JP2004232063A

JP2004232063A - 金属箔の表面メッキ装置

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Publication number: JP2004232063A
Application number: JP2003024378A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Hayashi; 和仁林; Hiroyuki Hayashi; 博之林; Hidenori Hayashi; 秀徳林; Shigeharu Yamauchi; 重春山内
Original assignee: MICROHARD CORP
Current assignee: MICROHARD CORP
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】メッキ液がストリップ材の裏面に回り込むことなく、均質なメッキを達成できる金属箔の表面メッキ装置を提供すること。
【解決手段】メッキ液を収容したメッキ槽内を電圧を印加したストリップ材を移動させることにより、ストリップ材の一面に連続的にメッキ処理を施す金属箔の表面メッキ装置であって、メッキ槽内のメッキ液内に配置された第一のローラと前記メッキ槽の上端に配置された第二のローラとの間に巻回された案内ベルトと、案内ベルトの外側に対向配置されたアノードと、メッキ槽の上に配設された入側コンダクターロールと、メッキ槽の上に配設された出側コンダクターロールとを備え、ストリップ材を入側コンダクターロールで偏向させた後、案内ベルトに沿って密着させた状態でアノードと対向しつつメッキ液内を移動させて、案内ベルトに密着していない面にのみメッキ処理を施すので、メッキ液がストリップ材の裏面に回り込むことなく、均質なメッキ処理を達成できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属箔の表面メッキ装置に関し、特に、電気メッキにより金属箔ストリップ材の表面（片面）に連続的に特殊金属膜を形成する金属箔の表面メッキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリイミド樹脂と銅箔とを貼り合わせたポリイミドフィルムは、プリント配線基板（ソフト基板）として、携帯電話等のＩＴ開連機器で採用され、近年、その需要が増大している。そして、従来、それらポリイミドフィルムは、銅箔とポリイミド樹脂とを接着剤を用いて貼り含わせた３層構進のものが主流であったが、その超薄肉化・高集積化のために、接着剤を用いずに高接着強度を有する２層構造化の要求が高まっている。
【０００３】
一方、ポリイミドフィルムを２層構造化するには、銅箔の片面を、ポリイミド樹脂と親和性の高い構造に改質する必要がある。また、その方法としては、スパッター処理やエッチングによって銅箔表面を改質する方法や、電気メッキ法、無電解メッキ法、ラミネート法等で銅箔表面に薄い特殊金属膜を形成する方法がある。そして、それらのうちで最適な製造方法として、連続処理が可能な電気メッキ法が注目されている。
【０００４】
【発明が解決ようとする課題】
しかし、数ミクロンから数十ミクロンオーダーの厚さの銅箔に対する電気メッキは、シート状でのバッチ処理は実施されているものの、例えば、コイルによる連続処理などの、連続処理技術は未だ確立されておらず、電気メッキにより安定かつ連続的に銅箔その他の金属箔の表面に特殊金属膜を形成できる表面メッキ装置の早期な実現が望まれている。また、従来のメッキ装置により片面のみメッキ処理しようとしても、本来メッキを必要としない裏面端部まで電荷が回り込みメッキがなされてしまっていた。この為、最終製品にする段階で裏面の不要な両端部をスリッターによって切断する加工処理が必要であった。
【０００５】
従来のメッキ装置として例えば、特表平６−５０４５８４号公報に記載されるように、メッキ液を収容するメッキ槽、このメッキ槽のメッキ液中に部分的に浸漬して配設されるラジアル陰極（導体ロール）、このラジアル陰極の浸漬部分の周囲に配設される陽極、および前記メッキ槽内のメッキ液の上方に配設される偏向ロールを有し、ストリップ材（銅ストリップ材）を、偏向ロールで偏向させてガイドロールに巻き付け、その上面をガイドロールに密着させた状態でメッキ槽内のメッキ液中を移動させて、ストリップ材の下面に連続的に電気メッキするラジアルセル型の電気メッキ装置は知られている。しかし、この装置では、ラジアル陰極（導体ロール）を利用するものであり、ストリップ材の上面にメッキ液が浸入しないようにストリップ材に高い張力を与え、ガイドロールに密着させる必要がある。したがって、数ミクロンから数十ミクロンオーダーの厚さしかなく、剛性に劣る金属箔ストリップ材にそのまま適用することはできない。
