される。
【００３３】
【化６】
2007031833.tif 000008
【００３４】
【化７】
2007031833.tif 000009
【００３５】
【化８】
2007031833.tif 000010
【００３６】
【化９】
2007031833.tif 000011
【００３７】
【化１０】
2007031833.tif 000012
【００３８】
【化１１】
2007031833.tif 000013
【００３９】
【化１２】
2007031833.tif 000014
【００４０】
【化１３】
2007031833.tif 000015
【００４１】
【化１４】
2007031833.tif 000016
【００４２】
【化１５】
2007031833.tif 000017
【００４３】
フレキシブル回路用の場合、基材であるプラスチックフィルムの厚さは６〜１２５μｍ程度のものが多用され、中でも１２〜５０μｍの厚さのものが好適に用いられる。
【００４４】
「導電面を有するフィルム」とは、上記のようなフィルムの片面または両面に、導電性を有する材料が最表層に配置されるように単層または多層の膜が成膜されたフィルムをいう。たとえば、ポリイミドフィルムの片面に、ニッケルクロム合金の薄膜を形成し、その上に銅の薄膜を形成した導電面を有するフィルムが好適に用いられる。
【００４５】
「給電用ローラ」とは、導電面を有するフィルムの導電面に接触し、フィルムを搬送または案内すると同時にフィルム導電面に電流を供給するためのローラをいう。
【００４６】
「ボスの外周部」とは、ボスがシェルの内周面と接する部位およびその近傍をいう。
【００４７】
「固定部材」とは、ボスとフランジカバーとの間を固定できるものであれば何でもよく、例えば、ボルトやネジ、ワンタッチ方式の留め具であってもよい。好ましくは、ボスとフランジカバーとの間を着脱可能に固定するものがよい。
【００４８】
「シール機構」とは、めっき液等の浸入を抑制するためのものをいうが、浸入を抑制できれば特に限定されず、Ｏリングやパッキン、オイルシールなどを用いてもよい。本発明かその好ましい形態においては、ボスとシェルの間や、ボスと回転軸の間などにおけるめっき液等の浸入を抑制するものが用いられることがある。
【００４９】
「バネ構造」とは、ボスの外周部がシェルの内周部に対して付勢するような構造をいうが、例えば、ボスの外周部としてスリーブにすり割りを設けものを用いたり、ボスの外周部に多数の板バネが円周方向に並んで設けられているものを用いてもよい。また、適宜、これらを組み合わせて用いてもよい。逆にボスの外周部に凸部を設けるような構造であってもよい。
【００５０】
「銅合金」とは、銅を含む合金の中で、含有する元素のうち銅の質量が最大の金属をいう。
【００５１】
給電用ローラ電気抵抗を測定する方法は、微小な抵抗を精度良く測定可能な四端子法を適用する。測定回路を図７に示す。まずシェル１０３の表面に縦横５ｃｍ、厚さ１ｍｍの銅板７０１を接触させ、定電流電源７０２（例えば、菊水電子工業（株）製直流低電圧電流電源ＰＡＢ１８−３Ａ）を用いてその銅板７０１と軸の給電端との間に一定の電流（Ｉ）を流す。次に電圧計７０３（（株）アドバンテスト製デジタルマルチメーターＴＲ６８４７）を用いて、シェル表面と軸の給電端の間の電位差（Ｖ）を測定する。給電用ローラ電気抵抗（Ｒ）は、Ｒ＝Ｖ／Ｉにより求めることができる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、シェルを脱着自在に構成されているため、シェルのみを自由に交換することが出来るので、安価に安定した生産を維持することができる。また、好ましい態様においては、そのような構成であっても、腐食によるガタが発生しにくいため、フィルム導電面の傷を減少させることが出来る。また、発熱を抑えられるため、給電用ローラの不均一な腐食が抑制できるので、傷や、給電斑によるめっき斑（成膜されためっき被膜の厚みに斑がある状態の欠点をいう）を抑制できる。加えて、発熱に伴うエネルギーのロスやロータリーコネクタなどの電気部品の故障を抑制することができる場合もある。
【００５３】
また、本発明の好ましい形態によれば、給電用ローラのシェル表面とめっき被膜の材質を同一とすることで、異常突起粒状物や凹み状欠陥の少ない電解めっき被膜付きフィルムの製造を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の最良の実施形態の例を図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の給電用ローラをフレキシブル回路基板用の銅付きフィルムの製造におけるめっき用陰極ローラとして用いた銅めっき被膜付きフィルムの製造装置を使った銅めっき被膜付きフィルムの製造を例にとって説明する。以下の説明において、「陰極ローラ」とは、フィルム電解めっきにおいて、陰極の役割を成す給電用ローラをいう。
【００５５】
