(57)【要約】【課題】ロールツーロール方式で、銅張積層樹脂フィルム等のフィルム基板にめっきを行う両面めっき装置では、フィルム基板を受ける複数のガイドロールが給電部を兼ねる。この場合、フィルム基板は水平に搬送されているので、上側のガイドロールの上流側にめっき液が溜まり、処理済フィルム基板の表面欠陥が増加するという問題がある。よって、両面めっき装置であって、処理済フィルム基板の表面欠陥の発生を抑えることが可能なものを提供する。【解決手段】フィルム基板Ｆの両面をめっきする装置であって、めっき電力給電装置１８が、フィルム基板Ｆの下面に接している下面ロール給電部１９と、下面ロール給電部１９に対し、フィルム基板Ｆを挟んで対向している上面給電部１４とを含んで構成されている両面めっき装置である。この装置により、処理済フィルム基板Ｓの表面欠陥の発生を抑制することができる。【選択図】図１
2017171980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給されたフィルム基板を、めっき電力給電装置から給電するとともに、めっき槽内のめっき液に浸漬させることで前記フィルム基板の両面に電気めっきを行うめっき装置であって、
前記めっき電力給電装置が、
前記フィルム基板の下面に接している下面ロール給電部と、
該下面ロール給電部に対し、前記フィルム基板を挟んで対向している上面給電部と、
を含んで構成されている、
ことを特徴とする両面めっき装置。
【請求項２】
前記上面給電部は、
前記下面ロール給電部を構成している下面ロール給電部のロールと並列している、２本の支持ロールと、
該支持ロールに巻き回されている金属ベルトと、
を含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の両面めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面めっき装置に関する。さらに詳しくは、長尺のフィルム基板の両面にめっきを施す両面めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気めっきは、半導体の回路形成、鋼ストリップや銅箔の表面処理、電解銅箔の製造、銅張積層樹脂フィルムの製造等、産業界で広く利用されている。このうち、銅張積層樹脂フィルムはフレキシブル配線基板の基材として多用されている。フレキシブル配線基板は、携帯電話等の小型電子機器をはじめ、液晶ディスプレイ等の表示装置において、ドライバ回路のＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ   Ｆｉｌｍ）実装に用いられている。
【０００３】
銅張積層樹脂フィルムの１つである２層銅張積層樹脂フィルムの製造方法を以下に示す。２層銅張積層樹脂フィルムは、スパッタリング法によりポリイミドフィルムの表面にニッケル、クロム、ニッケルクロム合金等からなる下地金属層を形成し、その上に良好な伝導性を付与するために、同じくスパッタリング法で銅薄膜層を形成する。その後、回路形成用の厚膜化した導電層を形成するために、電気めっき法により銅めっき被膜層を形成する。なお、本明細書では、電気めっき法によりめっきが施される対象、すなわち銅張積層樹脂フィルム等の処理済フィルム基板となる前段階のものを、フィルム基板と称する。このフィルム基板には、ポリイミドフィルムに下地金属層が施されたものや、銅薄膜層が形成されたものが含まれ、さらに、電気めっきにより黒化処理が施される場合は、その前段階のものが含まれる。
【０００４】
電気めっき法により銅めっき被覆層を形成するには、例えば特許文献１に開示されているような電気めっき装置が用いられる。電気めっき装置は、被めっき材であるフィルム基板の搬送方向に沿って並べられた複数のめっき槽を備えている。各めっき槽の内部にはめっき液が供給されており、カソードの役割を担うフィルム基板上の銅薄膜層と対向する位置にアノードが設置されている。フィルム基板は、搬送機構により連続的に搬送され、各電気めっき槽のめっき液への浸漬と、引き上げが繰り返される。これにより、フィルム基板とアノードとの間に電流が流れて、銅薄膜層上に銅めっき被膜層が積層されていく。
