JP2006283044A - フィルムへの連続めっき装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺の基材フィルムに搬送張力をかけることなく連続めっきを行うことができるフィルムへの連続めっき装置を提供する。
【解決手段】幅方向の両端近傍に長手方向に延びるよう帯状の支持部材１１が接合された長尺の基材フィルム１０の上記支持部材１１に搬送張力を加えることにより基材フィルム１０を搬送する巻取り装置７と、上記基材フィルム１０をめっき液に通過させることにより基材フィルム１０にめっきを行うめっき槽１とを備えたことから、支持部材１１に対して搬送張力を加えて基材フィルム１０の搬送を行うため、基材フィルム１０には搬送張力がほとんどかからなくなるため、基材フィルム１０が伸びていない状態でめっき層が形成されることから、従来のように基材フィルム１０に残留応力が残って、ＦＰＣがカールしたり皺が生じたり、寸法精度が悪くなる等の問題が起こらなくなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）等に用いられるフィルムへの連続めっき装置および方法に関するものである。

近年、ノートパソコンや携帯電話等の電子機器の普及から、ＦＰＣ（フレキシブル配線板）の需要が大幅に伸びている。また、これらの電子機器の小型化と高性能化が急激に進んでおり、ＦＰＣに対する品質要求もますます厳しいものとなっている。

従来のＦＰＣは、ポリイミド等の基材フィルムに圧延銅箔を接着剤で積層したものが主流であり、銅箔の厚みが３５μｍ以上あり、回路のパターン幅も１００〜２００μｍ以上のものが用いられていた。ところが、複雑な回路を高密度で形成するため、回路幅を狭くするファインパターン化と基材フィルムの薄膜化が進んでおり、キャスティング法によるＦＰＣや、さらにはめっき法によって基材フィルムに銅膜を形成させるＦＰＣの生産方法が開示されている（例えば下記の特許文献１）。
特開２０００−１９２２８９号公報

しかしながら、上記特許文献１の方法は、長尺の基材フィルムにある程度の搬送張力をかけて巻き取りながらめっき液に通過させてめっきを行うようになっている。したがって、ポリイミド等の基材フィルムは、めっき液に浸漬された状態でテンションが加えられることから、基材フィルムが膨潤してテンションがかかって伸びた状態でめっき層が形成されることとなる。その後、めっき層を形成した基材フィルムを乾燥させると、基材フィルムが伸びた状態で形成されためっき層と、その伸びが戻ろうとする基材フィルムとが接合された状態となり、基材フィルムに残留応力が残ることとなる。このようなめっきシートのめっき層に対して回路パターンを形成すると、部分的にめっき層が除去されて基材フィルムが露出した部分に上記残留応力が現れ、結果的にＦＰＣがカールしたり皺が生じたり、あるいは寸法精度に悪影響を及ぼす結果となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、長尺の基材フィルムに搬送張力をかけることなく連続めっきを行うことができるフィルムへの連続めっき装置および方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のフィルムへの連続めっき装置は、幅方向の 端部 近傍に長手方向に延びるよう帯状の支持部材が接合された長尺の基材フィルムの上記支持部材に搬送張力を加えることにより基材フィルムを搬送する搬送手段と、上記基材フィルムをめっき液に通過させることにより基材フィルムにめっきを行うめっき槽とを備えたことを要旨とする。

また、本発明のフィルムへの連続めっき方法は、長尺の基材フィルムに対し、幅方向の 端部 近傍に長手方向に延びるよう帯状の支持部材を接合し、上記支持部材に搬送張力を加えて基材フィルムを搬送することにより上記基材フィルムをめっき液に通過させて基材フィルムに対してめっきを行うことを要旨とする。