図２に本実施形態を銅めっき被膜付きフィルムの製造装置の一例の概略横断面図を示す。この装置は、長尺フィルムをロール状態から巻き出し、めっきし、巻き取る連続式の電気めっき装置である。主たる工程は、片面にスパッタリング等によりごく薄い銅被膜をあらかじめ形成したフィルム導電面１８ａをポリイミド製のベースフィルム１８ｂの片面に形成した電解めっき前の導電面を有するフィルム１８のロール状体である電解めっき前フィルムのロール状体２０１を巻き出す巻出し部２２０、導電面を有するフィルム１８のフィルム導電面１８ａに酸洗、脱脂、水洗等の処理を施す前処理部２２１、電気めっき部２２２、めっき液を除去したり、洗い流したり、防錆処理、さらにこれを洗い流す処理、さらに、乾燥などを行う後処理部２２３、加工を終えたフィルムをロール状体に巻き取る巻き取り部２２４からなっており、巻出し部２２０にて電解めっき前フィルムのロール状体２０１を巻き出し、電気めっき部２２２において導電面を有するフィルム１８のフィルム導電面１８ａ上に銅めっき被膜を形成する加工を行い、巻き取り部２２４にて加工を終えたフィルムを巻き取ってめっき被膜付きフィルムのロール状体２１５を製造するものである。尚、電気めっき被処理部である導電面が清浄な場合は、前処理を省略しても構わないし、また、必要に応じて後処理工程を省略しても構わない。
【００５６】
図２において、電解めっき前フィルムのロール状体２０１から巻き出された電解めっき前の導電面を有するフィルム１８は、ターンローラ２０３によってフィルム幅方向が重力方向と略平行になるように搬送され、速度調整ローラ部２０４を通して、アキュムレータ２０５を通り、フィルム導電面１８ａを清浄にするための酸洗及び脱脂処理を行う酸洗脱脂処理部２０６、水洗部２０７を経て、搬送ローラ１４ａ，１４ｂと陰極ローラ１０ａ、およびめっき槽２０ａからなる電気めっき部２２２に入る。
【００５７】
図３は、図２の電気めっき部の一部拡大図である。陰極ローラ１０ａにフィルム導電面１８ａを接触させた後、硫酸による酸洗部１９ａを通り、めっき槽２０ａを通った後、もう一度硫酸による酸洗部１９ｂを通り、次の陰極ローラ１０ｂに接触させる。銅ボール２１ａを充填したケースを陽極１７ａ、陰極ローラ１０ａを陰極として、整流器１３ａにより給電し、フィルム導電面１８ａにめっき被膜を形成する。以下、この繰り返しで、各陰極ローラを陰極とし、各ケースを陽極として、めっき被膜を形成する。
【００５８】
図３の一点鎖線内のユニットを１ユニットとして、この繰り返しとなるが、１ユニットで形成されるめっき膜厚を厚くしたい場合などは投入電流を大きくしめっき槽のフィルム搬送方向の長さを伸ばすため、図４に示すようにめっき槽２０ｂの前後に陰極ローラ１０ｃ，１０ｄを配したもの（一点鎖線内）を１ユニットとしてもよいし、両面めっきの場合は両面に導電面を形成したフィルムの両面に陰極ローラを配し、給電することでこれを成すことが出来る。電流条件は導電面を有するフィルム１８に対して、０．２〜１０Ａ／ｄｍ２の電流密度となるようにして、フィルムにめっき被膜を形成する。その後、この繰り返しで、めっき被膜を順次形成させ、トータルでフィルムの導電面に１〜３０μｍの厚みのめっき被膜を形成する。
【００５９】
尚、めっき槽内のめっき液１６ａ，１６ｂは、導電面を有するフィルム１８が通過する液シールローラ部１５ａ，１５ｂから流出するため、ポンプ２２ａ，２２ｂによって流出しためっき液１６ａ，１６ｂをめっき槽２０ａ，２０ｂ内に戻している。また、フィルム表面と陰極ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄおよび搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈの表面が乾燥するとめっき面の傷や非導電面の汚れの原因となるため、図示しないが陰極ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄおよび搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈの上に設置された硫酸吹き付け装置によって常に濡れた状態を保っている。ユニットが複数ある場合は各ユニットについてこれらの工程が行われる。
【００６０】
図２に戻る。導電面を有するフィルム１８は、電気めっき部２２２を通過することでフィルム導電面１８ａに銅めっき被膜が形成され、めっき液を除去するための水洗部２０８ａ、めっき膜を保護する防錆処理液の入った防錆処理部２０９、過剰な防錆処理液を除去する水洗部２０８ｂを経て、水分を除去する乾燥炉をもつ乾燥工程部２１０を通り、張力検出部２１１で張力を検出され、速度制御ローラ部２１２を経て巻き取り部２２４で巻き取られてめっき被膜付きフィルムのロール状体２１５となる。こうして所望のめっき被膜付きフィルムのロール状体２１５が得られるのである。
【００６１】
