CN112930421A - 带金属膜的树脂膜的制造装置和制造方法 - Google Patents

带金属膜的树脂膜的制造装置和制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在金属种子层上通过湿镀法形成的金属膜不易产生针孔的带金属膜的树脂膜的制造装置和制造方法。本发明的带金属膜的树脂膜的制造装置的特征在于，具备：长条树脂膜放卷辊(600)，卷绕有使用真空成膜法成膜有金属种子层的长条树脂膜(601)，该长条树脂膜(601)的层间夹入有长条衬纸(603)；长条衬纸收卷辊(602)，从由所述放卷辊(600)放卷的长条树脂膜分离长条衬纸并将该长条衬纸收卷；湿镀槽(642)～(645)，将分离了长条衬纸的长条树脂膜搬入所述湿镀槽并在该长条树脂膜的金属种子层上形成金属膜；以及长条树脂膜收卷辊(641)，将形成有金属膜的长条树脂膜收卷，对分离了长条衬纸的长条树脂膜的金属种子层表面进行洗涤的大气压等离子体洗涤装置设置在上述放卷辊(600)与湿镀槽之间。

Description

带金属膜的树脂膜的制造装置和制造方法
技术领域
本发明涉及一种在通过溅射等真空成膜法而成膜有金属种子层的长条树脂膜的上述金属种子层上，通过湿镀法形成金属膜而获得的带金属膜的树脂膜的制造装置和制造方法，尤其涉及一种通过湿镀法在金属种子层上形成的金属膜不易产生针孔(pinhole)等缺陷的带金属膜的树脂膜的制造装置和制造方法的改良。
背景技术
在液晶面板、笔记本电脑、数码相机、便携式电话等中，使用多种柔性布线基板。在该柔性布线基板的材料中，使用在耐热性树脂膜的单面或两面形成有金属膜的带金属膜的树脂膜，通过对该带金属膜的树脂膜应用光刻或蚀刻等薄膜加工技术，能够获得具有规定的布线图案的柔性布线基板。由于近年来柔性布线基板的布线图案越来越微细化、高密度化，因此，在带金属膜的树脂膜的金属膜中没有针孔等缺陷就变得更为重要。
作为这种带金属膜的树脂膜的制造方法，目前已知通过粘合剂将金属箔贴附于耐热性树脂膜来制造的方法(称作三层基板的制造方法)、在将耐热性树脂溶液涂布于金属箔后使其干燥来制造的方法(称作流延法)、通过真空成膜法在耐热性树脂膜上将金属膜成膜的方法、或者通过真空成膜法在耐热性树脂膜上将金属种子层成膜并且通过湿镀法在该金属种子层上形成金属膜来制造的方法(称作金属化法)等。另外，金属化法中的真空成膜法，有真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、离子束溅射法等。
作为上述金属化法，在专利文献1中公开了将铬溅射到聚酰亚胺绝缘层上之后，溅射铜以在聚酰亚胺绝缘层上形成导体层的方法。另外，在专利文献2中公开了将通过以铜镍合金为靶的溅射而形成的第一金属薄膜、以及通过以铜为靶的溅射而形成的第二金属薄膜按此顺序在聚酰亚胺膜上层叠而获得的柔性电路基板用材料。需要说明的是，在聚酰亚胺膜这样的耐热性树脂膜(基板)上进行真空成膜的情况下，通常使用溅射镀膜机(Sputtering Web Coater)。
近年来，作为高密度布线基板，通过金属化法制造带双面金属膜的树脂膜。具体说明，在具有耐热性的长条树脂膜的两面，使用溅射等真空成膜法将金属种子层成膜，并通过湿镀法在该金属种子层上形成金属膜来制造带双面金属膜的树脂膜。需要说明的是，由于使用溅射镀膜机等真空成膜装置来将金属种子层成膜，使用湿镀装置来形成金属膜，因此，基于金属化法的上述带双面金属膜的树脂膜经过制造装置不同的两个阶段的工序来制造。即，对于通过真空成膜装置而成膜有金属种子层的长条树脂膜，暂时在真空成膜装置内卷绕成辊状后，从真空成膜装置搬出并搬入到湿镀装置的湿镀槽内，在长条树脂膜的金属种子层上形成金属膜。
此外，真空成膜装置内刚成膜后的金属种子层，由于其表面未被氧化且活性也高，因此，在将成膜有金属种子层的长条树脂膜在真空成膜装置内、在不存在空气的状态下卷绕成辊状的情况下，会引起金属种子层之间贴附的粘连现象，在从辊将长条树脂膜放卷时，金属种子层的某一面会局部剥下。需要说明的是，在单面成膜有金属种子层的长条树脂膜中，在真空成膜装置内、在不存在空气的状态下将长条树脂膜强力卷绕成辊状的情况下，刚成膜后的金属种子层与长条树脂膜的背面侧可能接触并部分贴附。
因此，为了回避该现象，在将成膜有金属种子层的长条树脂膜卷绕成辊状时，通常采用在长条树脂膜的层间夹入有由树脂膜等构成的长条衬纸(long insertion sheet)的同时进行收卷的方法。
但是，对于在成膜有金属种子层的长条树脂膜的层间夹入有长条衬纸的同时收卷的方法而言，由于长条衬纸与刚成膜后的金属种子层表面接触，因此在真空中强力地将长条树脂膜收卷的情况下，长条衬纸的成分(例如，树脂膜成分或树脂膜中包含的溶剂成分等)会局部转移到金属种子层的表面。
另外，在将金属种子层表面局部转移有长条衬纸的成分的长条树脂膜从辊放卷并进行湿镀的情况下，如图5所示，存在转移到金属种子层101表面上的上述成分100导致金属膜产生针孔等缺陷的问题。针对该问题，研究出在将金属种子层101表面局部转移有上述成分100的长条树脂膜从辊放卷后，在搬入湿镀槽内之前，使用稀硫酸溶液等对金属种子层101表面进行酸洗涤的方法。但是，使用稀硫酸溶液等难以完全除去转移到上述金属种子层101表面的长条衬纸的成分100，从而难以完全消除针孔等的产生。
