JP2008075113A - めっき装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
350mmを超える広幅の長尺プラスティックフィルム基材を安定に搬送しながら、めっき表面の突起と凹み等の欠点の少ない優れた表面品位の金属層付きプラスティックフィルムを製造することができるめっき装置を提供する。
【解決手段】
めっき液を収容するめっき槽と、導電層が設けられたプラスティックフィルム基材をその幅方向を上下に向けて長手方向に搬送しながら前記めっき槽内のめっき液に浸漬するための搬送手段と、前記プラスティックフィルム基材の導電面に電気的に接触する給電手段とを有する前記プラスティックフィルム基材に電解めっきを施すめっき装置において、前記搬送手段がめっき液に対する耐腐食性を有する材料を用いた駆動ロールであり、前記給電手段が固有電気抵抗30×10−6Ω/cm以下の材料を用いた給電ロールであることを特徴とするめっき装置。
【選択図】 図1
350mmを超える広幅の長尺プラスティックフィルム基材を安定に搬送しながら、めっき表面の突起と凹み等の欠点の少ない優れた表面品位の金属層付きプラスティックフィルムを製造することができるめっき装置を提供する。
【解決手段】
めっき液を収容するめっき槽と、導電層が設けられたプラスティックフィルム基材をその幅方向を上下に向けて長手方向に搬送しながら前記めっき槽内のめっき液に浸漬するための搬送手段と、前記プラスティックフィルム基材の導電面に電気的に接触する給電手段とを有する前記プラスティックフィルム基材に電解めっきを施すめっき装置において、前記搬送手段がめっき液に対する耐腐食性を有する材料を用いた駆動ロールであり、前記給電手段が固有電気抵抗30×10−6Ω/cm以下の材料を用いた給電ロールであることを特徴とするめっき装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えばフレキシブルプリント配線用基板用途に好適に用いられるめっき法2
層回路基材等の金属層付きプラスティックフィルム基材を製造するためのめっき装置に関
するものである。
層回路基材等の金属層付きプラスティックフィルム基材を製造するためのめっき装置に関
するものである。
電子機器の小型化、軽量化、高機能化、多機能化および高密度実装化に伴い、プリント配線板は、導体幅および導体間の狭小化、多層化、フレキシブル化および基板の薄膜化により高密度化が進み、フレキシブルプリント配線用基板へと発展している。
従来から、ポリイミドフィルム等のプラスティックフィルムに、接着剤層を介して導体層としての銅箔を貼り合せた3層構造のフレキシブルプリント配線用基板が知られている。この3層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板は、用いられる接着剤の耐熱性がポリイミドフィルムより劣るため、加工後の寸法精度が低下するという問題があり、また用いられる銅箔の厚さが通常10μm以上であるため、ピッチの狭い高密度配線用のパターニングが難しいという欠点を有していた。さらには、IC実装の際のボンディング温度条件下では、接着剤が溶融あるいは熱分解してしまうなどの問題が発生していた。そこで、IC実装の際には、ICの実装される位置にパンチングなどの方法により穴をあけて、ICチップの下に接着剤が介在しないようにして実装を行うことが一般的である。
一方、ポリイミドフィルム上に接着剤を用いることなく、湿式めっき法や乾式めっき法(例えば、真空蒸着法、スパッタリング法およびイオンプレーティング法など)により導体層としての金属層を形成させた2層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板が知られている。これら接着剤を用いないめっき法2層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板(以下、めっき法2層回路基材ということがある。)は、接着剤がないために、IC実装の際に前記したようなフィルム面に穴開けすることなく直接ポリイミドフィルム上にICを実装することが可能である。また、この2層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板は、導体層を10μmよりも薄くすることができるため、FPCの屈曲性が非常に良好であるとともに高密度配線が可能である。
上記の湿式めっき法は、通常、電解めっきにより実施される。この場合、基材のポリイミドフィルム自体は導電性を持たないため、湿式めっきの前に何らかの方法でポリイミドフィルムに導電層を設け導電性を付与する必要がある。この導電層の電気抵抗は好ましくは1Ω/□以下であり、より好ましくは0.5Ω/□以下であるが、経済性やポリイミドフィルムの平面性の維持を考慮すると、導電層の厚みは高々500nmが限度である。
このような200μm以下の厚みのポリイミドフィルムを初めとするプラスティックフィルムに500nm程度の導電層が付着しているだけのプラスティックフィルム基材をロール トゥ ロール方式で電解めっきする場合、プラスティックフィルム基材のヤング率がせいぜい10GPaにも満たないことが多いため、従来のめっき装置では安定して、高品質にめっきを施すことが困難であった。