上記のように導電面を有するフィルム１８をフィルム幅方向が重力方向と略平行になるように搬送すると、余分なめっき液などが常に流れ落ちる状態となるが、前記硫酸吹き付け装置によって液量を管理することにより導電面を有するフィルム１８と陰極ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄおよび搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈの表面の濡れ状態を最適に制御することができ、蛇行やスリップのない安定した搬送を維持できる。
【００６２】
さて、上記のような銅めっき被膜付きフィルムの製造装置において陰極ローラは、導電面を有するフィルム１８等に随伴して持ち込まれる酸性のめっき液および導電率を調整しローラ表面やフィルム導電面を濡らすための硫酸によって腐食されるため、安定した生産を維持するには定期的な交換を要する。本実施形態においては、図１に示す構造の給電用ローラを陰極ローラとして使用することにより交換部品を最小限且つ低価格にすることが出来、さらには、回転軸とローラ胴部との結合部の腐食を原因とする傷やめっき斑の発生を抑えることが出来た。以下に本実施形態の給電用ローラ１０の構造を詳細に説明する。
【００６３】
給電用ローラ１０は、ローラの回転中心となる回転軸１０１、フィルム導電面に接触し搬送、給電するシェル１０３、回転軸１０１とシェル１０３を結合し、機械的に支持するとともに、給電時の通電経路となるボス１０２ａ，１０２ｂ、および、めっき液や硫酸の給電用ローラ１０内部への浸入を防ぐフランジカバー１０４ａ，１０４ｂを主要な構成要素としている。
【００６４】
回転軸１０１はラジアル軸受け１１ａ，１１ｂによって回転可能に支持され、片端または両端にスリップリングやロータリーコネクタ等の回転体に回転可能な導電部材１２を設けられ、整流器１３から通電される。回転可能な導電部材１２は水銀を使用している場合が多く、通常、使用可能温度は約６０℃以下であり熱に弱い性質を持っているため、発熱防止の観点から少なくとも軸の主通電経路には抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の金属を用いることが好ましい。本実施形態例では、安価で機械的強度も得やすくかつ抵抗率の低い銅（２×１０−８Ωｍ）を用いている。適当な機械的強度等をもたせるため、抵抗率が上記の４倍にとどまる程度であれば、亜鉛などの金属を含む銅合金としてもよい。また、回転軸１０１の材質に銅や銅合金といっためっき液に腐食されやすい金属を用いているので、めっき液にさらされる部分には、ステンレススチールであるＳＵＳ３１６などの耐食性金属からなるスリーブ１０５ａ，１０５ｂを嵌着してある。
【００６５】
また、本実施形態においては、フィルム幅方向が重力方向と略平行になるように搬送されるので、給電用ローラ１０は、めっき装置においては、図１に示すようにラジアル軸受け１１ａ、１１ｂに加え、ローラ重量を支え、回転抵抗を押さえるためのスラスト軸受け２５を備えている。
【００６６】
シェル１０３は規格量産品の管を所定の長さに切断し、少ない加工で製作できる形状のものが好ましいので、単純な円筒体となっている。また、通電による発熱を低減するためには抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の金属を用いることが好ましいので、ここでは銅を用いた厚さ８ｍｍの銅製中空パイプとしている。いうまでもなく、めっき被膜を構成する主成分が別の金属(たとえば、アルミニウム)である場合には、それとできるだけ近い組成の導電性物質を用いるのが好ましい。なお、シェル１０３は、ボス１０２ａ，１０２ｂとの間の接触抵抗を小さくするとか、ボス１０２ａ，１０２ｂによる機械的な把持力を高めるために、内周面に溝などが設けられていてもよい。
【００６７】
また、めっき被膜の成分の９０質量％以上が、シェル１０３の表面の素材の９０質量％以上を占める導電性物質と同一の導電性物質となるようにめっき条件を設定することが好ましい。これはフィルム導電面とシェル表面およびその間に介在するめっき液によって形成されるめっき回路によって、シェル表面にめっき被膜金属が析出することがあるためで、シェル表面とめっき被膜金属がほぼ同一であれば析出物とシェル表面の結合力が強く容易に剥がれないが、違う金属である場合は結合力が弱く析出物がシェル表面を離れやすくなるため、析出物がフィルム導電面に乗り移り異常突起粒状物を生じたり、乗り移った析出物が後で脱落することにより凹み状欠陥を生じたりし、表面品位を著しく低下させることになる。また、同一金属を用いることによってフィルム導電面とローラ表面との接触抵抗が下がるために電位差が減少し、析出を抑えることが出来る。この点もあり、本実施形態においては、電解めっきにより形成するめっき被膜は銅を９９．９５％以上含む銅膜なので、シェル１０３は全体を無垢の銅製の中空パイプとしたのである。
【００６８】