需要说明的是，在上述长条树脂膜从辊放卷时，夹在长条树脂膜的层间的长条衬纸(树脂膜衬纸)从长条树脂膜分离，收卷到长条衬纸用收卷辊以回收。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平2-98994号公报；
专利文献2：日本特开平6-97616号公报。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其课题是提供一种带金属膜的树脂膜的制造装置和制造方法，其中，在将通过真空成膜法在单面或两面成膜了金属种子层的长条树脂膜搬入湿镀装置的湿镀槽内，并在金属种子层上形成金属膜的带金属膜的树脂膜的制造装置和制造方法中，在长条树脂膜即将被搬入湿镀槽内之前，对金属种子层表面进行大气压等离子体洗涤，从而不易在金属膜中产生针孔等缺陷。
解决课题的技术方案
即，本发明的第一发明是一种带金属膜的树脂膜的制造装置，其特征在于，
具备：长条树脂膜放卷辊，卷绕有单面或两面成膜有金属种子层的长条树脂膜，该长条树脂膜的层间夹入有长条衬纸；
长条衬纸收卷辊，从由所述长条树脂膜放卷辊放卷的长条树脂膜分离上述长条衬纸并将该长条衬纸收卷；
湿镀槽，将上述分离了长条衬纸的长条树脂膜搬入所述湿镀槽并在该长条树脂膜的金属种子层上形成金属膜；以及
长条树脂膜收卷辊，将形成有上述金属膜的长条树脂膜收卷，
大气压等离子体洗涤装置对上述分离了长条衬纸的长条树脂膜的金属种子层表面进行洗涤，所述大气压等离子体洗涤装置设置在长条树脂膜放卷辊与湿镀槽之间，
第二发明是如第一发明所述的带金属膜的树脂膜的制造装置，其特征在于，
上述长条树脂膜的金属种子层和金属膜以Cu为主要成分，
第三发明是如第一发明所述的带金属膜的树脂膜的制造装置，其特征在于，
上述长条衬纸由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、芳香族聚酰胺(aramid)、聚酰亚胺、三乙酸酯(triacetate)中的单一物质构成、或者由将这些贴合而成的复合体构成，
另外，第四发明是如第一发明所述的带金属膜的树脂膜的制造装置，其特征在于，
上述大气压等离子体洗涤装置为远程操作型。
接着，本发明的第五发明是一种带金属膜的树脂膜的制造方法，其特征在于，
包括：从长条树脂膜放卷辊将长条树脂膜放卷的工序，所述长条树脂膜放卷辊卷绕有单面或两面成膜有金属种子层的所述长条树脂膜，该长条树脂膜的层间夹入有长条衬纸；
从由长条树脂膜放卷辊放卷的长条树脂膜分离上述长条衬纸并将该长条衬纸收卷到长条衬纸收卷辊的工序；
将上述分离了长条衬纸的长条树脂膜搬入湿镀槽并在该长条树脂膜的金属种子层上形成金属膜的工序；以及
将形成有上述金属膜的长条树脂膜收卷到长条树脂膜收卷辊的工序，
在将上述分离了长条衬纸的长条树脂膜搬入湿镀槽前，对长条树脂膜的金属种子层表面进行大气压等离子体洗涤，
第六发明是如第五发明所述的带金属膜的树脂膜的制造方法，其特征在于，
上述长条树脂膜的金属种子层和金属膜以Cu为主要成分，
第七发明是如第五发明所述的带金属膜的树脂膜的制造方法，其特征在于，
用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、三乙酸酯中的单一物质构成上述长条衬纸，或者用将这些贴合而成的复合体构成上述长条衬纸，
另外，第八发明是如第五发明所述的带金属膜的树脂膜的制造方法，其特征在于，
用远程操作型的装置构成对上述长条树脂膜的金属种子层表面进行大气压等离子体洗涤的装置。
发明的效果
根据本发明的带金属膜的树脂膜的制造装置，
由于对分离了长条衬纸的长条树脂膜的金属种子层表面进行洗涤的大气压等离子体洗涤装置，设置在长条树脂膜放卷辊与湿镀槽之间，因此，在长条树脂膜被搬入湿镀槽内之前，能从金属种子层表面除去长条衬纸的转移成分。因此，在通过湿镀法形成的金属膜中不易产生针孔等缺陷，能以高成品率制造高品质的带金属膜的树脂膜。
另外，根据本发明的带金属膜的树脂膜的制造方法，
由于在将分离了长条衬纸的长条树脂膜搬入湿镀槽前，对长条树脂膜的金属种子层表面进行大气压等离子体洗涤，并从金属种子层表面除去长条衬纸的转移成分，因此能以高成品率制造金属膜中没有针孔等的高品质的带金属膜的树脂膜。
附图说明
图1是在长条树脂膜的单面形成金属种子层的溅射镀膜机(真空成膜装置)的构成说明图。
图2是在长条树脂膜的两面形成金属种子层的溅射镀膜机(真空成膜装置)的构成说明图。
图3是在长条树脂膜放卷辊与湿镀槽间组装有大气压等离子体洗涤装置的本发明第一实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置的构成说明图。
图4是在长条树脂膜放卷辊与湿镀槽间组装有大气压等离子体洗涤装置的本发明第二实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置的构成说明图。
图5是表示转移到长条树脂膜的金属种子层表面的长条衬纸的成分的说明图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明实施方式的带金属膜的树脂膜的制造装置，并且具体说明将金属种子层成膜的溅射镀膜机(真空成膜装置)。
1.在单面将金属种子层成膜的溅射镀膜机(真空成膜装置)
首先，参照图1具体说明在单面将金属种子层成膜的溅射镀膜机(真空成膜装置)。
在图1中，由电机驱动的辊记作M(电机)、张力测定辊记作TP(张力传感器(tensionpick-up))、自由辊记作F(自由)。