例えば、プラスティックフィルム基材の片端部を給電チャックで順次把持することにより連続的にめっきする方法が提案されているが(特許文献1参照。)、片端部をチャックすることにより、チャック近傍のプラスティックフィルム基材の平面性が悪化したり、シワが入るなど収率が大幅に低下し、また、めっき厚みの均一性の点で枚葉処理法に劣るという欠点があった。これに対し、めっき槽外部に設けられたロールによりプラスティックフィルム基材に給電を行う方法が提案されている(特許文献2参照。)。しかしながら、この提案では、めっき厚みの均一性は改善されたものの、めっき槽内ロッドなどの支持手段を設けているためプラスティックフィルム基板にキズを付けたり、表面品位が低下するなどの問題点があった。さらにプラスティックフィルム基材に付着しめっき液槽外に持ち出されためっき液が、めっき槽外に設けられたロールに付着し、ロールが経時腐食して劣化するという問題も発生した。特に、搬送ロールが経時劣化すると、プラスティックフィルム基材が安定に搬送できなくなり、めっき厚みの均一性が低下したり、シワやキズなどにより製品の表面品位が低下する場合がある。
その点を改良すべく、液シール方法を改善しためっき装置が提案されているが(特許文献3参照。)、これをもってしてもめっき液のめっき槽外への持ち出しは皆無にすることはできず、長時間生産した場合、めっき槽外のロールの経時腐食や劣化を防ぐことはできなかった。これら、ロールの劣化による搬送の不安定化や表面品位の低下は、350mmを超える広幅のプラスティックフィルム基材を用いる場合に、特に顕著であった。
また、めっき液に対する腐食性を改善したロールを搬送ロールおよび給電ロールに用いることにより、製品の表面品位を改善する方法が提案されている(特許文献4参照。)。しかしながら、この提案では、例えば銅めっきの場合、めっき液がプラスティックフィルム基材を介して給電ロール表面に付着すると、ロール上に銅が析出し、製品のめっき面に転写することにより突起欠点を生じるという懸念を根本的に含んでいた。
このように上記従来のいずれの方法や装置を用いても、ヤング率の低いプラスティックフィルム基材を用いた、特に350mmを超える広幅のプラスティックフィルム基材を、連続して安定搬送し、高品位にめっきを施すにはなお不十分であった。
特開2002−20898号公報
特開2003−321796公報
特開2003−147582号公報
特開2004−18949号公報
そこで本発明の目的は、めっき装置を用いた加工工程におけるこのような問題を解決し、350mmを超えるような広幅のプラスティックフィルム基材を安定に搬送しながら、めっき表面の突起や凹み等の欠点の少ない優れた表面品位の金属層付きプラスティックフィルムを製造するためのめっき装置を提供することにある。
本発明のめっき装置は、めっき液を収容するめっき槽と、導電層が設けられたプラスティックフィルム基材をその幅方向を上下に向けて長手方向に搬送しながら前記めっき槽内のめっき液に浸漬するための搬送手段と、前記プラスティックフィルム基材の導電面に電気的に接触する給電手段とを有する前記プラスティックフィルム基材に電解めっきを施すめっき装置において、前記搬送手段がめっき液に対する耐腐食性を有する材料を用いた駆動ロールであり、前記給電手段が固有電気抵抗30×10−6Ω・cm以下の材料を用いた給電ロールであることを特徴とするめっき装置である。
本発明の上記のめっき装置は、さらに次のような好ましい態様を有している。
(1)前記搬送手段として用いられる駆動ロールおよび前記給電手段として用いられる給電ロールが双方ともめっき槽外に設けられ、前記給電ロールは実質的に駆動力を持たず、搬送されるプラスティックフィルム基材に追随することにより回転するように構成されている。
(2)前記駆動ロールおよび前記給電ロールのプラスティックフィルム基材との抱き角が、いずれも20度〜135度の範囲である。
(3)前記めっき液が硫酸銅めっき液であり、前記給電ロールの少なくともプラスティックフィルム基材の導電面に接触する部分の材料が銅である。
(4)前記駆動ロールの少なくともプラスティックフィルム基材に接触する部分の材料のビッカース硬度が(Hv)100以上、より好ましくは200以上である。
(5)前記プラスティックフィルム基材の幅が350mm以上であり、その厚みが4〜200μmであり、前記プラスティックフィルム基材に設けられた導電層の厚みが500nm以下である。
本発明においては、本発明のめっき装置を用いて、プラスティックフィルム基材に電解めっきを施し、めっき法2層回路基材等の金属層付きプラスティックフィルム基材を製造することができ、そして、得られた金属層付きプラスティックフィルム基材を用いてフレキシブルプリント配線用基板を製造することができる。
本発明において、プラスティックフィルム基材は長尺のプラスティックフィルム基材に好適に用いられる。長尺とは、通常、長さが10m以上であるようなプラスティックフィルム基材について用いられる。
本発明のめっき装置を用いることにより、350mmを超えるような幅を持つ長尺プラスティックフィルム基材を安定に搬送しながら、めっき表面の突起や凹みのような欠点の少ない金属層付きプラスティックフィルム基材を得ることができる。このようにして得られる金属層付きプラスティックフィルム基材は、めっき表面の突起や凹みのような欠点が少ないから、これを用いて微細で均質な回路基板材料を得ることができる。