【０００５】
特許文献１では、フィルム基板の片面に電気めっきを施す装置が開示されているが、フィルム基板の両面に電気めっきを施すことも可能である。図４には、従来の両面めっき装置の、めっき槽外部に設けられているフィルム基板反転部５０の正面模式図が示されている。図４の紙面における下側には、図示しないめっき槽が配置されている。
【０００６】
めっき槽から搬出されてきたフィルム基板Ｆは、図４の矢印の方向に搬送され、３つのガイドロール５１ａ、５１ｂ、５１ｃを介して再びめっき槽に戻される。これら３つのガイドロール５１ａ、５１ｂ、５１ｃを、フィルム基板Ｆが搬送される順に第１ガイドロール５１ａ、第２ガイドロール５１ｂ、第３ガイドロール５１ｃとすると、第１ガイドロール５１ａでは、この第１ガイドロール５１ａの上側に、フィルム基板Ｆの下面が接するように巻き回され、第２ガイドロール５１ｂでは、この第２ガイドロール５１ｂの下側に、フィルム基板Ｆの上面が接するように巻き回され、第３ガイドロール５１ｃでは、この第３ガイドロール５１ｃの上側に、フィルム基板Ｆの下面が接するように巻き回される。第１ガイドロール５１ａの上側、および第３ガイドロール５１ｃの上側にはニップロール５７がそれぞれ配置されている。
【０００７】
第１ガイドロール５１ａを通過した後、第２ガイドロール５１ｂを通過する前に、フィルム基板Ｆは、上下に配置された洗浄液供給装置５６から洗浄液が吹きかけられ、フィルム基板Ｆに付着しているめっき液が払い落とされる。第２ガイドロール５１ｂと第３ガイドロール５１ｃは、めっき電力が給電されるめっき電力給電装置の一部を構成しており、フィルム基板Ｆに、第２ガイドロール５１ｂと、第３ガイドロール５１ｃとからそれぞれ給電されることで、第２ガイドロール５１ｂが接しているフィルム基板Ｆの上面と、第３ガイドロール５１ｃが接しているフィルム基板の下面が、めっき槽の中でめっきされる。
【０００８】
しかし、フィルム基板Ｆの上面側は、めっき液を含んだ洗浄液供給装置５６の洗浄液が、図４の符号５８で示すように、第２ガイドロール５１ｂの洗浄液供給装置５６側にたまるという問題がある。この場合、第２ガイドロール５１ｂの洗浄液供給装置５６側にたまった洗浄液は、第２ガイドロール５１ｂとフィルム基板Ｆとの間に挟み込まれるため、第２ガイドロールに析出物が発生しやすくなり、この析出物がフィルム基板Ｆの表面に転写され、処理済フィルム基板Ｓの表面欠陥を増加させるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−５７１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、長尺のフィルム基板の両面にめっきを施す両面めっき装置であって、処理済フィルム基板の表面欠陥の発生を抑えることが可能なものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の両面めっき装置は、供給されたフィルム基板を、めっき電力給電装置から給電するとともに、めっき槽内のめっき液に浸漬させることで前記フィルム基板の両面に電気めっきを行うめっき装置であって、前記めっき電力給電装置が、前記フィルム基板の下面に接している下面ロール給電部と、該下面ロール給電部に対し、前記フィルム基板を挟んで対向している上面給電部と、を含んで構成されていることを特徴とする。