该溅射镀膜机(真空成膜装置)由放卷室210、干燥室211、成膜室212和收卷室213构成。需要说明的是，在上述干燥室211与成膜室212之间，有时组装有进行等离子体照射或离子束照射来提高膜与金属膜的密合力的“表面处理室”。
在上述放卷室210中，配置有卷绕了未成膜或单面成膜有金属种子层的长条树脂膜214的放卷辊215，上述放卷室210配置为从放卷辊215放卷的长条树脂膜214经由自由辊216、张力测定辊217和自由辊218向干燥室211搬出。需要说明的是，配置为：膜的放卷张力使用张力测定辊217来测定，并由放卷辊215反馈控制。
在上述干燥室211中，配置有膜干燥用加热器224，上述干燥室211配置为：从放卷室210搬入的长条树脂膜214被干燥处理，并且经由驱动辊219、自由辊220、张力测定辊221、自由辊222和自由辊223向成膜室212搬出。需要说明的是，配置为：膜的干燥张力使用张力测定辊221来测定，并由上述驱动辊219反馈控制。
在上述成膜室212内，配置有溅射阴极239、240、241、242，上述成膜室212配置为：对于从干燥室211搬入的长条树脂膜214，在其单面将金属种子层成膜，并且经由驱动辊229、张力测定辊230、筒辊231、张力测定辊232和驱动辊233向收卷室213搬出。另外，配置为：筒辊231上游的膜张力使用张力测定辊230来测定，并由驱动辊229反馈控制，筒辊下游的膜张力使用张力测定辊232来测定，并由驱动辊233反馈控制。需要说明的是，图1中的符号238表示遮蔽板，配置为防止从溅射阴极的靶喷射出的溅射粒子偏离规定的行进路径并射向干燥室211、收卷室213等。
在上述收卷室213内，配置有收卷辊246和长条衬纸放卷辊248，上述收卷室213配置为：从成膜室212搬入的具有金属种子层的长条树脂膜214经由自由辊243、张力测定辊244和自由辊245收卷到收卷辊246，与此同时由长条衬纸放卷辊248放卷的长条衬纸249经由自由辊247夹入膜的层间。需要说明的是，配置为：膜的收卷张力使用张力测定辊244来测定，并由收卷辊246反馈控制。
然后，通过上述放卷室210、干燥室211和成膜室212而成膜有金属种子层的长条树脂膜214，在其层间夹入有长条衬纸249的同时收卷到收卷室213的收卷辊246。需要说明的是，在使用该溅射镀膜机(真空成膜装置)在长条树脂膜214的两面将金属种子层成膜的情况下，暂时取出收卷到上述收卷辊246的单面成膜有金属种子层的长条树脂膜214，再次安装到放卷辊215，使其通过放卷室210、干燥室211和成膜室212，而在单面预先成膜有金属种子层的长条树脂膜214的另一面将金属种子层成膜。在这种情况下，从上述放卷辊215开始的走纸路线是放卷室210中示出的虚线。
此外，在将另一面成膜有金属种子层的长条树脂膜214直接收卷到收卷辊246的情况下，分别在一面侧和另一面侧成膜的金属种子层在真空中强力接触，会发生相互贴附的粘连现象。为防止该粘连现象，可以与单面侧成膜有金属种子层的情况相同地，一边将从长条衬纸放卷辊248放卷的长条衬纸249夹入膜的层间一边将长条树脂膜214收卷到收卷室213的收卷辊246。需要说明的是，在图1中，仅记载了为了说明溅射镀膜机(真空成膜装置)的最低限度的辊，也存在未图示的辊。
另外，在构成放卷室210、干燥室211、成膜室212和收卷室213的各真空室中具备排气设备，尤其是，在成膜室212中，为了进行溅射成膜，减压至极限压力为10-4Pa左右，此后通过导入溅射气体而将压力调节至0.1～10Pa左右。溅射气体使用氩等公知的气体，根据目的进一步添加氧等气体。各真空室的形状或材质只要能够耐受如上的减压状态就没有特别的限定，能够使用各种各样的真空室。为使各真空室内减压并保持该状态，设有未图示的干泵、涡轮分子泵、低温线圈等各种各样的装置。
另外，在将金属种子层溅射成膜的情况下，如图1所示地，使用板状的靶，但在使用板状的靶的情况下，靶上会产生结瘤(异物的生长)。在这成为问题的情况下，优选使用不产生结瘤且靶的使用效率也高的圆筒形旋转靶。
另外，图1的溅射镀膜机(真空成膜装置)中虽然图示出磁控溅射阴极，但在使用CVD(化学蒸镀)、蒸镀处理等其他的真空成膜装置的情况下，组装其他的真空成膜机构来代替板状靶。
2.在两面将金属种子层成膜的溅射镀膜机(真空成膜装置)
接着，参照图2具体说明在两面将金属种子层成膜的溅射镀膜机(真空成膜装置)。
在图2中，由电机驱动的辊记作M(电机)、张力测定辊记作TP(张力传感器)、自由辊记作F(自由)。
该溅射镀膜机(真空成膜装置)，如图2所示地由放卷室110、干燥室111、成膜室112、搬送室400、成膜室312和收卷室113构成。需要说明的是，在上述干燥室111与成膜室112之间，有时组装有进行等离子体照射或离子束照射来提高膜与金属膜的密合力的“表面处理室”。
在上述放卷室110中，配置有卷绕了未成膜的长条树脂膜114的放卷辊115，上述放卷室110配置为从放卷辊115放卷的长条树脂膜114经由自由辊116、张力测定辊117和自由辊118向干燥室111搬出。需要说明的是，配置为：膜的放卷张力使用张力测定辊117来测定，并由放卷辊115反馈控制。
在上述干燥室111中，配置有膜干燥用加热器124，上述干燥室111配置为从放卷室110搬入的未成膜的长条树脂膜114被干燥处理并且经由驱动辊119、自由辊120、张力测定辊121、自由辊122和自由辊123向成膜室112搬出。需要说明的是，配置为：膜的干燥张力使用张力测定辊121来测定，并由上述驱动辊119反馈控制。