本発明のめっき装置は、めっき槽と搬送手段と給電用電極である給電手段とを有するものである。次に、本発明のめっき装置の好ましい実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明のめっき装置のめっき槽および給電ユニットの構造の一例を説明するための斜視断面図である。図1において、給電ユニット7内のめっき槽6は、めっき液を収容する部位である。めっき槽6の対向する一対の側壁には、後述するプラスティックフィルム基材1が出入りできるスリットが設けられている。めっき槽6には、通常、めっき液に浸漬される電極としてのアノード2が設けらている。アノード2はプラスティックフィルム基材1のめっきを施す面に応じて片側または両側に設置することができる。図1においては、プラスティックフィルム基材1の両面に金属層を形成できるように、アノード2がプラスティックフィルム基材1の両側に配置されている。
図1のめっき装置では、搬送手段として用いられる駆動ロール3と給電手段として用いられる給電ロール4が双方ともめっき槽外に設けられている。この搬送手段は、図1のようにめっきが施されるべきプラスティックフィルム基材1の幅方向を上下に向けて長手方向に搬送しながら、プラスティックフィルム基材1をめっき槽6のめっき液に浸漬する手段である。図1に記載のめっき装置では、駆動ロール3が搬送手段に相当し、駆動力をもって自転することにより、プラスティックフィルム基材1およびめっきされた金属層付きプラスティックフィルム基材を対向する給電ロール4との間で挟持して矢印MDで示す方向に搬送する。また、必要に応じ駆動力および給電機能を持たないロールを補助ロール5として、駆動ロール3または給電ロール4の近傍に設置することによって、駆動ロール3または給電ロール4とプラスティックフィルム基材1との間に適度な抱き角を持たせ、搬送および給電を安定化させることができる。
駆動ロール3および給電ロール4のプラスティックフィルム基材1および金属層付きプラスティックフィルム基材との抱き角は、いずれも20度から135度の範囲であることが好ましく、より好ましくは25度から120度の範囲である。抱き角が20度より大きく135度より小さくなるようにロールを配置することにより、特に厚みの薄いプラスティックフィルムを搬送する際に、ロールとプラスティックフィルムの間のグリップ力を適度に保つことができるため、安定にフィルムを搬送することができる。その結果、めっき後の銅の表面品位も向上させることが可能になる。
図2は、駆動ロール(および給電ロール)の抱き角の定義を示すための概略側面図である。抱き角は、図2のように、プラスティックフィルム基材1(または金属層付きプラスティックフィルム基材)が駆動ロール(または給電ロール)面に接している部分の角度θをもって示され定義される。
給電ロール4、駆動ロール3および補助ロール5の配置は、上記抱き角を得ることができれば特に限定はされないが、プラスティックフィルム基材1の片面にめっきを施す場合は図3に示したロール配置を好ましく採用することができ、また、プラスティックフィルム基材1の両面にめっきを施す場合は図4に示したロール配置を好ましく採用することができる。
図3 4(a)から4(l)は本発明のめっき装置の給電ユニットの構造の一例を示す
概略平面図である。4(a)から4(l)に図示した配置で給電ロール、駆動ロール、必要に応じて補助ロールを設けた給電ユニットを作成、めっき槽前後に配置することにより、本発明のめっき装置を作成することができる。(駆動ロールを含むユニットはめっき槽前後、またはどちらかに配置すれば良い。)
また、図4 5(a)から5(i)は、本発明のめっき装置の他の給電ユニットの構造の一例を示す概略平面図である。5(a)から5(i)に図示した配置で給電ロール、駆動ロール、必要に応じて補助ロールを設けた給電ユニットを作成、めっき槽前後に配置することにより、本発明のめっき装置を作成することができる。プラスティックフィルムの両面に給電ロールを配置することにより、プラスティックフィルムの両面にめっきを施すことができる。
概略平面図である。4(a)から4(l)に図示した配置で給電ロール、駆動ロール、必要に応じて補助ロールを設けた給電ユニットを作成、めっき槽前後に配置することにより、本発明のめっき装置を作成することができる。(駆動ロールを含むユニットはめっき槽前後、またはどちらかに配置すれば良い。)
また、図4 5(a)から5(i)は、本発明のめっき装置の他の給電ユニットの構造の一例を示す概略平面図である。5(a)から5(i)に図示した配置で給電ロール、駆動ロール、必要に応じて補助ロールを設けた給電ユニットを作成、めっき槽前後に配置することにより、本発明のめっき装置を作成することができる。プラスティックフィルムの両面に給電ロールを配置することにより、プラスティックフィルムの両面にめっきを施すことができる。
また、本発明のめっき装置では、給電ロール4は実質的に駆動力を持たず、搬送されるプラスティックフィルム基材1に追随して回転する構造であることが好ましい。給電ロール4が駆動すると、プラスティックフィルム基材1と給電ロール4との間に僅かでも周速差が生じると銅表面を傷つけることになり、金属層付きプラスティックフィルム基材の表面品位を低下させることがあるからである。
搬送手段である駆動ロール3は、めっき液の接触によってロール材料が劣化することを防止するという理由から、めっき液に対する耐腐食性を有する材料であることが重要である。本発明でいう「耐腐食性を有する」とは、次のようなめっき液による浸漬テストにおいて、6ヶ月間重量変化および変色のないことである。