また、シェル１０３は上記のように着脱可能且つ単純な構成となっているため、雌ネジの加工や溶接といった加工性による材料選択の制約を受けづらく、容易にシェルまたはシェル最表層部分をめっき被膜成分である金属と同一金属で製作することが出来る。
【００６９】
ボス１０２ａ，１０２ｂは通電に伴う発熱を防止するため抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の金属からなることが好ましく、本実施形態例においては、銅を用いている。また、フランジカバー１０４ａ，１０４ｂは耐食性のある金属が好ましいので、前述のＳＵＳ３１６を用いている。  回転軸１０１とシェル１０３はボス１０２ａ，１０２ｂにより着脱自在に構成されるが、ボス１０２ａ，１０２ｂの外周部がシェル１０３の内周部に対して付勢してシェル１０３との間の導通をとるバネ構造となっているため、それぞれの部材同士の結合における接触面積や接触圧力および接触面の表面状態によっては大きな接触抵抗が発生し、通電時に発熱する恐れがある。よってこれらの部材同士の接触抵抗はできる限り小さい方が好ましい。そのため、接触部分の面積は着脱性を阻害しない程度にできるだけ大きい方が好ましい。また、ボス１０２ａ、１０２ｂの外周部には、バネ構造をとり、ボス１０２ａ，１０２ｂの外周部にあたるシェル支持部８０４がシェル内周部８０５に対して付勢することにより、シェル１０３を機械的に把持させ、めっき液などによりボス外径またはシェル内径が腐食した場合でも結合部に隙間が発生しにくくなる。このため、ガタが発生したり、通電が不安定になったりしにくいので好ましい。本実施形態においては、以下に説明するようなバネ構造を用いた結合部を備えている。結合部の詳細を図８に、ボス１０２ａの詳細側面図を図５に示す。
【００７０】
図５に示すように、ボス１０２ａの軸固定部８０１にはすり割り５０１が設けられている。このすり割り５０１は、軸固定部８０１の半径方向に割れ、軸方向に伸びているものである。
【００７１】
また、図８に示すように、ボス１０２ａの軸固定部外周のテーパ部８０２とフランジカバー１０４ａに設けられたフランジ側テーパ部８０３を合わせ、ボルト１０７ａ，１０７ｂによって押し込むとボス１０２ａと回転軸１０１は固定される。
【００７２】
図１に示すように、ボス１０２ａ，１０２ｂとフランジカバー１０４ａ，１０４ｂは重力方向上下において同一の構造ではなく、重力方向上側に配されたフランジカバー１０４ａは図８に示すように、ボルト１０７ａ，１０７ｂを留めるための穴からめっき液が浸入しないように重力方向下側からボルト１０７ａ，１０７ｂを締め付け、フランジカバー１０４ａの外側に穴やボルト１０７ａ、１０７ｂがフランジカバーの軸方向の端部側の端面１０９に露出しない構造となっている。組立時にはシェル１０３を固定する前に回転軸１０１とボス１０２ａの固定を行うためボルト用の穴がシェルの内側にあっても問題ない。これに対し重力方向下側にあるフランジカバー１０４ｂにある穴からはめっき液の浸入のおそれが小さいため、ボルト１０７ｃ、１０７ｄを締め付けるための穴はフランジカバー１０４ｂの外側に露出していてもよい。回転軸１０１とボス１０２ａ，１０２ｂの位置関係は任意であるが、ボス１０２ａ，１０２ｂの位置を規制するために回転軸１０１に段などを設けてもよい。図５に示すように、ボス１０２ａの外周部にあたるシェル支持部８０４はスリーブとなっており、ここに同様にすり割り５０２が設けられている。これにより、すり割り５０２で区分されたスリーブの各部がバネ部材としてシェル１０３と合わせて組み立てられたときにシェル支持部８０４の外周面がシェル１０３の内周面に対して半径方向外向きに付勢されるように作用する。図８に示すように、これをシェル内周部８０５に押し込むとシェル１０３を把持する。シェル１０３の把持力はボス１０２ａのシェル支持部の外径および肉厚、シェル内径、すり割りの数や幅によって適宜調整するが、手作業で容易にシェル１０３を取り外せ、且つ、シェル１０３と回転軸１０１の接触抵抗が過大とならないように調整するのが好ましい。なお、シェル１０３の内周面に溝などが設けられている場合は、この溝の形に合わせてバネ部材となる部分の外周面の形状を合わせた方がよいが、接触面積を十分とれるときは、ボス外周部全体が形状が合わせられていなくてもよい。
【００７３】
このようにすることで着脱性を保ち、かつ接触抵抗を小さく抑えることができるが、発熱を許容値以下に抑えるためには回転軸１０１、シェル１０３、およびボス１０２ａ，１０２ｂを給電用ローラ１０として組み立てたときの全体としての抵抗値が低いことが好ましい。給電用ローラ１０において、回転軸１０１にスリップリングやロータリーコネクタなどの回転可能な導電部材１２を取り付ける給電端とシェル表面との間の電気抵抗値（以下給電用ローラ電気抵抗という）は０．３７ｍΩ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０９ｍΩ以下である。この抵抗値は接触抵抗および部材の体積抵抗を含有し、かつ実際の通電経路を考慮した場合の値であり、０．３７ｍΩ以下であれば厚さ１０μｍ以下の銅めっきを施す場合の実用的な使用条件である最大電流値１８０Ａにおいて給電用ローラの最高温度が一般的な回転体に回転可能な導電部材１２の許容温度である６０℃を超えることがなく好適であり、０．０９ｍΩ以下であれば厚さ１０μｍを超える銅めっきを施す場合の実用的な使用条件である最大電流値４００Ａにおいても給電用ローラは６０℃を超えることがなく好適である。
