CN111441040A - 树脂膜的湿式处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够抑制镀敷催化剂从树脂膜表面脱落、镀敷液含的稳定剂的异常吸附，促进均匀的金属覆膜的形成的树脂膜的湿式处理装置。具备：处理槽，在内部存积处理液并使树脂膜在处理液中通过；一对运送部件，在处理槽的树脂膜的导入侧和排出侧，分别设置于比存积于处理槽内的处理液的液面高的位置；喷流单元，在一对运送部件之间配设于比该运送部件低的位置，在其周面设置使处理液从该周面喷出的多个孔，并利用来自该孔的喷流使树脂膜在处理液中沿着该周面非接触地进行方向转换；高位液罐，配设于比处理槽高的位置并经由处理液供给管向喷流单元供给处理液；处理液活化槽，设置于处理槽的树脂膜的导入侧；以及底部排液部，设置于处理槽的底部附近。

Description

树脂膜的湿式处理装置
技术领域
本发明涉及通过将带状的树脂膜浸渍于规定的处理液从而对树脂膜表面实施规定的处理的树脂膜的湿式处理装置，特别是涉及使用了非电解镀敷法的湿式处理装置。
背景技术
非电解镀敷法是通过使用金属离子与还原剂共存的处理液，利用在还原剂的氧化反应中游离的电子来还原金属离子，从而使金属覆膜在被处理体的表面上析出的方法。非电解镀敷法也能够在玻璃、塑料、陶瓷等那样的非导电性材料上成膜，另外，也能够应用于具有复杂的形状的被处理体，因此例如期望应用于较薄且能够弯折的挠性电路基板，特别是在膜上形成了金属覆膜的金属化类型的挠性覆铜层叠板。
本发明的发明者们提出在使用了一般的非电解镀敷法的处理装置中，即使对于非常薄而难以处理的12.5μm厚度的聚酰亚胺膜等带状的树脂膜，也能够形成良好的金属覆膜的树脂膜的湿式处理装置(参照专利文献1)。
专利文献1：国际公开公报WO2017/122229
图9是对作为现有技术的专利文献1所涉及的湿式处理装置100的概况进行说明的结构图。湿式处理装置100是一边运送聚酰亚胺膜等带状的树脂膜110一边在存积了镀敷液的处理槽101中进行镀敷处理的装置。湿式处理装置100采用通过处理槽101的设置于树脂膜110的导入侧的导入辊102和设置于排出侧的排出辊103连续地运送树脂膜110，并在处理槽101的内部，采取一次下降并再次上升的运送路径的所谓的上下运送方式。而且，在比这些导入辊102和排出辊103低的位置配设有使树脂膜110在镀敷液中沿着周面105非接触地进行方向转换的喷流单元104。
在喷流单元104的底侧的形成为圆筒形状的周面105形成有多个孔，上述孔使得从经由镀敷液供给管106连接的高位液罐107供给的镀敷液以规定的液压喷出。在处理槽101内连续地运送的树脂膜110通过从该孔喷出的镀敷液的压力，与喷流单元104非接触地被运送，因此不存在较薄的树脂膜损伤或者断裂的担忧。因此，根据专利文献1所涉及的湿式处理装置，能够提供与以往的批量方式的处理装置相比生产率较高、且实施了高质量的金属覆膜的树脂膜。
然而，在上述湿式处理装置中，在对使钯等镀敷催化剂吸附于表面的FPC(Flexible Printed Circuits：挠性印制电路)用途的树脂膜实施非电解镀镍处理时，若镀敷液对树脂膜的液体冲击较强，则特别是在TH(通孔)周围、树脂膜的边缘部分所涉及的定位孔等中，存在产生镀敷未析出、所谓的划痕的情况。作为划痕的产生因素，考虑有钯等镀敷催化剂从树脂膜表面的脱落、镀敷液所包含的稳定剂的异常吸附等。