在上述成膜室112内，配置有溅射阴极139、140、141、142，上述成膜室112配置为：对于从干燥室111搬入的未成膜的长条树脂膜114，在其单面将金属种子层成膜，并且经由驱动辊129、张力测定辊130、筒辊131、张力测定辊132和驱动辊133向搬送室400搬出。另外，配置为：筒辊131上游的膜张力使用张力测定辊130来测定，并由驱动辊129反馈控制，筒辊下游的膜张力使用张力测定辊132来测定，并由驱动辊133反馈控制。需要说明的是，图2中的符号138表示遮蔽板。
另外，在上述搬送室400中，配置有自由辊401、402、403，上述搬送室400配置为：从成膜室112搬入的单面具有金属种子层的长条树脂膜114经由上述自由辊401、402、403向成膜室312搬出。需要说明的是，通过使长条树脂膜114经由上述搬送室400，从而可调节成长条树脂膜114的未成膜面侧在下一工序的成膜室312内暴露于溅射阴极侧以使另一面侧也成膜。
在上述成膜室312内，配置有溅射阴极339、340、341、342，上述成膜室312配置为：对于从搬送室400搬入的长条树脂膜114，在其另一面将金属种子层成膜，并且经由驱动辊333、张力测定辊332、筒辊331、张力测定辊330和驱动辊329向收卷室113搬出。另外，配置为：筒辊331上游的膜张力使用张力测定辊332来测定，并由驱动辊333反馈控制，筒辊下游的膜张力使用张力测定辊330来测定，并由驱动辊329反馈控制。需要说明的是，图2中的符号338表示遮蔽板。
在上述收卷室113内，配置有收卷辊146和长条衬纸放卷辊148，上述收卷室113配置为：从成膜室312搬入的两面具有金属种子层的长条树脂膜114经由自由辊143、张力测定辊144和自由辊145收卷到收卷辊146，与此同时，将从长条衬纸放卷辊148放卷的长条衬纸149经由自由辊147夹入膜的层间。需要说明的是，配置为：膜的收卷张力使用张力测定辊144来测定，并由收卷辊146反馈控制。
如此地，通过上述放卷室110、干燥室111、成膜室112、搬送室400和成膜室312而在两面成膜有金属种子层的长条树脂膜114，在其层间夹入有长条衬纸149的同时收卷到收卷室113的收卷辊146。
此外，在将两面成膜有金属种子层的长条树脂膜114直接收卷到收卷辊146的情况下，分别在一面侧和另一面侧成膜的金属种子层在真空中强力接触，会发生相互贴附的粘连现象。为防止该粘连现象，如上所述地，一边将从长条衬纸放卷辊148放卷的长条衬纸149夹入膜的层间一边将长条树脂膜114收卷到收卷辊146。需要说明的是，在图2中，仅记载了为了说明溅射镀膜机(真空成膜装置)的最低限度的辊，也存在未图示的辊。
另外，在构成放卷室110、干燥室111、成膜室112、搬送室400、成膜室312和收卷室113的各真空室中具备排气设备，尤其是在成膜室112、312中，为了进行溅射成膜，减压至极限压力为10-4Pa左右，此后通过导入溅射气体而将压力调节至0.1～10Pa左右。溅射气体使用氩等公知的气体，根据目的进一步添加氧等气体。各真空室的形状或材质只要能够耐受如上的减压状态就没有特别的限定，能够使用各种各样的真空室。为使各真空室内减压并保持该状态，设有未图示的干泵、涡轮分子泵、低温线圈等各种各样的装置。
另外，在将金属种子层溅射成膜的情况下，如图2所示地，使用板状的靶，但在使用板状的靶的情况下，靶上会产生结瘤(异物的生长)。在这成为问题的情况下，优选使用不产生结瘤且靶的使用效率也高的圆筒形旋转靶。
另外，图2的溅射镀膜机(真空成膜装置)中虽然图示出磁控溅射阴极，但在使用CVD(化学蒸镀)、蒸镀处理等其他的真空成膜装置的情况下，组装其他的真空成膜机构来代替板状靶。
3.将长条树脂膜在其层间夹入长条衬纸并卷绕时的问题
作为应用于带金属膜的树脂膜的长条树脂膜，可举出从聚酰亚胺系膜、聚酰胺系膜、聚酯系膜、聚四氟乙烯系膜、聚苯硫醚系膜、聚萘二甲酸乙二醇酯系膜及液晶聚合物系膜中选择的耐热性的树脂膜等。使用这些树脂膜获得的带金属膜的树脂膜在上述柔性布线基板所需的柔软性、实用上所需的强度、适合作为布线材料的电绝缘性方面优异。
另一方面，夹在单面或两面成膜有金属种子层的长条树脂膜的层间的长条衬纸，也使用从聚酰亚胺系膜、聚酰胺系膜、聚酯系膜、聚四氟乙烯系膜、聚苯硫醚系膜、聚萘二甲酸乙二醇酯系膜及液晶聚合物系膜中选择的树脂膜等，作为具体例子，可举出聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、三乙酸酯中的单一物质或将这些贴合而成的复合体。
此外，将两面成膜有金属种子层的长条树脂膜在溅射镀膜机等真空成膜装置内、在不存在空气的状态下卷绕成辊状的情况下，会引起金属种子层之间贴附的粘连现象，在从辊放卷长条树脂膜时，存在金属种子层的某一面会局部剥下的问题。为了回避该问题，使用上述长条衬纸，在长条树脂膜的层间夹入有长条衬纸的同时收卷的情况下，由于长条衬纸与刚成膜后的金属种子层表面接触，因此长条衬纸的成分(例如，上述的树脂膜成分或树脂膜中包含的溶剂成分等)会局部转移到金属种子层的表面。另外，在将金属种子层表面局部转移有长条衬纸的成分的长条树脂膜从辊放卷并进行湿镀的情况下，确认了转移到金属种子层表面的上述成分导致金属膜产生针孔等缺陷的新问题。
针对该问题，研究了在将金属种子层表面局部转移有上述成分的长条树脂膜从辊放卷后，在搬入湿镀槽内之前，使用稀硫酸溶液等对金属种子层表面进行酸洗涤的方法，但使用稀硫酸溶液等难以完全除去转移到上述金属种子层表面的长条衬纸的成分，从而难以完全消除针孔等的产生。