【００７４】
この給電用ローラ電気抵抗を小さくするには、接触抵抗を小さくするだけでなく回転軸１０１の給電端からシェル１０３までの通電経路を構成する部材そのものが持つ体積抵抗も小さくしておくのが好ましく、少なくとも一つの通電経路を構成する部材には抵抗率８×１０−８Ωｍ以下の金属を使用することが好ましい。本実施形態においては、上述の通り、回転軸１０１やボス１０２ａ，１０２ｂに銅を用いた。なお、フランジカバー内周および外周には溝１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄが設けられており、ここに耐食性のＥＰＤＭゴム製のＯリング１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄを設けてあり、めっき液のローラ内部への浸入を低減できるシール機構を備えている。このように構成することにより、めっき液によるシェル内周部８０５、ボス１０２ａ，１０２ｂおよび回転軸１０１の表面の腐食を抑制することができる。また、給電用ローラ１０の内部へのめっき液の浸入を防ぐことにより、めっき成分（フィルム導電面上に電解めっきによって形成する導電性物質）と同じ導電性物質で構成された回転軸１０１とボス１０２ａ，１０２ｂの境界部やシェル１０３とボス１０２ａ，１０２ｂの外周部の境界部において、めっき成分である銅などの析出が発生し、着脱が困難になるおそれを著しく低減でき、シェル１０３を長期間使用できるというメリットもある。
【００７５】
各部の固定やめっき液の浸入の抑制は上記のような構造によって達成可能であるが、ボス１０２ａ，１０２ｂとシェル１０３が脱着自在であればこれに限定されず、例えばめっき液の浸入防止にオイルシールなどを用いてもよい。
【００７６】
なお、ローラ内部へのめっき液の浸入を低減するために、耐食性のＯリングを有するシール機構を備えていた場合であっても、長期間にわたって使用する間に、シール部分が徐々に腐食されることが考えられる。このような場合には、ローラ内部へめっき液などが若干浸入し、ローラ内部の回転軸１０１やボス１０２ａ，１０２ｂが徐々に腐食されて回転軸１０１、ボス１０２ａ，１０２ｂの外径が小さくなったりボス１０２ａ，１０２ｂの内径が大きくなったりして組立て性や通電機能が損なわれ、交換を余儀なくされることが考えられる。そこで、回転軸１０１および／またはボス１０２ａ，１０２ｂの材料としてロジウム、ニオブ、タンタル、金、イリジウム、白金、チタン、パラジウム、ルテニウム、銀のいずれか一種以上の金属を９５質量％以上含む合金などの低抵抗でなおかつ耐食性を有する材料を用いることも好ましい。こうすることによって、たとえローラ内部へめっき液などが若干浸入したとしても、回転軸１０１やボス１０２ａ，１０２ｂは腐食されにくく、組立て性や通電機能が損なわれる確率は格段に減少する。また、回転軸１０１、ボス１０２ａ，１０２ｂの表面を、例えばめっき、蒸着、溶射等の手段によって、例えばロジウム、ニオブ、タンタル、金、イリジウム、白金、チタン、パラジウム、ルテニウム、銀などのような低抵抗でなおかつ耐食性を有する金属により被覆することも好ましい。
【００７７】
上記給電用ローラ１０からフィルム導電面に給電する際は回転軸１０１の端部に設けたスリップリングやロータリーコネクタ等の回転可能な導電部材１２を経由して給電するよう構成されている。これは、フィルム導電面への給電位置に近い場所からブラシなどによって給電すると、電流分布の斑が発生するほか、接触抵抗による発熱が給電面におよび、めっき液によるシェルの腐食を助長させてしまうからである。
【００７８】
このような給電用ローラを陰極ローラとしてめっき被膜付きフィルムの製造装置に用いてめっき被膜付きフィルムを生産することにより、陰極ローラの交換コストを抑え、低コストで安定した生産を維持でき、異常突起粒状物、凹み状欠陥の少ないめっき被膜付きフィルムの製造を行うことができる。
【実施例】
【００７９】
以上の給電用ローラを陰極ローラとして用いた銅めっき被膜付きフィルムの製造装置を用いてフレキシブル回路基板用銅めっき被膜付きフィルムの製造を行ったので、その一例を以下に示す。なお、以下に、銅めっき被膜付きフィルムの製造にあたって用いた各特性値の測定方法を示す。
【００８０】
（１）プラスチックフィルムの表面張力
