JP2014105084A - 加熱処理装置及びシート状基材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状基材にシワを発生させず、小さな寸法変化率で加熱処理を行うことができる加熱処理装置及びシート状基材の製造方法を提供する。
【解決手段】長尺シート状のワーク１０を加熱処理する加熱処理装置であって、加熱処理前の前記ワークを吸着して供給する第１の吸着ロール２０と、加熱処理後の前記ワークを吸着して搬出する第２の吸着ロール２１と、前記第１の吸着ロールと前記第２の吸着ロールとの間において、前記ワークに空気を吐出して前記ワークを浮上させ、非接触で前記ワークを搬送するエアターンバー４０と、該エアターンバーで搬送されている前記ワークを加熱する加熱手段３０と、前記第２の吸着ロールと前記加熱手段との間に設けられ、前記ワークが前記第２の吸着ロールに到達するまでに前記ワークの蛇行を低減しながら前記ワークを搬送する蛇行低減手段９０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱処理装置及びシート状基材の製造方法に関する。

近年、電子機器の小型化に伴い使用される電子部品も小型化が要求されるようになってきている。そのような電子部品の製造に用いられる配線材料として、ポリイミドフィルム等の有機樹脂フィルム上に薄い金属層を形成し、該金属層上に数μｍ〜数十μｍの厚みで銅を電気めっきした２層めっき基板が知られている（例えば、特許文献１参照）。

電気めっき法により製造された２層めっき基板は、フォトリソグラフィー技術によって表面に微細な配線パターンが形成され、携帯電話やテレビ等の液晶パネルとドライバＩＣとの接続用配線材基板等に用いられている。

このような金属被覆樹脂基板を製造するための装置として、硫酸銅めっき液を用いて電気めっき処理を行う化学処理装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の装置によれば、ポリイミドフィルム状に薄い金属層を形成した長尺シート状の基材の幅方向を上下方向にし、ワーク上端及び下端をクランプで把持するとともに給電しながら、めっき槽でめっきを施すことにより１層のめっき槽で、高速に電気めっきを施すことが可能になっている。

特開２０１０−０３１３１６号公報 特開２００９−１２０８８９号公報

ところで、電気めっき法により析出した金属層は、めっき後数時間から数週間の間に室温で再結晶化が進行し、結晶粒が粗大化することが知られている。また、めっき電流密度が高いほど再結晶化が完了するまでの時間が短く、めっき電流密度が低いほど再結晶化が完了するまでの時間が長いことが分かっている。例えば、めっき電流密度が８Ａ／ｄｍ^２でめっきした場合には、僅か６時間程度で再結晶化が完了し、電流密度２Ａ／ｄｍ^２でめっきした場合には、１５時間程度で再結晶化が完了する。

通常のめっき装置では、電流密度２Ａ／ｄｍ^２程度のめっきでも、アノードと被めっき物との距離（極間距離）が離れている箇所があり、めっき中に極低電流密度でめっきされた層が周期的に形成されるため、再結晶化が完了するまでに１０日以上要することも多い。近年、発明者等の研究により、２層めっき基板の製造工程において、このようなめっき金属層の再結晶化に起因した不具合が多く発生していることが分かった。

先に示した硫酸銅めっきの場合、僅か数十から数百Å程度の結晶子径で析出した銅結晶は、室温再結晶によって３０００Å程度にまで粗大化し、同時に格子欠陥（原子間空隙）の減少と結晶方位の回転が発生する。このため、再結晶期間中は、折り曲げ性や伸び性などの様々な機械的特性が変動する上、金属層の体積減少に伴う寸法変化が発生する。また、銅結晶は僅かな応力で塑性変形し易いため、例えば、製品表面に付着したホコリなどがある場合、製品巻き取りコアに巻いた時に、金属層に転写し、目視で確認できる凹凸不良となってしまう。

再結晶化に起因した機械特性の変動と寸法変化は、再結晶期間が長いほど深刻な問題となる。上述の通り、通常のめっき装置でめっきした基板は、再結晶化完了までに１０日程度要するため、その期間、配線パターンの形成や出荷ができない。このことにより、製造工場では、再結晶化が完了するまで製品を出荷できない場合もあり、在庫の増加と操業効率の悪化を招いている。

一方、金属層が塑性変形し易いことに起因して発生する凹凸不良は、再結晶化期間が短いほど深刻な問題となる。再結晶化の期間が短い金属層ほど、めっき後に金属原子が室温で動き易いため、僅かな応力で塑性変形を起こし、転写痕等の凹凸不良を発生させると考えられる。