本实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置通过在将成膜有金属种子层的长条树脂膜搬入湿镀槽内之前，对金属种子层表面进行大气压等离子体洗涤，提供一种不存在针孔等的带金属膜的树脂膜。
4.第一实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置
第一实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置的特征在于，如图3所示地组装了配置为对在冷却辊上搬送的长条树脂膜照射大气压等离子体的“大气压等离子体洗涤装置”。
需要说明的是，与溅射镀膜机(真空成膜装置)相同地，仅图示出说明带金属膜的树脂膜制造装置的最低限度的辊，并且由电机驱动的辊记作M(电机)、张力测定辊记作TP(张力传感器)、自由辊记作F(自由)。
如图3所示，第一实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置由下述部分构成：长条树脂膜放卷辊500，卷绕有成膜有金属种子层的长条树脂膜501；“大气压等离子体洗涤装置”，对从长条树脂膜放卷辊500放卷的长条树脂膜501的金属种子层表面进行洗涤；“湿镀装置”，在从“大气压等离子体洗涤装置”搬出的长条树脂膜501的金属种子层上形成金属膜；以及长条树脂膜收卷辊541，将从“湿镀装置”搬出的长条树脂膜501收卷。
成膜有金属种子层的长条树脂膜501在其层间夹入有长条衬纸503的同时卷绕于上述长条树脂膜放卷辊500，在从长条树脂膜放卷辊500放卷长条树脂膜501时上述长条衬纸503分离，该长条衬纸503经由自由辊504回收到长条衬纸收卷辊502。需要说明的是，对于长条衬纸收卷张力，可以在中间配置张力测定辊并由长条衬纸收卷辊502的电机扭矩反馈控制，也可以由附于电机的扭矩计和编码器信号来求出。
从上述长条树脂膜放卷辊500放卷的长条树脂膜501，经由自由辊505、张力测定辊506、自由辊507搬入“大气压等离子体洗涤装置”的等离子体处理箱562内。
在上述“大气压等离子体洗涤装置”的等离子体处理箱562内，配置为从大气压等离子体头565、566对在水冷电机驱动辊(冷却辊)563、564上搬送的长条树脂膜501照射大气压等离子体。在大气压等离子体处理中，会根据使用的气体和条件而产生大量臭氧，因此需要排气。另外，在大气压等离子体处理中，长条树脂膜会根据使用的气体和条件而加热到高温，因此优选对在上述水冷电机驱动辊(冷却辊)563、564上搬送的长条树脂膜501照射。上述大气压等离子体头565、566与水冷电机驱动辊(冷却辊)563、564对置地配置，以能够对长条树脂膜501两面进行处理。
从上述“大气压等离子体洗涤装置”搬出的长条树脂膜501，搬入具有湿镀槽542、543、544、545的“湿镀装置”。
即，从“大气压等离子体洗涤装置”的等离子处理箱562搬出的长条树脂膜501，在经由自由辊508、分别对应于两面的供电辊509、510搬入湿镀槽542内，并且经由湿镀槽542内的自由辊513、514从湿镀槽542搬出后，通过供电辊515、516，经由自由辊517、分别对应于两面的供电辊518、519搬入湿镀槽543内。
接着，搬入上述湿镀槽543内的长条树脂膜501，经由湿镀槽543内的自由辊520、521从湿镀槽543搬出后，通过供电辊522、523，并且经由自由辊524、分别对应于两面的供电辊525、526搬入湿镀槽544内。
接着，搬入上述湿镀槽544内的长条树脂膜501，经由湿镀槽544内的自由辊527、528从湿镀槽544搬出后，通过供电辊529、530，并且经由自由辊531、分别对应于两面的供电辊532、533搬入湿镀槽545内。
然后，搬入上述湿镀槽545内的长条树脂膜501，经由湿镀槽545内的自由辊534、535从湿镀槽545搬出后，通过供电辊536、537从“湿镀装置”搬出。
需要说明的是，在第一实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置中，“湿镀装置”由四个槽即湿镀槽542、543、544、545构成，但不限于四个槽，也可以由四个槽以下或四个槽以上的湿镀槽构成。另外，图3省略了水洗槽、镀敷槽循环所需的泵类等图示。
另外，在构成“湿镀装置”的湿镀槽542、543、544、545内，分别配置有与搬入的长条树脂膜501的两面相对应的阳极546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561。另外，在湿镀槽542、543、544、545中使各面的长条树脂膜501成为阴极的供电辊和阳极成对地与镀敷电源(整流器)连接。需要说明的是，湿镀槽542、543、544、545使用硫酸铜镀敷槽。
然后，从“湿镀装置”搬出的长条树脂膜501，经由自由辊538、张力测定辊539和自由辊540收卷到长条树脂膜收卷辊541。需要说明的是，配置为：膜的收卷张力使用张力测定辊539来测定，并由长条树脂膜收卷辊541反馈控制。
根据第一实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置，