すなわち、ロール材質を選択するため、厚さ1mm、大きさ80mm×80mmの金属テストピースを用いて、表1の硫酸銅めっき液による浸漬テストを行った。
表2に示した材質のテストピースを25℃の温度で最長6ヶ月間浸漬し、その間の重量変化と変色を評価した。結果は、SUS系材質やタングステン系の溶射処理を行ったものが、6ヶ月間重量変化および変色がなく、めっき液に対する耐腐食性を有する材質であることが解った。
めっき液により駆動ロール3が劣化すると、ロール表面の粗さやロール径が変化し、プラスティックフィルム基材1を安定に搬送できなくなる。したがって、駆動ロール3はめっき槽6の外部に配置し、めっき液との接触を避けることが特に好ましい。
また、駆動ロール3の少なくともプラスティックフィルム基材1に接触する部分は、ビッカース硬度で(HV)100以上の材料であることが好ましい。ビッカース硬度(JIS Z2244に準拠した方法にて測定)が100(HV)未満になるとプラスティックフィルム基材1との接触によりロール表面にキズがついたり、摩耗により表面粗度や径に変化が生じ、安定した搬送ができなくなる。さらに好ましくはビッカース硬度が200(HV)以上の材料を用いると良い。例えば、SUS316(ビッカース硬度300)、タングステン系の溶射処理したSUSロール(ビッカース硬度1000以上)などが好適材料として挙げられる。
給電用電極は、プラスティックフィルム基材1に電気的に接触して、プラスティックフィルム基材1のめっきすべき部位が、上述のアノード2に対するカソードとなるように給電する電極である。図1に示しためっき装置では、給電ロール4が給電用電極に相当する。
本発明において、給電ロール4は、固有電気抵抗(JIS K7194に準拠した方法にて測定)が30×10−6Ω/cm以下の材料のものからなることが好ましい。固有電気抵抗が30×10−6Ω/cmを超える材料を給電ロール4として用いると、通電した際の発熱が大きくなり連続加工上問題を生じることがある。
本発明で給電ロール4に好適に用いられる材料としては、金、銀、銅、クロムおよびチタン等の一般的な金属材料から選択され、またはそれらの合金であっても良い。さらに、めっき液が硫酸銅溶液である場合は、給電ロール4の材料は銅であることが好ましい。銅以外の材料を用いた場合は給電ロール4表面が銅めっきされ、給電ロール4にめっきされた銅がプラスティックフィルム基材1に転写し、めっき面に凹凸が生じることがある。したがって、給電ロール4も搬送ロール3と同様に、めっき槽6の外部に配置することが特に好ましい。
補助ロール5も、駆動ロール3と同様に、めっき液の接触によってロール材料が劣化することを防止するという理由から、めっき液に対する耐腐食性を有する材料からなるものであることが好ましい。
駆動ロール3、給電ロール4および補助ロール5は共にそれらの目的から、少なくともプラスティックフィルム基材1と接触する部分が上記のような材料でであれば良く、プラスティックフィルム基材1と接触しない部分の材料は特に指定されない。
また、めっき槽外部に配置した駆動ロール3、給電ロール4および補助ロール5を水などで洗い流すことができれば、めっき液の付着による劣化を防ぐことができる。
本発明のめっき装置は、目的とする導電層の厚みや搬送する速度に応じて、めっき槽6の数を増やすことができる。その際、図1のようにめっき槽6の両側に駆動ロール/給電ロール、さらには必要に応じて補助ロールを配置したユニット7を一単位として構成することにより、プラスティックフィルム基材1を安定して搬送することができる。駆動ロール3、給電ロール4および補助ロール5の各ロールの配置は、めっき槽6の前後、あるいは複数設けためっき槽6毎に異なっても良いし、全て同一でも構わない。
また、プラスティックフィルム基材1の巻き出し装置や巻き取り装置の近傍に、駆動装置を別途設けて、前記の駆動ロール3と併せてプラスティックフィルム基材1を搬送させても良い。
このようなめっき装置を用いて、めっき槽をめっき液で満たし、アノードと給電用電極との間に電流を流すことにより、プラスティックフィルム基材1に電解めっきを施し、金属層付きプラスティックフィルム基材とすることができる。
図5は、本発明で用いられるプラスティックフィルム基材を例示説明するための模式断面図である。図5において、プラスティックフィルム基材は、絶縁層であるプラスティックフィルム9と導電層8とから構成されている。プラスティックフィルム9は、ポリイミド樹脂やポリエステル樹脂などに代表される公知の樹脂材料を用いることができ、必要に応じて添加剤、滑剤および可塑剤などを添加してもよい。また、導電層8は、銅、金、銀、ニッケルおよびクロムなどの金属またはそれらの合金あるいは積層体でもよく、スパッタリング法、真空蒸着法および無電解めっき法などの方法によって、プラスティックフィルム9の上に形成される。
図6は、本発明で用いられるプラスティックフィルム基材を例示説明するための模式断面図である。最終的に金属層をプラスティックフィルム基材の両面に設けたい場合は、図6のように、導電層8をプラスティックフィルム9の両面に形成すれば良い。
本発明で用いられるプラスティックフィルム基材の厚みは、好ましくは4〜200μmであり、より好ましくは10〜150μmである。また、プラスティックフィルム基材に設けられた導電層8の厚みは、好ましくは500nm以下であり、より好ましくは50〜 300nmである。
プラスティックフィルム基材は、めっき槽導入前に、酸処理、脱脂処理および水洗処理などの前処理を行うことが望ましい。