在针对装饰用ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂等的一般的非电解镀敷处理中，使添加了镀敷催化剂后的树脂浸渍于镀敷液，静止30秒～1分钟后，在伴随着镀敷反应的氢气的产生变得激烈的阶段，例如若鉴于通过进行空气搅拌、摇晃，从而完成均匀的金属覆膜的形成，则即使在使用了专利文献1所涉及的湿式处理装置的非电解镀敷处理工序中，也优选设置使添加了镀敷催化剂后的树脂膜浸渍于镀敷液，并使其静止30秒～1分钟的工序，但由于该湿式处理装置通过基于卷对卷方式的连续处理来进行非电解镀敷处理，因此事实上难以设置30秒～1分钟的静止时间。
发明内容
本发明是鉴于这样的实际状况而完成的，本发明的课题在于提供一种树脂膜的湿式处理装置，在通过基于辊对辊方式的连续处理对带状的树脂膜进行非电解镀敷处理的湿式处理装置中，能够通过抑制镀敷催化剂从树脂膜表面的脱落、镀敷液所包含的稳定剂的异常吸附，从而促进均匀的金属覆膜的形成。
本发明的发明者们为了解决上述课题进行了专心研究，结果发现，从处理槽入口侧供给被活化的镀敷液，并且从设置于处理槽的底部附近的底部排液部对镀敷液进行排出，由此在树脂膜的运送(行进)方向上对镀敷液的流动进行整流，从而能够解决上述课题，最终完成本发明。
即，本发明是通过将使镀敷催化剂吸附于表面的带状的树脂膜浸渍于规定的处理液从而对上述树脂膜面实施覆膜处理的树脂膜的湿式处理装置，其特征在于，具备：处理槽，其在内部存积上述处理液并使上述树脂膜在上述处理液中通过；一对运送部件，它们在上述处理槽的上述树脂膜的导入侧和上述树脂膜的排出侧，被分别设置于比被存积于上述处理槽内的上述处理液的液面高的位置；喷流单元，其在一对上述运送部件之间配设于比该运送部件低的位置，在上述喷流单元的周面设置使上述处理液从该周面喷出的多个孔，并利用来自该孔的喷流使上述树脂膜在上述处理液中沿着该周面非接触地进行方向转换；高位液罐，其配设于比上述处理槽高的位置并经由处理液供给管向上述喷流单元供给上述处理液；处理液活化槽，其设置于上述处理槽的上述树脂膜的导入侧；以及底部排液部，其设置于上述处理槽的底部附近。
根据本发明，能够提供一种树脂膜的湿式处理装置，在通过基于卷对卷方式的连续处理对带状的树脂膜进行非电解镀敷处理的湿式处理装置中，能够通过抑制镀敷催化剂从树脂膜表面的脱落、镀敷液所包含的稳定剂的异常吸附，从而促进均匀的金属覆膜的形成。
附图说明
图1是对本实施方式所涉及的镀敷装置10的概况进行说明的结构图。
图2是图1中的2-2’线剖视图。
图3是图1中的3-3’线剖视图。
图4是对用于验证的模型镀敷装置的结构进行说明的图。
图5是表示使用了图4中说明的模型镀敷装置的验证结果的图。
图6是对本实施方式所涉及的第一变形例进行说明的图。
图7是对本实施方式所涉及的第二变形例进行说明的图。
图8是对本实施方式所涉及的第三变形例进行说明的图。
图9是对作为现有技术的专利文献1所涉及的湿式处理装置100的概况进行说明的结构图。
附图标记说明
10、60、61、62、63、70、80、90…镀敷装置；11、110…处理槽；13…导入辊；15…排出辊；17、170…喷流单元；19…周面；20…树脂膜；21…孔；23…镀敷液供给管；25、25’…容积空置部件；27…高位液罐；29、51…泵；31…流量计；33、37…阀；35…贮槽；39…排流阀；40、402…虚设板箱；41、410…虚设板；50、501…底部排液部；81…溢出槽；83…排流管；91…可变式壁板；131…辅助导入辊；151…辅助排出辊；251…狭缝；401…箱。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明并不限定于以下的描述，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行适当变更。另外，附图是示意性的，存在各尺寸等与现实的尺寸不同的情况。具体的尺寸应参考以下的说明来进行判断。另外，当然在附图相互间也包括彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。