ＪＩＳ  Ｋ６７６６−１９７７（ポリエチレン及びポリプロピレンの濡れ試験方法）に準じ、表面張力５６×１０−３Ｎ／ｍ（５６ｄｙｎｅ／ｃｍ）以下はホルムアミド／エチレングリコールモノエチルエーテル混合溶液を、標準液として表面張力を求めた。また、表面張力５７×１０−３〜７３×１０−３Ｎ／ｍ（５７〜７３ｄｙｎｅ／ｃｍ）の範囲は、水（７２．８×１０−３Ｎ／ｍ）／エチレングリコール（４７．７×１０−３Ｎ／ｍ）の混合液を標準液として、表面張力を求めた。
【００８１】
（２）接触角
協和界面科学（株）製品ＦＡＣＥ接触角計を用い、液滴法によって求めた。
【００８２】
（３）フィルム導電面の導電膜の膜厚
触針式表面粗さ計を用いて、評価した。尚、試料は導電膜未形成のフィルムに溶剤で除去可能なインクを一部分に塗布しておいて導電膜を形成し、ついで成膜後にインク塗布部分を除去して測定した。
【００８３】
（４）めっき膜の膜厚
めっき被膜の一部分をエッチング液により除去し、（株）キーエンス製のレーザ顕微鏡を用いて、その段差を測定して求めた。
【００８４】
［実施例１］
（１）導電面付きフィルムの製作
減圧装置の中で、ロール状に巻き取った銅被膜未形成のフィルムを巻き出しながら導電膜製膜処理し、その後フィルムを巻き取りロール状にする装置で、プラズマ処理、ニッケル−クロム層成膜、銅層成膜を行った。
【００８５】
厚さ２５μｍ、幅５２０ｍｍ、長さ１２５００ｍのポリイミドフィルム”カプトン”１（米国デュポン社の登録商標）のロール状体を用意した。上記フィルムの片面に、２ｍ／分の速度でアルゴンガスのグロー放電プラズマ処理を実施した。処理は高電圧を印加した棒状の電極に対して２ｃｍの距離でフィルムを搬送し、かつ接地電極となっている電極対をもつ内部電極方式のプラズマ装置を使用した。アルゴンガス圧力は２．５Ｐａ、１次出力電圧２ｋＶ、高周波電源周波数１１０ｋＨｚの条件でフィルムを２ｍ／分の速度で処理し、グロー放電プラズマ層を形成した。なお、処理されたフィルムの表面張力は、７０×１０−３Ｎ／ｍ（７０ｄｙｎｅ／ｃｍ）以上で、接触角は４３度であった。
【００８６】
次いで、アルゴンガス圧２．６×１０−２Ｐａにて、クロム２０質量％、ニッケル８０質量％のターゲットを用いて３０ｎｍのニッケルクロム層をＤＣマグネトロンスパッタ法を適用して形成した。その後、純度９９．９９％の銅をターゲットとして用い、１００ｎｍの銅層をＤＣマグネトロンスパッタ法を適用して形成した。
【００８７】
上記フィルムは、スパッタ膜形成のための条件出しやリード部分を除いて、１２０００ｍの導電膜つきフィルムとして製造した。
【００８８】
（２）めっき被膜の形成
上記（１）で得られた導電膜つきフィルムのロール状体１２０００ｍを、３０００ｍのロール状体に４分割して、４本の５２０ｍｍ×３０００ｍの電解めっき前フィルムのロール状体となし、そのうち２本を次に示す銅めっき被膜付きフィルムの製造装置に通してめっき被膜を形成した。
【００８９】
銅めっき被膜付きフィルムの製造装置として、図２に示すに示す装置を用いて、陽極に純度９９．９９％の銅を用いて、上記電解めっき前フィルムのロール状体のスパッタ膜面側に銅のめっき被膜を８μｍの厚さに形成した。図３の一点鎖線内のユニットを第１、第２ユニット、図４一点鎖線内のユニットを第３〜第１０ユニットとしてめっき回路およびめっき装置を構成した。したがって、めっき成分は純度９９．９９％の銅である。
【００９０】
陰極ローラは、図１に示す構造とし、シェル１０３にＪＩＳ  Ｈ３３００（１９９７年版）（銅および銅合金継目無管）のＣ１２２０Ｔ配管用銅管呼び径８０―Ｌタイプを５７０ｍｍの長さに切断し、外径仕上げ（円筒度０．０５ｍｍ以内）、および支持部の内径仕上げ（外径との同心度０．０５ｍｍ以内）を行ったものを使用した。ここでいう円筒度と同心度はＪＩＳ  Ｂ００２１−１９９８（製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−幾何公差表示方式−形状，姿勢，位置及び振れの公差表示方式）で定義された円筒度と同心度をいう。また、回転軸１０１は黄銅（Ｃ２６００）にＳＵＳ３１６製のスリーブ（１０５ａ，１０５ｂ）を嵌着したものを使用し、フランジカバー１０４ａ，１０４ｂはＳＵＳ３１６で製作した。また、Ｏリング１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄはめっき液に対し耐食性のあるＥＰＤＭ製のものを使用し、端部の回転可能な導電部材１２には米国メルコタック社製“ロータリーコネクタ  ＭＯＤＥＬ１２５０−ＣＳ”を使用した。銅の抵抗率は２×１０−８Ωｍ、黄銅の抵抗率は６×１０−８Ωｍであり、この陰極ローラの図７の方法で測定した電気抵抗は０．０４ｍΩであった。なお、非鉄金属材料の体積抵抗率及び導電率測定方法は、ＪＩＳ  Ｈ０５０５（１９７５年版）に記載されている通りである。
【００９１】
電解めっき前フィルムの前処理条件、めっき条件は、表１に示すとおりであった。なお、銅めっきは、ユニットが進むにつれて徐々に電流密度が上昇するように設定し、第１から第１０ユニットに進むに連れて整流器の電流設定条件は２０Ａ〜４５０Ａまで徐々に上昇させていった。