図7は、本発明のめっき装置の構造を例示説明するための平面図である。図7において、巻出し装置15にセットされたプラスチックフィルム基材1が巻き出され、水洗、脱脂などの処理を前処理槽11において施された後、図1に例示された給電ユニット7を複数並べためっき装置においてめっきが施され、洗浄槽12、防錆処理槽13および乾燥室14をとおり、駆動ロール17を経て巻取り装置16に巻き取られる。図7では、めっき液層6内のアノード2と給電ロール4間には、整流器1a、1b〜8a、8bが配置されている。
本発明のめっき装置により、プラスチックフィルム基材に、めっき槽で目的とする厚みになるように通電量を調整しためっき処理を施した後、めっき液を除去するための水洗槽、防錆処理および乾燥などの後処理工程を必要に応じて行ない、目的とする金属層付きプラスティックフィルム基材を得ることができる。
以下、本発明のめっき装置を用いた金属層付きプラスティックフィルム基材(図8)および回路基板(図9)の製造方法を一例として説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
(1)プラスティックフィルム基材Aの作製
プラスティックフィルム基材として、“カプトン”(登録商標)EN(東レ・デュポン社製、厚さ38μm、幅520mm、長さ1500m)を用いた。プラスティックフィルム基材の片面に、プラズマ処理装置によりプラズマ処理層を形成した(アルゴンガス雰囲気、出力電圧2kV、高周波電源周波数110kHz、処理速度3.0m/min)後、DCマグネトロンスパッタリング装置により、厚さ30nmのニッケルクロム合金層(ニッケル:クロム=95:5)、次いで暑さ150nmの銅層を形成。導電層付きのプラスティックフィルム基材Aを作製した。
(2)めっき装置の作製
外径80mm、肉厚5mmのSUS316製(ビッカース硬度300、固有電気抵抗74×10−6Ω・cm)の円管を用いて、長さ600mmのロールを作製し、駆動ロール補助ロールとした。また、同じ寸法規格の銅管(ビッカース硬度46、固有電気抵抗1.7×10−6Ω・cm)を用いて、同様に給電ロールを作製した。これを用い、図3、4(a)および図3、4(b)のロール配置、および表3に記載の抱き角をもたせた給電ユニットを作製し、それぞれめっき槽の前後に配置した。これを8単位連続させ、前後に巻き出し、巻き取り装置、前処理、後処理槽などを設置した図7に示しためっき装置を作製した。
(実施例1)
(1)プラスティックフィルム基材Aの作製
プラスティックフィルム基材として、“カプトン”(登録商標)EN(東レ・デュポン社製、厚さ38μm、幅520mm、長さ1500m)を用いた。プラスティックフィルム基材の片面に、プラズマ処理装置によりプラズマ処理層を形成した(アルゴンガス雰囲気、出力電圧2kV、高周波電源周波数110kHz、処理速度3.0m/min)後、DCマグネトロンスパッタリング装置により、厚さ30nmのニッケルクロム合金層(ニッケル:クロム=95:5)、次いで暑さ150nmの銅層を形成。導電層付きのプラスティックフィルム基材Aを作製した。
(2)めっき装置の作製
外径80mm、肉厚5mmのSUS316製(ビッカース硬度300、固有電気抵抗74×10−6Ω・cm)の円管を用いて、長さ600mmのロールを作製し、駆動ロール補助ロールとした。また、同じ寸法規格の銅管(ビッカース硬度46、固有電気抵抗1.7×10−6Ω・cm)を用いて、同様に給電ロールを作製した。これを用い、図3、4(a)および図3、4(b)のロール配置、および表3に記載の抱き角をもたせた給電ユニットを作製し、それぞれめっき槽の前後に配置した。これを8単位連続させ、前後に巻き出し、巻き取り装置、前処理、後処理槽などを設置した図7に示しためっき装置を作製した。
(3)金属層付きプラスティックフィルム基材の作製
上記(2)のめっき装置に、アノードとして銅を用い、めっき液として硫酸銅めっき液を用い、上記(1)のプラスティックフィルム基材Aに電解めっきを行った。めっき厚み8μmとなるように、プラスティックフィルム基材の搬送速度と電解条件を調整し、金属層付きプラスティックフィルム基材(図8)を作製した。図8は、本発明のめっき装置を用いて作製した金属層付きプラスティックフィルムの一例を示す断面図であり、プラスティックフィルム9と導電層8からなるプラスティックフィルム基材上に金属層が設けられている。
(4)表面品位の評価
得られた金属層付きプラスティックフィルム基材のサンプル(50mm×500mm)の銅膜表面を実体顕微鏡で観察し、大きさが30μm以上の表面欠点個数をカウントした。さらにそれら欠点の高さと深さを、レーザ顕微鏡(キーエンス社製VK−8510)で測定し、突起あるいは凹みとして分類した。
上記(2)のめっき装置に、アノードとして銅を用い、めっき液として硫酸銅めっき液を用い、上記(1)のプラスティックフィルム基材Aに電解めっきを行った。めっき厚み8μmとなるように、プラスティックフィルム基材の搬送速度と電解条件を調整し、金属層付きプラスティックフィルム基材(図8)を作製した。図8は、本発明のめっき装置を用いて作製した金属層付きプラスティックフィルムの一例を示す断面図であり、プラスティックフィルム9と導電層8からなるプラスティックフィルム基材上に金属層が設けられている。
(4)表面品位の評価