第２発明の両面めっき装置は、第１発明において、前記上面給電部は、前記下面ロール給電部を構成している下面ロール給電部のロールと並列している、２本の支持ロールと、該支持ロールに巻き回されている金属ベルトと、を含んで構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、めっき電力給電装置が、フィルム基板の下面に接している下面ロール給電部と、この下面ロール給電部に対し、フィルム基板を挟んで対向している上面給電部と、を含んで構成されていることにより、フィルム基板の上面に給電を行う上面給電部の上流側にめっき液が溜まることがなくなる。これにより、めっき液に含まれる析出物がフィルム基板の表面に転写されることがなくなり、処理済フィルム基板の表面欠陥の発生を抑制することができる。また、下面ロール給電部の対向する位置に上面給電部があるので、給電のためのロールを別途他の位置に設ける場合と比較して、両面めっき装置の省スペース化が図れる。
第２発明によれば、上面給電部は、２本の支持ロールに巻き回された金属ベルトを含んで構成されていることにより、上面給電部とフィルム基板との接触面積を大きくでき、電流を大きく流して生産性を向上させることができる。また、接触面積が大きくなることで、その部分の抵抗値を下げ、発熱を抑えることができるので、めっきの外観品質を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る両面めっき装置の正面方向からの部分拡大模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る両面めっき装置の正面模式図である。
【図３】図２の両面めっき装置のブロック構成図である。
【図４】従来の両面めっき装置の正面方向からの部分拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施形態に係る両面めっき装置１０を図面に基づき説明する。
【００１５】
＜両面めっき装置の構成＞
図２は、本発明の実施形態に係る両面めっき装置１０の正面模式図である。図２に示すように、本発明の実施形態に係る電気めっき装置１０は、ロールツーロール方式で連続的にフィルム基板Ｆを搬送し、電気めっきを施して処理済フィルム基板Ｓを製造する製造ラインの一部を構成する装置である。本実施形態では、フィルム基板Ｆの幅は５２４ｍｍである。
【００１６】
電気めっき装置１０を含む製造ラインには、被めっき材であるフィルム基板Ｆが巻き出される巻出ロール１１と、製造された処理済フィルム基板Ｓを巻き取る巻取ロール１２とが備えられている。電気めっき装置１０では、フィルム基板Ｆは、フィルム基板Ｆの短手方向が水平になるように搬送されている。なお、本明細書では、巻出ロール１１から巻取ロール１２に向けてフィルム基板Ｆが搬送されており、巻出ロール１１側を上流側、巻取ロール側を下流側と称する。
【００１７】
電気めっき装置１０は、フィルム基板Ｆの搬送方向に長尺なめっき槽１３を備えている。めっき槽１３の内部には、例えば、硫酸と硫酸銅とを主成分とする酸性の銅めっき液が貯留されている。
【００１８】
めっき槽１３の液面より上方には、十数個のガイドロールセット２１、２１・・・がめっき槽１３の長手方向に並んで設けられている。また、めっき槽１３内のめっき液中には、複数の反転ロール４１、４１・・・がめっき槽１３の長手方向に並んで、ガイドロールセット２１、２１・・・と互い違いに設けられている。フィルム基板Ｆは、ガイドロールセット２１、２１・・・および反転ロール４１、４１・・・に交互に巻き回されており、搬送に伴ってめっき液中を上下に往復走行し、めっき液への浸漬と、引き上げが繰り返される。
【００１９】
本実施形態に係る両面めっき装置１０は、ガイドロールセット２１、２１・・・、および反転ロール４１、４１・・・を複数備えているが、これらの構成はほぼ同じであるので、もっとも上流側に位置するものの構成について図１および図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る両面めっき装置１０の正面方向からの部分拡大模式図であり、めっき槽１３の上方に設けられたガイドロールセット２１周辺を示している。なお、本明細書では、フィルム基板Ｆの上面、下面と言う表現については、ガイドロールセット２１内を搬送させられている状態を基準として上面、下面という。
