JP2006299318A

JP2006299318A - 金属箔製造装置およびこれを使用した金属箔の製造方法

Info

Publication number: JP2006299318A
Application number: JP2005120266A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okada; 浩岡田; Takahiro Hattori; 孝博服部
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】
分割陽極板を使用した両極部が相対移動可能な電解めっき装置において、均一な厚みを有する金属箔を、連続して安価に製造する。
【課題を解決するための手段】
一定の間隙を隔てて対向して陽極部と陰極部とを相対移動可能に配置し、両極間にめっき液を流通させて通電することにより、陰極部の被めっき面に金属を電解析出させ、これを順次被めっき面から剥離して連続的に金属箔を得る装置であって、前記陽極部を構成する陽極板を複数枚に分割して、被めっき面の移動方向に対して傾斜するようにして並列配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、電解めっき法または電析製造技術によって、均一な金属箔を連続して製造する装置およびこれを使用した金属箔方法に関する。

電解めっき法による連続的な金属箔の製造法には、陰極として用いられる金属製ローラーに沿って所望の極間を隔て対向して設けられた陽極板の間にめっき液を供給し、両極間に電流を流して金属製ローラーの被めっき面に所望の金属を電析させ、電析金属を順次剥離して金属箔を連続して得る方法が採用されている。

この場合に、膜厚の均一な金属箔を得るためには金属製ローラーの被めっき面上に所望の金属を均一に電着させる必要があり、このためには、両極間に流れる電流密度分布を均一に制御する必要があるが、上記した構造を有する電解めっき装置を使用した場合には、その構造上陽極板を流れる電流が一様にならず、従って両極間に流れる電流密度分布が局所的に偏向するので、必ずしも膜厚の均一な金属箔を得ることができず、このために例えば遮蔽板等を用いて、電流密度分布の制御を行い不均一なめっき厚の是正を行うことが試みられてきた。

しかし、それでもなお、めっき厚の均一性が得られない場合には、特許文献１に見られるように、陽極板を複数枚に分割して電解液の進行方向に対して直角方向、つまり被めっき面の移動方向に対して平行に並列配置し、それぞれの陽極板に整流器を設置して電流密度分布の制御をすることが行われたが、この方法でも分割した個々の陽極板間の隙間によってめっき厚のうねりが発生し、例えばプリント配線基板などに用いる場合のようにより均一性の高い精密なめっき厚を求められる金属箔に対しては限界があった。
特許第３２０７９７７号公報

上述したように、従来の電解めっき法による金属箔の製造方法において均一な膜厚の金属箔を得るためには、陽極板を分割することによって可及的に電流密度分布を均一になるように制御しながら製造が行われていた。しかし、より精密な電流密度分布の制御を行うためには、陽極の分割数を可及的に多くすることが必要であり、陽極の数が多くなるとそれを制御する整流器の数が多くなり設備コストが上昇する欠点があった。また、陽極板の分割数を多くしても必ず陽極間に隙間が生じるため完全に電流密度分布を一定にすることは困難で、個々の陽極の電流密度分布に依存した局部的に不均一な膜厚の金属箔が製造され、また陽極間の隙間によるめっき厚のうねりが発生してしまうという欠点があった。

本発明者らは、従来の方法においては、各分割陽極板が被めっき面の移動方向に対して平行に設置されていたため、常に同じ相対位置に陽極があることとなり、その結果、各分割陽極板の電流密度分布の偏向がそのまま不均一な金属箔の製造に反映されてしまうという欠点に着目し、本発明を採用するに至った。
上記弊害を是正すべく、本発明に係る金属箔製造装置は、一定の間隙を隔て対向して陽極部と陰極部とを相対移動可能に配置し、両極間にめっき液を流通させて通電することにより、陰極部の被めっき面に金属を電解析出させ、これを被めっき面から剥離して連続的に金属箔を得る装置であって、前記陽極部を構成する陽極板を複数枚に分割して、被めっき面の移動方向に対して傾斜するようにして並列配置することを特徴とするものである。
また、本発明に係る他の金属泊製造装置は、陰極部は導電性金属素材製であることを特徴とし、或いは、陰極部は導電性金属をコーティングした不導体素材製であることを特徴とし、或いはまた、陽極部を構成する分割陽極板の被めっき面の移動方向に対する傾斜角は、５〜８５°であることを特徴とするものである。
更に、本発明に係る他の金属泊製造装置は、陽極部を構成する分割陽極板は、ＴｉやＰｔ等の不溶解性金属またはその合金素材製の一定幅を有する細長い板形状のものであることを特徴とし、或いは、陰極部を回転ローラーで構成し、陽極部を構成する分割陽極板を前記回転ローラーの曲率に沿って、湾曲状に固定配置する。または一定間隔をおいて並行に配置することを特徴とするものである。
また、本発明に係る金属箔製造方法は、陽極部を構成する陽極板を複数枚に分割して、この分割陽極板を、陰極部を構成する回転ローラーと一定の間隙を隔てて陰極部の被めっき面の移動方向に対して傾斜するようにして並列配置した装置を用い、回転ローラーを回転させて、回転ローラーの被めっき面と陽極板とを相対移動させながら、両極間にめっき液を流通させて通電することにより、回転ローラーの被めっき面に金属を電解析出させ、これを被めっき面から剥離して連続的に金属箔を得ることを特徴とするものである。