すなわち、本発明によれば、幅方向の 端部 近傍に長手方向に延びるよう帯状の支持部材が接合された長尺の基材フィルムの上記支持部材に搬送張力を加えることにより基材フィルムを搬送する。このように、支持部材に対して搬送張力を加えて基材フィルムの搬送を行うため、基材フィルムには搬送張力がほとんどかからなくなる。このため、基材フィルムがめっき液に浸漬されてもほとんど伸びることがなく、伸びていない状態でめっき層が形成されることから、従来のように基材フィルムに残留応力が残って、ＦＰＣがカールしたり皺が生じたり、寸法精度が悪くなる等の問題が起こらなくなる。

また、ワークを搬送するためのロールに対して回転駆動を行わなくても、基材フィルムに対する搬送張力をかけないようにすることができる。このため、ロールに回転駆動装置を設ける必要がなくなるとともに、複数のロール同士および搬送手段との搬送速度を一致させるための回転数を制御するための制御装置も不要なため、設備コストを節減できる。さらに、めっき槽内でワークを反転させるシンクロールは、ロール自体がめっき液に浸漬されているため、液密状態を保持しながら駆動をかける構造が極めて複雑となるため、シンクロールを有するめっき装置の場合に、特に有利である。

本発明において、上記基材フィルムは表面に電気めっきのシード層が形成されたものであり、上記支持部材は基材フィルムのシード層と電気的に接続された状態で基材フィルムに接合された導電性部材であり、上記基材フィルムのシード層に給電するための給電ロールは上記支持部材に対して給電を行うものである場合には、めっきの際には給電ロールと支持部材とが接触してシード層に対する給電が行われ、給電ロールと基材フィルムやシード層との間に支持部材の厚みだけの隙間ができて直接接触しなくなる。このため、特に、巻き取り側すなわちめっき液を通過して下流側に配置された給電ロールにおいて、めっき液が基材フィルムに付着して持ち上がり、給電ロールに付着したとしても、シード層と給電ロールの間に隙間が形成されてめっき液が流れ落ちることから、めっき中の給電ロールに対するめっき金属の析出がある程度防止される。

本発明において、上記給電ロールは、支持部材に対して給電を行う給電部以外の基材フィルムと対面する表面が絶縁されている場合には、特に、巻き取り側すなわちめっき液を通過して下流側に配置された給電ロールにおいて、めっき液が基材フィルムに付着して持ち上がり、給電ロールに付着したとしても、上記給電ロールの給電部以外の基材フィルムと対面する表面が絶縁されていることから、めっき中の給電ロールに対するめっき金属の析出がほぼ完全に防止される。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の連続めっき装置の一実施例を示す構成図であり、本発明のめっき方法を実現するものである。

この連続めっき装置は、ＦＰＣ等の長尺状のフィルム状物であるワーク３に対して銅めっきを行うものであり、上記ワーク３を陰極として連続的に銅めっきするためのめっき槽１を備えている。

上記めっき槽１は、槽内の底部近傍の中央部にシンクロール１５が配置され、めっき槽１の上部に配置された２本の給電ロール５とシンクロール１５にワーク３を掛け渡し、ワークを搬送しながらめっき液に通過させてめっきを行うようになっている。ワークは、図示左側の送り出し装置６から供給されて上流側の給電ロール５、シンクロール１５、下流側の給電ロール５と掛け渡されて図示右側の巻取り装置７に向かって搬送される。

上記巻取り装置７には、図示しない回転駆動手段により回転駆動され、ワーク３に巻き取りテンションを加えながら巻き取るようになっており、ワーク３に搬送張力を加えて搬送する本発明の搬送手段として機能する。ワーク３は、めっき槽１内を上下に１往復する間にめっきされる。

上記めっき槽１には、この例では、めっき液として、銅めっきに用いられる硫酸銅水溶液が収容されている。また、上記めっき液には、必要に応じて、銅めっきの光沢剤・平滑剤・濡れ性改良剤等を主成分とする添加剤が添加される。