【００９２】
【表１】
2007031833.tif 000018
【００９３】
フィルム搬送張力はめっき槽入り口側で全幅あたり４５Ｎ、めっき槽出口側で全幅あたり１８０Ｎになるよう設定し、搬送速度は１ｍ／分とした。
【００９４】
このようにして導電面付きフィルムに銅めっきを施し、目視検査で、めっき銅表面を観察し、銅めっき膜の膜厚を測定したところ、表２に示すとおりめっき表面の傷や異常な突起、凹みが少なく表面品位に優れ、めっき斑の少ない銅めっき被膜付きフィルムを得ることができ、フレキシブル回路基板用途として１００％の収率を達成できた。各項目の評価判定基準を表３に示す。傷、異常突起、凹み、めっき斑は５２０ｍｍ×１００ｍｍの範囲について評価した。
【００９５】
また、本実施例における電解めっき被膜付きフィルムの製造装置においては、陰極ローラとして２０本の給電用ローラを用いたが、その交換費用であるシェル１０３の製作費用は比較例２に示す従来の陰極ローラの構成（回転軸：Ｃ２６００，ローラ胴部：Ｃ１２２０）を用いた場合の交換費用であるローラ胴部６０８の製作費用に比べ、７５％削減することが出来た。本実施例および比較例２においては３カ月に１回の陰極ローラの交換が必要であったため、年間の陰極ローラ交換コスト削減効果は非常に大きなものとなった。
【００９６】
一方、陰極ローラの経時的な腐食状況を把握するため、３ヶ月間銅めっき被膜付きフィルムの生産に使用した後の各ローラ構成部材の外観と寸法を確認したところ、ローラ内部へのめっき液の浸入跡が確認された。また、めっき液の浸入の影響によりボス１０２ａ，１０２ｂとも腐食し、外径が０．２ｍｍ、内径が０．１ｍｍ減肉していることを確認した。さらに回転軸１０１の黄銅部にも腐食が認められた。このためシェル１０３とボス１０２１，１０２ｂとのはめあいが甘く、また回転軸１０１とボス１０２ａ，１０２ｂの取り付け部も若干甘くなっており、組立て性がやや低下していた。
［実施例２］
陰極ローラの経時的な腐食状況を把握するため、実施例１の陰極ローラを用いて１週間銅めっき被膜付きフィルムの生産に使用した後、実施例１と同じ装置および同じ条件で銅めっき被膜付きフィルムを生産した。
【００９７】
生産した銅めっき被膜付きフィルムの表面を観察し、銅めっき膜の膜厚を測定したところ、実施例１と同じく、めっき表面の傷や異常な突起、凹みが少なく表面品位に優れ、めっき斑の少ない銅めっき被膜付きフィルムを得ることができ、フレキシブル回路基板用途として１００％の収率を達成できた。
［比較例１］
陰極ローラとして図６に示す従来の給電用ローラを用いたことを除いて実施例１と同じ装置および同じ条件で銅めっき被膜付きフィルムを生産した。ローラ胴部６０８、軸６０１共に前述のＳＵＳ３１６を用いて製作し、止めねじ６０９は同じくステンレススチールであるＳＵＳ３０４製のものを用いた。ＳＵＳ３１６の抵抗率は７．４×１０―７Ωｍであり、このときの陰極ローラ電気抵抗は１．８６ｍΩであった。
【００９８】
各実施例、比較例において、生産した銅めっき被膜付きフィルムのめっき銅表面を観察し、銅めっき膜の膜厚を測定した結果を表２に示す。めっき表面に異常突起や凹みが多数見受けられ、フレキシブル回路基板に適用できる銅付きフィルムは全体の８％であった。また軸の温度が８０℃以上にまで上昇し、ロータリーコネクター１２が過熱し、破損した。
［比較例２］  
ローラ胴部６０８に銅（Ｃ１２２０）、回転軸６０８に黄銅（Ｃ２６００）を用いた以外は、比較例１と同じ条件で銅めっき被膜付きフィルムを生産した。
【００９９】
生産した銅めっき被膜付きフィルムのめっき銅表面を観察し、銅めっき膜の膜厚を測定した結果を表２に示す。めっき表面に異常突起や凹みは多少見受けられたが、フレキシブル回路基板に適用できる銅付きフィルムは全体の８０％であった。
［比較例３］
陰極ローラの経時的な腐食状況を把握するため、比較例２の陰極ローラを用いて１週間銅めっき被膜付きフィルムの生産に使用した後、実施例１と同じ装置および同じ条件で銅めっき被膜付きフィルムを生産した。
【０１００】
生産した銅めっき被膜付きフィルムの表面を観察し、銅めっき膜の膜厚を測定したところ、傷や異常突起、凹みが発生しており、めっき斑も多くフレキシブル回路基板用途として使用できる銅めっき被膜付きフィルムを得ることは出来なかった。また、腐食によりローラ胴部６０８と回転軸６０１の間に隙間が空いており、ガタが発生していた。
【０１０１】
【表２】
2007031833.tif 000019
【０１０２】
【表３】
2007031833.tif 000020
【０１０３】
このように本発明の給電ローラを陰極ローラとして用いることにより、安価な陰極ローラ交換コストで安定した生産を維持し、且つ、めっき斑が少なく表面品位の良好な銅めっき被膜付きフィルムを製造することが出来た。
［実施例３］