由于对分离了长条衬纸503的上述长条树脂膜501的金属种子层表面进行洗涤的“大气压等离子体洗涤装置”设置在长条树脂膜放卷辊500与“湿镀装置”之间，因此，在长条树脂膜501被搬入“湿镀装置”的湿镀槽542内之前，能从金属种子层表面除去长条衬纸503的转移成分。因此，使用“湿镀装置”形成的金属膜不易产生针孔等缺陷，能以高成品率制造高品质的带金属膜的树脂膜。
5.第二实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置
第二实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置的特征在于，如图4所示地组装了配置为对在浮动状态下搬送的长条树脂膜照射大气压等离子体的“大气压等离子体洗涤装置”。
需要说明的是，与溅射镀膜机(真空成膜装置)相同地，仅图示出说明带金属膜的树脂膜制造装置的最低限度的辊，并且由电机驱动的辊记作M(电机)、张力测定辊记作TP(张力传感器)、自由辊记作F(自由)。
如图4所示，第二实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置由下述部分构成：长条树脂膜放卷辊600，卷绕有成膜有金属种子层的长条树脂膜601；“大气压等离子体洗涤装置”，对从长条树脂膜放卷辊600放卷的长条树脂膜601的金属种子层表面进行洗涤；“湿镀装置”，在从“大气压等离子体洗涤装置”搬出的长条树脂膜601的金属种子层上形成金属膜；以及长条树脂膜收卷辊641，将从“湿镀装置”搬出的长条树脂膜601收卷。
成膜有金属种子层的长条树脂膜601在其层间夹入有长条衬纸603的同时卷绕于上述长条树脂膜放卷辊600，在从长条树脂膜放卷辊600放卷长条树脂膜601时上述长条衬纸603分离，该长条衬纸603经由自由辊604回收到长条衬纸收卷辊602。需要说明的是，对于长条衬纸收卷张力，可以在中间配置张力测定辊并由长条衬纸收卷辊602的电机扭矩反馈控制，也可以由附于电机的扭矩计和编码器信号来求出。
从上述长条树脂膜放卷辊600放卷的长条树脂膜601，经由自由辊605、张力测定辊606、自由辊607而搬入“大气压等离子体洗涤装置”的等离子体处理箱662内。
在上述“大气压等离子体洗涤装置”的等离子体处理箱662内，配置为从大气压等离子体头665、666对在浮动状态下搬送的长条树脂膜601照射大气压等离子体。在大气压等离子体处理中，根据使用的气体和条件会产生大量臭氧，因此需要排气。另外，在大气压等离子体处理中，根据使用的气体和条件，有时长条树脂膜会为高温，因此，在上述第一实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置中，对在上述水冷电机驱动辊(冷却辊)563、564上搬送的长条树脂膜照射大气压等离子体。但是，在大气压等离子体处理中，根据使用的气体和条件，长条树脂膜不一定会为高温，有时也不需要在水冷电机驱动辊(冷却辊)563、564上冷却。因此，上述大气压等离子体头665、666与在等离子体处理箱662内以浮动状态搬送的长条树脂膜601对置地配置，以能够对长条树脂膜501的两面进行处理。
从上述“大气压等离子体洗涤装置”搬出的长条树脂膜601，搬入具有湿镀槽642、643、644、645的“湿镀装置”。
即，从“大气压等离子体洗涤装置”的等离子体处理箱662搬出的长条树脂膜601，在经由自由辊608、分别对应于两面的供电辊609、610搬入湿镀槽642内，并且经由湿镀槽642内的自由辊613、614从湿镀槽642搬出后，通过供电辊615、616，经由自由辊617、分别对应于两面的供电辊618、619搬入湿镀槽643内。
接着，搬入上述湿镀槽643内的长条树脂膜601，经由湿镀槽643内的自由辊620、621从湿镀槽643搬出后，通过供电辊622、623，并且经由自由辊624、分别对应于两面的供电辊625、626搬入湿镀槽644内。
接着，搬入上述湿镀槽644内的长条树脂膜601，经由湿镀槽644内的自由辊627、628从湿镀槽644搬出后，通过供电辊629、630，并且经由自由辊631、分别对应于两面的供电辊632、633搬入湿镀槽645内。
然后，搬入上述湿镀槽645内的长条树脂膜601，经由湿镀槽645内的自由辊634、635从湿镀槽645搬出后，通过供电辊636、637从“湿镀装置”搬出。
需要说明的是，在第二实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置中，“湿镀装置”由四个槽即湿镀槽642、643、644、645构成，但不限于四个槽，也可以由四个槽以下或四个槽以上的湿镀槽构成。另外，图4省略了水洗槽、镀敷槽循环所需的泵类等图示。
另外，在构成“湿镀装置”的湿镀槽642、643、644、645内，分别配置有与搬入的长条树脂膜601的两面相对应的阳极646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、657、658、659、660、661。另外，在湿镀槽642、643、644、645中使各面的长条树脂膜601成为阴极的供电辊和阳极成对地与镀敷电源(整流器)连接。需要说明的是，湿镀槽642、643、644、645使用硫酸铜镀敷槽。
然后，配置为从“湿镀装置”搬出的长条树脂膜601经由自由辊638、张力测定辊639和自由辊640而收卷到长条树脂膜收卷辊641。需要说明的是，配置为：膜的收卷张力使用张力测定辊639来测定，并由长条树脂膜收卷辊641反馈控制。