【００２０】
ガイドロールセット２１は、上流側から第１ガイドロール２１ａ、第２ガイドロール２１ｂ、第３ガイドロール２１ｃとなるように配置されており、フィルム基板Ｆはこれらのガイドロール２１ａ〜２１ｃに巻き回されている。従来と同様、第１ガイドロール２１ａの上側、第２ガイドロール２１ｂの下側、第３ガイドロール２１ｃの上側にフィルム基板Ｆは巻き回されている。
【００２１】
第１ガイドロール２１ａの上方には、ゴム製のニップロール２７が設けられている。第１ガイドロール２１ａとニップロール２７とで、搬送されるフィルム基板Ｆを上下から挟むことで、めっき液から引き上げられたフィルム基板Ｆに付着しためっき液のほとんどを切ることができる。
【００２２】
第１ガイドロール２１ａと、第２ガイドロール２１ｂとの間には、フィルム基板Ｆを水洗するための洗浄液供給装置２６が備えられている。この洗浄液供給装置２６はフィルム基板Ｆを挟んで、上下にそれぞれ設けられており、ニップロール２７で取り残しためっき液を洗浄液で洗浄する。
【００２３】
本実施形態では、同じガイドロールセット２１の中で、フィルム基板Ｆの下面に、もっとも下流側で接している第３ガイドロール２１ｃが、めっき電力を供給する下面ロール給電部１９を兼ねている。また、本実施形態にかかる両面めっき装置１０は、フィルム基板Ｆの上面にめっき電力を供給する上面給電部１４を備えている。この上面給電部１４は、第３ガイドロール２１ｃである下面ロール給電部１９に対して、フィルム基板Ｆを挟んで対向する位置に設けられている。上面給電部１４が、フィルム基板Ｆの上面にある銅薄膜層等に接触することで、この面の銅薄膜層がカソードとして機能し、下面ロール給電部１４が、フィルム基板Ｆの下面にある銅薄膜層等に接触することで、この面の銅薄膜層がカソードとして機能する。
【００２４】
この上面給電部１４は、下面ロール給電部１９である第３ガイドロール２１ｃと略平行に並列している、２本の支持ロール１６と、この支持ロール１６に巻き回されている金属ベルト１５と、を含んで構成されている。この金属ベルト１５は、フィルム基板Ｆに接することで、所定の張力が加えられており、第３ガイドロール２１ｃに巻き回されたフィルム基板Ｆとできるだけ長い距離接することができるように、金属ベルト１５の支持ロール１６は配置されている。例えば本実施形態では、金属ベルト１５によるフィルム基板Ｆの抱き角は６０度以上である。そして、金属ベルト１５は、フィルム基板Ｆとは、あらかじめ定められた面積以上の面積で接触する。ここで「あらかじめ定められた面積」は、フィルム基板Ｆの搬送速度、上面給電部１４等に付与される、めっきを行うための電流、電圧等から算出される、金属ベルト１５とフィルム基板Ｆとの間の抵抗値により決定される。
【００２５】
めっき液が酸性である本実施形態では、金属ベルト１５の材質は、耐食性を考慮してＳＵＳ３０４、もしくはＳＵＳ３１６である。また、金属ベルト１５の幅（図１の紙面上の奥行き方向の寸法）は、フィルム基板Ｆの幅と同じか、金属ベルト１５とフィルム基板Ｆとの間の抵抗値を十分に小さくできる場合は、金属ベルト１５の幅は、フィルム基板Ｆの幅よりも小さくしても良い。
【００２６】
上面給電部１４は、２本の支持ロール１６に巻き回された金属ベルト１５を含んで構成されていることにより、上面給電部１４とフィルム基板Ｆとの接触面積を大きくでき、電流を大きく流して生産性を向上させることができる。また、接触面積が大きくなることで、その部分の抵抗値を下げ、発熱を抑えることができるので、めっきの外観品質を上げることができる。
【００２７】