得られた金属層付きプラスティックフィルム基材のサンプル(50mm×500mm)の銅膜表面を実体顕微鏡で観察し、大きさが30μm以上の表面欠点個数をカウントした。さらにそれら欠点の高さと深さを、レーザ顕微鏡(キーエンス社製VK−8510)で測定し、突起あるいは凹みとして分類した。
その結果、突起個数と凹み個数の合計は10個以下で良好な表面品位であった。さらに、連続生産3ヶ月後、6ヶ月後においても同様の良好な表面品位が維持された。結果を表4に示す。
(5)回路基板の作製と評価
さらに得られた金属層付きプラスティックフィルム基材を35mm幅にスリットした後、銅表面に感光性液体レジストをコーティング、導体幅20μm、導体間20μmの櫛形パターンマスク(図10)を用い、露光/現像、塩化第二鉄エッチング工程を経て、テスト用回路基板(図9)を形成した。テスト用回路基板は50ピース作製し、導体の欠けやショート不良の有無を実体顕微鏡で観察した結果、表5に示したとおり、50ピース全て合格、収率100%であった。
(5)回路基板の作製と評価
さらに得られた金属層付きプラスティックフィルム基材を35mm幅にスリットした後、銅表面に感光性液体レジストをコーティング、導体幅20μm、導体間20μmの櫛形パターンマスク(図10)を用い、露光/現像、塩化第二鉄エッチング工程を経て、テスト用回路基板(図9)を形成した。テスト用回路基板は50ピース作製し、導体の欠けやショート不良の有無を実体顕微鏡で観察した結果、表5に示したとおり、50ピース全て合格、収率100%であった。
(実施例2〜4)
表3に示したとおり、給電ユニット構造を変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属層付きプラスティックフィルムを作製した結果、表4に示した通り、優れた表面品位を、6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、テスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。結果を表5に示す。
表3に示したとおり、給電ユニット構造を変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属層付きプラスティックフィルムを作製した結果、表4に示した通り、優れた表面品位を、6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、テスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。結果を表5に示す。
(実施例5)
駆動ロールと補助ロールに表2に示したW、Cr系表面溶射処理ロール(ビッカース硬度1000、固有電気抵抗14×10−6Ω・cm)を用いた他は、実施例1と同様の方法で金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した結果、表4に示したとおり、優れた表面品位を6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、テスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。結果を表5に示す。
駆動ロールと補助ロールに表2に示したW、Cr系表面溶射処理ロール(ビッカース硬度1000、固有電気抵抗14×10−6Ω・cm)を用いた他は、実施例1と同様の方法で金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した結果、表4に示したとおり、優れた表面品位を6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、テスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。結果を表5に示す。
(実施例6)
プラスティックフィルムとして“ユーピレックスS”(登録商標)(宇部興産製、厚さ25μm、幅520mm、長さ1500m)を用い、そのプラスティックフィルム片面に実施例1と同様の手法にて、暑さ30nmのニッケルクロム合金層、次いで200nmの銅層を形成し、導電層付きのプラスティックフィルム基材Bを作製した。これに表3に示したロール材質とユニット構造のめっき装置を用いて、実施例1と同様の条件で電解めっきを施し、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表4に示したとおり、優れた表面品位を6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、表5に示したとおり、テスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。
プラスティックフィルムとして“ユーピレックスS”(登録商標)(宇部興産製、厚さ25μm、幅520mm、長さ1500m)を用い、そのプラスティックフィルム片面に実施例1と同様の手法にて、暑さ30nmのニッケルクロム合金層、次いで200nmの銅層を形成し、導電層付きのプラスティックフィルム基材Bを作製した。これに表3に示したロール材質とユニット構造のめっき装置を用いて、実施例1と同様の条件で電解めっきを施し、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表4に示したとおり、優れた表面品位を6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、表5に示したとおり、テスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。