このような、金属層の塑性変形を発生させる起因物は、大きく３つに分類できる。１つ目は、製品を巻き取るための芯材として使用する樹脂製コア表面の凹凸である。製品をコアに巻いた際に、製品表面へ凹凸が転写される。対策として、製品の巻き内側に導電性のＰＥＴフィルムを数十ｍ巻いたり、高価な導電性ＦＲＰコアを使用したり、コア表面に軟らかい材料を被覆する手法が用いられる。しかし、これらの対策によっても、凹凸転写の完全解消には至っていない。２つ目は大気中の異物である。大気中の異物が製品表面に付着し、そのまま巻き取られることで凹凸が製品面に転写し、凹凸不良となってしまう。対策として、クリーンルーム内のクリーン度を上げる、製品巻取り部をブース化し作業者の立ち入りを制限する、作業者に対し過度なクリーン服を着用させ異物の発生を極力少なくするなどの手法が用いられる。しかし、これらの手法を用いても、異物を完全に無くすことは困難で、少なからず製品表面に異物が付着し、そのまま巻き取られて凹凸不良が発生している。３つ目は、ベースであるポリイミド等の有機樹脂フィルムの局所的な弛みや、フィラー等の凹凸である。こちらは、有機樹脂フィルムの平滑性を向上させることで改善できるが、実際には、弛みや凹凸を完全に解消することは不可能に近く、製品巻き取り後に凹凸が発生してしまう。

つまり、従来型のめっき装置では、１０日程度の間機械特性や寸法安定性が不安定である。一方、これらの解消を狙って、また、生産速度の向上を狙って高電流密度めっきを実施すると、再結晶化期間が短くなり、転写痕が発生し易くなる。そして、製品をコアから巻き出して検査してみると、全面に凹凸不良が発生しているということになる。例えば、特許文献２に示す縦型懸垂めっき装置では、液中で製品端部をチャックすることで給電しているため、高電流密度でのめっきが可能であるが、再結晶化の期間が短くなるため、製品表面への凹凸転写痕の解消が困難である。また、製品巻き取り前に再結晶化を完了させる目的で加熱工程を導入すると、製品に波打ち状のシワが発生し、また、加熱時の張力により金属層が延ばされるため、寸法変化率が極端に大きくなる。

そこで、本発明は、シート状基材にシワを発生させず、小さな寸法変化率で加熱処理を行うことができる加熱処理装置及びシート状基材の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る加熱処理装置は、長尺シート状のワークを加熱処理する加熱処理装置であって、
加熱処理前の前記ワークを吸着して供給する第１の吸着ロールと、
加熱処理後の前記ワークを吸着して搬出する第２の吸着ロールと、
前記第１の吸着ロールと前記第２の吸着ロールとの間において、前記ワークに空気を吐出して前記ワークを浮上させ、非接触で前記ワークを搬送するエアターンバーと、
該エアターンバーで搬送されている前記ワークを加熱する加熱手段と、
前記第２の吸着ロールと前記加熱手段との間に設けられ、前記ワークが前記第２の吸着ロールに到達するまでに前記ワークの蛇行を低減しながら前記ワークを搬送する蛇行低減手段と、を有する。

本発明の他の態様に係るシート状基材の製造方法は、長尺シート状のワークを第１の吸着ロールで吸着して供給し、供給された前記ワークをエアターンバーにより非接触で搬送しながら加熱処理し、加熱処理された前記ワークを第２の吸着ロールで吸着して搬出する加熱処理工程を有するシート状基材の製造方法において、
加熱処理された前記ワークが前記第２の吸着ロールに到達する前に、前記ワークの蛇行を低減させる蛇行低減工程を有する。

本発明によれば、長尺シート状のワークに対し、巻き取りの際のシワの発生を低減しつつ加熱処理を行うことができる。

本発明の実施形態１に係る加熱処理装置の一例を示した図である。 ワークにシワが発生するメカニズムについて説明するための図である。 本発明の実施形態２に係る加熱処理装置の一例を示した図である。図３（Ａ）は、本発明の実施形態２に係る加熱処理装置の一例の全体構成図である。図３（Ｂ）は、本発明の実施形態２に係る加熱処理装置の一例の近接ロール及び搬出側ワーク吸着ロールの拡大図である。 実施形態２に係る加熱処理装置の近接ロールの効果を確認するために行った実施例１における実施結果を示した図である。 本発明の実施形態２に係る加熱処理装置を用いて加熱処理を行った実施例２に係るシート状基材の製造方法の実施結果を示した図である。 本発明の実施例３に係る実施結果を示した図である。 本発明の実施例４に係る実施結果を示した図である。図７（Ａ）は、実施例４の試験方法を説明するための図である。図７（Ｂ）は、実施例３の実施結果を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る加熱処理装置の一例を示した図である。図１において、実施形態１に係る加熱処理装置は、供給側ワーク吸着ロール２０と、搬出側ワーク吸着ロール２１と、ヒータ３０と、エアターンバー４０、４１と、蛇行制御ロール５０と、エッジポジションセンサ６０と、ガイドロール７０、１００、１０１とを有する。また、関連構成要素として、ワーク１０が示されている。更に、エアターンバー４１と、蛇行制御ロール５０と、エッジポジションセンサ６０と、ガイドロール７０とで、蛇行低減ユニット９０を構成する。