本発明に係る金属箔製造装置は、複数枚に分割した一定幅を持つ陽極板を被めっき面の移動方向に対して傾斜して平行に並列配置するものであって、このように陽極板を配置することにより、被めっき面の回転移動によって被めっき面に対する陽極板の相対位置が移動し、しかも、めっき面の移動中に隙間を生ずることがないので電流密度分布をより均一に制御することが可能となる。
また、本発明係る金属箔製造装置によって、陰極回転ローラー基板の被めっき面が回転移動することによって、該陰極の移動方向に対して傾斜した方向に対向して設けられた分割陽極板面の相対位置が被めっき面に対して少しずつ、ずれながら移動するため、陽極の位置や隙間による電流密度分布偏向の影響が平均化され、均一な金属箔の製造が実現できる。しかもこの方法を用いれば少ない分割数で均一な電流密度分布が制御することができ、均一な金属箔を低コストで製造することが可能となる。

本発明の実施形態について説明する。本発明は陽極部と陰極部とを相対移動させながら電解めっきを行う装置、例えば被めっき面上にＮｉなどの金属を電析させながら被めっき面を回転移動させ、電析金属上にさらに金属を電析させるようにしたローラー構造をもつ陰極部と、その被めっき面に対して一定の極間距離となるように陽極板を配置した陽極部からなる装置において、前記陽極部を構成する陽極板を複数枚に分割し、かつ前記分割陽極板を被めっき面の移動方向に対して傾斜して並列配置するものである。その傾斜角は５〜８５°の範囲が好ましい。傾斜角が５°未満では、陽極板が被めっき面に対してほぼ並行となり、傾斜による効果が得られなくなるため好ましくなく、一方、傾斜角が８５°を超えると、被めっき面に対してほぼ直角の位置になることから陽極を分割する効果がなくなるため好ましくないからである。

そして、その両極部の極間にポンプ等を介してめっき液を流通させて極間をめっき液で浸漬させながら、回転ローラー等に設けた給電部から両極間に電流を印加し、かつ印加電流について各分割電極板に設けられた整流器を用いて電流密度が可及的に均一になるように制御しつつ、陰極部を構成する回転ローラーの被めっき面上に所望の金属を電析させる。この間継続的に回転ローラーを回転させて、最終的に目的とする金属箔を連続的に剥離取得するものである。

回転ローラーには、導電性金属素材のほか、ポリイミド等の不導体素材上に導体となる金属をスパッタ法、蒸着法、その他のコーティング技術を使用して形成したものでよい。また、陽極板にはこの種の電解めっき装置において通常使用されるＴｉ、Ｐｔなどの不溶解性金属またはその合金素材が使用される。

本明細書においては、本発明の金属箔製造装置について陽極部に円弧状の固定陽極板を使用し、陰極部に回転式のローラーを使用して、両極部を相対移動させる形式のものについて記述したが、陽極部と陰極部が相対移動する方式の電解めっき装置であれば、他の形式の装置を用いてもよい。