回転軸１０１、ボス１０２ａ，１０２ｂにチタン（９５質量％以上）を使用し、その他は実施例１で用いたものと同一の構成とする場合は、抵抗値を大幅に上昇させることなく腐食が防止できるため、たとえローラ内部へ液が浸入したとしても腐食による組立て性の低下を防止することができ、およそ２年間ほどは、組立て性が低下することなく安定したフィルムの生産ができるものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、銅めっき被膜付きフィルムの製造に限らず、その他金属等の電解めっき装置、樹脂フィルム以外の基材を用いた電解めっき装置などにも応用することができるが、その応用範囲がこれらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一実施形態に係る給電用ローラの一実施態様を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る給電用ローラを用いためっき装置の一例の全体を示す概略横断面図である。
【図３】図２の一部を拡大した図で、めっき浴のユニットと給電方法の一例を示す概略図である。
【図４】図２の一部を拡大した図で、めっき浴のユニットと給電方法の別の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施態様に係る給電用ローラを構成するボスの、シェルの回転軸の方向から見た概略側面図である。
【図６】従来のめっき用陰極ローラの一例を示す概略縦断面図である。
【図７】給電用ローラ電気抵抗を測定する方法を示す概略図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る給電用ローラの一実施態様における回転軸、ボスおよびシェルの結合部の詳細断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０：給電用ローラ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ：陰極ローラ
１１ａ，１１ｂ：ラジアル軸受け
１２：回転可能な導電部材
１３：整流器
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ：整流器
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ，１４ｊ：搬送ローラ
１５ａ，１５ｂ：液シールローラ部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ：めっき液
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ：陽極
１８：導電面を有するフィルム
１８ａ：フィルム導電面
１８ｂ：ベースフィルム
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ：酸洗部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ：めっき槽
２１ａ，２１ｂ：銅ボール
２２ａ，２２ｂ：ポンプ
２５：スラスト軸受け
１０１：回転軸
１０２ａ，１０２ｂ：ボス
１０３：シェル
１０４ａ，１０４ｂ：フランジカバー
１０５ａ，１０５ｂ：スリーブ
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ：Ｏリング
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ：ボルト
１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ：溝
１０９：フランジカバーの軸方向の端部側の端面
１１０：導電性物質で構成された回転軸の一端部の側面部
２０１：電解めっき前フィルムのロール状体
２０２：搬送ローラ
２０３：ターンローラ
２０４：速度調整ローラ部
２０５：アキュムレータ
２０６：酸洗脱脂処理部
２０７：水洗部
２０８ａ，２０８ｂ：水洗部
２０９：防錆処理部
２１０：乾燥工程部
２１１：張力検出部
２１２：速度制御ローラ部
２１３：ターンローラ
２１４：搬送ローラ
２１５：めっき被膜付きフィルムのロール状体
２２０：巻出し部
２２１：前処理部
２２２：電気めっき部
２２３：後処理部
２２４：巻き取り部
５０１：すり割り
５０２：すり割り
６０１：回転軸
６０８：ローラ胴部
６０９：止めねじ
６１０：溶接部
７０１：銅板
７０２：定電流電源
７０３：電圧計
８０１：軸固定部
８０２：軸固定部外周のテーパ部
８０３：フランジ側テーパ部
８０４：シェル支持部
８０５：シェル内周部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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