図１において、実施形態１に係る加熱処理装置は、ワーク１０を供給する供給側ワーク吸着ロール２０と、ワーク１０を搬出する搬出側ワーク吸着ロール２１との間に、加熱手段であるヒータ３０と、搬送手段であるエアターンバー４０と、搬送しながら蛇行を低減する手段である蛇行低減ユニット９０が設けられた構成となっている。

ワーク１０は、本実施形態に係る加熱処理装置の被加熱処理対象であり、長尺シート状の形状を有している。ワーク１０は、種々の材料から構成されてよいが、例えば、ポリイミドフィルム等の有機樹脂フィルムの両面に、銅等の金属からなる金属層が形成されたものであってもよい。本実施形態に係る加熱処理装置は、シート状のワーク１０であれば、種々のワーク１０を加熱処理することが可能であるが、本実施形態においては、長尺シート状の有機樹脂フィルムの両面に、めっきにより金属層が形成されたワーク１０を用いた例を挙げて説明する。つまり、本実施形態においては、有機樹脂フィルムの両面に、めっき工程を経て金属層が形成され、形成された金属層を加熱処理（アニール）して金属層を再結晶化させる加熱処理工程に用いられる場合を例に挙げて説明する。

供給側ワーク吸着ロール２０は、ガイドロール１００から搬送されてきた加熱処理前のワーク１０を吸着し、加熱処理装置内に供給するための搬送用ロールであり、円筒形状を有する。ガイドロール１００までは、ワーク１０は、ワーク１０の幅１ｍ当たり５０Ｎ前後の張力で搬送されている。本実施形態に係る加熱処理装置においては、ワーク１０の幅１ｍ当たり１０Ｎ以下の低張力でワーク１０を搬送するため、一旦ワーク搬送のブレーキを掛けるべく、供給側ワーク吸着ロール２０は、吸着機能を有する。吸着は、種々の方法で行われてよいが、例えば、供給側ワーク吸着ロール２０の表面に微小な多数の孔を形成し、真空ポンプ等で排気して吸引を行うようにしてもよい。

ヒータ３０は、供給側ワーク吸着ロール２０から供給されたワーク１０を加熱処理するための加熱手段である。ヒータ３０は、ワーク１０の面に略平行に、ワーク１０を両面から挟むようにして設けられ、ワーク１０を両面から加熱処理する。ヒータ３０は、十分な加熱処理を可能とするため、図１に示すように、エアターンバー４０の両側に設けられることが好ましいが、十分な加熱処理が担保できれば、エアターンバー４０と供給側ワーク吸着ロール２０との間、又はエアターンバー４０、４１間のみに１つ設ける構成としてもよい。

エアターンバー４０は、長尺シート状のワーク１０を、非接触で空中搬送するための搬送手段である。具体的には、ワーク１０に空気を吐出して浮上させた状態で、ワーク１０の搬送経路を形成する。ワーク１０は、供給側ワーク吸着ロール２０の回転搬送により順次送り出されるので、エアターンバー４０でワーク１０が通過する経路を形成すれば、ワーク１０は非接触で搬送されることになる。また、エアターンバー４０は、ワーク１０に吐出するエアー圧で、ワーク１０の搬送張力を制御する。本実施形態に係る加熱処理装置においては、ワーク１０の幅１ｍ当たりの搬送張力が１０Ｎ以下の低張力となるように、エアターンバー４０の吐出エアー圧が設定・制御されている。

エアターンバー４０は、先端が半円状に形成されており、ワーク１０の１８０度の空気中のターンが可能に構成されている。よって、エアターンバー４０は、供給側ワーク吸着ロール２０及び搬出側ワーク吸着ロール２１よりも上方に配置され、供給側ワーク吸着ロール２０から供給されたワーク１０を一旦上方に浮上させ、１８０度エアターンさせることにより、再度下方にある搬出側ワーク吸着ロール２１の方向へとワーク１０を送り出して搬送している。

エアターンバー４１は、エアターンバー４０と同様に、長尺シート状のワーク１０を非接触で空中搬送するための搬送手段であり、加熱処理が終了したワーク１０を搬送する。エアターンバー４１は、エアターンバー４０と異なり、９０度のターンを行うエアターンバー４１が２つ設けられており、各々が９０度分の円弧形状部分を有している。このように、エアターンバー４０、４１は、搬送経路、用途に応じて種々のターン角、構成を有するものを選択することができる。