【０００６】
本発明は、上述の技術的背景および課題に鑑みなされたもので、電荷の裏面への回り込みを防止して、金属箔ストリップ材の片面のみに安定かつ連続的に特殊金属膜を形成することのできる金属箔の表面メッキ装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明に係る金属箔の表面メッキ装置は、メッキ液を収容したメッキ槽内を電圧を印加したストリップ材を移動させることにより、前記ストリップ材の一面に連続的にメッキ処理を施すものであって、前記メッキ槽内のメッキ液内に配置された第一のローラと前記メッキ槽の上端に配置された第二のローラとの間に巻回された案内ベルトと、該案内ベルトの外側に対向配置されたアノードと、前記メッキ槽の上に配設された入側コンダクターロールと、前記メッキ槽の上に配設された出側コンダクターロールとを備え、前記ストリップ材を入側コンダクターロールで偏向させた後、前記案内ベルトに沿って密着させた状態で前記アノードと対向しつつメッキ液内を移動させて、前記案内ベルトに密着していない面にのみメッキ処理を施すことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明において、前記案内ベルトの幅は、前記ストリップ材の幅寸法より大きいことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明において、前記入側コンダクターロールの近傍に、前記案内ベルトに密着される前のストリップ材の前記案内ベルトと接する側面に純水を噴霧する純水噴霧ノズルを配設したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明において、前記メッキ槽内に、前記ストリップ材のメッキ処理面に向けてメッキ液を吐出するメッキ液吐出ノズルを配設したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明において、前記案内ベルトの巻回された第二のローラは、前記メッキ槽のメッキ液外に配設されたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る金属箔の表面メッキ装置の側面方向から見た縦断面図、図２は本発明の金属箔の表面メッキ装置の正面方向から見た縦断面図である。
【００１３】
図１、図２に示すように、本発明に係る金属箔の表面メッキ装置１０は、メッキ液Ｍを収容したメッキ槽１１内を電圧を印加したストリップ材Ｓを移動させることにより、前記ストリップ材Ｓの一面に連続的にメッキ処理を施すものである。また、メッキ槽１１内のメッキ液内に配置された第一のローラ１２と前記メッキ槽１１の上端に配置された第二のローラ１３との間に巻回された案内ベルト１４と、該案内ベルト１４の外側に対向配置されたアノード１５と、前記メッキ槽１１の上に配設された入側コンダクターロール１６と、前記メッキ槽１１の上に配設された出側コンダクターロール１７とを備えている。
【００１４】
また、メッキ液Ｍを収容するメッキ槽１１には、メッキ液による腐食及び、帯電食性を考慮して、金属材料にゴム又はＦＲＰなどのライニングを施した材料が使用されている。
【００１５】
そして、図外の銅箔コイルから送給されてくる銅箔ストリップ材Ｓ（金属箔ストリップ材）を、入側コンダクターロール１６で偏向させて案内ベルト１４の外周表面に一定の張力でもって接触させ、その銅箔ストリップ材Ｓの上面を案内ベルト１４の外周表面に密着させた状態でメッキ槽１１内のメッキ液Ｍ中を移動させ、メッキ槽１１の第一のローラ１２で反転した後、出側コンダクターロール１７で偏向させてから取り出す。
【００１６】
また、上記アノード１５は、チタン製の基部に酸化イリジウムをコーテイングしたチタン製の電極をビス止めした不溶性アノードとして構成されている。そして、図１および図２に示すように、アノード１５は、案内ベルト１４の中心線Ｌを中心として左右対称に配設され、それぞれ案内ベルト１４表面との間に２０ｍｍ以下の均等な間隔を保って配設される。
【００１７】
また、上記入側コンダクターロール１６、出側コンダクターロール１７は、ロール胴部が優れた耐食性を有する導電性材料で構成されると共に、図外の電力供給装置に接続される。これにより、入側コンダクターロール１６は、偏向させる銅箔ストリップ材Ｓに電流を伝播するコンダクターロールとしての機能を兼ねるように構成されている。
