JP2012251183A - めっき処理装置およびめっき基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面の微細な凹凸を除去し、健全な平滑性を与えるめっき処理装置、および健全な平滑性を有するめっき基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 長尺シート状のワークを連続的にワーク供給装置からめっき槽を含む少なくとも１槽の処理槽に搬入してめっき処理した後、ワーク巻取装置により連続的に巻き取るめっき処理装置において、そのワーク巻取装置とめっき処理槽間に熱処理装置を備えることを特徴とするめっき処理装置である。
【選択図】図２

Description

本発明はＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）等に用いられるフレキシブル回路基板のような長尺のシート状に連続的にめっきなどの化学処理を施すめっき装置、およびそのめっき処理装置を用いて製造しためっき表面の平滑性、特に表面の微細凹凸の無いめっき基板の製造方法に関するものである。

近年、液晶テレビ、携帯電話等の電子機器には可撓性のある絶縁性基板上に配線回路を形成したいわゆるフレキシブル回路基板が用いられることが多くなってきている。
そのようなフレキシブル回路基板の製造の用いられる従来のめっき装置、即ちめっき装置は、例えば特許文献１に記載されるような装置が用いられてきている。

図５に示す従来から用いられてきためっき装置は、リールに巻かれたワーク（長尺シート状の被めっき材料）を供給するためのワーク供給装置１と、そのワーク１０をリールに巻き取るワーク巻取装置２との間に、ワーク１０にめっきを施すための前処理槽３、めっき槽４、後処理槽５を、直線状に配置、構成した装置で、前処理槽３、めっき槽４、後処理槽５の各槽上部にワーク１０の上端を挟持して給電し、ワーク１０の面を垂直方向としてワーク供給装置１からワーク巻取装置２へワーク１０を連続的に搬送しながらめっき処理装置３０が開示されている。

従来、図５に示す構成のめっき装置３０を用いることにより、ワークの電流密度を均一、且つ高くすることによって、めっき槽を一槽とすることができ、ワークに大きな張力をかけることなく長尺シートにめっきを施すことを可能にしている。

しかしながら、図５に示されるめっき装置を用いてめっきを施した場合に、めっきの電流密度を高くしていくとめっき表面には図６に示すような微細な凹部（ディンプル）が形成されてしまい、その表面の平滑性を損なうという問題を抱えていた。
特にめっき電流密度が５Ａ／ｃｍ^２を超えると、上記の微小凹部の増加し、フレキシブル基板を作成する際の配線形成に問題が生じる事がわかった。

特開２００６−１９３７９４号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、表面の微細な凹部を生ずることなく、健全な平滑性を与える化学処理装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決する本発明の第１の発明は、長尺シート状のワークを連続的にワーク供給装置からめっき槽を含む少なくとも１槽の処理槽に搬入してめっき処理した後、ワーク巻取装置により連続的に巻き取るめっき処理装置において、そのワーク巻取装置とめっき処理槽間に、熱処理装置を備えることを特徴とするめっき処理装置である。

本発明の第２の発明は、第１の発明における熱処理装置が、熱処理前後のワーク搬送張力より低い張力下で熱処理する低張力熱処理装置を備えることを特徴とするめっき処理装置である。

本発明の第３の発明は長尺シート状のワークを連続的にめっき処理した後、熱処理を施すことを特徴とするめっき基板の製造方法である。

本発明の第４の発明は、第３の発明おける熱処理が熱処理前後のワーク搬送張力より低い張力下で熱処理する低張力熱処理を施すことを特徴とするめっき基板の製造方法である。

本発明の第５の発明は、第４の発明における低張力熱処理が、めっき処理により形成されためっき層を有するワークを、５Ｎ以下の低張力状態で、そのめっき層が再結晶する熱処理であることを特徴とするめっき基板の製造方法である。

本発明によれば、表面欠陥の無い優れた平滑性を有するめっき基板を提供することが可能であり、工業上顕著な効果を奏するものである。

本発明のめっき装置の一実施例を示す配置模式図である。 本発明の低張力熱処理装置の実施例の一例を説明する模式図である。 低張力熱処理条件の説明図で、めっき材質を銅とした場合のディンプル欠陥の熱処理温度との関係を示す図である。 低張力熱処理条件の説明図で、めっき材質を銅とした場合のウェーブ欠陥の張力との関係を示す図である。 従来のめっき装置を示す配置模式平面図である。 めっき基板の表面欠陥の形態を示す写真で、（ａ）はディンプル欠陥（微細凹凸）、（ｂ）はウェーブ欠陥である。

本発明に係るめっき装置の一例を図１に示す。
図１は、配置模式平面図で、２０はめっき装置を表し、１はワーク供給装置、２はワーク巻取装置、３は前処理槽、４はめっき槽、５は後処理槽、６、７はエンドレスベルトの折り返し用プーリー、８はエンドレスベルト、１０はワーク、１１は低張力熱処理装置、２０はめっき装置である。

図１に示すようにワーク巻取装置２にワーク１０を巻き取る前に、低張力下で、めっきが再結晶する条件における熱処理（以下、低張力熱処理と称す）を図１の低張力熱処理装置１１により行う。
この低張力熱処理は、巻取時におけるめっき皮膜の再結晶の進展により生じるめっき面のディンプル状凹み（図６（ａ）参照）の発生を防ぎ、搬送中のワークの伸びとめっきの再結晶の完了によるウェーブ（波目模様、図６（ｂ）参照）発生を防止するために行うもので、張力５Ｎ以下で、めっきが再結晶する温度条件で行うものである。