かかるエアターンバー４０，４１を用いることにより、ワーク１０を幅１ｍ当たり１０Ｎ以下の低張力で搬送することができるとともに、ワーク１０を両面から加熱することが可能な領域を形成することが可能となり、図１に示すように、ヒータ３０による両面同時加熱を容易に行うことができる。

蛇行制御ロール５０は、ワーク１０の蛇行量を制御するためのロールであり、ワーク１０の面に対する蛇行制御ロール５０の軸の傾斜量が可変に構成される。つまり、蛇行量は、ワーク１０の進行方向に垂直な方向における変位量であり、図１の紙面に垂直な方向におけるワーク１０の変位量である。これを修正するためには、蛇行制御ロール５０の円筒の軸を、図１における水平方向に回転させ、ワーク１０の面に対する角度を調整すればよい。つまり、図１において、蛇行制御ロール５０の手前側を左側に移動させ、奧側を右側に移動させれば、上から見て蛇行制御ロール５０は時計回りに回転し、ワーク１０は奥側に移動する。一方、蛇行制御ロールの手前側を右側に移動させ、奧側を左側に移動させれば、上から見て蛇行制御ロール５０は反時計回りに回転し、ワーク１０は手前側に移動する。このように、蛇行制御ロール５０は、水平方向の回転移動、つまりワーク１０の面に対する幅方向の角度、つまりワーク１０の面に対する接触の仕方を可変とすることにより、ワーク１０の蛇行量を制御することができる。

エッジポジションセンサ６０は、ワーク１０のエッジを検出するセンサであり、これによりワーク１０の蛇行量を検出できるので、蛇行量検出手段として機能する。エッジポジションセンサ６０は、例えば、ワーク１０を法線方向に挟むように設けられ、対向して配置された発光部と受光部を有し、発光部からワーク１０のエッジに向けて照射した光を受光部で受光し、エッジによる遮蔽の程度からワーク１０のエッジ位置を検出するものであってもよい。ワーク１０のエッジに位置を検出することにより、基準位置からのワーク１０のズレ量を検出することができ、これに基づいて蛇行量を算出することができる。

なお、本実施形態では、蛇行量検出手段としてエッジポジションセンサ６０を用いた例を挙げているが、ワーク１０の蛇行量が検出できれば、種々の検出手段を用いることができる。

蛇行制御ロール５０は、エッジポジションセンサ６０によるワーク１０の蛇行量の検出結果に基づいて、ワーク１０の蛇行量をゼロに近付けるように蛇行制御ロール５０の抱き角を制御する。

ガイドロール７０は、ワーク１０に接触してワーク１０を送り出すための搬送手段であり、例えば、ガイドロール１００、１０１と同様に構成されてもよい。

搬出側ワーク吸着ロール２１は、加熱処理されたワーク１０を吸着し、搬出するためのロールである。搬出側ワーク吸着ロール２１も、供給側ワーク吸着ロール２０と同様に、ワーク１０を真空吸着することにより、ワーク１０がガイドロール１０１に引っ張られて大きな張力が加えられることを防止する役割を果たす。つまり、供給側ワーク吸着ロール２０と搬出側ワーク吸着ロール２１とで、ガイドロール１００、１０１と搬送張力的に切り離された低張力の搬送領域を形成する。

ガイドロール１０１は、加熱処理後の搬出側ワーク吸着ロールから搬出されたワーク１０を送り出して搬送する搬送手段である。ガイドロール１０１以降は、ワーク１０の幅１ｍ当たり５０Ｎ程度の高い張力でワーク１０を搬送する領域となる。

このように、実施形態１に係る加熱処理装置によれば、低張力の領域を形成し、低張力での加熱処理を可能にすることにより、表面に形成されためっき層の迅速な再結晶化を可能にするとともに、ワーク１０の寸法変形率を小さくし、寸法安定性を高めることができる。また、エッジポジションセンサ６０及び蛇行制御ロール５０を有する蛇行低減ユニット９０を設けたことにより、搬出側ワーク吸着ロール２１にワーク１０が吸着固定される前に、ワーク１０の蛇行を低減させることができ、ワーク１０にシワが発生することを低減することができる。また、かかる加熱処理装置を用いてワーク１０の加熱処理を行うことにより、シート状基材を製造することができる。

〔実施形態２〕
上述の実施形態１に係る加熱処理装置では、エッジポジションセンサ６０及び蛇行制御ロール５０を有する蛇行低減ユニット９０を設けたことにより、ワーク１０の蛇行を低減させることができ、ワーク１０にシワが発生することを低減することができるが、実施形態２に係る加熱処理装置では、更にシワの発生を防止するための構成要素を追加した加熱処理装置について説明する。なお、実施形態２において、実施形態１で説明したのと同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