上記めっき槽１には、この例では、ワーク３の外側を向いた面（めっき面）と対面するように陽極４が配置されている。この例では、２本の給電ロール５から給電を受けてめっき槽１の両側でめっきを行うようにめっき槽１の両側に２つ設けられている。上記各陽極４は板状でワーク３のめっき面と平行に対面するよう配置されている。

上記陽極４としては、例えば、チタン板を基材としてワーク３のめっき面と対面する面に酸化イリジウムを主成分とした被覆剤を被覆した不溶性陽極や、含りん銅ブロックをチタンバスケットに充填した溶解性の陽極等を用いることができるが、特に限定するものではない。

図２は上記ワーク３を示す図である。上記ワーク３は、この例では厚み１０〜２０μｍ程度のポリイミド等の樹脂製の基材フィルム１０の一面に、スパッタ処理により厚み０．１〜０．２μｍ程度の銅皮膜である電気めっきのシード層１２を形成したものである。上記シード層１２に給電ロール５で給電してシード層１２を陰極として銅めっきが行われる。

また、上記ワーク３は、幅方向の両端近傍に長手方向に延びるよう帯状の支持部材１１が接合されている。上記支持部材１１は、基材フィルム１０の両端近傍の全長にわたって接合されている。上記支持部材１１は、基材フィルム１０の幅方向の両端部に配置され、基材フィルム１０の長手方向の中心軸に対して左右対称になるように配置されている。このようにすることにより、給電ロール５やシンクロール１５に掛け渡して搬送したり巻取り装置７で巻き取ったりする際の蛇行を防止し、皺つきや、後述する給電ロール５での給電不良を防止するようになっている。

また、上記ワーク３は、最終的に支持部材１１が貼着された両端部を切り落として正規幅の最終製品とするので、めっきする際の状態は、正規の製品幅よりも両端の支持部材１１の貼着代だけ幅広になるよう設定されている。

さらに、上記支持部材１１は、この例では、厚み数１０〜数１００μｍ程度の帯状のＣｕ箔等の導電性部材が使用され、基材フィルム１０表面のシード層１２の上に導電性接着剤等で接合され、シード層１２と電気的に接続された状態で基材フィルム１０に接合されている。

そして、上記ワーク３は、上記シード層１２側の面が給電ロール５の表面に対面するように供給され、給電ロール５から支持部材１１に対して給電を行うことにより、支持部材１１を介してシード層１２に給電を行って、ワーク３のめっき槽１の外側を向いたシード層１２形成面にめっきを行うようになっている。

図３は上記給電ロール５を示す図である。上記給電ロール５はワーク３の幅と略等しいかそれよりも少し幅広になる寸法に設定されている。上記給電ロール５には、その両端部近傍に、上記ワーク３の支持部材１１と接触して支持部材１１に対して給電を行う給電部１３が設けられている。すなわち、上記給電部１３の間隔は、ワーク３の支持部材１１の間隔とほぼ等しく設定されており、各給電部１３自体の幅寸法は、帯状の支持部材１１の幅寸法と略等しいかそれよりも少し幅広になる寸法に設定されている。

上記給電部１３は、ワーク３の支持部材１１に対応する箇所の外周面に導電性のロール母材が露出するようにして設けられている。また、上記給電ロール５は、上記給電部１３以外のワーク３すなわち基材フィルム１０と対面する表面が絶縁部１４に形成されている。上記絶縁部１４は、例えば、給電ロール５の給電部１３以外の部分が給電部１３よりも少し小径に形成され、この小径部を絶縁性のシートで覆うことにより形成することができる。上記絶縁性のシートとしては、例えば、シート状のゴム材料や樹脂材料等が用いられる。

図４は、上記給電ロール５に上記ワーク３が掛け渡されて給電ならびに搬送が行われる状態の詳細を示す。なお、図４（ａ）は、図１における送り出し側（左側）の給電ロール５を示している。巻き取り側（右側）の給電ロール５は、図４（ａ）と左右が対称になるが、同様である。