【００１８】
また、上記入側コンダクターロール１６、出側コンダクターロール１７は、銅箔ストリップ材Ｓとの接触面積を十分に確保するため、外径が３００ｍｍ程度（本例では、２６４ｍｍの外径）に形成されている。
【００１９】
一方、上記メッキ槽１１の上部には、図１に示すように、メッキ液Ｍの液面高さを一定に保つ越流堰１１ａが設けられており、ここから溢れたメッキ液は溢流パイプ１８から排出される。また、メッキ槽１１の底部に、メッキ液吐出ノズル１９が第一のローラ１２に対向するように一対が配設されている。このメッキ液吐出ノズル１９により、銅箔ストリップ材Ｓの下面に新鮮なメッキ液Ｍを常に吐出するので、イオンリッチな新鮮なメッキ液を供給して、均質でかつ微細なメッキ膜を形成することができる。また、メッキ槽１１のメッキ液吐出ノズル１９には、図外のメッキ液循環供給装置に接続されている。
【００２０】
また、このメッキ槽１１においては、図１に示すように、入側コンダクターロール１６と案内ベルト１４の近傍には、案内ベルト１４に巻き付けられる前の銅箔ストリップ材Ｓの上面（非メッキ面）に向けて純水を噴霧する純水噴霧ノズル２０を配設している。この純水噴霧ノズル２０は、図外の純水供給装置に接続されている。
【００２１】
メッキ槽１１の底部に高圧で送給されたメッキ液Ｍは、図中に示すように、メッキ液吐出ノズル１９を介して、第一のローラ１２の周囲に巻回されたストリップ材Ｓの外周表面に向けて圧送される。また、メッキ液Ｍは、ストリップ材Ｓ及び案内ベルト１４とアノード１５の間隙に沿って上昇し、メッキ槽１１の越流堰１１ａから溢流パイプ１８を介して図外のメッキ液循環供給装置に還流する。
【００２２】
そして、この案内ベルト１４は、図１，２に示すように、第一のローラ１２と第二のローラ１３の間に架け渡され、鉛直方向に配設されている。また、案内ベルト１４の幅は、ストリップ材Ｓの幅寸法より大きく構成されている。そして、巻き付けられた銅箔ストリップ材Ｓの所定位置よりも下位となる部分がメッキ槽１１内のメッキ液中に浸漬するように配設されている。これにより、メッキ槽１１内でメッキ液上面よりも上方に位置し、未だ密着していない銅箔ストリップ材Ｓと案内ベルト１４との間にメッキ液Ｍが回り込み、非メッキ面である上面側に回り込むことを回避することができる。
【００２３】
一方、アノード１５には、銅箔ストリップ材Ｓの両側端面への電流集中によるエッジオバーコーティングを防止するため、銅箔ストリップ材Ｓの幅に含わせて配設された図１に示すアノードマスク１５ａを設けている。
【００２４】
上記構成の本例装置では、図外の銅箔コイルから、洗浄・表面処理等の前処理を施されて送給されてくる銅箔ストリップ材Ｓを、金属箔の表面メッキ装置１０の前後部の入側コンダクターロール１６、出側コンダクターロール１７で偏向させて案内ベルト１４に巻き付け、その上面を案内ベルト１４に密着させた状態でメッキ槽１１内のメッキ液Ｍ中を通過させる。このとき、図外の電力供給装置からメッキ槽１１のアノード１５にメッキ電流が供給されている。また、図外のメッキ液循環供給装置からメッキ槽１１にメッキ液Ｍを循環供給し、併せて純水噴霧ノズル２０から、案内ベルト１４の表面および上記案内ベルト１４に巻き付ける銅箔ストリップ材Ｓの上面に純水が噴霧される。
【００２５】
上記銅箔ストリップ材Ｓは、コンダクターロールとしての入側コンダクターロール１６、出側コンダクターロール１７に接触してカソード化しているので、アノード１５に印加された電流がメッキ液Ｍ中を通って銅箔ストリップ材Ｓに流れる。イオン化したメッキ液Ｍ中の金属成分が、銅箔ストリップ材Ｓの下面に電気メッキされる。そして、メッキ後の電流は、銅箔ストリップ材Ｓから入側コンダクターロール１６、出側コンダクターロール１７を介して電力供給装置へと流れる。
【００２６】
また、図外のメッキ液循環供給装置から高圧で送給されたメッキ液Ｍは、メッキ液吐出ノズル１９を介して、案内ベルト１４に巻き付けられた銅箔ストリップ材Ｓの表面（下面）に、イオンリッチな新鮮なメッキ液Ｍが絶えず供給され、均質かつ微細なメッキ膜を形成することができる。
【００２７】
一方、上記案内ベルト１４は、非電導性のポリウレタン等の耐薬品性のベルトから構成されているので、メッキ液Ｍ中に浸漬されていてもメッキされることはない。また、入側コンダクターロール１６、出側コンダクターロール１７は、メッキ液Ｍの液面上方に位置して配設されているので、メッキ作用を受けにくい。
【００２８】