図２は、ワークにシワが発生するメカニズムについて説明するための図である。図２において、ガイドロール７０と、搬出側ワーク吸着ロール２１と、それらにより搬送されているワーク１０の正面図が示されている。なお、図２において、ガイドロール７０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間の距離をＬとし、ワーク１０の蛇行量をＭとする。

ワーク１０が蛇行した場合、図２に示す通り、ワーク１０に張りと弛みが生じる。この弛みは、Ｌ=５００ｍｍのとき、ワーク１０の蛇行量Ｍが２ｍｍ以上となると、搬出側ワーク吸着ロール２１に吸着され、折れシワとなる。この時、距離Ｌが長いほど許容できる蛇行量Ｍは大きくなるが、距離Ｌを大きくとると搬出側ワーク吸着ロール２１による保持力が低下し、蛇行量Ｍが大きくなるため、長くともワーク１０の２倍程度が適正な範囲となる。そのため、ガイドロール７０と搬出側ワーク吸着ロール２１間の距離Ｌを大きくするだけの対処では、シワを解消することが困難な場合がある。概ねＭ／Ｌ＝０．００４以上となると、ワーク１０にシワが発生する範囲となる。

図３は、本発明の実施形態２に係る加熱処理装置の一例を示した図である。図３（Ａ）は、本発明の実施形態２に係る加熱処理装置の一例の全体構成図である。

実施形態２に係る加熱処理装置では、蛇行低減ユニット９１が、ガイドロール７０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間であって、搬出側ワーク吸着ロール２１に近接した位置に、近接ロール８０を備えている点で、実施形態１に係る加熱処理装置と異なっている。近接ロール８０は、円筒形の形状を有し、ワーク１０と接触して回転し、ワーク１０を送り出す一般的な搬送ロールとして構成されてよい。なお、その他の構成要素については、実施形態１に係る加熱処理装置と同様の構成要素を備えているので、対応する構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

図３（Ｂ）は、本発明の実施形態２に係る加熱処理装置の一例の近接ロール及び搬出側ワーク吸着ロール２１の拡大図である。図３（Ｂ）に示すように、近接ロール８０は、搬出側ワーク吸着ロール２１と近接して配置され、例えば、搬出側ワーク吸着ロール２１と鉛直方向において重なる、つまり被るように配置されてもよい。

近接ロール８０は、搬出側ワーク吸着ロール２１の手前側に配置され、ワーク１０が搬出側ワーク吸着ロール２１に吸着されて固定される前に、ワーク１０の蛇行によるズレを低減する役割を果たす。つまり、ワーク１０は、搬出側ワーク吸着ロール２１に吸着固定される前に、吸着機能を有しない近接ロール８０に巻き回されることにより、近接ロール８０に沿って搬送され、ガイドロール７０を経た後も存在するズレ、うねりが是正される。そして、ワーク１０の位置を整えた状態で搬出側ワーク吸着ロール２１に供給するため、シワが発生した状態で搬出側ワーク吸着ロール２１に吸着されてしまうことを防止することができる。

なお、図３（Ｂ）に示すように、近接ロール８０のワーク１０の抱き角をθ、近接ロール８０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間隔をＤ、近接ロール８０が搬出側ワーク吸着ロール２１に重なるように入り込む近接ロール被り量をＣとすると、近接ロール８０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間隔Ｄが、シワの発生防止に大きく関連していることを発明者等は見出した。具体的には、近接ロール８０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間隔Ｄを、０≦Ｄ≦２００ｍｍに設定することでシワをより効果的に抑制できることが分かった。

〔実施例１〕
図４は、実施形態２に係る加熱処理装置の近接ロールの効果を確認するために行った実施例１における実施結果を示した図である。

図４において、横軸に搬送時間（ｍｉｎ）、縦軸に蛇行量（ｍｍ）が示されている。なお、蛇行量は、方向と大きさの双方が示されているが、蛇行量の大きさ自体は絶対値で示されることになる。実施例１においては、図３に示した実施形態２に係る加熱処理装置について、近接ロール無し（曲線Ｐ）、近接ロール８０を設けて、近接ロール８０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間隔ＤをＤ＝０（曲線Ｑ）、Ｄ＝１００（曲線Ｒ）、Ｄ＝２００（曲線Ｓ）、Ｄ＝２５０（曲線Ｔ）とした場合の搬送時間と蛇行量の関係が示されている。