在第二实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置中，
由于对分离了长条衬纸603的上述长条树脂膜601的金属种子层表面进行洗涤的“大气压等离子体洗涤装置”设置在长条树脂膜放卷辊600与“湿镀装置”之间，因此，在长条树脂膜601搬入“湿镀装置”的湿镀槽642内之前，能从金属种子层表面除去长条衬纸603的转移成分。因此，使用“湿镀装置”形成的金属膜不易产生针孔等缺陷，能以高成品率制造高品质的带金属膜的树脂膜。
6.大气压等离子体装置
大气压等离子体装置是不需要真空设备就能够对树脂膜照射等离子体的装置，用于进行树脂膜的表面改性、使表面粗糙等目的。与真空等离子体装置同样，电源的类型有中频(MHz)、高频(MHz)、微波(GHz)，频率越高，越能够期待表面的粗糙少且均匀的效果。等离子气体的基底采用氮、氩、空气等，根据目的而混合微量的添加气体。
本发明人发现：对于使用溅射镀膜机等真空成膜装置而成膜有金属种子层的长条树脂膜，在其层间夹入有防粘连用的长条衬纸的同时在真空中强力地收卷成辊状时，长条衬纸的成分会局部转移到金属种子层表面，并且确认该转移成分会导致通过湿镀法形成的金属膜产生针孔的问题，并发现该问题可以通过将上述大气压等离子体装置用作“大气压等离子体洗涤装置”来解决。
需要说明的是，考虑到通过湿镀法在上述金属种子层上连续形成金属膜的操作性，上述“大气压等离子体洗涤装置”优选由远程操作型的大气压等离子体装置构成。另外，对于在长条树脂膜的单面或两面成膜的金属种子层，考虑到对金属种子层表面进行大气压等离子体洗涤，其膜厚优选设定在50nm～500nm的范围。
实施例
以下，具体说明本发明的实施例。
需要说明的是，对于实施例中使用的真空成膜装置而言，应用在长条树脂膜的两面将金属种子层成膜的图2的溅射镀膜机，另外，对于将金属膜湿镀在金属种子层上的带金属膜的树脂膜制造装置而言，应用图4所示的第二实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置。
[金属种子层的成膜]
使用图2所示的溅射镀膜机，在长条树脂膜的两面将金属种子层成膜。图2所示的长条树脂膜114使用宽600mm、长1000m、厚度25μm的宇部兴产株式会社制的耐热性聚酰亚胺膜“UPILEX(ユーピレックス)(注册商标)”。
在长条树脂膜114的两面(第1面和第2面)成膜的金属种子层，是在作为第一层的Ni-Cr膜上将作为第二层的Cu膜成膜而成，因此，在长条树脂膜114的第1面将金属种子层成膜的成膜室112中，设置的磁控溅射阴极139的靶使用Ni-Cr靶，磁控溅射阴极140、141、142的靶使用Cu靶。另外，在长条树脂膜114的第2面将金属种子层成膜的成膜室312中，设置的磁控溅射阴极342的靶使用Ni-Cr靶，磁控溅射阴极341、340、339的靶使用Cu靶。
然后，在该状态下，使用复数台干泵，将成膜室112和成膜室312内的空气排气至5Pa后，进一步使用复数台涡轮分子泵和低温线圈排气至3×10-3Pa。
然后，启动溅射镀膜机的旋转驱动装置，一边将长条树脂膜114以5m/分钟的搬送速度搬送，一边以300sccm导入氩气，并且对各Ni-Cr靶的磁控溅射阴极施加20kW的电力，对各Cu靶的磁控溅射阴极施加30kW的电力，将作为第一层的Ni-Cr层以25nm成膜，将作为第二层的Cu层以100nm成膜。
然后，将两面成膜有金属种子层的长条树脂膜114搬入收卷室113内，以不产生粘连的方式，在长条树脂膜114的层间夹入长条衬纸149的同时将长条树脂膜114收卷到收卷辊146。
需要说明的是，长条衬纸149使用厚度10μm的PET膜，但也可以使用PP(聚丙烯)膜。
[金属膜的形成]
对于两面成膜有由Ni-Cr层和Cu层构成的金属种子层、且在膜层间夹入有防粘连用的长条衬纸的同时收卷的长条树脂膜，在从第二实施方式的带金属膜的树脂膜制造装置的长条树脂膜放卷辊600分离长条衬纸603的同时放卷所述长条树脂膜，并且在长条树脂膜601搬入“湿镀装置”内之前，使用“大气压等离子体洗涤装置”洗涤金属种子层表面，将转移到金属种子层表面的来自长条衬纸603的成分除去后，以3m/分钟的搬送速度搬入“湿镀装置”内，从而在金属种子层上镀敷1μm的Cu层。
需要说明的是，在“大气压等离子体洗涤装置”中，使用远程型中频(40kHz)等离子体装置，该装置使用在氮气中混合有微量氧的等离子气体，对于与在等离子体处理箱662内以浮动状态搬送的长条树脂膜601对置地配置的各大气压等离子体头665、666，由未图示的等离子体电源施加500V。
[评价方法]
如图5所示，长条衬纸的成分(如上述的树脂膜成分、树脂膜中包含的溶剂成分等)100会局部转移到长条树脂膜的金属种子层101表面，通过电子显微镜观察确认了这部分在湿镀后会变成直径几μm的针孔。应用这一点，能够根据针孔数来评价大气压等离子体对上述转移成分的洗涤效果。
但是，由于很难对两面成膜有金属膜的带双面金属膜的树脂膜中的针孔进行确认，因此，首先掩蔽单面的金属膜并通过蚀刻除去相反面的金属膜，此后，使用透射显微镜拍摄5.6mm×4.2mm视场范围的针孔，通过图像分析对直径为3μm以上的针孔进行计数来评价。
基于这样的评价，将大气压等离子体的有无(ON、OFF)所引起的针孔数的减少示于表1。
表1
Figure BDA0003034399810000181