在本实施方式中，例如将通过非电解镀敷法形成成为种子层的镍薄膜的装置作为一个例子进行说明，该装置被设置于制造在聚酰亚胺膜等树脂膜上形成有作为导电层的铜层的挠性覆铜层叠板的生产线上。
如图1所示，作为本实施方式所涉及的湿式处理装置的镀敷装置10是一边运送带状的聚酰亚胺膜等树脂膜20，一般使用作为处理液的镀敷液来进行镀敷处理的装置，采用以与运送方向垂直的方向为水平方向的方式连续地运送树脂膜20，并在处理槽11的内部采取如膜行进方向MD所示那样一次下降并再次上升的运送路径的所谓的上下运送方式。这样在镀敷液中通过时，不在水平方向而在上下方向振动，从而在镀敷液中产生并附着在树脂膜20的表面的气泡在镀敷液内从树脂膜20的表面脱离，在通过镀敷形成金属薄膜时，能够最小限度地抑制由气泡引起的负面影响，还能够减小制造生产线整体的占有面积。
镀敷装置10为了使镀敷液浸渍树脂膜20，具有在内部存积镀敷液并使树脂膜20在该镀敷液中通过的处理槽11，在该处理槽11的树脂膜20的导入侧和树脂膜20的排出侧具有分别设置于比存积于处理槽11内的镀敷液的液面高的位置的作为一对运送部件的导入辊13和排出辊15。在这些导入辊13与排出辊15之间，在比导入辊13和排出辊15低的位置配设有喷流单元17，该喷流单元17非接触地使树脂膜20在镀敷液中沿着该周面19进行方向转换。
喷流单元17是底侧为圆筒形状，上侧为矩形形状的内部中空的部件，例如通过对PVC(聚氯乙烯)等树脂进行加工而形成。另外，喷流单元17设置为在树脂膜20的宽度方向上成为比树脂膜20的宽度更宽的尺寸。喷流单元17例如在宽度方向的端部固定于处理槽11，但也能够相对于处理槽11设为拆装式，也能够不是固定式而是能够在处理槽11内移动的构造，也可以是从处理槽11的上部悬挂并支承的机构。在喷流单元17的底侧的圆筒形状的周面19形成有使镀敷液从该周面19喷出的多个孔21，利用从该孔21喷出的镀敷液的压力，使被运送的树脂膜20与喷流单元17非接触地被运送。孔21是在喷流单元17的底侧的圆筒形状的周面19例如并排地排列并贯通周面19的构成板的贯通孔，既可以设置多个相同的直径的孔21，也能够使不同的直径的孔21混在一起。关于喷流单元17的结构，特别是周面19上的孔21的设置角度的具体例等在国际公开公报WO2017/122229中公开。
在喷流单元17连接有作为处理液供给管的镀敷液供给管23，经由该镀敷液供给管23供给的镀敷液在处理槽11内以规定的液压从喷流单元17喷出。此外，在镀敷液供给管23的周围，沿树脂膜20的宽度方向延伸地设置有容积空置部件25。容积空置部件25是用于尽可能地减少镀敷液量的部件，例如能够对PVC等树脂进行加工而形成。在镀敷液供给管23的下端连接有用于非接触地运送树脂膜20的喷流单元17，在镀敷液供给管23的上端，在比处理槽11高的位置配设有高位液罐27。高位液罐27是暂时存积通过泵29供给的镀敷液并将镀敷液向喷流单元17供给的槽，能够针对喷流单元17抑制因泵29的运转而产生的镀敷液的脉动。连接高位液罐27与喷流单元17的镀敷液供给管23设置有流量计31和阀33，通过操作阀33能够调整从高位液罐27向喷流单元17供给的镀敷液的流量，该流量由流量计31监视。由于来自高位液罐27的镀敷液的自重落下，镀敷液从喷流单元17向处理槽11内喷出。为了稳定地非接触地运送树脂膜20，设置于镀敷液供给管23的中途的阀33的控制也有效，来自喷流单元17的镀敷液的角度调整也有效。另外，既可以利用公知的方法控制形成于喷流单元17的周面19的孔21的尺寸，并且也可以是调整高位液罐27的高度的方法。