近接ロール８０が存在しない場合は、曲線Ｐで示される特性であったが、蛇行量が−２ｍｍの段階で、若干のシワが発生した。

また、近接ロール８０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間隔ＤがＤ＝２５０ｍｍの場合は、曲線Ｔで示される特性であったが、蛇行量が約２．５ｍｍの段階で、若干のシワが発生した。

一方、近接ロール８０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間隔ＤがＤ＝０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍの場合は、それぞれ曲線Ｑ、Ｒ、Ｓで示される特性であったが、蛇行量の絶対値が３．５ｍｍ、４ｍｍまで達しても、シワが全く生じなかった。

かかる結果から、近接ロール８０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間隔Ｄが０≦Ｄ≦２００ｍｍの場合に最もワーク１０のシワの発生を防止できる良好な結果が得られることが分かる。

このように、実施形態２及び実施例１に係る加熱処理装置によれば、蛇行量低減ユニット９１が、ガイドロール７０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間であって、搬出側ワーク吸着ロール２１の手前の搬出側ワーク吸着ロール２１に近接した箇所に近接ロール８０を設けることにより、加熱処理後のワーク１０のシワの発生を更に低減することができる。更に、近接ロール８０と搬出側ワーク吸着ロール２１との間隔Ｄを０≦Ｄ≦２００ｍｍに設定することにより、シワの発生を更に効果的に抑制することができる。また、かかる加熱処理装置を用いてワーク１０の加熱処理を行うことにより、シート状基材を製造することができる。

なお、実施形態２及び実施例１に係る加熱処理装置は、最も効果の高い実施形態を示したものであり、実施形態１に係る加熱処理装置においても、従来の加熱処理装置より十分に有利な効果を得ることができ、シワの発生を抑制し、寸法変化率の小さい加熱処理を行うという冒頭で述べた課題を解決することができる。

〔実施例２〕
図５は、本発明の実施形態２に係る加熱処理装置を用いて加熱処理を行った実施例２に係るシート状基材の製造方法の実施結果を示した図である。

実施例２においては、両面にめっき層が形成されたワークを加熱した場合（本実施例）と、加熱しなかった場合（比較例）におけるワークの寸法変化率を測定して比較した。

なお、実施例２のワークのめっき層形成の条件は、ワークとして１２．５μｍのＫａｐｔｏｎ５０ＥＮ（登録商標）のポリイミドからなるフィルム状（シート状）基材を用い、両面０．５μｍのめっき厚で銅を用いてめっきした。生産速度は５ｍ／分であり、めっき工程等の他の工程における搬送張力は、巻き出しでワークの幅１ｍ当たり５０Ｎ、巻き取りも同様に５０Ｎである。一方、加熱処理装置における低張力加熱処理工程では、張力がワークの幅１ｍ当たり５Ｎ、加熱温度１５５℃、加熱時間２４秒の条件で実施した。

寸法変化率は、フィルム状基材の両面にめっき層が形成された状態を初期状態として寸法測定を行い、本実施例に係る加熱処理装置を用いて加熱処理を行い、めっき層を剥離し、ポリイミド基材の状態で更に加熱を行った状態で寸法測定を再度行った。

図５において、寸法変化率は初期状態からの寸法の変化を示しており、原点に近い程、寸法変化率が小さいことになる。図５に示すように、１５５℃で２４秒加熱した実施例２では、加熱無しの比較例の場合と比べて、寸法変化率を大幅に低減させることができた。

実施例２の結果から、本実施例に係る加熱処理装置で加熱処理を行うことにより、寸法変化率を低減させ、寸法安定性を向上させることができることが分かる。

〔実施例３〕
図６は、本発明の実施例３に係る実施結果を示した図である。実施例３においては、両面にめっき層が形成されたシート状基材を枚葉に切り出し、加熱無し〜１９０℃の範囲で２４秒間加熱し、寸法変化率を測定した。なお、図６において、Ｍｅｔｈｏｄ−Ｘとあるのは、シート状基材の両面にめっき層が形成された状態を初期状態とし、本実施例に係る加熱装置により加熱処理した後、めっき層を剥離した状態で寸法を測定した場合の実施結果である。一方、Ｍｅｔｈｏｄ−Ｙとあるのは、Ｍｅｔｈｏｄ−Ｘと同様の処理を行い、めっき層を剥離した後、更にめっき層剥離後のポリイミド基材を１５０℃で３０分加熱した場合の寸法変化率を測定した場合の実施結果である。

図６に示すように、Ｍｅｔｈｏｄ−Ｘ，Ｙの双方の実施結果において、１５０〜１６０℃で加熱した場合の寸法変化率が最も小さくなっている。このことから、めっき後に枚葉状態でワークを加熱すると、寸法安定性を改善できることが分かる。つまり、ワークを切り出した枚葉状態は、切り出したワークに張力を加えていない状態の加熱であるので、ワークに大きな張力を加えずに、低張力で加熱することにより寸法変化率を小さくできることが示されている。この点、低張力で加熱処理を行う本発明の優位性が実証されたと言える。

