(57)【要約】【課題】被めっき素材である長尺状シートの電気抵抗が大きい場合であっても、好適にめっき処理を行え、さらに、長尺状シート表面に対する銅などの金属薄膜の密着性を向上させるとともに、高品質なめっき処理が施されたニッケル金属皮膜が生成された長尺状シートを得られるめっき装置及びめっき方法を提供する。【解決手段】巻出側ロール１２と巻取側ロール１４の間を、空中のカソードロール１６を介して被めっき素材である長尺状シート１８を維持搬送するとともに、長尺状シート１８を、めっき液２０中に没する状態でアノード２２が設けられているめっき槽２４中を搬送させながら、カソードロール１６から長尺状シート１８に対して給電することにより、長尺状シート１８に対し電解めっき処理を行うめっき装置１０を、さらに、カソードロール１６が、めっき槽２４に対し、長尺状シート１８の搬送方向における上流側であって、めっき槽２４の上流側の入口からの距離が、１５０ｍｍ以下の範囲に設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻出側ロールと巻取側ロールの間を、軸受けされたカソードロールを介して被めっき素材である長尺状シートを維持搬送するとともに、前記長尺状シートを、めっき液中に没する状態でアノードが設けられているめっき槽中を搬送させながら、前記カソードロールから前記長尺状シートに対して給電することにより、当該長尺状シートに対し電解めっき処理を行うめっき装置であって、  前記めっき槽は、２以上設けられており、各めっき槽に、前記カソードロールの戻り配線及び前記アノードに繋がれた電源が、それぞれ設けられていることを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
前記カソードロールは、前記めっき槽に対し、前記長尺状シート搬送方向における上流側であって、前記めっき槽の上流側の入口からの距離が、１５０ｍｍ以下の範囲に設けられていることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項３】
前記カソードロールは、弾性を持つことを特徴とする請求項１又は２記載のめっき装置。
【請求項４】
前記カソードロールは、その両端部の所定範囲において、前記長尺状シートに対し給電するものであることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のめっき装置。
【請求項５】
前記長尺状シートを前記カソードロールに対して押し付けることで、当該長尺状シートと当該カソードロールの接触面積を増大させる押し付け機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜４何れか１項記載のめっき装置。
【請求項６】
前記カソードロールは、回転駆動力を与えずに、前記長尺状シートとの摩擦抵抗により、当該長尺状シートの搬送に伴い回転するものであることを特徴とする請求項１〜５何れか１項記載のめっき装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載されためっき装置を用いて、シート抵抗値が１Ω／ｓｑ以上のシード層が形成された長尺状シートにめっき処理を行うことを特徴とするめっき方法。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか１項に記載されためっき装置を用いて、２００ｎｍ以下のニッケル又はニッケル合金皮膜が形成された長尺状シートにめっき処理を行うことを特徴とするめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、被めっき素材である長尺状シート素材を所定の処理液中を搬送させながら電解めっき処理を行うめっき装置及びそのめっき装置を用いためっき方法に関するもので、特に、長尺状シート素材の電気抵抗が大きい場合であっても、好適な電解めっきを施すことができるめっき装置及びそのめっき装置を用いためっき方法である。
【背景技術】
【０００２】  従来から、長尺状シート素材に対し、給電ロールを接触させることで給電し、この長尺状シート素材に電解めっき処理を行うめっき装置や、めっき方法が知られている。例えば、特許文献１や、特許文献２の技術は、めっき槽内のめっき液中の被めっき素材に対して、めっき槽の搬送方向手前に設けられた空中の給電ロールから、被めっき素材の搬送方向に沿う方向に給電して電解めっきを施すというものである。【０００３】  また、従来例として、図６に示すめっき装置のように、被めっき素材である長尺状シートを巻出側ロール（図示せず）と巻取側ロール（図示せず）の間を空中のカソードロール５４を介して搬送し、この長尺状シートが、複数設けられている各めっき槽５０を通る際に、カソードロール５４から長尺状シートに対し給電することで電解めっき処理を行うというものがある。【０００４】  このめっき装置は、搬送用ロール、カソードロール５４が設けられており、それぞれ回転軸が、長尺状シートの搬送方向と垂直な方向に延長されており、長尺状シートの表面に当接しながら長尺状シートを搬送方向へと搬送させている。さらに、このめっき装置は、各カソードロール５４が、整流器に繋がれた１本の導体棒５２（陰極）に、そして、各アノード５６が、対応する各整流器に、それぞれ接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５３−８７９４１号公報