(実施例7)
“カプトン”(登録商標)EN(東レ・デュポン社製、厚さ38μm、幅520mm、長さ1500m)の両面に、実施例1と同様の手法にて、厚さ30nmのニッケルクロム合金層、さらにその上に150nmの銅層を設けた、導電層付きの長尺プラスティックフィルム基材Cを作製した。これに表3に示したロール材質とユニット構造のめっき装置を用いて、基材Cの両面に電解めっきを施し、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表4に示したとおり、優れた表面品位を6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、表5に示した通りテスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。なお、表4と表5の評価結果は、両面のめっき面の評価の平均値を示した。
“カプトン”(登録商標)EN(東レ・デュポン社製、厚さ38μm、幅520mm、長さ1500m)の両面に、実施例1と同様の手法にて、厚さ30nmのニッケルクロム合金層、さらにその上に150nmの銅層を設けた、導電層付きの長尺プラスティックフィルム基材Cを作製した。これに表3に示したロール材質とユニット構造のめっき装置を用いて、基材Cの両面に電解めっきを施し、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表4に示したとおり、優れた表面品位を6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、表5に示した通りテスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。なお、表4と表5の評価結果は、両面のめっき面の評価の平均値を示した。
(実施例8)
ロール材質とユニット構造を、表3記載のとおり変更した他は、実施例8と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表4に示したとおり、優れた表面品位を6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、表5に示したとおりテスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。
ロール材質とユニット構造を、表3記載のとおり変更した他は、実施例8と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表4に示したとおり、優れた表面品位を6ヶ月後の生産においても維持することができた。さらに、表5に示したとおりテスト用回路基板の作製においても高い収率を得ることができた。
(実施例9)
給電ユニット構造を表3のとおり変更した他は、実施例6と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、初期の表面品位は若干低下したが、6ヶ月後の表面品位は初期と同等レベルで維持することができた。
給電ユニット構造を表3のとおり変更した他は、実施例6と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、初期の表面品位は若干低下したが、6ヶ月後の表面品位は初期と同等レベルで維持することができた。
(比較例1)
給電ロール、駆動ロールおよび補助ロールとも全て銅製のロールを用い、実施例3と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、初期の品質は実施3と同じく表面品位は良好であったが、3ヶ月、6ヶ月後には表面品位は大きく低下し回路基板の収率もそれに伴って大きく低下した。
給電ロール、駆動ロールおよび補助ロールとも全て銅製のロールを用い、実施例3と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、初期の品質は実施3と同じく表面品位は良好であったが、3ヶ月、6ヶ月後には表面品位は大きく低下し回路基板の収率もそれに伴って大きく低下した。
(比較例2)
給電ロール、駆動ロールおよび補助ロールとも全てSUS316製のロールを用い、実施例1と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表面品位し回路基板の収率ともに著しく低下した。
給電ロール、駆動ロールおよび補助ロールとも全てSUS316製のロールを用い、実施例1と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表面品位し回路基板の収率ともに著しく低下した。
(比較例3)
給電ユニット構造を表3のとおり変更し、給電ロールを駆動させた他は、実施例7と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表面品位が低下し回路基板の収率もそれに伴って大きく低下した。
給電ユニット構造を表3のとおり変更し、給電ロールを駆動させた他は、実施例7と同様の方法で、金属層付きプラスティックフィルム基材を作製した。その結果、表面品位が低下し回路基板の収率もそれに伴って大きく低下した。