〔実施例４〕
図７は、本発明の実施例４に係る実施結果を示した図である。実施例４においては、加熱処理の寸法変化率に与える影響を示す実施結果を得た。

図７（Ａ）は、実施例４の試験方法を説明するための図である。まず、実施例４においては、実施例２、３で説明したように、シート状基材の両面に銅のめっき層が形成されためっき基板の状態を初期状態Ａとして寸法変化率を測定した。一方、実施例４においては、Ａの状態のめっき基板を、本実施例に係る加熱装置により１５０℃で２４秒加熱し、加熱処理後のめっき基板を初期状態Ａ’として比較を行った。なお、Ｍｅｔｈｏｄ−Ｘでは、実施例３で説明したのと同様に、銅めっき層が剥離された状態での寸法変化率の測定を行い、Ｍｅｔｈｏｄ−Ｙでは、銅めっき層剥離後に更にポリイミド基材を１５０℃で３０分加熱してから測定を行った。

図７（Ｂ）は、実施例３の実施結果を示した図である。図７（Ｂ）に示すように、加熱前のめっき基板を初期状態Ａとすると、加熱処理後にＭｅｔｈｏｄ−Ｘで測定した場合の寸法変化率は、幅方向及び搬送方向の双方とも約５％、Ｍｅｔｈｏｄ−Ｙで測定した場合の寸法変化率は幅方向及び搬送方向の双方とも５％以上となる。

一方、加熱後のめっき基板を初期状態Ａ’とすると、加熱処理後にＭｅｔｈｏｄ−Ｘで測定した場合の寸法変化率は、幅方向では５％近くあるが、搬送方向では５％より大幅に小さい。また、Ｍｅｔｈｏｄ−Ｙで測定した場合の寸法変化率は、幅方向では５％以上となるが、搬送方向では５％未満である。

このように、めっき後に基板を枚葉加熱することにより、めっき基板毎に寸法が変化するので、枚葉加熱により、予めめっき基板をその後の処理による寸法変化が少ない状態にすることが可能である。つまり、出荷後に客先でめっき層が溶解され、シート状基板が用いられた場合であっても、その時の寸法変化を小さくすることができる。よって、低張力状態でめっき基板の加熱処理を行い、その後にめっき基板を出荷する利点は極めて大きい。

一般に、めっき後に加熱処理を行うと、再結晶化により、めっき層の表面の凹凸を低減させる利点が得られる代わりに、めっき基板（シート状基材）にシワが発生し易くなるという問題が生じるが、本発明に係る加熱処理装置及びシート状基材の製造方法によれば、加熱処理時の蛇行を低減し、シワの発生を防止することができるので、加熱処理による恩恵を十分に享受することが可能となる。

また、本実施形態に係る加熱処理装置は、めっき装置と一体となって構成され、有機樹脂フィルムの両面に、薄い金属層がシード層として形成されたものがワークとして用いられ、かかるワークにめっき処理及び加熱処理を行うことにより、シート状基材（めっき基板）を製造する用途に用いられてもよい。めっき処理を行う場合、シード層はスパッタリングにより形成されるが、シード層の形成プロセスにおいても、ワークに熱負荷がかかる。従来、シワの発生の問題から、めっき後に加熱処理を行わずに出荷していたが、かかる場合には、出荷先でめっき層を剥離した際の変形率が大きいことから、スパッタリング時に大きな熱負荷がかからないように、ゆっくりと処理を行わざるを得なかった。本実施形態に係る加熱処理装置及びシート基材の製造方法によれば、シワの発生を気にする必要が無く、めっき処理後に加熱処理を行えるため、図７に示したように、客先での寸法変化率を低減することができる。よって、スパッタリング工程の処理速度を通常よりも速めることが可能となる。このように、本実施形態に係る加熱処理装置及びシート状基材の製造方法は、製造工程全体のタクトタイムを短縮し、スループットを向上させる効果をももたらすことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

１０ ワーク
２０ 供給側ワーク吸着ロール
２１ 搬出側ワーク吸着ロール
３０ ヒータ
４０、４１ エアターンバー
５０ 蛇行制御ロール
６０ エッジポジションセンサ
７０、１００、１０１ ガイドロール
８０ 近接ロール
９０、９１ 蛇行低減ユニット

Claims (17)