【特許文献２】特開昭６３−１８３１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、上記特許文献１、２に開示されている技術では、被めっき素材の電気抵抗が大きい場合に、めっき不良を生じやすいという問題が指摘されている（例えば、国際公開公報ＷＯ２０１６／１４３７１４）。また、上記従来のめっき装置は、各めっき槽において、１本の導電棒５２（陰極）にカソードロール５４が接続される構造であるため、各整流器から各めっき槽のアノードに送られた電気は、下流側の抵抗が低い方に向かって流れ易く、電気の偏りが生じ、例えば、ニッケル金属皮膜が生成された長尺状シートに対する銅などの金属薄膜の密着性に問題が生じてしまう。【０００７】  本発明は、上述の課題を解決するためのもので、被めっき素材である長尺状シートの電気抵抗が大きい場合であっても、好適にめっき処理を行え、さらに、長尺状シート表面に対する銅などの金属薄膜の密着性を向上させるとともに、高品質なめっき処理が施されたニッケル又はニッケル合金皮膜が生成された長尺状シートを得られるめっき装置及び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】
【０００８】  本発明によれば、巻出側ロールと巻取側ロールの間を、軸受けされたカソードロールを介して被めっき素材である長尺状シートを維持搬送するとともに、前記長尺状シートを、めっき液中に没する状態でアノードが設けられているめっき槽中を搬送させながら、前記カソードロールから前記長尺状シートに対して給電することにより、当該長尺状シートに対し電解めっき処理を行うめっき装置であって、前記めっき槽は、２以上設けられており、各めっき槽に、前記カソードロールの戻り配線及び前記アノードに繋がれた電源が、それぞれ設けられていることを特徴とするめっき装置が提供される。【０００９】  本発明によれば、被めっき素材の電気抵抗が大きい場合であっても、好適にめっき処理を行える。また、ニッケル又はニッケル合金皮膜が生成された長尺状シート表面に対する金属薄膜の密着性を向上させることができる。さらに、高品質なめっき処理を施した被めっき素材を得ることができる。【００１０】  好ましくは、前記カソードロールは、前記めっき槽に対し、前記長尺状シート搬送方向における上流側であって、前記めっき槽の上流側の入口からの距離が、１５０ｍｍ以下の範囲に設けられているめっき装置である。好ましくは、前記カソードロールは、弾性を持つめっき装置である。【００１１】  好ましくは、前記カソードロールは、その両端部の所定範囲において、前記長尺状シートに対し給電するものである。好ましくは、前記長尺状シートを前記カソードロールに対して押し付けることで、当該長尺状シートと当該カソードロールの接触面積を増大させる押し付け機構が設けられているめっき装置である。また、好ましくは、前記押し付け機構は、前記長尺状シートを前記カソードロールに対して押し付けるための押し付けロールを有しており、当該押し付けロールは、弾性を持つめっき装置である。【００１２】  好ましくは、前記カソードロールは、回転駆動力を与えずに、前記長尺状シートとの抵抗により、当該長尺状シートの搬送に伴い回転するめっき装置である。【００１３】  また、好ましくは、本発明のめっき装置を用いて、シート抵抗値が１Ω／ｓｑ以上のシード層が形成された長尺状シートにめっき処理を行うめっき方法である。好ましくは、本発明のめっき装置を用いて、２００ｎｍ以下のニッケル又はニッケル合金皮膜が形成された長尺状シートにめっき処理を行うめっき方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るめっき装置の実施形態を示した正面簡略図である。
【図２】本発明に係るめっき装置の実施形態を示した図で、(ａ）は、銅ストライクめっき処理を施すめっき槽近傍のカソードロール等を含む構造を示した正面簡略図、（ｂ）は、後工程の銅めっき処理を施すめっき槽近傍のカソードロール等を含む構造を示した正面簡略図である。
【図３】本発明に係るめっき装置の実施形態におけるカソードロールを示した平面簡略図である。
【図４】カソードロールにより給電した際のピンホールの出現状態を表した図で（ａ）は、一般のカソードロールにより給電した際のピンホールの出現状態、（ｂ）は、本発明に係るめっき装置の実施形態におけるカソードロールにより給電した際のピンホールの出現状態を表したものである。
【図５】本発明に係るめっき装置の他の実施形態を示したもので、銅ストライクめっき処理を施すめっき槽近傍のカソードロール等を含む構造を示した正面簡略図である。
【図６】従来のめっき装置を示した平面簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  本発明に係るめっき装置及びめっき方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るめっき装置の実施形態を示した正面簡略図である。図２は、本発明に係るめっき装置の実施形態を示した図で、(ａ）は、銅ストライクめっき処理を施すめっき槽近傍のカソードロール等を含む構造を示した正面簡略図、（ｂ）は、後工程の銅めっき処理を施すめっき槽近傍のカソードロール等を含む構造を示した正面簡略図である。