上記給電ロール５の外周面にワーク３のシード層１２形成面が対面するよう、給電ロール５にワーク３が掛け渡される。このとき、給電ロール５の給電部１３とワーク３の支持部材１１との間隔が略等しいことから、給電部１３と支持部材１１とが接触し、給電部１３から支持部材１１への給電が行われ、上記支持部材１１を介してシード層１２に給電を行うようになっている。

上記給電ロール５は、給電ならびに搬送する状態では、給電ロール５とワーク３は、給電ロール５の給電部１３とワーク３の支持部材１１とだけが接触しており、給電ロール５の給電部１３以外の表面と基材フィルム１０ならびにシード層１２との間には、支持部材１１の厚み分だけの隙間８が形成されている。

そして、巻取り装置７では、上記ワーク３の両支持部材１１に対して巻き取りテンションすなわち搬送張力を加えて巻き取ることにより基材フィルム１０を搬送する。この搬送により、支持部材１１に対して搬送張力が加わり、給電ロール５を回転させ、給電ロール５の給電部１３が支持部材１１に対して転動接触する。そして、上記のように搬送することにより基材フィルム１０をめっき槽１のめっき液に通過させて基材フィルム１０のシード層１２に対してめっき層が形成される。

そののち、支持部材１１が貼着された両端部をスリッターで切り落とし、貼り付け部のない状態で正規幅として最終製品とする。

以上のように、本発明では、幅方向の両端近傍に長手方向に延びるよう帯状の支持部材１１が接合された長尺の基材フィルム１０の上記支持部材１１に搬送張力を加えることにより基材フィルム１０を搬送する。このように、支持部材１１に対して搬送張力を加えて基材フィルム１０の搬送を行うため、基材フィルム１０には搬送張力がほとんどかからなくなる。このため、基材フィルム１０がめっき液に浸漬されてもほとんど伸びることがなく、伸びていない状態でめっき層が形成されることから、従来のように基材フィルム１０に残留応力が残って、ＦＰＣがカールしたり皺が生じたり、寸法精度が悪くなる等の問題が起こらなくなる。

また、給電ロール５等のロールに対して回転駆動を行わなくても、基材フィルム１０に対する搬送張力をかけないようにすることができる。このため、給電ロール５に回転駆動装置を設ける必要がなくなるとともに、複数の給電ロール５同士および巻取り装置７との搬送速度を一致させるための回転数を制御するための制御装置も不要なため、設備コストを節減できる。さらに、めっき槽１内でワーク３を反転させるシンクロール１５は、ロール自体がめっき液に浸漬されているため、液密状態を保持しながら駆動をかける構造が極めて複雑となるため、シンクロール１５を有するめっき装置において極めて有利である。

また、上記基材フィルム１０は表面に電気めっきのシード層１２が形成されたものであり、上記支持部材１１は基材フィルム１０のシード層１２と電気的に接続された状態で基材フィルム１０に接合された導電性部材であり、上記基材フィルム１０のシード層１２に給電するための給電ロール５は上記支持部材１１に対して給電を行うものであるため、めっきの際には給電ロール５と支持部材１１とが接触してシード層１２に対する給電が行われ、給電ロール５と基材フィルム１０やシード層１２との間に支持部材１１の厚みだけの隙間８ができて直接接触しなくなる。このため、特に、巻き取り側すなわちめっき液を通過して下流側に配置された給電ロール５において、めっき液がワーク３に付着して持ち上がり、給電ロール５に付着したとしても、シード層１２と給電ロール５の間に隙間８が形成されてめっき液が流れ落ちることから、めっき中の給電ロール５に対するめっき金属の析出がある程度防止される。