しかも、案内ベルト１４を、第一のローラ１２と第二のローラ１３の間に架け渡された無端ロールに形成しているので、外周から巻き付けられた銅箔ストリップ材Ｓに、応力集中部を形成させることなく、強い張力を負荷することができる。したがって、しわや絞りの発生を防止できる。また、案内ベルト１４に対する密着度を高めて、銅箔ストリップ材Ｓの上面（非メッキ面）ヘのメッキ液Ｍの回り込みを防止することができる。
【００２９】
加えて、この案内ベルト１４は、例えばポリウレタン等から構成しているので、比較的軽量で、回転慣性モーメントが小さくて加滅速時の応答性が高く、その回転速度と銅箔ストリップ材Ｓの移送速度との同期が容易である。また、案内ベルト１４は、メッキ液Ｍに対する耐性に優れ、長期に安定した連続メッキを行うことができる。
【００３０】
また、アノード１５は、案内ベルト１４との間の間隙を２０ｍｍ以下の小さな間隙としているので、アノード１５と案内ベルト１４との極間抵抗を低く抑え、もってメッキ電流効率を高めて消費電力を低減させることができる。また、アノード１５は、表面に酸化イリジウムをコーティングしたチタン製の電極をビス止めした不溶性材料にて構成されているので、通電およびメッキ液Ｍの影響による損耗を低く抑え、案内ベルト１４との間の間隙を安定的に維持し、長期に安定したメッキを行うことができる。
【００３１】
また、純水噴霧ノズル２０から案内ベルト１４の外周表面部および銅箔ストリップ材Ｓの上面に純水を噴霧するので、噴霧した純水を、銅箔ストリップ材Ｓの案内ベルト１４への密着動作に伴って両側方に押出して排出させる。その排出により、両側方からメッキ液Ｍが銅箔ストリップ材Ｓの上面側に回り込むことを防止できる。さらに、銅箔ストリップ材Ｓと案内ベルト１４との間に水膜を形成させて、両者間に微小な同期ずれが生じた際の潤滑膜とし、非メッキ面の傷発生を防止する作用も得られる。これらの複合効果により、非メッキ面の表面性状を損なうことなく、安定した片面メッキを行うことができる。
【００３２】
一方、図外のメッキ液循環供給装置は、メッキ液Ｍの温度・濃度の調整機能に加えて蒸発除去機能を備えており、メッキ槽１１内でも用いられてメッキ液Ｍ中に混入した純水（水分）を蒸発除去して、最適な温度・濃度のメッキ液Ｍをメッキ槽１１に常に循環供給する。したがって、均質かつ安定した連続メッキを行うことができる。
【００３３】
以上に述べたように、本発明の装置によれば、コイルから送給される極薄肉の銅箔ストリップ材Ｓを、しわや絞り、および局部放電による損傷等を生じさせることなく、その片面を連続的に電気メッキすることができる。よって、均一かつ微細な待殊金属膜を有し、かつ非メッキ面に傷やメッキ液の回り込みのない、片面メッキ銅箔を得ることができる。
【００３４】
しかも、案内ベルト１４や入側コンダクターロール１６、出側コンダクターロール１７のメンテナンス負担を軽減できる。
【００３５】
尚、本発明に係る金属箔の表面メッキ装置において、上記アノード１５には、チタン製の基部に酸化イリジウムをコーティングしたチタン製の電極をビス止めしたものを採用しているが、これは、通電およびメッキ液の影響による損耗を低く抑えて、案内ベルト１４との間の間隙を安定に維持できるからであるが、別の種類の材料からなる不溶牲のアノードを採用することもできる。また、本発明の金属箔の表面メッキ装置は、既存の設備に最小限の改造を施すことで、裏面へのメッキを効果的に防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る金属箔の表面メッキ装置は、メッキ液を収容したメッキ槽内を電圧を印加したストリップ材を移動させることにより、前記ストリップ材の一面に連続的にメッキ処理を施す金属箔の表面メッキ装置であって、前記メッキ槽内のメッキ液内に配置された第一のローラと前記メッキ槽の上端に配置された第二のローラとの間に巻回された案内ベルトと、該案内ベルトの外側に対向配置されたアノードと、前記メッキ槽の上に配設された入側コンダクターロールと、前記メッキ槽の上に配設された出側コンダクターロールとを備え、前記ストリップ材を入側コンダクターロールで偏向させた後、前記案内ベルトに沿って密着させた状態で前記アノードと対向しつつメッキ液内を移動させて、前記案内ベルトに密着していない面にのみメッキ処理を施すので、しわや絞りの発生を防止すると共に、案内ベルトに対する密着度を高めて、金属箔ストリップ材の上面（非メッキ面）へのメッキ液の回り込みを防止することができる。また、案内ベルトに沿ってストリップ材Ｓがガイドされながら移動するので、ストリップ材の蛇行に起因する板切れを防止することができる。更に、メッキ液の噴流によるストリップ材Ｓのバタツキを阻止することができる。また、ストリップ材Ｓのバタツキを阻止することにより、アノードとの距離が均一に保たれ、ストリップ材Ｓに一定のメッキ付着量を確保し、金属箔ストリップ材の片面に安定した特殊金属膜を形成することができる。