贮槽35的镀敷液经由阀37由泵29汲取上来，由泵29汲取上来的镀敷液向高位液罐27供给。在高位液罐27的底部设置有排流阀39，通过打开排流阀39，能够使高位液罐27的镀敷液返回到贮槽35。
处理槽11为了树脂膜20的运送而具有上侧开口的矩形形状的构造，在树脂膜20的导入侧设置有作为处理液活化槽的虚设板箱40。这里，使用图2对本实施方式所涉及的虚设板箱40的结构进行说明。图2是图1中的2-2’线剖视图，是从图1中Y轴方向所示的处理槽11上侧方向观察的图。如图2所示，虚设板箱40以能够收容多个虚设板41的方式形成为上侧开口的矩形形状。在图2中，示出了以隔着处理槽11的方式设置有收容四个虚设板41的两个虚设板箱40的例子。此外，图2所示的箭头表示镀敷液的流动。虚设板41承担促进镀敷液的活化、例如镀敷反应初始阶段中的原子态氢的产生，并将非电解镀敷反应中的镀液负荷维持在优选的范围(1～2dm2/L)的作用，但是其材质、形状、尺寸、数量(个数)等能够根据镀敷反应所使用的镀敷液的组成、镀敷液量、镀敷液流速、处理槽11容积、镀敷反应温度等适当地变更。例如，能够使用使柔韧性、耐热性、抗化学药品性出色的聚酰亚胺树脂膜面表面改性后的部件作为虚设板41。具体而言，利用碱性湿式改性法使聚酰亚胺树脂膜表面形成聚酰胺酸改性层。接下来，利用钯系催化剂，使其表面吸附钯离子，之后进行还原处理，使吸附钯离子还原金属化而形成亲水性的表面改性层。这样，能够将担载了钯的聚酰亚胺树脂膜裁断成规定的尺寸，例如，将固定于PVC制的框夹具的部件用作虚设板41。此外，在本发明中，镀液负荷是指每1L镀敷液的镀敷面积(dm2)。
再次回到图1，在处理槽11的底部附近的两处设置有将镀敷液以规定的液压向处理槽11外部排液的底部排液部50。处理槽11内的镀敷液的大部分形成图1中箭头所示的镀敷液流F，但是一部分镀敷液因从高位液罐27供给的镀敷液的液压而被排出到处理槽11外部。被排出的镀敷液由泵51汲取上来由此被回收，再度向虚设板箱40供给或者向系统外排出。
图3是图1中的3-3’线剖视图，是从由图1中箭头X轴方向所示的处理槽11侧面侧观察的图。如图3所示，镀敷液的一部分经由底部排液部50向处理槽11外部排出。另一方面，从喷流单元17喷出的镀敷液与树脂膜20碰撞后，形成由图中虚线箭头所示的喷流镀敷液流UF，但是其一部分在喷流单元17与树脂膜20之间或者在喷流单元17与容积空置部件25之间流动，并作为镀敷液排出流EF向处理槽11外部排出。这样，通过在处理槽11的底部附近设置底部排液部50，从而能够将从虚设板箱40供给的镀敷液的镀敷液流F设为与树脂膜20的行进方向MD相同方向，能够实现镀敷析出性的提高。
图4和图5是对在镀敷反应初始阶段使镀敷液的镀敷液流F在树脂膜20的行进方向MD方向上整流的情况的效果进行说明的图。图4是对用于验证的模型镀敷装置的结构进行说明的图，图5是表示其验证结果的图。在图4和图5所示的验证中，使用吸附了作为镀敷催化剂的钯的聚酰亚胺膜作为树脂膜20，并在非电解镀镍处理中使用了将次磷酸作为还原剂的方法。