その熱処理時の張力が、５Ｎより大きい場合には、この熱処理時においてワークにウェーブが発生しやすくなり、基板の平坦性を重視するめっき基板の用途には不適当である。
熱処理温度に関しては、めっきを再結晶させることが目的であることから、めっきの材質によって適正な温度を選択して行うものである。

めっき材質を銅とした場合の熱処理時の温度、張力と欠陥（ディンプル、ウェーブ）との関係を図３、図４に示す。
図３は、５０Ｎの張力下で３６秒間保持した場合の熱処理温度によるディンプル欠陥の推移を表したものである。図３からわかるように、５０℃前後からディンプル欠陥は減少し、１５０℃でほとんど見られなくなっている。この１５０℃、３６秒間加熱の条件は、銅めっきが再結晶を開始、成長する条件である。
一方、この１５０℃、３６秒間加熱の条件における張力の影響は、図４に示されるように、ディンプル欠陥は、１５０℃、３６秒間の温度・時間条件において、どの張力域でも、その発生は見られないが、ウェーブ欠陥は、５０Ｎでは極めて煩雑に発生し、張力２０Ｎ付近までは、その影響が大きいが、その後張力の減少に伴って、急激に発生量を減少させ、５Ｎ近辺においては、その発生を許容レベルに抑えることがわかる。

すなわち、ウェーブ欠陥の発生は張力の大きさに依存し、めっきの材質にはあまり影響を受けないと考えられ、一方、ディンプル欠陥は張力の大きさには影響されず、めっきの材質に依存することがわかる。したがって、ウェーブ欠陥の発生に対して張力を５Ｎ以下に制御し、ディンプル欠陥の発生に対して、熱処理温度、時間の条件をめっき材質の再結晶条件に合わせることで、両欠陥の発生を防ぐものである。

このような低張力熱処理を行う低張力熱処理装置の一例を図２に示す。図２において、１１は低張力熱処理装置、１２は吸着ロール、１３はエアーフローターン部、１４は熱風加熱装置、１０はワークである。

図２を用いて低張力熱処理を説明する。
後処理槽（図１、符号５）などの最終処理槽を搬出されたワーク１０は、低張力熱処理装置１１の吸着ロール１２に吸着されながら導入され、熱風加熱装置１４により、めっき表面の再結晶を目指して加熱されると同時に、エアーフローターン部に導かれてエアーフローにより非接触状態となり、その張力を５Ｎ以下に制御される。張力が５Ｎ以下の状態でさらに熱風加熱装置１４によってめっき面の再結晶化が行われることで、健全な平滑性を有するワークが装置外に導出されて処理が終了する。

ポリイミドフィルム上に導電性金属層を形成した幅５２４ｍｍ、長さ３００ｍ、その厚みが２５μｍのワーク１０を、図１に示すワーク供給装置１に取り付け、本発明に係るめっき処理装置を用いて、搬送張力を５０Ｎ、搬送速度０．５ｍ／ｍｉｎでワークを搬送しながら、化学処理槽４にて電流密度６Ａ/ｃｍ^２でめっき処理を行った。

両面に８μｍのＣｕめっきを形成した後に、熱処理時間を３６秒に固定し、熱処理温度を、２５℃、５０℃、７５℃、１００℃、１２０℃、１４０℃、１５０℃として熱処理を施してめっき部材を作成し、作成後のディンプル状凹みを観察した結果を図３に示す。

その結果、熱処理温度が５０℃を越えるところからディンプル状凹みが減少し、１４０℃以上では、めっき部材にディンプル状凹みは観察できず、平滑性に優れためっき部材を得る事ができた。

めっき処理後の熱処理温度１５０℃、３６秒に固定し、図２に示す、低張力熱処理装置１１を用いて、熱処理（加熱）中のワーク１０の搬送張力を０Ｎ、５Ｎ、１０Ｎ、１５Ｎ、２０Ｎ、２５Ｎ、５０Ｎとして熱処理を施した以外は、実施例１と同一条件にてめっき部材を作成し、作成後のディンプル状凹みとワークのウェーブを観察した結果を図４に示す。

その結果、いずれの搬送張力においても、ディンプル状凹みの個数に変化は無かったが、搬送張力が５Ｎを超えるとワーク１０が顕著にウェーブ状になることが判った。

１ ワーク供給装置
２ ワーク巻取装置
３ 前処理槽
４ めっき槽（化学処理槽）
５ 後処理槽
６、７ エンドレスベルトの折り返し用プーリー
８ エンドレスベルト
１０ ワーク
１１ 低張力熱処理装置
１２ 吸着ロール
１３ エアーフローターン部
１４ 熱風加熱装置
２０ 本発明のめっき装置
３０ 従来のめっき装置

Claims (5)

1. 長尺シート状のワークを連続的にワーク供給装置からめっき槽を含む少なくとも１槽の処理槽に搬入してめっき処理した後、ワーク巻取装置により連続的に巻き取るめっき処理装置において、
   前記ワーク巻取装置とめっき処理槽間に熱処理装置を備えることを特徴とするめっき処理装置。
2. 前記熱処理装置が、
   熱処理前後のワーク搬送張力より低い張力下で熱処理する低張力熱処理装置を備えることを特徴とする請求項１記載のめっき処理装置。
3. 長尺シート状のワークを連続的にめっき処理した後、該ワークを熱処理することを特徴とするめっき基板の製造方法。
4. 前記熱処理が、熱処理前後のワーク搬送張力より低い張力下で熱処理する低張力熱処理を施すことを特徴とする請求項３記載のめっき基板の製造方法。
5. 前記低張力熱処理が、めっき処理により形成されためっき層を有するワークを、５Ｎ以下の低張力状態で、前記めっき層が再結晶する熱処理であることを特徴とする請求項４記載のめっき基板の製造方法。