【００１６】  そして、図３は、本発明に係るめっき装置の実施形態におけるカソードロールを示した平面簡略図である。また、図４は、カソードロールにより給電した際のピンホールの出現状態を表した図で（ａ）は、一般のカソードロールにより給電した際のピンホールの出現状態、（ｂ）は、本発明に係るめっき装置の実施形態におけるカソードロールにより給電した際のピンホールの出現状態を表したものである。さらに、図５は、本発明に係るめっき装置の他の実施形態を示したもので、銅ストライクめっき処理を施すめっき槽近傍のカソードロール等を含む構造を示した正面簡略図である。
【００１７】  そして、符号については、１０がめっき装置、１２が巻出側ロール、１４が巻取側ロール、１６がカソードロール、１８が長尺状シート、２０がめっき液、２２がアノード、２４がめっき槽（ストライク）、２６が電源、２８が給電範囲、３０が押し付け機構、３２が駆動型カソードロール、３４が後工程めっき槽、５０がめっき槽、５２が導電棒、５４がカソードロール、５６がアノード、５８がシリンダー、６０が押し付けロールを示している。
【００１８】  まず、本実施形態におけるめっき装置１０は、図１に示すように、巻出側ロール１２と巻取側ロール１４の間を、軸受けされたカソードロール１６を介して被めっき素材である長尺状シート１８を維持搬送するとともに、長尺状シート１８を、めっき液２０中に没する状態でアノード２２が設けられているめっき槽（ストライク）２４中を搬送させながら、カソードロール１６から長尺状シート１８に対して給電することにより、長尺状シート１８に対し電解めっき処理を行うものであって、さらに、カソードロール１６が、めっき槽（ストライク）２４に対し、長尺状シート１８の搬送方向における上流側であって、めっき槽（ストライク）２４の上流側の入口からの距離が、１５０ｍｍ以下の範囲に設けられている。
【００１９】  続いて、本実施形態について、詳細に説明する。本実施形態では、無電解めっきにより、予め、長尺状の被めっき素材の表面に導電性金属であるニッケル又はニッケル合金のめっきを施し、導電性金属のシード層とするニッケル又はニッケル合金皮膜を生成させた長尺状シート１８を作製しておく。なお、無電解ニッケルめっき処理又は無電解ニッケル合金めっき処理では、一般的に、１０〜３００ｎｍ程度の導電性のニッケル又はニッケル合金によるシード層を形成させるが、２００ｎｍ以下のニッケル又はニッケル合金の薄膜とすることが好ましい。また、シード層は、シート抵抗値が１Ω／ｓｑ以上のものであることが好ましい。
【００２０】  次に、本実施形態におけるめっき装置１０は、巻出側ロール１２と、巻取側ロール１４の間を水平方向に軸受けされたカソードロール１６を介して、長尺状シート１８を搬送していく。そして、長尺状シート１８に銅ストライクめっき処理を施す際には、めっき液２０中に没する状態でアノード２２が設けられているめっき槽（ストライク）２４内に、長尺状シート１８を搬送させながら、カソードロール１６から長尺状シート１８に対して給電を行う。
【００２１】  そうすることで、長尺状シート１８に対し、銅ストライクめっき処理（電解めっき処理）を施すことができる。なお、本実施形態におけるめっき装置１０では、図１に示すように、カソードロール１６は、めっき槽（ストライク）２４に対し、長尺状シート１８の搬送方向における上流側であって、めっき槽（ストライク）２４の上流側の入口からの距離が、１５０ｍｍ以下の範囲（より好ましくは、５０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲）に設けられている。
【００２２】  一般のめっき装置における構成では、ストライクめっき処理におけるカソードロールは、作業性や、メンテナンス性を鑑み、めっき槽の手前２００ｍｍ〜３００ｍｍ程度の位置に設置させるが、本実施形態のように、カソードロール１６の設定を１５０ｍｍ以下の範囲（より好ましくは、５０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲）とすれば、めっき槽との距離が通常よりも短いため、抵抗が大きいニッケル金属皮膜を生成させた長尺状シート１８に対しても、適切な給電が行える。また、給電のパワーを上げる必要もなくなる。
【００２３】  なお、本実施形態の後工程にあたるめっき処理（図１中、Ｃｕめっきの範囲）におけるカソードロール３２は、めっき槽３４の手前２００ｍｍ程度の位置に設置させている。これは、前工程でのストライクめっき処理により、ニッケル金属皮膜を生成させた長尺状シート１８の抵抗が小さくなっているため、カソードロール３２とめっき槽３４の距離を短くする必要がないためである。なお、この後工程のめっき処理における構成は、本発明を何ら限定するものではない。