图4所示的情况(1)是具有无虚设板的箱401，并使镀敷液从处理槽110向箱401溢出的形式的镀敷装置60的例子。向喷流单元170供给由泵P从箱401汲取上来的镀敷液。情况(2)是具有无虚设板的箱401，并使镀敷液从设置于处理槽110底部的底部排液部501排出的形式的镀敷装置61的例子。向喷流单元170供给由泵P从底部排液部501汲取上来的镀敷液。情况(3)是具有收容了虚设板410的虚设板箱402，并使镀敷液从设置于处理槽110底部的底部排液部501排出的形式的镀敷装置62的例子。向喷流单元170供给由泵P从底部排液部501汲取上来的镀敷液。情况(4)是具有收容了虚设板410的虚设板箱402，并使镀敷液从处理槽110向虚设板箱402溢出的形式的镀敷装置63的例子。向喷流单元170供给由泵P从虚设板箱402汲取上来的镀敷液。对于情况(1)所涉及的镀敷装置60和情况(4)所涉及的镀敷装置63而言，镀敷液流F是从处理槽110的下方朝向上方的方向，这是与镀敷反应初始阶段中的树脂膜20的行进方向MD正对的方向。另一方面，对于情况(2)所涉及的镀敷装置61和情况(3)所涉及的镀敷装置62而言，镀敷液流F是从处理槽110的上方朝向下方的方向，这是与镀敷反应初始阶段中的树脂膜20的行进方向MD相同的方向。
此外，来自高位液罐的镀敷液的供给在任何情况下都以5L/min的流速进行，镀敷液向系统外的排出也以5L/min的流速进行。另外，喷流单元170中的镀敷液的喷出速度以13L/min进行。此外，情况(2)所涉及的镀敷装置61和情况(3)所涉及的镀敷装置62中的底部排液部501处的排液速度为18L/min。
图5的上方表示镀敷处理后的树脂膜20的外观图，图5的下方表示树脂膜20的TH(通孔)的局部放大图。此外，在局部放大图中，在孔部分的下方示出的数值表示在TH周围产生的镀镍未析出部分的从TH到未析出部分的距离。验证的结果如上方外观图所示，在情况(3)和情况(4)所涉及的设置了虚设板箱402的镀敷装置中进行了处理的树脂膜20中，在树脂膜外观上没有观察到明显的镀镍未析出部分。这被认为是因为与无虚设板(0.89dm2/L)相比，镀液负荷提高到1.58dm2/L。而且，证实了：若将情况(3)与情况(4)进行比较(下方局部放大图)，在TH周围产生的镀镍未析出部分的从TH到未析出部分的距离是情况(3)更短，镍未析出部分较少，因此以成为与树脂膜20的行进方向MD相同方向的方式整流被活化的镀敷液的镀敷液流F，从而能够使镍的析出性提高。
图6是对本实施方式所涉及的第一变形例进行说明的图。镀敷装置70具备容积空置部件25’，在该容积空置部件25’形成有作为喷流引导部的狭缝251，狭缝251将从喷流单元17喷出的处理槽11上方的喷流镀敷液流UF向树脂膜20的排出侧引导。狭缝251在容积空置部件25’中沿树脂膜20的宽度方向延伸而形成。这样，在容积空置部件25’的大致中间位置形成有狭缝251，由此喷流镀敷液流UF随着趋向处理槽11上方而被引导至树脂膜20的排出侧，因此能够形成向与树脂膜20的行进方向MD相同方向的液流。
图7是对本实施方式所涉及的第二变形例进行说明的图。在镀敷装置80中，设置有收容从处理槽11上端侧的虚设板箱40溢出的镀敷液的溢出槽81。从溢出槽81的底部到贮槽35连接有排流管83。因此，即使随时或始终对处理槽11供给镀敷液，镀敷液也不会从处理槽11流出到装置外部，并且能够将镀敷液流F和喷流镀敷液流UF整流为向与树脂膜20的行进方向MD相同方向的流动。
图8是对本实施方式所涉及的第三变形例进行说明的图。镀敷装置90表示将本变形例应用于158mm宽度的树脂膜20用的镀敷装置(镀液负荷：2dm2/L，处理槽11宽度：140mm，喷流单元17宽度：100mm)的例子，镀敷装置90设置有可变式壁板91，以使得处理槽11内壁与喷流单元17之间的距离S成为可变。通过调整该可变式壁板91的配设位置，从而能够将处理槽11内壁与喷流单元17之间的距离S设定为20mm～70mm之间。在该情况下，通过变更树脂膜20的运送方向中的设置于导入辊13的下游侧的辅助导入辊131与设置于排出辊15的上游侧的辅助排出辊151之间的距离T，由此来调整喷流单元17与树脂膜20的距离(10mm～35mm)即可。使处理槽11内壁与喷流单元17之间的距离S变窄这样的间隔狭窄化与镀敷液的流速上升相比，对镀液负荷上升的影响更大，由此能够提高镍析出性，这一点已由本发明的发明者们验证。根据第三变形例所涉及的镀敷装置90，能够获得与本实施方式所涉及的镀敷装置10、第一变形例所涉及的镀敷装置70以及第二变形例所涉及的镀敷装置80相同的效果，并且能够进一步实现镀敷液的镀液负荷提高。