上記比較例1〜3について、結果等を表3〜5にまとめて示す。
本発明のめっき装置は、350mmを超えるような幅を持つ長尺プラスティックフィルム基材を安定に搬送しながら、めっき表面の突起や凹みのような欠点の少ない金属層付きプラスティックフィルム基材を得ることができ、得られた金属層付きプラスティックフィルム基材は、めっき表面の突起や凹みのような欠点が少ないから、これを用いて微細で均質な回路基板材料を得ることができる。
・ プラスティックフィルム基材
・ アノード
・ 駆動ロール
・ 給電ロール
・ 補助ロール
・ めっき槽
・ 給電ユニット
・ 導電層
・ プラスティックフィルム
10. 金属層
11. 前処理槽
12. 洗浄槽
13. 防錆処理槽
14. 乾燥室
15.巻出し装置
16.巻取り装置
17.駆動ロール
1a、1b、〜8a、8b.整流器
・ アノード
・ 駆動ロール
・ 給電ロール
・ 補助ロール
・ めっき槽
・ 給電ユニット
・ 導電層
・ プラスティックフィルム
10. 金属層
11. 前処理槽
12. 洗浄槽
13. 防錆処理槽
14. 乾燥室
15.巻出し装置
16.巻取り装置
17.駆動ロール
1a、1b、〜8a、8b.整流器
Claims (10)
- めっき液を収容するめっき槽と、導電層が設けられたプラスティックフィルム基材をその幅方向を上下に向けて長手方向に搬送しながら前記めっき槽内のめっき液に浸漬するための搬送手段と、前記プラスティックフィルム基材の導電面に電気的に接触する給電手段とを有する前記プラスティックフィルム基材に電解めっきを施すめっき装置において、前記搬送手段がめっき液に対する耐腐食性を有する材料を用いた駆動ロールであり、前記給電手段が固有電気抵抗30×10−6Ω・cm以下の材料を用いた給電ロールであることを特徴とするめっき装置。
- 搬送手段として用いられる駆動ロールおよび給電手段として用いられる給電ロールが双方ともめっき槽外に設けられ、前記給電ロールは実質的に駆動力を持たず、搬送されるプラスティックフィルム基材に追随することにより回転するように構成されてなることを特徴とする請求項1記載のめっき装置。
- 駆動ロールおよび給電ロールのプラスティックフィルム基材との抱き角が、いずれも20度から135度の範囲であることを特徴とする請求項1または2記載のめっき装置。
- めっき液が硫酸銅めっき液であり、給電ロールの少なくともプラスティックフィルム基材の導電面に接触する部分の材料が銅であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のめっき装置。
- 駆動ロールの少なくともプラスティックフィルム基材に接触する部分の材料のビッカース硬度が(Hv)100以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のめっき装置。
- プラスティックフィルム基材の幅が350mm以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のめっき装置。
- プラスティックフィルム基材の厚みが4〜200μmであり、前記プラスティックフィルム基材に設けられた導電層の厚みが500nm以下である請求項1〜6のいずれかに記載のめっき装置。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のめっき装置を用いてプラスティックフィルム基材に電解めっきを施す工程を有する金属層付きプラスティックフィルム基材の製造方法。
- 請求項8記載の製造方法で得られた金属層付きプラスティックフィルム基材を用いてなる回路基板材料。
- 請求項1〜7記載のいずれかに記載のめっき装置を用いて金属層付きプラスティックフィルム基材に電解めっきを施す工程を有する回路基板の製造方法。
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| JP2006254090A JP2008075113A (ja) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | めっき装置 |
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| JP2008075113A true JP2008075113A (ja) | 2008-04-03 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011017037A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | めっき基板の製造方法 |
| JP2021134377A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 住友金属鉱山株式会社 | 銅張積層板の製造方法 |
-
2006
- 2006-09-20 JP JP2006254090A patent/JP2008075113A/ja active Pending
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| JP7409150B2 (ja) | 2020-02-26 | 2024-01-09 | 住友金属鉱山株式会社 | 銅張積層板の製造方法 |
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