めっき槽１３内のめっき液中には、４枚のアノード電極３１ａ〜３１ｄが設けられている。これらのアノード電極３１ａ〜３１ｄは、めっき液中を上下に往復走行するフィルム基板Ｆの面に対向するように設けられている。フィルム基板Ｆの下面については、第１アノード電極３１ａが、フィルム基板Ｆが下向きに搬送させられている区間で対向しており、第４アノード電極３１ｄが、フィルム基板Ｆが上向きに搬送させられている区間で対向している。フィルム基板Ｆの上面については、第２アノード電極３１ｂが、フィルム基板Ｆが下向きに搬送させられている区間で対向しており、第３アノード電極３１ｃが、フィルム基板Ｆが上向きに搬送させられている区間で対向している。
【００２８】
図３には、本実施形態に係る両面めっき装置のブロック構成図を示す。図３に示すように、制御部２０により、フィルム基板駆動装置１７とめっき電力給電装置１８とが電気的に接続され、制御部２０により、これらの装置が制御されている。
【００２９】
フィルム基板駆動装置１７は、具体的にはサーボモータと、アンプと、を含んで構成されており、このフィルム基板駆動装置17は、ガイドロールセット２１と反転ロール４１とが１つずつ含まれた組合せごとに設けられている。このサーボモータ１台からタイミングベルトで、ガイドロールセット２１を構成する各ガイドロール２１ａ〜２１ｃが駆動されており、反転ロール４１はフリーロールであり、フィルム基板Ｆの搬送に追随するように回転する。サーボモータは、制御部２０からの指令により、各ガイドロール２１ａ〜２１ｃを、所定の回転数で駆動し、フィルム基板Ｆを搬送する。
【００３０】
めっき電力供給装置１８は、フィルム基板Ｆの上面と接している上面給電部１４と、フィルム基板Ｆの下面と接している下面ロール給電部１９と、複数のアノード電極３１ａ〜３１ｄを含んで構成されている。複数のアノード電極３１ａ〜３１ｄは、めっき電力供給装置１８の正極に接続されており、これらの正極は、４つがそれぞれ独立していたり、２つのアノード電極（例えばアノード電極３１ａと３１ｄ、アノード電極３１ｂと３１ｃ））に共通して設けられていたりする。加えて上面給電部１４および下面ロール給電部１９は、めっき電力供給装置１８の負極に接続されており、これらの負極は、それぞれ独立している。このように構成することで、例えば上面給電部１４と接触しているフィルム基板Ｆの銅薄膜層と、第１アノード電極３１ａとの間に電気めっき回路が構成される。めっき電力供給装置１８は、制御部２０からの指令により、上面給電部１４等に所定の電圧と電流を供給しすることで、フィルム基板Ｆ上に、めっきを行う。この時の電流値は例えば数十アンペア、電圧は数ボルト程度である。
【００３１】
なお、上面給電部１４、下面ロール給電部１９およびアノード電極３１ａ〜３１ｄを含む各電気めっき回路は、搬送方向上流側から下流側に向かって電流密度が段階的に上昇するように設定されている。また、電流密度の値は、各電気めっき回路において積層する銅めっき被膜層の膜厚等の種々の条件により定められる。
【００３２】
アノード電極３１ａ〜３１ｄとして、可溶性アノードを用いてもよいし、不溶性アノードを用いてもよい。処理済フィルム基板Ｓが銅張積層樹脂フィルムである場合には、銅めっき皮膜層の形成に銅電気めっきを行う必要がある。そのため、可溶性アノードを用いる場合には、溶解して銅イオンの源となる銅板が用いられる。他方、不溶性アノードを用いる場合には、白金や鉛などの金属アノードや、チタン製のフレームに酸化イリジウム、酸化ロジウム、または酸化ルテニウム等の導電性を有するセラミックスを焼成してコーティングしたセラミックス系のアノードが用いられる。この場合、銅イオンの供給源はめっき槽１３の外部に設けられる。
【００３３】