【００２４】  また、本実施形態は、図１に示すように、めっき槽（ストライク）２４が２以上設けられており、また、後工程めっき槽３４も２以上設けられている。そして、各めっき槽（ストライク）２４に対し、それぞれ、電源２６が配置され、カソードロール１６の戻り配線と、アノード２２が接続されている。また、後工程めっき槽３４に対しても、それぞれ、電源が配置され、駆動型カソードロール３２の戻り配線と、アノードが接続されているが、本図では省略している。なお、図中、２つのカソードロール１６のうち、上流側のカソードロール１６は、電源２６に接続されていないように示されているが、実際には、接続されていることは言うまでもない。
【００２５】  従来のめっき装置は、図６に示すように、外部の整流器（図示せず）に繋がれた１本の導電棒５２に、各めっき槽５０に対応するカソードロール５４の戻り配線が、それぞれ接続され、そして、各アノード５６は、対応した整流器に、それぞれ接続されている。このような構成の場合、各整流器から各アノード５６に送られた電気は、下流側の抵抗の低い方に向かって流れ易く、電気が偏ってしまうことから、上流におけるニッケル金属皮膜が生成された長尺状シートに対する銅の密着性に様々な問題が生じてしまう。
【００２６】  これに対し、本実施形態のように、各めっき槽（ストライク）２４、後工程めっき槽３４は、それぞれ個別に、カソードロール１６の戻り配線と、アノード２２が各電源２６と接続されているため、電気の偏りが生じず、好適な給電が行え、ニッケル金属皮膜が生成された長尺状シート１８に対する銅の密着性の向上に繋がる。
【００２７】  続いて、本実施形態におけるめっき装置１０は、図５に示すように、長尺状シート１８をカソードロール１６に対して、それぞれ、上方側と下方側から押し付けることで、長尺状シート１８とカソードロール１６の接触面積を増大させる押し付け機構３０が設けられている。長尺状シート１８とカソードロール１６の接触面積を増大させることで、カソードロール１６からの給電をより好適に行うことができる。
【００２８】  詳しくは、押し付け機構３０は、シリンダー５８と、押し付けロール６０とにより構成されていて、上流側のカソードロール１６では、長尺状シート１８を上方側から押し付けロール６０によってカソードロール１６に押し付けるようにシリンダー５８が駆動する。また、下流側のカソードロール１６では、長尺状シート１８を下方側から押し付けロール６０によってカソードロール１６に押し付けるようにシリンダー５８が駆動する。さらに、カソードロール１６に弾性を持たせることで、より長尺状シート１８とカソードロール１６の接触面積を増大させることが可能となり、また、押し付け時の異物噛み込みや、擦れに起因した長尺シート１８における傷の発生を抑制することができる。また、押し付けロール６０にも弾性を持たせるのが好ましい。
【００２９】  次に、本実施形態におけるめっき装置１０は、図２（ａ）に示すように、カソードロール１６には、回転駆動力を与えず、カソードロール１６と長尺状シート１８との摩擦抵抗により、長尺状シート１８の搬送に伴い回転する機構としている。このような構成とすることで、極めて薄い長尺状シート１８であっても、搬送時に長尺状シート１８のシード層や下地の金属膜に不良が発生する可能性が極めて低くなる。なお、本実施形態の後工程のめっき処理では、図２（ｂ）に示すように、駆動型カソードロール３２には、回転駆動力を与え、長尺状シート１８の搬送動力の一つとなっている。なお、この後工程のめっき処理における構成は、本発明を何ら限定するものではない。
【００３０】  そして、本実施形態におけるめっき装置１０は、図３に示すように、カソードロール１６は、両端部の所定範囲（給電範囲２８）において、長尺状シート１８に対し給電を行うように構成されている。一般的なロールめっき装置においては、大部分が給電範囲に構成されたカソードロールから、長尺状シートが離れる際に、スパークが生じてしまい、長尺状シートの表面に多数のピンホールが発生してしまう。
【００３１】  しかし、本実施形態のように、両端部の所定範囲（給電範囲２８）においてのみ、長尺状シート１８に対し給電を行うように構成させれば、長尺状シート１８の重要な部分においてスパークが発生せず、その結果、高品質な長尺状シート１８のめっき処理を施すことが可能となるわけである。なお、本実施形態では、給電範囲２８は、それぞれ、端部から１０ｍｍ程度の範囲としている。参考として、図４（ａ）に一般的なロールめっき装置における長尺状シートの表面に発生したピンホールの状態と、図４（ｂ）に本実施形態におけるめっき装置における長尺状シートの表面に発生したピンホールの状態を示しておく。
【符号の説明】
【００３２】１０  めっき装置１２  巻出側ロール１４  巻取側ロール１６  カソードロール１８  長尺状シート２０  めっき液２２  アノード２４  めっき槽（ストライク）２６  電源２８  給電範囲３０  押し付け機構３２  駆動型カソードロール３４  後工程めっき槽５０  めっき槽５２  導電棒５４  カソードロール５６  アノード５８  シリンダー６０  押し付けロール
【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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【国際調査報告】
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