【００３７】
また、請求項２に記載の金属箔の表面メッキ装置のように、案内ベルトの幅をストリップ材Ｓの幅寸法より大きく構成したので、メッキ槽内においてメッキ液が裏面に回り込むのを効果的に防止すると共にストリップ材Ｓのガイドの役目を果たすことができる。したがって、ストリップ材Ｓの裏面端部がメッキされてしまうことを阻止すると共に、ストリップ材の蛇行による切断を防止することができる。
【００３８】
また、請求項３に記載の金属箔の表面メッキ装置のように、入側コンダクターロールの近傍に、前記案内ベルトに密着される前のストリップ材の前記案内ベルトと接する側面に純水を噴霧する純水噴霧ノズルを配設したので、金属箔ストリップ材Ｓの上面（非メッキ面）側にメッキ液が回り込むのを確実に防止できる。また、金属箔ストリップ材Ｓと案内ベルトとの間に水膜が形成されるので、両者の間に微小な同期ずれが生じた際に前記水膜が潤滑膜として機能し、金属箔ストリップ材Ｓの非メッキ面の傷の発生を防止することもできる。
【００３９】
また、請求項４に記載の金属箔の表面メッキ装置のように、メッキ槽内に、ストリップ材のメッキ処理面に向けてメッキ液を吐出するメッキ液吐出ノズルを配設したので、常に新たなメッキ液を流通させることとなり、金属箔ストリップ材Ｓの下面に、イオンリッチな新鮮なメッキ液を供給して、均質でかつ微細なメッキ膜を形成することができる。
【００４０】
また、請求項５に記載の金属箔の表面メッキ装置のように、案内ベルトの巻回された第二のローラは、前記メッキ槽のメッキ液外に配設されたので、ストリップ材Ｓと案内ベルトとの密着がメッキ液外で行われるため、ストリップ材がメッキ液内に入る際のバタ付きを防止することができる。また、出側においてもストリップ材と案内ベルトとの剥離がメッキ液外で行われるので、ストリップ材と案内ベルトとの剥離を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属箔の表面メッキ装置の側面方向から見た縦断面図である。
【図２】同金属箔の表面メッキ装置の正面方向から見た縦断面図である。
【符号の説明】
Ｍメッキ液
Ｓ銅箔ストリップ材（金属箔ストリップ材）
１０金属箔の表面メッキ装置
１１メッキ槽
１１ａ越流堰
１２第一のローラ
１３第二のローラ
１４案内ベルト
１５アノード
１５ａアノードマスク
１６入側コンダクターロール
１７出側コンダクターロール
１８溢流パイプ
１９メッキ液吐出ノズル
２０純水噴霧ノズル

Claims

メッキ液を収容したメッキ槽内を電圧を印加したストリップ材を移動させることにより、前記ストリップ材の一面に連続的にメッキ処理を施す金属箔の表面メッキ装置であって、
前記メッキ槽内のメッキ液内に配置された第一のローラと前記メッキ槽の上端に配置された第二のローラとの間に巻回された案内ベルトと、
該案内ベルトの外側に対向配置されたアノードと、
前記メッキ槽の上に配設された入側コンダクターロールと、
前記メッキ槽の上に配設された出側コンダクターロールとを備え、
前記ストリップ材を入側コンダクターロールで偏向させた後、前記案内ベルトに沿って密着させた状態で前記アノードと対向しつつメッキ液内を移動させて、前記案内ベルトに密着していない面にのみメッキ処理を施すことを特徴とする金属箔の表面メッキ装置。
前記案内ベルトの幅は、前記ストリップ材の幅寸法より大きいことを特徴とする請求項１に記載の金属箔の表面メッキ装置。
前記入側コンダクターロールの近傍に、前記案内ベルトに密着される前のストリップ材の前記案内ベルトと接する側面に純水を噴霧する純水噴霧ノズルを配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の金属箔の表面メッキ装置。
前記メッキ槽内に、前記ストリップ材のメッキ処理面に向けてメッキ液を吐出するメッキ液吐出ノズルを配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属箔の表面メッキ装置。
前記案内ベルトの巻回された第二のローラは、前記メッキ槽のメッキ液外に配設されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金属箔の表面メッキ装置。