めっき電力給電装置１８が、フィルム基板Ｆの下面に接している下面ロール給電部１９と、この下面ロール給電部１９に対し、フィルム基板Ｆを挟んで対向している上面給電部１４と、を含んで構成されていることにより、フィルム基板Ｆの上面に給電を行う上面給電部１４にめっき液が溜まることがなくなる。これにより、めっき液に含まれる析出物がフィルム基板Ｆの表面に転写されることがなくなり、処理済フィルム基板Ｓの表面欠陥の発生を抑制することができる。また、下面ロール給電部１９の対向する位置に上面給電部１４があるので、給電のためのロールを別途他の位置に設ける場合と比較して、両面めっき装置１０の省スペース化が図れる。
【００３４】
＜処理済フィルム基板Ｓの製造方法＞
つぎに、両面めっき装置１０を用いた処理済フィルム基板Ｓの製造方法を説明する。処理済フィルム基板Ｓは銅張積層樹脂フィルムであることを前提に説明している。
フィルム基板Ｆは、水平状態で巻出ロール１１から巻き出され、両面めっき装置１０に供給される。
【００３５】
両面めっき装置１０では、フィルム基板Ｆは上面給電部１４および下面ロール給電部１９によって給電されるとともに、搬送方向が鉛直下向きに変えられてめっき槽１３内のめっき液中に浸漬される。めっき液中には、フィルム基板Ｆの両面にそれぞれ対向するように第１アノード電極３１ａと第２アノード電極３１ｂが配置されており、フィルム基板Ｆの銅薄膜層とアノード電極３１ａ、３１ｂとの間に電流が流れて、銅薄膜層上に電気めっきが施される。
【００３６】
つぎに、フィルム基板Ｆは反転ロール４１により搬送方向が鉛直上向きに変えられる。上向きに走行するフィルム基板Ｆの両面にそれぞれ対向するように第３アノード電極３１ｃ、第４アノード電極３１ｄが配置されており、フィルム基板Ｆの銅薄膜層とアノード３１ｃ、３１ｄとの間に電流が流れて、銅薄膜層上に電気めっきが施される。ここで、上向きに搬送されているフィルム基板Ｆには、上流側に位置するガイドロールセット２１内の上面給電部１４および下面ロール給電部１９と、下流側に位置する次のガイドロールセット２１内の上面給電部１４および下面ロール給電部１９から給電が行われる。
【００３７】
フィルム基板Ｆは、次のガイドロールセット２１の第１ガイドロール２１ａに向かって搬送され、めっき液から引き上げられる。引き上げられたフィルム基板Ｆにはめっき液が多量に付着している。フィルム基板Ｆにめっき液が多量に付着していると銅薄膜層や銅めっき皮膜層と上面給電部１４等との間にめっき液が介在して接触部の抵抗値が変動する。その結果、銅めっき厚が不安定になったり、酸性の強いめっき液により銅めっき皮膜層が荒れたりしてしまう。そこで、ニップロール２７および洗浄液供給装置２６により、フィルム基板Ｆに付着しためっき液を液切りする。
【００３８】
以降同様にして、フィルム基板Ｆとアノード電極３１ａ〜３１ｄとの間に電流が流れて電気めっきが施される。フィルム基板Ｆは、順次電気めっきが施されて処理済フィルム基板Ｓである銅張積層樹脂フィルムＳなり、最後に巻取ロール２に巻き取られる。以上のように、両面めっき装置１０を用いて、フィルム基板Ｆの銅薄膜層に銅めっき皮膜層を積層することで処理済フィルム基板Ｓを製造することができる。
【００３９】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、銅めっき以外のめっきにも用いることが出来る。また、複数種類のめっき層を縦列に接続することにより、フィルム基板Ｆ上に第一のめっき層（例えば銅めっき）を形成し、連続して第二のめっき層（例えば黒色めっき）のように多層のめっき層の形成にも用いることが出来る。
【符号の説明】
【００４０】
１０  両面めっき装置
１３  めっき槽
１４  上面給電部
１５  金属ベルト
１６  支持ロール
１８  めっき電力給電装置
１９  下面ロール給電部
Ｆ  フィルム基板
【図１】
2017171980.tif 000003
【図２】
2017171980.tif 000004
【図３】
2017171980.tif 000005
【図４】
2017171980.tif 000006