1. 長尺シート状のワークを加熱処理する加熱処理装置であって、
   加熱処理前の前記ワークを吸着して供給する第１の吸着ロールと、
   加熱処理後の前記ワークを吸着して搬出する第２の吸着ロールと、
   前記第１の吸着ロールと前記第２の吸着ロールとの間において、前記ワークに空気を吐出して前記ワークを浮上させ、非接触で前記ワークを搬送するエアターンバーと、
   該エアターンバーで搬送されている前記ワークを加熱する加熱手段と、
   前記第２の吸着ロールと前記加熱手段との間に設けられ、前記ワークが前記第２の吸着ロールに到達するまでに前記ワークの蛇行を低減しながら前記ワークを搬送する蛇行低減手段と、を有する加熱処理装置。
2. 前記蛇行低減手段は、前記エアターンバーと異なる第２のエアターンバーを含む請求項１に記載の加熱処理装置。
3. 前記エアターンバーは、前記第１の吸着ロール及び前記第２の吸着ロールよりも上方に設けられ、前記第１の吸着ロールから供給された前記ワークを上方に搬送してから下方に折り返して搬送し、
   前記第２のエアターンバーは、前記エアターンバーよりも下方に設けられ、前記エアターンバーから搬送された前記ワークを上方に折り返して搬送する請求項２に記載の加熱処理装置。
4. 前記蛇行低減手段は、前記第２の吸着ロールと前記第２のエアターンバーとの間に、前記ワークと、前記ワークの面に対する幅方向の角度を調整可能に接触する蛇行制御ロールを有する請求項３に記載の加熱処理装置。
5. 前記蛇行低減手段は、前記蛇行制御ロールの後に、前記ワークの蛇行量を検出する蛇行量検出手段を有し、前記蛇行制御ロールの前記ワークの面に対する幅方向の角度は、前記蛇行量検出手段により検出された前記蛇行量に基づいて制御される請求項４に記載の加熱処理装置。
6. 前記蛇行低減手段は、前記蛇行制御ロールと前記第２の吸着ロールとの間に設けられ、前記ワークに接触して前記ワークの搬送方向をガイドするガイドロールを有する請求項４又は５に記載の加熱処理装置。
7. 前記蛇行低減手段は、前記ガイドロールと前記第２の吸着ロールとの間であって、前記第２の吸着ロールに近接した箇所に、前記ワークにシワが発生した状態で前記第２の吸着ロールに接触することを防止する近接ロールを有する請求項６に記載の加熱処理装置。
8. 前記第２の吸着ロールと前記近接ロールとの間隔が、０〜２００ｍｍである請求項７に記載の加熱処理装置。
9. 前記ワークの前記第１の吸着ロールから前記第２の吸着ロールまでの間の搬送張力は、前記ワークの幅１ｍ当たり１０Ｎ以下である請求項１乃至８のいずれか一項に記載の加熱処理装置。
10. 前記ワークは、樹脂性のフィルムの両面にめっき層が形成されたシート状基材である請求項１乃至９のいずれか一項に記載の加熱処理装置。
11. 長尺シート状のワークを第１の吸着ロールで吸着して供給し、供給された前記ワークをエアターンバーにより非接触で搬送しながら加熱処理し、加熱処理された前記ワークを第２の吸着ロールで吸着して搬出する加熱処理工程を有するシート状基材の製造方法において、
    加熱処理された前記ワークが前記第２の吸着ロールに到達する前に、前記ワークの蛇行を低減させる蛇行低減工程を有するシート状基材の製造方法。
12. 前記蛇行低減工程は、前記エアターンバーにより非接触で搬送した前記ワークを前記エアターンバーと異なる第２のエアターンバーで前記ワークを更に非接触で搬送し、蛇行制御ロールに接触させ、蛇行を低減させる工程を含む請求項１１に記載のシート状基材の製造方法。
13. 前記蛇行低減工程は、前記蛇行制御ロールに接触した前記ワークの蛇行量を検出し、前記蛇行制御ロールの前記ワークの面に対する幅方向の角度を制御する工程を含む請求項１２に記載のシート状基材の製造方法。
14. 前記蛇行低減工程は、前記蛇行制御ロールに接触して搬送された前記ワークをガイドロールで送り出す工程を含む請求項１３に記載のシート状基材の製造方法。
15. 前記蛇行低減工程は、前記ガイドロールと前記第２の吸着ロールとの間であって、前記第２の吸着ロールに近接した箇所に設けられた近接ロールに前記ワークを送り込み、前記ワークのシワの発生を低減させる工程を含む請求項１４に記載のシート状基材の製造方法。
16. 前記近接ロールは、前記第２の吸着ロールから０〜２００ｍｍの間隔を有して配置され、前記ワークのシワの発生を低減させる工程が行われる請求項１５に記載のシート状基材の製造方法。
17. 前記加熱処理工程における前記ワークの搬送張力は、前記ワークの幅１ｍ当たり１０Ｎ以下である請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のシート状基材の製造方法。

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