[确认]
根据表1所示的结果可以确认：通过利用大气压等离子体进行洗涤处理，针孔显著地减少。
另外，基于大气压等离子体进行洗涤处理的效果，与长条树脂膜的搬送速度有关，搬送速度快则该效果稍有减少。在这种情况下，可以再补充一对“大气压等离子体洗涤装置”的大气压等离子体头。
工业实用性
根据本发明，由于能够以高成品率制造金属膜中没有针孔等的高品质的带金属膜的树脂膜，因此具有工业实用性，可用作用于笔记本电脑、数码相机、便携式电话等的柔性布线基板中的带金属膜的树脂膜的制造装置。
附图标记的说明
100 从长条衬纸转移的成分
101 金属种子层
110、210 放卷室
111、211 干燥室
124、224 加热器单元
112、212、312 成膜室
400 搬送室
113、213 收卷室
114、214 长条树脂膜
501、601 成膜有金属种子层的长条树脂膜
115、215、500、600 长条树脂膜放卷辊
146、246、541、641 长条树脂膜收卷辊
149、249、503、603 长条衬纸
148、248 长条衬纸放卷辊
502、602 长条衬纸收卷辊
131、231、331 筒辊
138、238、338 遮蔽板
139、140、141、142、339、340、341、342、239、240、241、242 溅射阴极
116、118、120、122、123、401、402、403、143、145、147、216、218、220、222、223、243、245、247、504、505、507、508、513、514、517、520、521、524、527、528、531、534、535、538、540、604、605、607、608、613、614、617、620、621、624、627、628、631、634、635、638、640 自由辊
117、121、130、132、332、330、144、217、221、230、232、244、506、539、606、639 张力测定辊
119、129、133、333、329、219、229、233 电机驱动辊
562、662 等离子体处理箱
563、564 水冷电机驱动辊
565、566、665、666 大气压等离子体头
542、543、544、545、642、643、644、645 湿镀槽
509、510、515、516、518、519、522、523、525、526、529、530、532、533、536、537、609、610、615、616、618、619、622、623、625、626、629、630、632、633、636、637 供电辊
546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、657、658、659、660、661 阳极。

Claims (8)

1.一种带金属膜的树脂膜的制造装置，其特征在于，
具备：长条树脂膜放卷辊，卷绕有单面或两面成膜有金属种子层的长条树脂膜，该长条树脂膜的层间夹入有长条衬纸；
长条衬纸收卷辊，从由所述长条树脂膜放卷辊放卷的长条树脂膜分离所述长条衬纸并将该长条衬纸收卷；
湿镀槽，将分离了所述长条衬纸的长条树脂膜搬入所述湿镀槽，并在所述长条树脂膜的金属种子层上形成金属膜；以及
长条树脂膜收卷辊，将形成有所述金属膜的长条树脂膜收卷，
大气压等离子体洗涤装置对所述分离了长条衬纸的长条树脂膜的金属种子层表面进行洗涤，所述大气压等离子体洗涤装置设置在长条树脂膜放卷辊与湿镀槽之间。
2.如权利要求1所述的带金属膜的树脂膜的制造装置，其特征在于，
所述长条树脂膜的金属种子层和金属膜以Cu为主要成分。
3.如权利要求1所述的带金属膜的树脂膜的制造装置，其特征在于，
所述长条衬纸由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、三乙酸酯中的单一物质构成、或者由将这些物质贴合而成的复合体构成。
4.如权利要求1所述的带金属膜的树脂膜的制造装置，其特征在于，
所述大气压等离子体洗涤装置为远程操作型。
5.一种带金属膜的树脂膜的制造方法，其特征在于，
包括：从长条树脂膜放卷辊将长条树脂膜放卷的工序，所述长条树脂膜放卷辊卷绕有单面或两面成膜有金属种子层的长条树脂膜，在该长条树脂膜的层间夹入有长条衬纸；
从由长条树脂膜放卷辊放卷的长条树脂膜分离所述长条衬纸并将该长条衬纸收卷到长条衬纸收卷辊的工序；
将分离了所述长条衬纸的长条树脂膜搬入湿镀槽中并在该长条树脂膜的金属种子层上形成金属膜的工序；以及
将形成有所述金属膜的长条树脂膜收卷到长条树脂膜收卷辊的工序，
在将所述分离了长条衬纸的长条树脂膜搬入湿镀槽前，对长条树脂膜的金属种子层表面进行大气压等离子体洗涤。
6.如权利要求5所述的带金属膜的树脂膜的制造方法，其特征在于，
所述长条树脂膜的金属种子层和金属膜以Cu为主要成分。
7.如权利要求5所述的带金属膜的树脂膜的制造方法，其特征在于，
用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、三乙酸酯中的单一物质构成所述长条衬纸、或者用将这些物质贴合而成的复合体构成所述长条衬纸。
8.如权利要求5所述的带金属膜的树脂膜的制造方法，其特征在于，
由远程操作型的装置构成对所述长条树脂膜的金属种子层表面进行大气压等离子体洗涤的装置。
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