また、製造に供する金属箔の種類は、電解めっきによって電析し得る金属であれば、いずれによらず適用することができる。

次にＮｉ金属箔製造装置の一例を図１に示す。薬液槽４内に陽極部を構成するＴｉ−Ｐｔの不溶解性の金属を使用した陽極部２を、陰極部を構成する回転ローラー３の曲率を合わせて一定の極間距離を保つようにして設置し、両極間にめっき液６を吹上げノズル５から供給流通させながら適宜設けられた給電装置（図示せず）を用いて通電して、回転ローラー３面上にＮｉ金属を電析させ、それを巻取機を使用して、順次回転ローラー３から剥離してＮｉ金属箔１を回収した。

図２は上方から見た陽極板２の配置位置の状況を示すものであり、陽極板２は図２に示すように８分割され、各分割陽極板７は、陰極回転ローラーにおける被めっき面の移動する方向に対して３０°の角度になるようにして平行に配置し、(1)〜(8)に示すように分割陽極板７ごとに８台の整流器（図示せず）を用いて電流密度が一定になるように制御した。制御した時の被めっき面での電流密度分布を計算で求めた結果を図３に示す。

分割陽極板７間には隙間が存在するために、その隙間の位置では電流密度分布を一定にすることは困難であり、このため回転ローラーが回転しない状態では電析するＮｉ金属のめっき厚さは不均一になってしまう。しかし、各分割陽極板７が陰極回転ローラーの回転による被めっき面の移動方向に対して傾斜して配置されているため、図２の矢印方向に被めっき面が継続的に移動すると、電流密度分布が不均一となる位置がずれるようにして移動するために、電流密度分布は平均化され、全体的には均一な電流密度分布を実現することができる。そしてこの方法により均一なＮｉ金属箔を製造することができた。

本実施例によるＮｉ金属箔の製造における、めっき液組成とめっき条件を表１に示す。この条件で製造されたＮｉ金属箔の膜厚分布を測定したところ、その差異は１％以下となり、実質的に均一な金属箔を得ることができた。

上述したように本発明によれば金属箔を安価な冶具構造を有する装置で均一に連続して製造することが可能となるのでその利用可能性は高い。

本発明の金属箔製造装置の概要を示す説明的側面図である。本発明の実施例における上面から見た本発明の分割陽極板と陰極被めっき面移動方向との相対位置関係を示す説明的平面図である。本発明の実施例における陰極静止状態での、電流制御された分割陽極板における被めっき面における電流密度分布を示す図面である。

符号の説明

１Ｎｉ金属箔
２陽極部
３回転ローラー（陰極部）
４薬液槽
５吹き上げノズル
６めっき液
７分割陽極板
８被めっき面における電流密度分布の結果
９分割した陽極の位置

Claims

一定の間隙を隔て対向して陽極部と陰極部とを相対移動可能に配置し、両極間にめっき液を流通させて通電することにより、陰極部の被めっき面に金属を電解析出させ、これを被めっき面から剥離して連続的に金属箔を得る装置であって、前記陽極部を構成する陽極板を複数枚に分割して、被めっき面の移動方向に対して傾斜するようにして並列配置することを特徴とする金属箔製造装置。
陰極部は導電性金属素材製であることを特徴とする請求項１に記載の金属箔製造装置。
陰極部は導電性金属をコーティングした不導体素材製であることを特徴とする請求項１に記載の金属箔製造装置。
陽極部を構成する分割陽極板の被めっき面の移動方向に対する傾斜角は、５〜８５°であることを特徴とする請求項１に記載の金属箔製造装置。
陽極部を構成する分割陽極板は、ＴｉやＰｔ等の不溶解性金属またはその合金素材製の一定幅を有する細長い板形状のものであることを特徴とする請求項４に記載の金属箔製造装置。
陰極部を回転ローラーで構成し、陽極部を構成する分割陽極板を前記回転ローラーの曲率に沿って、湾曲状に固定配置することを特徴とする請求項１乃至５に記載の金属箔製造装置。
陽極部を構成する陽極板を複数枚に分割して、この分割陽極板を陰極部を構成する回転ローラーと一定の間隙を隔てて陰極部の被めっき面の移動方向に対して傾斜するようにして並列配置した装置を用い、回転ローラーを回転させて、回転ローラーの被めっき面と陽極板とを相対移動させながら、両極間にめっき液を流通させて通電することにより、回転ローラーの被めっき面に金属を電解析出させ、これを被めっき面から剥離して連続的に金属箔を得ることを特徴とする金属箔製造方法。