さらに、上記給電ロール５は、支持部材１１に対して給電を行う給電部１３以外の基材フィルム１０と対面する表面が絶縁された絶縁部１４に形成されているため、特に、巻き取り側すなわちめっき液を通過して下流側に配置された給電ロール５において、めっき液がワーク３に付着して持ち上がり、給電ロール５に付着したとしても、上記給電ロール５の基材フィルム１０と対面する表面が絶縁されていることから、めっき中の給電ロール５に対するめっき金属の析出がほぼ完全に防止される。

また、上記支持部材１１が、基材フィルム１０の幅方向の両端部に配置され、基材フィルム１０の長手方向の中心軸に対して左右対称になるように配置されていることから、給電ロール５やシンクロールにワーク３を掛け渡して搬送したり巻取り装置７で巻き取ったりする際の蛇行を防止する。このため、基材フィルム１０の皺つきを防止するとともに、支持部材１１が給電ロール５上で蛇行して給電部１３との導通が切れる状態になるのを防止し、給電ロール５での給電不良を防止するようになっている。

図５は、本発明の第２実施例を示す。

上記第１実施例では、基材フィルム１０の両端部に支持部材１１を貼着して搬送するようにしたが、この第２実施例では、基材フィルム１０の一端部に支持部材１１を貼着し、支持部材１１を上にして基材フィルム１０を縦にした状態で、上端部の支持部材１１に搬送張力を加えて搬送するとともに、上記支持部材１１を介して給電を行うものである。基材フィルム１０の下端部は自由端となっている。それ以外は上記第１実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例でも上記第１実施例と同様の作用効果を奏する。

なお、上記実施例では、基材フィルム１０と支持部材１１を導電性接着剤等で接合した例を示したが、シード層１２と支持部材１１が電気的に接続された状態で基材フィルム１０に接合されるものであれば、接合方法を限定するものではない。

また、上記実施例では、めっき槽１を１つ示して説明したが、必要に応じて図示しためっき槽１を複数並べてめっきを行ったり、ストライクめっき槽を並設したりすることもできる。また、説明は省略したが、必要に応じて酸洗い等の前処理設備や防錆処理等の後処理設備を付帯させることも可能である。

また、上記実施例では、電気銅めっきを例にあげて説明したが、本発明は銅以外の電気めっきにも適用することができるし、無電解めっきに適用することも可能である。

本発明が適用される連続めっき装置を示す構成図である。 ワークを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はシード層形成面を示す図である。 給電ロールを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の作用を説明する図である。 本発明の第２実施例を示す図である。

符号の説明

１ めっき槽
３ ワーク
４ 陽極
５ 給電ロール
６ 送り出し装置
７ 巻取り装置
８ 隙間
１０ 基材フィルム
１１ 支持部材
１２ シード層
１３ 給電部
１４ 絶縁部
１５ シンクロール

Claims (4)

1. 幅方向の端部近傍に長手方向に延びるよう帯状の支持部材が接合された長尺の基材フィルムの上記支持部材に搬送張力を加えることにより基材フィルムを搬送する搬送手段と、上記基材フィルムをめっき液に通過させることにより基材フィルムにめっきを行うめっき槽とを備えたことを特徴とするフィルムへの連続めっき装置。
2. 上記基材フィルムは表面に電気めっきのシード層が形成されたものであり、上記支持部材は基材フィルムのシード層と電気的に接続された状態で基材フィルムに接合された導電性部材であり、上記基材フィルムのシード層に給電するための給電ロールは上記支持部材に対して給電を行うものである請求項１記載のフィルムへの連続めっき装置。
3. 上記給電ロールは、支持部材に対して給電を行う給電部以外の基材フィルムと対面する表面が絶縁されている請求項２記載のフィルムへの連続めっき装置。
4. 長尺の基材フィルムに対し、幅方向の 端部 近傍に長手方向に延びるよう帯状の支持部材を接合し、上記支持部材に搬送張力を加えて基材フィルムを搬送することにより上記基材フィルムをめっき液に通過させて基材フィルムに対してめっきを行うことを特徴とするフィルムへの連続めっき方法。
   

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