此外，能够适用于本发明的湿式非电解镀镍处理在两表面形成10～300nm左右的导电性的镍种子层即可，作为Ni的合金，除了上述的Ni-P以外，还能够列举Ni-B、Ni-Cu等合金。
如以上那样，根据本发明，能够提供一种树脂膜的湿式处理装置，在通过基于卷对卷方式的连续处理对带状的树脂膜进行非电解镀敷处理的湿式处理装置中，能够通过抑制镀敷催化剂从树脂膜表面的脱落、镀敷液所包含的稳定剂的异常吸附，从而促进均匀的金属覆膜的形成。

Claims (9)

1.一种树脂膜的湿式处理装置，该湿式处理装置通过将在表面吸附有镀敷催化剂的带状的树脂膜浸渍于规定的处理液中从而对所述树脂膜表面实施覆膜处理的树脂膜，其特征在于，
所述树脂膜的湿式处理装置具备：
处理槽，在内部存积所述处理液并使所述树脂膜在所述处理液中通过；
一对运送部件，在所述处理槽的所述树脂膜的导入侧和所述树脂膜的排出侧，被分别设置于比被存积于所述处理槽内的所述处理液的液面高的位置；
喷流单元，在一对所述运送部件之间配设于比该运送部件低的位置，在所述喷流单元的周面设置使所述处理液从该周面喷出的多个孔，并利用来自该孔的喷流使所述树脂膜在所述处理液中沿着该周面非接触地进行方向转换；
高位液罐，配设于比所述处理槽高的位置并经由处理液供给管向所述喷流单元供给所述处理液；
处理液活化槽，设置于所述处理槽的所述树脂膜的导入侧；以及
底部排液部，设置于所述处理槽的底部附近。
2.根据权利要求1所述的树脂膜的湿式处理装置，其特征在于，
所述处理液活化槽具备虚设板。
3.根据权利要求1或2所述的树脂膜的湿式处理装置，其特征在于，
利用从所述高位液罐供给的处理液的液压来进行所述处理液从所述底部排液部的排出。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的树脂膜的湿式处理装置，其特征在于，
在所述处理液供给管的周围沿所述树脂膜的宽度方向延伸地设置容积空置部件。
5.根据权利要求4所述的树脂膜的湿式处理装置，其特征在于，
在所述容积空置部件设置有喷流引导部，该喷流引导部将从所述喷流单元喷出的所述处理槽上方的喷流向所述树脂膜的排出侧引导。
6.根据权利要求5所述的树脂膜的湿式处理装置，其特征在于，
所述喷流引导部是形成于所述容积空置部件的狭缝。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的树脂膜的湿式处理装置，其特征在于，
在所述处理槽的所述树脂膜的排出侧外部具备供所述处理液溢出的溢出槽。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的树脂膜的湿式处理装置，其特征在于，
将可变式壁板部件沿所述树脂膜的宽度方向上设置于所述处理槽内，所述可变式壁板部件使其与所述喷流单元的距离可变。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的树脂膜的湿式处理装置，其特征在于，
所述处理液是非电解金属镀敷液，由该非电解金属镀敷液形成的金属膜作为用于接下来的湿式金属膜形成的种子层来发挥功能。
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